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1.介绍一下TCP/IP模型和OSI模型的区别【中高频】

article 2025/2/28 4:20:22

OSI模型将这个协议划分为7个不同的层级，分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层，而TCP/IP模型只有4个层级，分别为网络接口层、网络层、传输层和应用层，其中应用层在用户态，传输层及以下则工作在内核态

应用层
- 最上层的，对应于 OSI模型中的应用层加上会话层和表示层。
- 我们使用的应用软件都是在应用层实现，应用层 只需要专注于为用户提供应用功能，比如 HTTP、DNS、SMTP等，它并不关心数据是如何传输的（就类似于，我们寄快递的时候，只需要把包裹交给快递员，由他负责运输快递，我们不需要关心快递是如何被运输的）
传输层
- 传输层其实就是 为应用层提供网络传输服务的，帮助实现 应用到应用的通信。也对应于 OSI模型中的传输层
- 在传输层有两个协议，分别是 TCP 和 UDP。
  - 大部分应用使用的正是 TCP ，比如 HTTP 协议。TCP 比 UDP 多了很多特性，比如 流量控制、超时重传、拥塞控制等，可以保证数据包的可靠传输。
  - UDP 相对来说比较简单，只负责发送数据包，不保证数据包是否能抵达对方，但它实时性相对更好，传输效率也高。其实，UDP 也可以实现可靠传输，需要我们在应用层上实现 TCP 的特性
- 传输层的报文中会携带 端口号。在解封装时，可以通过端口号来判断该报文该发往哪个应用（比如 80 端口通常是 Web 服务器用的，22 端口通常是远程登录服务器用的）
网络层
- 网络层负责将数据 从一个设备传输到另一个设备，也对应于 OSI模型中的网络层
- 网络层最常使用的是 IP 协议（Internet Protocol）。IP 协议会将传输层的报文作为数据部分，再加上 IP 头部组装成 IP 报文
- IP 地址有网络部分和主机部分组成，可配合子网掩码来算出【注1】
  - 网络号表示该 IP 地址是属于哪个「子网」的；
  - 主机号表示同一「子网」下的不同主机
  - 在寻址的过程中，先匹配到相同的网络号（表示要找到同一个子网），然后在去找对应的主机号
- 除了寻找IP地址， IP 协议还有一个功能就是路由。两台设备会有很多路径，就需要通过路由选择算法 来决定下一步走哪条路径
网络接口层
- 网络接口层主要为网络层提供链路传输的服务，对应于OSI模型的物理层+数据链路层
- 具体工作是：在 IP 头部的前面加上 MAC 头部。MAC 头部包含了接收方和发送方的 MAC 地址等信息，我们可以通过 ARP 协议获取对方的 MAC 地址

虽然OSI模型在理论上更为全面，但我们应用更多的还是TCP/IP模型。

【注1】

比如 10.100.122.0/24，后面的/24表示就是 255.255.255.0 子网掩码，255.255.255.0 二进制是「11111111-11111111-11111111-00000000」，为了简化子网掩码的表示，用/24代替255.255.255.0
将 10.100.122.2 和 255.255.255.0 进行按位与运算，就可以得到网络号