OSI七層與TCP/IP五層網絡架構詳解

OSI七層與TCP/IP五層網絡架構詳解

 

OSI和TCP/IP是很基礎但又很是重要的網絡基礎知識，理解得透徹對運維工程師來講很是有幫助。今天偶又複習了一下：

 

（1）OSI七層模型

 

OSI中的層 功能 TCP/IP協議族

應用層 文件傳輸，電子郵件，文件服務，虛擬終端 TFTP，HTTP，SNMP，FTP，SMTP，DNS，Telnet

表示層 數據格式化，代碼轉換，數據加密 沒有協議

會話層 解除或創建與別的接點的聯繫 沒有協議

傳輸層 提供端對端的接口 TCP，UDP

網絡層 爲數據包選擇路由 IP，ICMP，RIP，OSPF，BGP，IGMP

數據鏈路層 傳輸有地址的幀以及錯誤檢測功能 SLIP，CSLIP，PPP，ARP，RARP，MTU

物理層 以二進制數據形式在物理媒體上傳輸數據 ISO2110，IEEE802，IEEE802.2

 

 

 

 

（2）TCP/IP五層模型的協議

 

應用層

傳輸層

網絡層

數據鏈路層

物理層

 

物理層：中繼器、集線器、還有咱們一般說的雙絞線也工做在物理層

數據鏈路層：網橋（現已不多使用）、以太網交換機（二層交換機）、網卡（其實網卡是一半工做在物理層、一半工做在數據鏈路層）

網絡層：路由器、三層交換機

傳輸層：四層交換機、也有工做在四層的路由器

 

 

 

2、TCP/UDP協議

 

TCP (Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)協議屬於傳輸層協議。其中TCP提供IP環境下的數據可靠傳輸，它提供的服務包括數據流傳送、可靠性、有效流控、全雙工操做和多路復 用。經過面向鏈接、端到端和可靠的數據包發送。通俗說，它是事先爲所發送的數據開闢出鏈接好的通道，而後再進行數據發送；而UDP則不爲IP提供可靠性、 流控或差錯恢復功能。通常來講，TCP對應的是可靠性要求高的應用，而UDP對應的則是可靠性要求低、傳輸經濟的應用。TCP支持的應用協議主要 有：Telnet、FTP、SMTP等；UDP支持的應用層協議主要有：NFS（網絡文件系統）、SNMP（簡單網絡管理協議）、DNS（主域名稱系 統）、TFTP（通用文件傳輸協議）等.

TCP/IP協議與低層的數據鏈路層和物理層無關，這也是TCP/IP的重要特色

 

3、OSI的基本概念

OSI是Open System Interconnect的縮寫，意爲開放式系統互聯。

OSI七層參考模型的各個層次的劃分遵循下列原則：

一、同一層中的各網絡節點都有相同的層次結構，具備一樣的功能。

二、同一節點內相鄰層之間經過接口（能夠是邏輯接口）進行通訊。

三、七層結構中的每一層使用下一層提供的服務，而且向其上層提供服務。

四、不一樣節點的同等層按照協議實現對等層之間的通訊。

 

第一層：物理層（PhysicalLayer)，

規定通訊設備的機械的、電氣的、功能的和過程的特性，用以創建、維護和拆除物理鏈路鏈接。具體地講，機械 特性規定了網絡鏈接時所需接插件的規格尺寸、引腳數量和排列狀況等；電氣特性規定了在物理鏈接上傳輸bit流時線路上信號電平的大小、阻抗匹配、傳輸速率 距離限制等；功能特性是指對各個信號先分配確切的信號含義，即定義了DTE和DCE之間各個線路的功能；規程特性定義了利用信號線進行bit流傳輸的一組 操做規程，是指在物理鏈接的創建、維護、交換信息是，DTE和DCE雙放在各電路上的動做系列。在這一層，數據的單位稱爲比特（bit）。屬於物理層定義的典型規範表明包括：EIA/TIA RS-23二、EIA/TIA RS-44九、V.3五、RJ-45等。

 

第二層：數據鏈路層（DataLinkLayer):

在物理層提供比特流服務的基礎上，創建相鄰結點之間的數據鏈路，經過差錯控制提供數據幀（Frame）在信道上無差錯的傳輸，並進行各電路上的動做系列。數據鏈路層在不可靠的物理介質上提供可靠的傳輸。該層的做用包括：物理地址尋址、數據的成幀、流量控制、數據的檢錯、重發等。在這一層，數據的單位稱爲幀（frame）。數據鏈路層協議的表明包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、幀中繼等。

 

第三層是網絡層

在 計算機網絡中進行通訊的兩個計算機之間可能會通過不少個數據鏈路，也可能還要通過不少通訊子網。網絡層的任務就是選擇合適的網間路由和交換結點， 確保數據及時傳送。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。如 果你在談論一個IP地址，那麼你是在處理第3層的問題，這是「數據包」問題，而不是第2層的「幀」。IP是第3層問題的一部分，此外還有一些路由協議和地 址解析協議（ARP）。有關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。網絡層還能夠實現擁塞控制、網際互連等功能。在這一層，數據的單位稱爲數據包（packet）。網絡層協議的表明包括：IP、IPX、RIP、OSPF等。

 

第 四層是處理信息的傳輸層

第4層的數據單元也稱做數據包（packets）。可是，當你談論TCP等具體的協議時又有特殊的叫法，TCP的數據單元稱爲段 （segments）而UDP協議的數據單元稱爲「數據報（datagrams）」。這個層負責獲取所有信息，所以，它必須跟蹤數據單元碎片、亂序到達的 數據包和其它在傳輸過程當中可能發生的危險。第4層爲上層提供端到端（最終用戶到最終用戶）的透明的、可靠的數據傳輸服務。所爲透明的傳輸是指在通訊過程當中 傳輸層對上層屏蔽了通訊傳輸系統的具體細節。傳輸層協議的表明包括：TCP、UDP、SPX等。

 

第五層是會話層

這一層也能夠稱爲會晤層或對話層，在會話層及以上的高層次中，數據傳送的單位再也不另外命名，而是統稱爲報文。會話層不參與具體的傳輸，它提供包括訪問驗證和會話管理在內的創建和維護應用之間通訊的機制。如服務器驗證用戶登陸即是由會話層完成的。

 

第六層是表示層

這一層主要解決擁護信息的語法表示問題。它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。即提供格式化的表示和轉換數據服務。數據的壓縮和解壓縮， 加密和解密等工做都由表示層負責。

 

第七層應用層

應用層爲操做系統或網絡應用程序提供訪問網絡服務的接口。應用層協議的表明包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。

 

除了層的數量以外，開放式系統互聯（OSI）模型與TCP/IP協議有什麼區別？

 

開放式系統互聯模型是一個參考標準，解釋協議相互之間應該如何相互做用。TCP/IP協議是美國國防部發明的，是讓互聯網成爲了目前這個樣子的標準之一。開放式系統互聯模型中沒有清楚地描繪TCP/IP協議，可是在解釋TCP/IP協議時很容易想到開放式系統互聯模型。二者的主要區別以下：

 

TCP/IP協議中的應用層處理開放式系統互聯模型中的第五層、第六層和第七層的功能。

 

TCP/IP協議中的傳輸層並不能老是保證在傳輸層可靠地傳輸數據包，而開放式系統互聯模型能夠作到。TCP/IP協議還提供一項名爲UDP（用戶數據報協議）的選擇。UDP不能保證可靠的數據包傳輸。

 

TCP/UDP協議

 

TCP(Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)協議屬於傳輸層協議。其中TCP提供IP環境下的數據可靠傳輸，它提供的服務包括數據流傳送、可靠性、有效流控、全雙工操做和多路複用。經過面向鏈接、端到端和可靠的數據包發送。通俗說，它是事先爲所發送的數據開闢出鏈接好的通道，而後再進行數據發送；而UDP則不爲IP提供可靠性、流控或差錯恢復功能。通常來講，TCP對應的是可靠性要求高的應用，而UDP對應的則是可靠性要求低、傳輸經濟的應用。

 

TCP支持的應用協議主要有：Telnet、FTP、SMTP等；UDP支持的應用層協議主要有：NFS（網絡文件系統）、SNMP（簡單網絡管理協議）、DNS（主域名稱系統）、TFTP（通用文件傳輸協議）等。

 

TCP/IP協議與低層的數據鏈路層和物理層無關，這也是TCP/IP的重要特色。

 

OSI是Open System Interconnect的縮寫，意爲開放式系統互聯。