TCP/IP模型及OSI七層參考模型各層的功能和主要協議

時間 2019-11-12

標籤 tcp 模型 osi 參考各層功能主要協議欄目系統網絡简体版

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注：網絡體系結構是分層的體系結構，學術派標準OSI參考模型有七層，而工業標準TCP/IP模型有四層。後者成爲了事實上的標準，在介紹時一般分爲5層來敘述但應注意TCP/IP模型實際上只有四層。數據庫

一、TCP/IP模型

（1）物理層瀏覽器

物理層規定:爲傳輸數據所須要的物理鏈路建立、維持、拆除，而提供具備機械的，電子的，功能的和規範的特性，確保原始的數據可在各類物理媒體上傳輸，爲設備之間的數據通訊提供傳輸媒體及互連設備，爲數據傳輸提供可靠的環境。緩存

（2）數據鏈路層安全

主要提供鏈路控制（同步，異步，二進制，HDLC），差錯控制（重發機制），流量控制（窗口機制）服務器

1） MAC：媒體接入控制，主要功能是調度，把邏輯信道映射到傳輸信道，負責根據邏輯信道的瞬時源速率爲各個傳輸信道選擇適當的傳輸格式。MAC層主要有3類邏輯實體，第一類是MAC-b，負責處理廣播信道數據；第二類是MAC-c，負責處理公共信道數據；第三類是MAC-d，負責處理專用信道數據。網絡

2）RLC：無線鏈路控制，不只能載控制面的數據，並且也承載用戶面的數據。RLC子層有三種工做模式，分別是透明模式、非確認模式和確認模式，針對不一樣的業務採用不一樣的模式。異步

3）BMC：廣播/組播控制，負責控制多播/組播業務。分佈式

4）PDCP：分組數據匯聚協議，負責對IP包的報頭進行壓縮和解壓縮，以提升空中接口無線資源的利用率。加密

（3）網絡層spa

提供阻塞控制，路由選擇（靜態路由，動態路由）等

1）IP：IP協議提供不可靠、無鏈接的傳送服務。IP協議的主要功能有：無鏈接數據報傳輸、數據報路由選擇和差錯控制。IP地址是重要概念

2）ARP：地址解析協議。基本功能就是經過目標設備的IP地址，查詢目標設備的MAC地址，以保證通訊的順利進行。以太網中的數據幀從一個主機到達網內的另外一臺主機是根據48位的以太網地址（硬件地址）來肯定接口的，而不是根據32位的IP地址。內核必須知道目的端的硬件地址才能發送數據。P2P的鏈接是不須要ARP的。

3）RARP：反向地址轉換協議。容許局域網的物理機器從網關服務器的 ARP 表或者緩存上請求其 IP 地址。局域網網關路由器中存有一個表以映射MAC和與其對應的 IP 地址。當設置一臺新的機器時，其 RARP 客戶機程序須要向路由器上的 RARP 服務器請求相應的 IP 地址。假設在路由表中已經設置了一個記錄，RARP 服務器將會返回 IP 地址給機器。

4）IGMP：組播協議包括組成員管理協議和組播路由協議。組成員管理協議用於管理組播組成員的加入和離開，組播路由協議負責在路由器之間交互信息來創建組播樹。IGMP屬於前者，是組播路由器用來維護組播組成員信息的協議，運行於主機和和組播路由器之間。IGMP 信息封裝在IP報文中，其IP的協議號爲2。

5）ICMP：Internet控制報文協議。用於在IP主機、路由器之間傳遞控制消息。控制消息是指網絡通不通、主機是否可達、路由是否可用等網絡自己的消息。這些控制消息雖然並不傳輸用戶數據，可是對於用戶數據的傳遞起着重要的做用。

6) BGP :邊界網關協議。處理像因特網大小的網絡和不相關路由域間的多路鏈接。

7）RIP：路由信息協議。是一種分佈式的基於距離矢量的路由選擇協議。

（4）傳輸層

提供分割與重組數據，按端口號尋址，鏈接管理差錯控制和流量控制,糾錯的功能。傳輸層要向會話層提供通訊服務的可靠性，避免報文的出錯、丟失、延遲時間紊亂、重複、亂序等差錯。

1）TCP: 一種面向鏈接的、可靠的、基於字節流的傳輸層通訊協議。

2) UDP: 用戶數據報協議，一種無鏈接的傳輸層協議，提供面向事務的簡單不可靠信息傳送服務。

3）RTP：實時傳輸協議，爲數據提供了具備實時特徵的端對端傳送服務，如在組播或單播網絡服務下的交互式視頻音頻或模擬數據。

4）SCTP：一個面向鏈接的流控制傳輸協議，它能夠在兩個端點之間提供穩定、有序的數據傳遞服務。SCTP能夠看作是TCP協議的改進，它繼承了TCP較爲完善的擁塞控制並改進TCP的一些不足：

a. SCTP是多宿主鏈接，而TCP是單地址鏈接。

b.一個TCP鏈接只能支持一個流，一個SCTP鏈接能夠支持多個流。

c.SCTP有更好的安全性。

（5）應用層

1）HTTP：超文本傳輸協議，基於TCP，是用於從WWW服務器傳輸超文本到本地瀏覽器的傳輸協議。它可使瀏覽器更加高效，使網絡傳輸減小。

2）SMTP：簡單郵件傳輸協議,是一組用於由源地址到目的地址傳送郵件的規則，由它來控制信件的中轉方式。

3）SNMP：簡單網絡管理協議，由一組網絡管理的標準組成，包含一個應用層協議、數據庫模型和一組資源對象。

4）FTP：文件傳輸協議，用於Internet上的控制文件的雙向傳輸。同時也是一個應用程序。

5）Telnet：是Internet遠程登錄服務的標準協議和主要方式。爲用戶提供了在本地計算機上完成遠程主機工做的能力。在終端使用者的電腦上使用telnet程序，用它鏈接到服務器。

6）SSH：安全外殼協議，爲創建在應用層和傳輸層基礎上的安全協議。SSH 是目前較可靠，專爲遠程登陸會話和其餘網絡服務提供安全性的協議。

7）NFS：網絡文件系統，是FreeBSD支持的文件系統中的一種，容許網絡中的計算機之間經過TCP/IP網絡共享資源。

二、OSI七層參考模型

1. ISO/OSI的參考模型共有7層，由低層至高層分別爲：物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。各層功能分別爲：

（1）物理層

提供創建、維護和拆除物理鏈路所需的機械、電氣、功能和規程的特性；提供有關在傳輸介質上傳輸非結構的位流

及物理鏈路故障檢測指示。在這一層，數據尚未被組織，僅做爲原始的位流或電氣電壓處理，單位是比特。

（2）數據鏈路層

負責在兩個相鄰結點間的線路上，無差錯地傳送以幀爲單位的數據，並進行流量控制。每一幀包括必定數量的數據

和一些必要的控制信息。與物理層類似，數據鏈路層要負責創建、維持和釋放數據鏈路的鏈接。在傳送數據時，如

果接收點檢測到所傳數據中有差錯，就要通知發方重發這一幀。

（3）網絡層

爲傳輸層實體提供端到端的交換網絡數據傳送功能，使得傳輸層擺脫路由選擇、交換方式、擁擠控制等網絡傳輸

細節；能夠爲傳輸層實體創建、維持和拆除一條或多條通訊路徑；對網絡傳輸中發生的不可恢復的差錯予以報告。

網絡層將數據鏈路層提供的幀組成數據包，包中封裝有網絡層包頭，其中含有邏輯地址信息——源站點和目的站點

地址的網絡地址。

（4）傳輸層

爲會話層實體提供透明、可靠的數據傳輸服務，保證端到端的數據完整性；選擇網絡層的最適宜的服務；提供建

立、維護和拆除傳輸鏈接功能。傳輸層根據通訊子網的特性，最佳的利用網絡資源，爲兩個端系統的會話層之間提

供創建、維護和取消傳輸鏈接的功能，並以可靠和經濟的方式傳輸數據。在這一層，信息的傳送單位是報文。

（5）會話層

爲彼此合做的表示層實體提供創建、維護和結束會話鏈接的功能；完成通訊進程的邏輯名字與物理名字間的對應；

提供會話管理服務。

（6）表示層

爲應用層進程提供能解釋所交換信息含義的一組服務，即將欲交換的數據從適合於某一用戶的抽象語法，轉換爲

適合於OSI系統內部使用的傳送語法，提供格式化的表示和轉換數據服務。數據的壓縮，解壓縮，加密和解密等

工做都由表示層負責。

（7）應用層

提供OSI用戶服務，即肯定進程之間通訊的性質，以知足用戶須要以及提供網絡與用戶應用軟件之間的接口服務。

簡言之，各層的做用：

物理層：在物理媒體上傳輸原始的數據比特流。

數據鏈路層：將數據分紅一個個數據幀，以數據幀爲單位傳輸。有應有答，遇錯重發。

網絡層：將數據分紅必定長度的分組，將分組穿過通訊子網，從信源選擇路徑後傳到信宿。

傳輸層：提供不具體網絡的高效、經濟、透明的端到端數據傳輸服務。

會話層：進程間的對話也稱爲會話，會話層管理不一樣主機上各進程間的對話。

表示層：爲應用層進程提供格式化的表示和轉換數據服務。

應用層：提供應用程序訪問OSI環境的手段。

2. ISO/OSI參考模型與TCP/IP協議模型中各層的對應關係：

3. 數據的封裝和解封：

4. OSI網絡體系結構各層協議：

（1）應用層：TELNET、FTP、TFTP、SMTP、SNMP、HTTP、BOOTP、DHCP、DNS（注：DNS使用的傳輸協議既可爲TCP又可爲UDP）
（2）表示層：
                         文本：ASCII，EBCDIC
                         圖形：TIFF，JPEG，GIF，PICT
                         聲音：MIDI，MPEG，QUICKTIME

（3）會話層：Socket、NFS、SQL、RPC 、X-WINDOWS、ASP（APPTALK會話協議）、SCP
（4）傳輸層：TCP、UDP、SPX
（5）網絡層：IP、IPX、ICMP、RIP、OSPF(Open Shortest Path First開放式最短路徑優先)
（6）數據鏈路層：SDLC、HDLC、PPP、STP（Spanning Tree Protocol）、幀中繼
（7）物理層：EIA/TIA RS-23二、EIA/TIA RS-44九、V.3五、RJ-45

5. 經常使用端口（每一個協議都有一個缺省端口）