網路分層模型 OSI 與 TCP IP

2021-10-01 15:06:32 字數 4463 閱讀 8757

目錄

1、osi 模型

2、tcp/ip 模型

3、總結

目前存在的兩種網路分層模型:osi 模型和 tcp/ip 模型。osi 模型一共分為七層,tcp/ip 模型和 osi 模型類似,但是只分為四層

osi(open systems interconncection)開放系統互聯,是網路通訊的一種通用框架,它分為七層,並且定義了在每一層上資料的處理方法。具體的每一層如下圖所示:

層數層名備註7

如:dns 和 http

6表示層(presentation)

資料的轉換,壓縮和加密

5會話層(session)

單向、半雙工、全雙工

4傳輸層(transport)

tcp 、udp

3網路層(network)

路由器2

資料鏈路層(data link)

交換機1

物理層(physical)

網絡卡、集線器(hub)

第六層表示層(presentation):

這裡的 "表示" 是指資料的表示。該層的主要功能:轉換,壓縮和加密。工作在表示層的加密協議最常用的是 ssl(secure sockets layer)。加密協議並不一定需要工作在表示層,如ipsec(internet protocol security,網際網路協議安全)就工作在第三層網路層中。

第五層會話層(session)

可以把 "會話" 理解為兩個應用程式程序之間的邏輯連線,兩個應用程式通過這個邏輯連線在一段時間內交換資料。會話層的作用就是為建立、管理和終止會話提供必要的方法。

會話層還負責管理和確定傳輸模式。計算機可以由三種模式來傳輸資料:單向(******x)、半雙工(half-duplex)、全雙工(full-duplex)。******x:資料只可以單向傳輸。half-duplex:允許資料單向傳輸,但是乙個時刻只能有乙個方向傳輸,不能同時雙向傳輸。full-duplex:資料可以同時雙向傳輸。

第四層傳輸層(transport)

傳輸層提供資料傳輸的服務。這裡的 "傳輸" 指的是端對端(end-to-end)或者主機對主機(host-to-host)的傳輸。傳輸層上最重要的兩個協議是 tcp 和 udp。tcp是面向連線的協議(connection-oriented),udp是無連線的協議(connection-less)

(1)tcp(transmission control protocol,傳輸控制協議):tcp 在傳輸資料之前必須先建立乙個連線。tcp 做了很多任務作來提供可靠的資料傳輸,包括建立、管理和終止連線,確認和重傳。同時 tcp 還提供分段和重組,流量控制(flow control)等

(2)udp(user datagram protocol,使用者資料報協議):udp 是一種簡單的傳輸層協議,所以它並不能提供可靠的資料傳輸。簡單地說,udp 只是把應用程式發給它的資料打包成乙個 udp 資料報(udp datagram),然後再把這個資料報傳給 ip。

tcp 會把應用程式發來的資料根據需要分成若干個大小合適的 tcp 段(tcp segment),而 udp 卻只是簡單地把所有傳送來的資料打包成乙個 udp 資料報,所以我們在編寫使用 udp 的程式時,不能一次性向 udp 寫入太多資料,否則可能會導致 ip 分段的後果。

由於可能有很多應用程式同時在使用 tcp/udp,它們都會把資料交給 tcp/udp,而 tcp/udp 也會接收來自 ip 的、包含指向不同應用程式的資料,所以就需要有一種方法來區別(標識)應用程式,這種方法就是通過埠號(port)來進行多路復用或多路分解。埠號是乙個16位的二進位制整數,其取值範圍是 0~65535。

多路復用(multiplexing):多路復用是只當應用程式把資料交給tcp或udp時,tcp會把這些資料分成若干個tcp段,udp則會產生乙個udp資料報。在這些tcp段和udp資料報中,會填入應用程式指定的源埠號和目標埠號,源埠號用於標識傳送的應用程式(程序),目標埠號用於指明在目標機器上應該接收資料的目標應用程式。

多路分解(demultiplexing):多路分解是多路復用的逆過程。當在目標機器上的tcp或者udp接收到tcp段和udp資料報時,會檢查它們的目標埠號,然後根據不同的目標埠號把資料分發給不同的應用程式(程序)。

第三層網路層(network)

網路層關心的主要是如何把資料從乙個裝置傳送到另乙個裝置。網路層需要提供三個最基本的功能:位址、路由、分段和重組。同時還需要一些附加的功能,比如錯誤處理和診斷。

第二層資料鏈路層(data link)

網路層關心的是如何把資料從乙個裝置傳送到另外乙個裝置,這另外乙個裝置有可能在本地網路中或者在乙個很遠的網路中。資料鏈路層關心的是如何把資料傳送到本地網路中去。我們平時常說的 lan(local area network,區域網)技術,如乙太網(ethernet)、令牌環網(token ring)、光纖分布資料介面(fdd1)和802.11(wifi)都定義在這一層。

資料鏈路層又分為兩個子層:邏輯鏈路控制層(logical link control)和介質訪問控制層(media access control)。

資料鏈路層還有乙個重要的概念,即mac位址,也有人稱其為實體地址、硬體位址、乙太網位址等。每乙個網絡卡(network inte***ce card)都有乙個唯一的 mac位址,資料鏈路層通過 mac位址來確保資料能夠正確被傳送到目標裝置。mac位址是乙個48位二進位制整數,通常的表示方法是用-隔開的6個十六進製制整數,如14-fe-b5-bo-2b-96。

第一層物理層(physical)

物理層位於 osi 的底層,所有其他層的資料最終都必須經由物理層才能傳送出去。物理層的功能包括:(1)硬體規範的定義,如電纜、聯結器、無線接收器等的工作方式,網絡卡、集線器(hub)等網路裝置也工作在物理層。(2)編碼和訊號,物理層把計算機中的二進位制0和1轉換成可以在物理介質上傳輸的訊號。(3)在把資料轉換成訊號後(如對於雙絞線電纜則是電子脈衝訊號),物理層負責訊號的實際傳送和接收。

層數osi 模型層名

備註tcp/ip 模型層名

7如:dns 和 http

6表示層(presentation)

資料的轉換,壓縮和加密

5會話層(session)

單向、半雙工、全雙工

4傳輸層(transport)

tcp 、udp

傳輸層(transport)

3網路層(network)

路由器網路層(network)

2資料鏈路層(data link)

交換機網路介面層(network access)

1物理層(physical)

網絡卡、集線器(hub)

在 tcp/ip 模型中,兩個重要的協議arp(address resolution protocol,位址解析協議)和rarp(reverse address resolution protocol,反向位址轉換協議),在 osi 模型中一般被認為是在位於第二層資料鏈路層和第三層網路層之間,而在 tcp/ip 模型中則位於網路介面層。

傳送方應用程式的資料總是從最上層開始,層層向下,最終經由物理層傳送出去;相應的,在接收方的物理層接收到資料後,層層向上,最終經由應用層分發到具體的應用程式程序中。在資料層層向下的過程中,每一層都會對資料進行一些封裝處理(如打包或者編碼);而在資料層層向上的過程中,每一層都會對資料進行一些逆處理(如解包或者解碼)。這些對資料的處理和逆處理的過程就是為了實現該層的服務。

tcp/ip 協議是傳輸層協議,主要解決資料如何在網路中傳輸,而 http 是應用層協議,主要解決如何包裝資料。關於tcp/ip 和 http 協議的關係,網路有一段比較容易理解的介紹:「我們在傳輸資料時,可以只使用(傳輸層)tcp/ip 協議,但是那樣的話,如果沒有應用層,便無法識別資料內容,如果想要使傳輸的資料有意義,則必須使用到應用層協議,應用層協議有很多,比如 http、ftp、telnet 等,也可以自己定義應用層協議。web 使用 http 協議作應用層協議,以封裝 http 文字資訊,然後使用tcp/ip做傳輸層協議將它發到網路上。」

術語 tcp/ip 代表傳輸控制協議/網際協議,指的是一系列協議。"ip" 代表網際協議,tcp 和 udp 使用該協議從乙個網路傳送資料報到另乙個網路。把 ip 想像成一種高速公路,它允許其它協議在上面行駛並找到到其它電腦的出口。tcp 和 udp 是高速公路上的「卡車」,它們攜帶的貨物就是像 http,檔案傳輸協議 ftp 這樣的協議等。

tcp 和 udp 是 ftp,http 和 smtp 之類使用的傳輸層協議。雖然 tcp 和 udp 都是用來傳輸其他協議的,它們卻有乙個顯著的不同:tcp 提供***的資料傳輸,而 udp 不提供。這意味著 tcp 有乙個特殊的機制來確保資料安全的不出錯的從乙個端點傳到另乙個端點,而 udp 不提供任何這樣的保證。

OSI與TCP IP網路模型

tcp ip結構對應osi tcp ip osi 應用層 應用層 表示層 會話層 主機到主機層 tcp 又稱傳輸層 傳輸層 網路層 ip 又稱互聯層 網路層 網路介面層 又稱鏈路層 資料鏈路層 物理層 網路層 負責相鄰計算機之間的通訊。ip internet protocol 協議 icmp int...

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