OSI & TCP/IP 参考模型

OSI参考模型的结构

OSI划分七层结构的基本原则

• 网中各结点都具有相同的层次；
• 不同结点的同等层具有相同的功能；
• 同一结点内相邻层之间通过接口通信；
• 每一层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务；
• 不同结点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信。

各层功能

物理层的主要功能：

• 利用传输介质为通信的网络结点之间建立、管理和释放物理连接；

• 实现比特流的透明传输，为数据链路层提供数据传输服务；

• 物理层的数据传输单元是比特。

数据链路层的主要功能：

• 在物理层提供的服务基础上，数据链路层在通信的实体间建立数据链路连接；

• 传输以“帧”为单位的数据包；
• 采用差错控制与流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。

网络层的主要功能：

• 通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径；
• 为数据在结点之间传输创建逻辑链路；
• 实现拥塞控制、网络互连等功能。

传输层的主要功能：

• 向用户提供可靠端到端（end-to-end）服务；
• 处理数据包错误、数据包次序，以及其他一些关键传输问题；
• 传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，是计算机通信体系结构中关键的一层。

会话层的主要功能：

• 负责维护两个结点之间的传输链接，以便确保点到点传输不中断；
• 管理数据交换。

表示层的主要功能：

• 用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式；
• 数据格式变换；
• 数据加密与解密；
• 数据压缩与恢复。

应用层的主要功能:

• 为应用程序提供了网络服务;
• 应用层需要识别并保证通信对方的可用性，使得协同工作的应用程序之间的同步;
• 建立传输错误纠正与保证数据完整性的控制机制。

TCP/IP参考模型各层的功能

各层功能

主机-网络层

• 参考模型的最低层，负责通过网络发送和接收IP数据报;
• 允许主机连入网络时使用多种现成的与流行的协议，如局域网的Ethernet、令牌网、分组交换网的X.25、帧中继、ATM协议等;
• 当一种物理网被用作传送IP数据包的通道时，就可以认为是这一层的内容;
• 充分体现出TCP/IP协议的兼容性与适应性，它也为TCP/IP的成功奠定了基础。

互连层

• 相当OSI参考模型网络层无连接网络服务；

• 处理互连的路由选择、流控与拥塞问题；

• IP协议是无连接的、提供“尽力而为”服务的网络层协议。

传输层

• 主要功能是在互连网中源主机与目的主机的对等实体间建立用于会话的端-端连接；

• 传输控制协议TCP是一种可靠的面向连接协议；

• 用户数据报协议UDP是一种不可靠的无连接协议。

应用层

应用层协议主要有：

• 网络终端协议Telnet；
• 文件传输协议FTP；
• 简单邮件传输协议SMTP；
• 域名系统DNS；
• 简单网络管理协议SNMP；
• 超文本传输协议HTTP。

面向连接服务的特点

• 面向连接服务的数据传输过程必须经过连接建立、连接维护与释放连接的三个过程；

• 面向连接服务的在数据传输过程中，各分组可以不携带目的结点的地址；

• 面向连接服务的传输连接类似一个通信管道，发送者在一端放入数据，接收者从另一端取出数据；

• 面向连接数据传输的收发数据顺序不变，传输可靠性好，但是协议复杂，通信效率不高。

无连接服务的特点

• 无连接服务的每个分组都携带完整的目的结点地址，各分组在系统中是独立传送的；

• 无连接服务中的数据传输过程不需要经过连接建立、连接维护与释放连接的三个过程；

• 数据分组传输过程中，目的结点接收的数据分组可能出现乱序、重复与丢失的现象；

• 无连接服务的可靠性不好，但是协议相对简单，通信效率较高。