自學(xué)筆記——OSI模型與 TCP/IP模型

OSI模型與 TCP/IP模型

（1）網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的定義和作用笨农。

（2）網(wǎng)絡(luò)分層（功能分層研铆，協(xié)議分層）的理念。

（3）OSI模型與TCP/IP模型的異同點(diǎn)柒桑。

1.2.1網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)

從網(wǎng)絡(luò)通信的角度來看，這些各種各樣的自然語言就相當(dāng)于是網(wǎng)絡(luò)通信中所使用的各種各樣的通信協(xié)議窑邦。


什么是通信協(xié)議

就是指諸如計(jì)算機(jī)擅威、交換機(jī)、路由器等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備為了實(shí)現(xiàn)通信而必須遵從的冈钦、事先定義好的一系列規(guī)則和約定裕寨。


經(jīng)常提到網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議:

HTTP（Hyper text Transfer Protocol)、

FTP（FileTransferProtocol）派继、

TCP（Transmission ControlProtocol)、

IPv4捻艳、

IEEE802.3（以太網(wǎng)協(xié)議）


注意：在網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域中驾窟，“協(xié)議”、“標(biāo)準(zhǔn)”认轨、“規(guī)范”绅络、“技術(shù)”等這些詞匯是經(jīng)常混用的嘁字。

譬如恩急，IEEE8023協(xié)議、IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)纪蜒、IEEE802.3協(xié)議規(guī)范衷恭、IEEE802.3協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議纯续、IEEE8023標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范随珠、IEEE802.3技術(shù)規(guī)范等，說的都是一回事猬错。

協(xié)議可分為兩類

[if !supportLists]1. [endif]私有協(xié)議——各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商自己定義的

[if !supportLists]2. [endif]開放式協(xié)議（或稱開放性協(xié)議窗看，開放協(xié)議）——專門的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)定義的

二者的關(guān)系有點(diǎn)像方言與普通話的關(guān)系。

顯然倦炒，為了促進(jìn)網(wǎng)絡(luò)的普遍性互聯(lián)显沈，各廠商應(yīng)盡量遵從開放式協(xié)議，減少私有協(xié)議的使用逢唤。


標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)

專門整理拉讯、研究、制定和發(fā)布開放性標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議的組織稱


表1-4列出了幾個(gè)在網(wǎng)絡(luò)通信領(lǐng)域非常知名的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)鳖藕。

（International Organization for Standardization遂唧，ISO）

標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)ISO是世界上最大的非政府性標(biāo)準(zhǔn)化專門機(jī)構(gòu)，是國際標(biāo)準(zhǔn)化領(lǐng)域中一個(gè)十分重要的組織吊奢。ISO的任務(wù)是促進(jìn)全球范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化及其有關(guān)活動(dòng)盖彭，以利于國際間產(chǎn)品與服務(wù)的交流纹烹，以及在知識、科學(xué)召边、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中發(fā)展國際間的相互合作

（Internet Engineering Task Force铺呵，IETF）

國際標(biāo)準(zhǔn)化組織IETF是全球互聯(lián)網(wǎng)最具權(quán)威的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織，其主要任務(wù)是負(fù)責(zé)互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)規(guī)范的研發(fā)和制定隧熙。目前片挂，絕大多數(shù)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都是出自IETF。著名的RFC（RequestForComments）標(biāo)準(zhǔn)系列就是由IETF制定和發(fā)布的

（Institute of ElectricalandElectronics Engineers贞盯，IEEE）

互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組電氣電子工程師學(xué)會IEEE是世界上最大的專業(yè)技術(shù)組織之一音念。IEEE成立的目的在于為電氣電子方面的科學(xué)家、工程師躏敢、制造商提供國際聯(lián)絡(luò)交流的場合闷愤，并為他們提供專業(yè)教育、提高專業(yè)能力服務(wù)件余。著名的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范就是IEEE的杰作之一

(International? Telecommunications讥脐、Union，ITU）

國際電信聯(lián)盟ITU是主管信息通信技術(shù)事務(wù)的聯(lián)合國機(jī)構(gòu)啼器，也簡稱為“國際電聯(lián)”或“電聯(lián)”

（Electronic? IndustriesAlliance旬渠，EIA)

電子工業(yè)聯(lián)盟EIA是美國電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定者之一，常見的RS·232串口標(biāo)準(zhǔn)便是由EIA制定的

（InternationalElectrotechnicalCom-mission端壳，IEC）國際電工技術(shù)委員會IEC主要負(fù)責(zé)有關(guān)電氣工程和電子工程領(lǐng)域中的國際標(biāo)準(zhǔn)化工作告丢。該組織與ISO、ITU损谦、IEEE等有著非常緊密的合作關(guān)系




1.2.2 OSI參考模型


網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的各種功能是通過運(yùn)行各種相應(yīng)的協(xié)議而實(shí)現(xiàn)的芋齿。因此，與功能分層模型相對應(yīng)的便是協(xié)議分層模型：


屬于同一層面的不同協(xié)議成翩，其功能作用是相似或相近的觅捆；

屬于不同層面的協(xié)議，其功能作用具有明顯的差異麻敌。


?OSI參考模型各層功能

層編號層名主要功能

1物理層完成邏輯上的“0”和“1”向適合于傳輸介質(zhì)承載的物理信號（光/電信號）的轉(zhuǎn)換栅炒；實(shí)現(xiàn)物理信號的發(fā)送、接收术羔，以及在介質(zhì)上的傳輸過程

2數(shù)據(jù)鏈路層在通過物理鏈路相連接的相鄰節(jié)點(diǎn)之間赢赊，建立邏輯意義上的數(shù)據(jù)鏈路，在數(shù)據(jù)鏈路上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的點(diǎn)到點(diǎn)或點(diǎn)到多點(diǎn)方式的直接通信

3網(wǎng)絡(luò)層根據(jù)數(shù)據(jù)中包含的網(wǎng)絡(luò)層地址信息级历，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)從任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)到任何另外一個(gè)節(jié)點(diǎn)的整個(gè)傳輸過程

4傳輸層建立释移、維護(hù)和取消一次端到端的數(shù)據(jù)傳輸過程，控制傳輸節(jié)奏的快慢寥殖，調(diào)整數(shù)據(jù)的排序等

5會話層在通信雙方之間建立玩讳、管理和終止會話涩蜘，確定雙方是否應(yīng)該開始進(jìn)行某一方發(fā)起的通信等

6表示層進(jìn)行數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換，以確保一個(gè)系統(tǒng)生成的應(yīng)用層數(shù)據(jù)能夠被另外一個(gè)系統(tǒng)的應(yīng)用層所識別和理解

7應(yīng)用層向用戶應(yīng)用軟件提供豐富的系統(tǒng)應(yīng)用接口


[if !vml]

[endif]


1.2.3 TCP/IP協(xié)議模型

現(xiàn)實(shí)中的網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)熏纯，使用的幾乎全都是TCP/IP協(xié)議簇同诫，而不是OSI協(xié)議簇。


TCP/IP模型發(fā)端于ARPAnet的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)樟澜，其后被IETF不斷地充實(shí)和完善误窖。


注意：TCP/IP模型、TCP/IP功能模型秩贰、TCP/IP協(xié)議模型霹俺、TCP/IP協(xié)議簇、TCP/IP協(xié)議棧等說法在現(xiàn)實(shí)中是經(jīng)常被混用的毒费。


TCP/IP名字由來

來自于這個(gè)協(xié)議簇中兩個(gè)非常重要的協(xié)議丙唧，一個(gè)是IP（Internet Protocol)，另一個(gè)TCP(TransmissionControl Protocol)蝗罗。


TCP/IP協(xié)議模型的核心協(xié)議

IP協(xié)議——是TCP/IP的心臟，也是網(wǎng)絡(luò)層中最重要的協(xié)議蝌戒。

TCP協(xié)議——有高度的可靠性串塑，面向連接的服務(wù)（例如Telnet、FTP北苟、rlogin桩匪、XWindows和SMTP）

UDP協(xié)議——沒有建立初始化連接（也可以稱為握手）（因?yàn)樵趦蓚€(gè)系統(tǒng)間沒有虛電路），也就是說友鼻，與UDP相關(guān)的服務(wù)面臨著更大的危險(xiǎn)傻昙。使用UDP的服務(wù)包括NTP（網(wǎng)絡(luò)時(shí)間協(xié)議）和DNS（DNS也使用TCP）。

ICMP協(xié)議——ICMP與IP位于同一層彩扔，用來傳送IP的控制信息妆档。PING命令是最常用的基于ICMP的服務(wù)。

ARP協(xié)議——根據(jù)IP地址獲取物理地址的一個(gè)TCP/IP協(xié)議

TCP/IP模型

這里我們所說的TCP/IP模型均是指TCP/IP對等模型虫碉。

[if !vml]

[endif]


TCP/IP模型與OSI模型的差異

TCP/IP模型與OSI模型在層次的劃分上稍有差異贾惦，但這種層次劃分上的差異并不是二者之間的主要差別。

TCP/IP模型與OSI模型的主要差別在于二者所使用的具體協(xié)議的不同敦捧。


TCP/IP模型與OSI模型各自所使用的部分協(xié)議

[if !vml]

[endif]



數(shù)據(jù)單元稱呼

在OSI模型中

把每一層的數(shù)據(jù)單元都稱為“協(xié)議數(shù)據(jù)單元(Protocol Data Unit须板，PDU)”。

例如兢卵，第六層的數(shù)據(jù)單元稱為L6PDU习瑰，第三層的數(shù)據(jù)單元稱為L3PDU，其中的L代表“層（Layer)”秽荤。


在TCP/IP模型中

物理層的數(shù)據(jù)單元——稱為“比特（Bit)”甜奄；

數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)單元——稱為“幀(Frame)”柠横；

網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)單元——稱為“分組或包（Packet)”。

傳輸層：

通過TCP封裝而得到的數(shù)據(jù)單元稱為“段（Segment）”——“TCP段（TCP Segment）"贺嫂；

通過UDP封裝而得到的數(shù)據(jù)單元稱為“報(bào)文(Datagram)”——“UDP報(bào)文（UDP Datagram)”滓鸠。

應(yīng)用層：

通過HTTP封裝的數(shù)據(jù)單元——稱為"HTTP報(bào)文（HTTP Datagram）"，

通過FTP封裝的數(shù)據(jù)單元——稱為“FTP報(bào)文（FTP Datagram）”第喳，


數(shù)據(jù)封裝的例子

??????? 現(xiàn)在糜俗，假設(shè)我們在Internet上通過某網(wǎng)站找到了一首歌曲，并向相應(yīng)的Web服務(wù)器請求下載這首2000字節(jié)大小的歌曲曲饱，那么悠抹，這首歌曲在被發(fā)送之前將在服務(wù)器中被逐層進(jìn)行封裝。


封裝步驟：

[if !supportLists]1.??????[endif]應(yīng)用層會對原始歌曲數(shù)據(jù)（Data) 添加HTTP頭部扩淀，形成一個(gè)HTTP報(bào)文楔敌；

[if !supportLists]2.??????[endif]因?yàn)樵揌TTP報(bào)文太長，所以傳輸層會將該HTTP報(bào)文分解成兩部分驻谆，并在每部分前添加TCP頭部卵凑，從而形成兩個(gè)TCP段：

[if !supportLists]3.??????[endif]網(wǎng)絡(luò)層會對每個(gè)TCP段添加IP頭部，形成IP包：

[if !supportLists]4.??????[endif]數(shù)據(jù)鏈路層（假定數(shù)據(jù)鏈路層使用的是以太網(wǎng)技術(shù)）會在IP包的前面和后面分別添加以太網(wǎng)幀頭和幀尾胜臊，形成以太網(wǎng)幀（簡稱以太幀）

[if !supportLists]5.??????[endif]最后勺卢，物理層會將這些以太幀轉(zhuǎn)化為比特流。

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