OSI七层模型和TCP/IP五层模型详细介绍

一.OSI含义

OSI即是开放式通信互联参考模型，是国际标准化组织提出的一个网络标准框架

二.OSI七层模型

1.应用层

为用户提供各种请求服务，以及提供各种应用程序和网服务的接口
常见协议有http,https,FTP，SMTP

2.表示层

数据编码，格式转换，数据加密和压缩，提供各种编码和转换功能，确保另一个系统的应用层可以识别。

3.会话层

• 创建，管理和维持会话，接受来自传输层的数据，负责建立，管理，终止表示层通信会话，支持数据交换

4.传输层

数据通信，建立主机端到端的链接，为会话层和网络层提供端到端的可靠和透明的数据传输，确保数据传输到网络层

5.网络层

• IP选址以及路由选择，通过路由选择算法，为报文和通信子网选择最适当路径。控制链路与传输层之间的信息转发，建立，和终止网络连接。
• 数据链路层的数据在这一层被转换为数据包，然后通过路径选择、分段组合、顺序、进/出路由等控制，将信息从一个网络设备传送到另一个网络设备。
• 网络层负责把一个数据从一个网络传递到另外一个网络，最大的功能就是进行路由决策，比如通过 IP，子网等概念，使数据更好着在不同的局域网中传递
• 传输层的功能就是建立端口到端口的通信，刚才说的网络层的功能则是建立主机到主机的通信，比如通过网络层我们可以把信息从 A 主机传递到 B 主机，但是 B 主机有多个程序，我们具体要发给哪个程序，则是靠传输层的协议来识别，常见协议有 UDP 和 TCP。

6.数据链路层

• 提供介质访问和链路管理。接受来自物理层的位流形式的数据，封装成帧，传输到网络层；将网络层的数据帧，拆装为位流发送到物理层。
• 负责建立和管理节点间的链路，通过各种控制协议，将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。
• 链路层涉及到的协议比较多，比如 Mac 地址啊，ARP 等，这一层主要就是负责数据的通信，使各节点之间可以通信，比如通过 MAC 地址唯一识别不同的节点，通过以太网协议定义数据包等

7.物理层

• 管理通信设备和网络媒体之间的互联互通。传输介质为数据链路层提供物理连接，实现比特流的透明传输。实现相邻计算机节点之间比特流的透明传送，屏蔽具体传输介质和物理设备的差异。
• 负责把两台计算机连起来，然后在计算机之间通过高低电频来传送0,1这样的电信号，比如通过一些电缆线传输比特流
• 

TCP/IP五层协议

1.应用层

涉及到的协议

• 域名系统DNS:将域名和 IP 地址相互映射的一个分布式数据库，能够使人更方便的访问互联网，而不用去记住能够被机器直接读取的 IP 数串。
• 邮件传输协议：SMTP
• HTTP协议：超文本传输协议，所有的万维网文件都必须遵守这个标准。设计 HTTP 最初的目的是为了提供一种发布和接收 HTML 页面的方法。

2.运输层

作用：

• 提供端到端的服务
• 流量控制：防止过载，即过多的数据注入到网络中
• 拥塞控制：抑制数据传输的速率

运行在TCP上的协议

• HTTP（Hypertext Transfer Protocol，超文本传输协议）Web服务器传输超文本到本地浏览器的传送协议。端口：80
• HTTPS（HTTP over SSL，安全超文本传输协议）,HTTP协议的安全版本。端口：443
• FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议），用于文件传输。端口：21
• SMTP（Simple Mail Transfer Protocol，简单邮件传输协议），用来发送电子邮件。端口：25
• SSH（Secure Shell，用于替代安全性差的TELNET），用于加密安全登陆用

运行在UDP上的协议

• DNS（Domain Name Service，域名服务），用于完成地址查找，邮件转发等工作。
• SNMP（Simple Network Management Protocol，简单网络管理协议），用于网络信息的收集和网络管理。
• NTP（Network Time Protocol，网络时间协议），用于网络同步。
• DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议），动态配置IP地址。

3.网络层

通过IP寻址来建立两个节点之间的连接，之后把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组和包进行传送，在发送分组时不需要先建立连接，每一个分组独立发送，与其前后的分组无关。在这个过程中网络层不提供端到端的可靠传输服务，尽最大努力进行交付（由网络的主机中的运输层负责可靠交付）。

IP协议配套使用的协议

地址解析协议 ARP (Address Resolution Protocol)
网际控制报文协议 ICMP (Internet Control Message Protocol)
网际组管理协议 IGMP (Internet Group Management Protocol)

4.数据链路层

两台设备之间的数据传输，可以看成是在一条管道上进行的，传送的数据单位是帧（每一帧包括数据和必要的控制信息（如同步信息，地址信息，差错控制等）），链路层保证被传输数据的正确性

• 封装成帧 ：就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧，首部和尾部的一个重要作用就是进行帧定界。
• 透明传输：在数据传输过程中，如果数据中的某个字节的二进制代码恰好和 SOH 或 EOT 一样，数据链路层就会错误地“找到帧的边界”从而导致这些数据都能够按照原样没有差错地通过这个数据链路层。解决透明传输问题：字符填充 (插入转义字符)
• 差错检测：在传输过程中可能会产生比特差错：1 可能会变成 0， 而 0 也可能变成 1。在一段时间内，传输错误的比特占所传输比特总数的比率称为误码率 BER (Bit Error Rate)，误码率与信噪比有很大的关系，为了保证数据传输的可靠性，在计算机网络传输数据时，必须采用各种差错检测措施，在数据链路层传送的帧中，广泛使用了循环冗余检验 CRC 的检错技术。

四.网络协议分层的好处

• 简化问题的难度和复杂度：通过各层独立，可以将问题分割在各个层去处理
• 灵活，易于维护，通过上下接口不变，可以更好的维护，更新。
• 促进标准化工作