第5章 网络模型

OSI七层模型

OSI（Open Systems Interconnection）模型是一种概念性框架，用于全面理解不同计算机系统或网络设备间通信的过程。

这个模型由国际标准化组织（ISO）在1978年提出，目的是促进不同系统间的兼容性和标准化。

OSI模型将网络通信划分为七个层级，每一层都有其特定的功能和协议。

1. **物理层（Physical Layer）**
    - 负责在物理媒介（如电缆、光纤）上实际传输数据的比特流。
    - 处理数据的电子信号传输，包括定义电压、线路速率和连接器类型等。
    - 常见设备有：网线、集线器、光纤等。
2. **数据链路层（Data Link Layer）**
    - 负责在直接连接的节点之间进行数据帧的可靠传输。
    - 提供错误检测和修正功能，确保物理层传来的原始比特正确无误。
    - 常见设备和协议包括以太网、PPP、交换机等。
3. **网络层（Network Layer）**
    - 负责数据包从源到目的地的传输和路由选择。
    - 处理数据包在整个网络中的移动，包括分包和寻址。
    - 常见协议有IP（互联网协议）、ICMP等。
4. **传输层（Transport Layer）**
    - 负责提供端到端的通信服务，确保数据的完整性和正确顺序。
    - 管理数据传输的分段、流量控制、错误检测与恢复。
    - 常见协议有TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。
5. **会话层（Session Layer）**
    - 管理设备间的会话过程，控制对话的建立和终止。
    - 提供全双工、半双工或单工的数据交换。
    - 确保会话中数据的同步，例如，插入检查点。
6. **表示层（Presentation Layer）**
    - 处理数据的表示方式，确保一个系统上的应用层所发送的数据能被另一个系统的应用层识别。
    - 负责数据格式转换、数据加密和解密、数据压缩和解压缩。
    - 例如，确保文本文件从ASCII编码转换为另一种编码。
7. **应用层（Application Layer）**
    - 为应用软件提供网络服务。
    - 处理特定应用服务中的网络进程。
    - 常见应用协议有HTTP（超文本传输协议）、FTP（文件传输协议）、SMTP（简单邮件传输协议）等。

总结：

OSI模型是理解网络概念的一个非常有用的工具。虽然现实世界中的网络通信通常遵循更简单的TCP/IP模型，但OSI模型提供了一个更详细的框架，帮助我们深入理解各种网络技术和协议如何协同工作。

TCP/IP四层模型

TCP/IP协议栈是一组网络协议，它规定了如何在网络中传输数据。

这组协议栈得名于两个最核心的协议：TCP（传输控制协议）和IP（互联网协议）。

TCP/IP协议栈是互联网的基础，使不同计算机网络设备能够相互通信和交换数据。

1. **应用层**：
    - 应用层是最靠近用户的层，它通过各种应用程序协议（如HTTP、FTP、SMTP等）提供网络服务。
    - 这一层处理所有与用户直接交互的部分，如邮件发送、文件传输和网页浏览。
2. **传输层**：
    - 传输层负责在网络中的源主机和目标主机之间提供可靠的数据传输服务。
    - TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）是这一层的两个主要协议。TCP提供有连接的、可靠的数据传输服务，保证数据无误差、不丢失、不重复，并按序到达；UDP提供无连接的、尽最大努力交付的服务，速度快但不保证可靠性。
3. **网络层**：
    - 网络层负责在多个网络之间路由数据包，这包括数据包的寻址和包转发。
    - IP（互联网协议）是此层的核心，它定义了IP地址系统和路由行为，确保数据能够从一个网络传输到另一个网络。
4. **网络接口层**：
    - 也称为链路层或数据链路层，这一层包括用于实际网络的物理设备和协议（例如以太网、Wi-Fi）。它负责在物理媒体上发送和接收数据帧。
    - 这一层确保数据能在网络媒体上有效传输，处理比特流的封装和定时。

OSI七层模型与TCP/IP四层模型对比