【计算机网络】OSI七层模型与TCP/IP四层模型的对应与各层介绍

1 OSI七层模型与TCP/IP四层模型对应

2 OSI七层模型介绍

OSI(Open Systems Interconnection)模型是一个由国际标准化组织(ISO)定义的七层网络体系结构,用于描述计算机网络中的通信协议。每一层都有特定的功能,而且每一层的功能都建立在它下面的一层之上。

2.1 应用层

  • 提供网络服务和应用程序之间的接口
  • 包括各种网络应用,如电子邮件、文件传输、远程登录等
  • 协议:HTTP(超文本传输协议)、FTP(文件传输协议)、SMTP(简单邮件传输协议)、DNS(域名系统)、DHCP(动态主机配置协议)

2.2 表示层

  • 负责数据的格式转换、加密解密和压缩解压缩等
  • 确保数据的独立性,使得不同系统间能够正确解释和显示数据
  • 协议:TLS/SSL(安全套接层协议)、JPEG、ASCII

2.3 会话层

  • 管理和协调用户或应用程序之间的对话。
  • 提供建立、维护和结束通信会话的功能
  • 协议:NetBIOS、RPC(远程过程调用)

2.4 传输层

  • 提供端到端的通信和数据流控制
  • 通常提供可靠的数据传输和错误恢复,例如TCP协议
  • 协议:TCP(传输控制协议)、UDP(用户数据报协议)

2.5 网络层

  • 负责寻址、路由选择和分组转发
  • 主要关注数据包的路由和跨越多个网络的传输
  • 协议:IP(Internet Protocol)、ICMP(Internet Control Message Protocol)、ARP(地址解析协议)、RIP(路由信息协议)、OSPF(开放最短路径优先协议)

2.6 数据链路层

  • 提供可靠的点对点通信,通过帧来管理和传输数据
  • 包括子层 LLC(逻辑链路控制)和 MAC(介质访问控制)
  • 协议:PPP(点对点协议)、HDLC(高级数据链路控制)、Ethernet、Wi-Fi、MAC(介质访问控制)

2.7 物理层

  • 主要关注物理介质和数据传输的硬件特性,如电缆、光纤、信号电压等
  • 定义了数据传输的物理连接和电气特性
  • 协议:Ethernet、USB、RS-232(串口协议)

3 TCP/IP四层模型介绍

TCP/IP四层模型是开放系统互连(OSI)模型的简化版本 。OSI模型有七层,而TCP/IP模型只有四层。在实际应用中,TCP/IP模型更为广泛使用,特别是在互联网和大多数企业网络中

3.1 应用层(Application Layer):

  • 包含用户直接与之交互的网络应用程序。
  • 定义了网络通信的高级协议,如HTTP(用于Web)、FTP(文件传输协议)、SMTP(简单邮件传输协议)等。
  • 与用户交互的各种应用程序都位于这一层。

3.2 传输层(Transport Layer):

  • 主要负责端到端的通信,确保数据的可靠传输。
  • 提供了两种主要的传输协议:
    传输控制协议(TCP): 提供可靠的、面向连接的通信,通过数据流的方式传输数据。
    用户数据报协议(UDP): 提供无连接的通信,适用于实时应用,如音频和视频流。

3.3 网络层(Internet Layer):

  • 负责在不同的网络之间进行数据包的路由和转发。
  • 使用IP地址来标识主机和网络,并确定最佳路径来传输数据。
  • 最典型的协议是Internet Protocol(IP),它定义了数据包的格式和路由规则。

3.4 网络接口层(Network Interface Layer):

  • 也称为链路层或数据链路层。
  • 主要负责处理与物理网络媒体的交互,如网卡、驱动程序和物理网络设备。
  • 定义了数据帧的格式和传输方式,以确保数据的可靠传输。
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