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OSI七層與TCP/IP五層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)詳解
OSI和TCP/IP是很基礎(chǔ)但又非常重要的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)，理解得透徹對(duì)運(yùn)維工程師來(lái)說(shuō)非常有幫助。今天又復(fù)習(xí)了一下：
(1)OSI七層模型
OSI中的層 功能 TCP/IP協(xié)議族
應(yīng)用層 文件傳輸，電子郵件，文件服務(wù)，虛擬終端 TFTP，HTTP，SNMP，F(xiàn)TP，SMTP，DNS，Telnet
表示層 數(shù)據(jù)格式化，代碼轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)加密 沒(méi)有協(xié)議
會(huì)話層 解除或建立與別的接點(diǎn)的聯(lián)系 沒(méi)有協(xié)議
傳輸層 提供端對(duì)端的接口 TCP，UDP
網(wǎng)絡(luò)層 為數(shù)據(jù)包選擇路由 IP，ICMP，RIP，OSPF，BGP，IGMP
數(shù)據(jù)鏈路層 傳輸有地址的幀以及錯(cuò)誤檢測(cè)功能 SLIP，CSLIP，PPP，ARP，RARP，MTU
物理層 以二進(jìn)制數(shù)據(jù)形式在物理媒體上傳輸數(shù)據(jù) ISO2110，IEEE802，IEEE802.2
(2)TCP/IP五層模型的協(xié)議
物理層：中繼器、集線器、還有我們通常說(shuō)的雙絞線也工作在物理層
數(shù)據(jù)鏈路層：網(wǎng)橋(現(xiàn)已很少使用)、以太網(wǎng)交換機(jī)(二層交換機(jī))、網(wǎng)卡(其實(shí)網(wǎng)卡是一半工作在物理層、一半工作在數(shù)據(jù)鏈路層)
網(wǎng)絡(luò)層：路由器、三層交換機(jī)
傳輸層：四層交換機(jī)、也有工作在四層的路由器
二、TCP/UDP協(xié)議
TCP (Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)協(xié)議屬于傳輸層協(xié)議。其中TCP提供IP環(huán)境下的數(shù)據(jù)可靠傳輸，它提供的服務(wù)包括數(shù)據(jù)流傳送、可靠性、有效流控、全雙工操作和多路復(fù) 用。通過(guò)面向連接、端到端和可靠的數(shù)據(jù)包發(fā)送。通俗說(shuō)，它是事先為所發(fā)送的數(shù)據(jù)開(kāi)辟出連接好的通道，然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送;而UDP則不為IP提供可靠性、 流控或差錯(cuò)恢復(fù)功能。一般來(lái)說(shuō)，TCP對(duì)應(yīng)的是可靠性要求高的應(yīng)用，而UDP對(duì)應(yīng)的則是可靠性要求低、傳輸經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用。TCP支持的應(yīng)用協(xié)議主要 有：Telnet、FTP、SMTP等;UDP支持的應(yīng)用層協(xié)議主要有：NFS(網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng))、SNMP(簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議)、DNS(主域名稱系 統(tǒng))、TFTP(通用文件傳輸協(xié)議)等.
TCP/IP協(xié)議與低層的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層無(wú)關(guān)，這也是TCP/IP的重要特點(diǎn)
三、OSI的基本概念
OSI是Open System Interconnect的縮寫，意為開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)。
OSI七層參考模型的各個(gè)層次的劃分遵循下列原則：
1、同一層中的各網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)都有相同的層次結(jié)構(gòu)，具有同樣的功能。
2、同一節(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰層之間通過(guò)接口(可以是邏輯接口)進(jìn)行通信。
3、七層結(jié)構(gòu)中的每一層使用下一層提供的服務(wù)，并且向其上層提供服務(wù)。
4、不同節(jié)點(diǎn)的同等層按照協(xié)議實(shí)現(xiàn)對(duì)等層之間的通信。
第一層：物理層(PhysicalLayer)，
規(guī)定通信設(shè)備的機(jī)械的、電氣的、功能的和過(guò)程的特性，用以建立、維護(hù)和拆除物理鏈路連接。具體地講，機(jī)械 特性規(guī)定了網(wǎng)絡(luò)連接時(shí)所需接插件的規(guī)格尺寸、引腳數(shù)量和排列情況等;電氣特性規(guī)定了在物理連接上傳輸bit流時(shí)線路上信號(hào)電平的大小、阻抗匹配、傳輸速率 距離限制等;功能特性是指對(duì)各個(gè)信號(hào)先分配確切的信號(hào)含義，即定義了DTE和DCE之間各個(gè)線路的功能;規(guī)程特性定義了利用信號(hào)線進(jìn)行bit流傳輸?shù)囊唤M 操作規(guī)程，是指在物理連接的建立、維護(hù)、交換信息是，DTE和DCE雙放在各電路上的動(dòng)作系列。在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為比特(bit)。屬于物理層定義的典型規(guī)范代表包括：EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。
第二層：數(shù)據(jù)鏈路層(DataLinkLayer):
在物理層提供比特流服務(wù)的基礎(chǔ)上，建立相鄰結(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)鏈路，通過(guò)差錯(cuò)控制提供數(shù)據(jù)幀(Frame)在信道上無(wú)差錯(cuò)的傳輸，并進(jìn)行各電路上的動(dòng)作系列。數(shù)據(jù)鏈路層在不可靠的物理介質(zhì)上提供可靠的傳輸。該層的作用包括：物理地址尋址、數(shù)據(jù)的成幀、流量控制、數(shù)據(jù)的檢錯(cuò)、重發(fā)等。在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為幀(frame)。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、幀中繼等。
第三層是網(wǎng)絡(luò)層
在 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信的兩個(gè)計(jì)算機(jī)之間可能會(huì)經(jīng)過(guò)很多個(gè)數(shù)據(jù)鏈路，也可能還要經(jīng)過(guò)很多通信子網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)就是選擇合適的網(wǎng)間路由和交換結(jié)點(diǎn)， 確保數(shù)據(jù)及時(shí)傳送。網(wǎng)絡(luò)層將數(shù)據(jù)鏈路層提供的幀組成數(shù)據(jù)包，包中封裝有網(wǎng)絡(luò)層包頭，其中含有邏輯地址信息- -源站點(diǎn)和目的站點(diǎn)地址的網(wǎng)絡(luò)地址。如 果你在談?wù)撘粋�(gè)IP地址，那么你是在處理第3層的問(wèn)題，這是“數(shù)據(jù)包”問(wèn)題，而不是第2層的“幀”。IP是第3層問(wèn)題的一部分，此外還有一些路由協(xié)議和地 址解析協(xié)議(ARP)。有關(guān)路由的一切事情都在這第3層處理。地址解析和路由是3層的重要目的。網(wǎng)絡(luò)層還可以實(shí)現(xiàn)擁塞控制、網(wǎng)際互連等功能。在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為數(shù)據(jù)包(packet)。網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的代表包括：IP、IPX、RIP、OSPF等。
第四層是處理信息的傳輸層
第4層的數(shù)據(jù)單元也稱作數(shù)據(jù)包(packets)。但是，當(dāng)你談?wù)揟CP等具體的協(xié)議時(shí)又有特殊的叫法，TCP的數(shù)據(jù)單元稱為段 (segments)而UDP協(xié)議的數(shù)據(jù)單元稱為“數(shù)據(jù)報(bào)(datagrams)”。這個(gè)層負(fù)責(zé)獲取全部信息，因此，它必須跟蹤數(shù)據(jù)單元碎片、亂序到達(dá)的 數(shù)據(jù)包和其它在傳輸過(guò)程中可能發(fā)生的危險(xiǎn)。第4層為上層提供端到端(最終用戶到最終用戶)的透明的、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。所為透明的傳輸是指在通信過(guò)程中 傳輸層對(duì)上層屏蔽了通信傳輸系統(tǒng)的具體細(xì)節(jié)。傳輸層協(xié)議的代表包括：TCP、UDP、SPX等。
第五層是會(huì)話層
這一層也可以稱為會(huì)晤層或?qū)υ拰�，在�?huì)話層及以上的高層次中，數(shù)據(jù)傳送的單位不再另外命名，而是統(tǒng)稱為報(bào)文。會(huì)話層不參與具體的傳輸，它提供包括訪問(wèn)驗(yàn)證和會(huì)話管理在內(nèi)的建立和維護(hù)應(yīng)用之間通信的機(jī)制。如服務(wù)器驗(yàn)證用戶登錄便是由會(huì)話層完成的。
第六層是表示層
這一層主要解決擁護(hù)信息的語(yǔ)法表示問(wèn)題。它將欲交換的數(shù)據(jù)從適合于某一用戶的抽象語(yǔ)法，轉(zhuǎn)換為適合于OSI系統(tǒng)內(nèi)部使用的傳送語(yǔ)法。即提供格式化的表示和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)服務(wù)。數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮， 加密和解密等工作都由表示層負(fù)責(zé)。
第七層應(yīng)用層
應(yīng)用層為操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序提供訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的接口。應(yīng)用層協(xié)議的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。
除了層的數(shù)量之外，開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)模型與TCP/IP協(xié)議有什么區(qū)別?
開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)模型是一個(gè)參考標(biāo)準(zhǔn)，解釋協(xié)議相互之間應(yīng)該如何相互作用。TCP/IP協(xié)議是美國(guó)國(guó)防部發(fā)明的，是讓互聯(lián)網(wǎng)成為了目前這個(gè)樣子的標(biāo)準(zhǔn)之一。開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)模型中沒(méi)有清楚地描繪TCP/IP協(xié)議，但是在解釋TCP/IP協(xié)議時(shí)很容易想到開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)模型。兩者的主要區(qū)別如下：
TCP/IP協(xié)議中的應(yīng)用層處理開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)模型中的第五層、第六層和第七層的功能。
TCP/IP協(xié)議中的傳輸層并不能總是保證在傳輸層可靠地傳輸數(shù)據(jù)包，而開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)模型可以做到。TCP/IP協(xié)議還提供一項(xiàng)名為UDP(用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議)的選擇。UDP不能保證可靠的數(shù)據(jù)包傳輸。
TCP/UDP協(xié)議
TCP(Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)協(xié)議屬于傳輸層協(xié)議。其中TCP提供IP環(huán)境下的數(shù)據(jù)可靠傳輸，它提供的服務(wù)包括數(shù)據(jù)流傳送、可靠性、有效流控、全雙工操作和多路復(fù)用。通過(guò)面向連接、端到端和可靠的數(shù)據(jù)包發(fā)送。通俗說(shuō)，它是事先為所發(fā)送的數(shù)據(jù)開(kāi)辟出連接好的通道，然后再進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送;而UDP則不為IP提供可靠性、流控或差錯(cuò)恢復(fù)功能。一般來(lái)說(shuō)，TCP對(duì)應(yīng)的是可靠性要求高的應(yīng)用，而UDP對(duì)應(yīng)的則是可靠性要求低、傳輸經(jīng)濟(jì)的應(yīng)用。
TCP支持的應(yīng)用協(xié)議主要有：Telnet、FTP、SMTP等;UDP支持的應(yīng)用層協(xié)議主要有：NFS(網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng))、SNMP(簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議)、DNS(主域名稱系統(tǒng))、TFTP(通用文件傳輸協(xié)議)等。
TCP/IP協(xié)議與低層的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層無(wú)關(guān)，這也是TCP/IP的重要特點(diǎn)。
OSI是Open System Interconnect的縮寫，意為開(kāi)放式系統(tǒng)互聯(lián)。
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