OSI七层模型/TCP,IP模型及协议分层

学习概要：OSI七层模型、TCP/IP模型比较分析

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OSI（Open System Interconnect，开放系统互连）七层网络模型包括：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

第一层—物理层：物理层定义了通讯网络之间物理链路的电气或机械特性，以及激活、维护和关闭这条链路的各项操作。物理层特征参数包括：电压、数据传输率、最大传输距离、物理连接媒体等。

　　第二层—数据链路层：实际的物理链路是不可靠的，总会出现错误，数据链路层的作用就是通过一定的手段（将数据分成帧，以数据帧为单位进行传输）将有差错的物理链路转化成对上层来说没有错误的数据链路。它的特征参数包括：物理地址、网络拓朴结构、错误警告机制、所传数据帧的排序和流控等。其中物理地址是相对网络层地址而言的，它代表了数据链路层的节点标识技术；“拓朴”是网络中经常会碰到的术语，标记着各个设备以何种方式互连起来，如：总线型—所有设备都连在一条总线上，星型—所有设备都通过一个中央结点互连；错误警告是向上层协议报告数据传递中错误的发生；数据帧排序可将所传数据重新排列；流控则用于调整数据传输速率，使接收端不至于过载。

第三层—网络层：网络层将数据分成一定长度的分组，并在分组头中标识源和目的节点的逻辑地址，这些地址就象街区、门牌号一样，成为每个节点的标识；网络层的核心功能便是根据这些地址来获得从源到目的的路径，当有多条路径存在的情况下，还要负责进行路由选择。

　　第四层—传输层：提供对上层透明（不依赖于具体网络）的可靠的数据传输。如果说网络层关心的是“点到点”的逐点转递，那么可以说传输层关注的是“端到端”（源端到目的端）的最终效果。它的功能主要包括：流控、多路技术、虚电路管理和纠错及恢复等。其中多路技术使多个不同应用的数据可以通过单一的物理链路共同实现传递；虚电路是数据传递的逻辑通道，在传输层建立、维护和终止；纠错功能则可以检测错误的发生，并采取措施（如重传）解决问题。

　　第五层—会话层：在网络实体间建立、管理和终止通讯应用服务请求和响应等会话。

　　第六层—表示层：定义了一系列代码和代码转换功能以保证源端数据在目的端同样能被识别，比如大家所熟悉的文本数据的ASCII码，表示图象的GIF或表示动画的MPEG等。

　　第七层——应用层：应用层是面向用户的最高层，通过软件应用实现网络与用户的直接对话，如：找到通讯对方，识别可用资源和同步操作等。

　　 网络七层的底三层（物理层、数据链路层和网络层）通常被称作媒体层，它们不为用户所见，默默地对网络起到支撑作用，是网络工程师所研究的对象；上四层（传输层、会话层、表示层和应用层）则被称作主机层，是用户所面向和关心的内容，这些程序常常将各层的功能综合在一起，在用户面前形成一个整体。大家所熟悉的网上应用WWW、FTP、TELNET等，都是这多层功能的综合。

网络中实际用到的协议是否严格按照这七层来定义呢？并非如此，七层模型是一个理论模型，实际应用则千变万化，完全可能发生变异。何况有的应用由来已久，不可能在七层模型推出后又推翻重来。因此对大多数应用，我们只是将它的协议族（即协议堆栈）与七层模型作大致的对应，看看实际用到的特定协议是属于七层中某个子层，还是包括了上下多层的功能。我们在以前的篇幅中曾介绍过的TCP/IP协议，它与七层模型的对应关系如下：

　　OSL与TCP/IP模型的对应关系

　　应用层 *

　　表示层 应用层

　　会话层 *

　　传输层 传输层

　　网络层 网络层

　　数据链路层 网络接口层

　　物理层 *

　　 由图二可看出，TCP/IP的多数应用协议将OSI应用层、表示层、会话层的功能合在一起，构成其应用层，典型协议有：HTTP、FTP、TELNET等；TCP/UDP协议对应OSI的传输层，提供上层数据传输保障；IP协议对应OSI的网络层，它定义了众所周知的IP地址格式，做为网间网中查找路径的依据；TCP/IP的最底层功能由网络接口层实现，相当于OSI的物理层和数据链路层，实际上TCP/IP对该层并未作严格定义，而是应用已有的底层网络实现传输，这就是它得以广泛应用的原因。