网络结构 OSI七层与TCP/IP五层 原创

网络结构 OSI七层与TCP/IP五层

OSI七层模型

七层模型，亦称OSI（Open System Interconnection ）即开放式系统互联。参考模型是国际标准化组织（ISO）制定的一个用于计算机或通信系统间互联的标准体系，一般称为OSI参考模型或七层模型。

它是一个七层的、抽象的模型体，不仅包括一系列抽象的术语或概念，也包括具体的协议。

7、应用层
6、表示层
5、会话层
4、运输层
3、网络层
2、数据链路层
1、物理层 

OSI中的层	功能	TCP/IP协议族
7 应用层	文件传输，电子邮件，文件服务，虚拟终端	TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet 等等
6 表示层	数据格式化，代码转换，数据加密	没有协议
5 会话层	解除或建立与别的接点的联系	没有协议
4 传输层	提供端对端的接口	TCP，UDP
3 网络层	为数据包选择路由	IP，ICMP，OSPF，EIGRP，IGMP
2 数据链路层	传输有地址的帧以及错误检测功能	SLIP，CSLIP，PPP，MTU
1 物理层	以二进制数据形式在物理媒体上传输数据	ISO2110，IEEE802，IEEE802.2

常用的信息格式

常用的信息格式包括报文、报文段、分组、数据包、数据报、帧、数据单元。
1.报文(message)
我们将位于应用层的信息分组称为报文。报文是网络中交换与传输的数据单元，也是网络传输的单元。报文包含了将要发送的完整的数据信息，其长短不一。报文在传输过程中会不断的封装成分组、包、帧来传输，封装的方式就是添加了一些控制信息组成的首部，那些就是报文头。
2.报文段（segment）
通常是指起始点和目的地都是传输层（运输层）的信息单元。
3.分组 (packet)
分组是在网络中传输的二进制格式的单元，为了提供通信性能和可靠性，每个用户发送的数据会被分成多个更小的部分。在每个部分的前面加上一些必要的控制信息组成的首部，有时也会加上尾部，就构成了一个分组。它的起始和目的地是网络层。
4.数据包（data packet）
“包”(Packet)是TCP/IP协议通信传输中的数据单位，一般也称“数据包”。是指自包含的，带有足够寻址信息的，可独立地从数据源行走到目标计算机，而不需要依赖早期的源和目标计算机之间交换信息以及传输网络的数据包。
5.数据报(datagram)
UDP面向无连接的数据传输，其工作过程类似于报文交换。采用数据报方式传输时，被传输的分组称为数据报。通常是指起始点和目的地都使用无连接网络服务的网络层的信息单元。
6.帧(frame)
帧(frame)是数据链路层的传输单元。它将上层传入的数据添加一个头部和尾部，组成了帧。
7.数据单元（data unit）
数据单元（data unit）指许多信息单元。常用的数据单元有服务数据单元（SDU）、协议数据单元（PDU）。
SDU是在同一机器上的两层之间传送信息。
PDU是发送机器上每层的信息发送到接收机器上的相应层（同等层间交流用的）。

协议数据单元PDU（Protocol Data Unit）是指对等层次之间传递的数据单位。

各层的协议数据单元PDU对应
层次	协议数据单元PDU	说明
1、物理层	数据位（bit）	比特流
2、数据链路层	数据帧（frame）
3、网络层	数据包（packet）	IP的叫做IP数据包;
4、传输层	数据段、报文段（segment）或者（数据报、UDP段）	TCP叫 数据段、报文段；UDP叫 数据报、UDP段；
5、应用层	报文、消息（message）

以太网封装过程(动图)
http://www.leixingke.com/article/detail/z6ow7GdS  

运输层（段）
TCP或UDP报头|数据

网络层（数据包）
IP报头|TCP报头|数据

数据链路层（数据帧）
以太帧帧头|IP报头|TCP报头|数据

物理层（比特流）
10101110…

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1、物理层-比特流（bit）

功能 ：建立、维护、断开物理连接。（由底层网络定义协议）TCP/IP 层级模型结构，应用层之间的协议通过逐级调用传输层（Transport layer）、网络层（Network Layer）和物理数据链路层（Physical Data Link）而可以实现应用层的应用程序通信互联。

应用层需要关心应用程序的逻辑细节，而不是数据在网络中的传输活动。应用层其下三层则处理真正的通信细节。在 Internet 整个发展过程中的所有思想和着重点都以一种称为 RFC（Request For Comments）的文档格式存在。针对每一种特定的 TCP/IP 应用，有相应的 RFC 文档。

一些典型的 TCP/IP 应用有 FTP、Telnet、SMTP、SNTP、REXEC、TFTP、LPD、SNMP、NFS、INETD 等。RFC 使一些基本相同的 TCP/IP 应用程序实现了标准化，从而使得不同厂家开发的应用程序可以互相通信。

TCP/IP协议族 ：ISO2110，IEEE802，IEEE802.2 

2、数据链路层-数据帧（frame）

功能 ：建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能。（由底层网络定义协议）将比特组合成字节进而组合成帧，用MAC地址访问介质，错误发现但不能纠正。

TCP/IP协议族 ：SLIP，CSLIP，PPP，ARP，RARP，MTU 

常用协议

（1）ARP(地址解析协议）：它实现IP地址到物理地址（通常是MAC地址，通俗的理解就是网卡地址）的转换。
（2）RARP(逆地址解析协议）：顾名思义，它和ARP是相反的，它是实现从物理地址到IP地址的转换。

3、网络层-数据包（packet）

功能 ：进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择。为数据包选择路由，实现数据包的选路和转发。

TCP/IP协议族 ： IP，ICMP，RIP，OSPF，BGP，IGMP   

常用协议  

（1）IP协议（英特网协议）据数据包的目的IP地址来决定如何将它发送给目标主机。如果数据包不能直接发送给目标主机，那么IP协议为它寻找一个合适的下一跳路由器，将数据包交给路由器来转发，多次之后数据包将到达目标主机，或者因发送失败而被丢弃。

（2）ICMP协议是网络层的另一个重要协议，它是IP协议的重要补充，主要用于检测网络连接。

4、运输层-段（segment） 

功能 ：定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验。为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。与网络层使用的逐跳通信方式不同，传输层只关心通信的起始端和目的端，而不在乎数据包的中转过程。

TCP/IP协议族 ：TCP，UDP   

 主要协议：

（1）TCP协议（传输控制协议）：为应用层提供可靠的、面向连接的和流式服务。
（2）UDP协议（用户数据报协议）：为应用层提供不可靠的、无连接的和数据报服务。

5、会话层  

功能：建立、管理、终止会话。（在五层模型里面已经合并到了应用层）。解除或建立与别的接点的联系 。没有协议

6、表示层

功能 ：数据的表示、安全、压缩。（在五层模型里面已经合并到了应用层）。如：数据格式化，代码转换，数据加密 。没有协议 

7、应用层-报文（message）

功能 ：网络服务与最终用户的一个接口。如：文件传输，电子邮件，文件服务，虚拟终端 

TCP/IP协议族 ：TFTP，HTTP，DHCP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet 

常用协议：
（1）OSPF（开放最短路径优先）协议：是一种动态路由更新协议，用于路由器之间的通信，以告知对方各自的路由信息。
（2）DNS（域名服务）协议：提供机器域名到IP地址的转换。（如将www.baidu.com转化成百度的IP，输入域名就直接可以进入。因为IP地址记的时候太麻烦，就像每个人都是由身份证唯一标识的，但为了好记就起了名字。DNS就是一个将姓名与身份证对应的过程）
（3） Telnet 协议是一种远程登陆协议，使我们能在本地完成远程任务。
（4）HTTP协议（超文本传输协议）是一个基于请求与响应模式的、无状态的、应用层的协议，常基于TCP的连接方式。
（5） DHCP 协议（动态主机配置协议） 动态配置IP地址，是一个局域网的网络协议，是一个应用层协议，使用UDP协议工作，其前身是BOOTP协议。