OSI七層模型與TCP/IP五層模型

一、簡介

七層模型,亦稱OSI(Open System Interconnection)參考模型,是國際標準化組織(ISO)制定的一個用於計算機或通信系統間互聯的標準體系。它是一個七層的、抽象的模型體,不僅包括一系列抽象的術語或概念,也包括具體的協議。

在這個OSI七層模型中,每一層都爲其上一層提供服務、併爲其上一層提供一個訪問接口或界面。

二、七層模型

1、應用層(Application Layer)
網絡服務與最終用戶的一個接口,是體系結構中的最高層。我們將應用層交互的數據單元稱爲報文(message)。

應用層的協議有:HTTP、FTP、TFTP、SMTP、SNMP、DNS、Telnet、HTTPS、POP3、DHCP。

2、表示層(Presentation Layer)
表示層對上層數據或信息進行變換以保證一個主機應用層信息可以被另一個主機的應用程序理解。表示層的數據轉換包括數據的加密、壓縮、格式轉換等。(在五層模型裏面已經合併到了應用層)

表示層協議的代表包括:ASCII、ASN.1、JPEG、MPEG等。

3、會話層(Session Layer)
會話層管理主機之間的會話進程,即負責建立、管理、終止進程之間的會話。會話層還利用在數據中插入校驗點來實現數據的同步。(在五層模型裏面已經合併到了應用層)

會話層協議的代表包括:NetBIOS、ZIP(AppleTalk區域信息協議)等。

4、傳輸層(Transport Layer)
傳輸層是第一個端到端,即主機到主機的層次。傳輸層負責將上層數據分段並提供端到端的、可靠的或不可靠的傳輸。此外,傳輸層還要處理端到端的差錯控制和流量控制問題。在這一層,數據的單位稱爲數據段/報文段(segment)。

協議有:TCP、UDP、SPX等,數據包一旦離開網卡即進入網絡傳輸層。

5、網絡層(Network Layer)
網絡層負責對子網間的數據包進行路由選擇。此外,網絡層還可以實現擁塞控制、網際互連等功能。在這一層,數據的單位稱爲分組或數據包(packet)。

在TCP/IP體系中,由於網絡層使用IP協議,因此分組也叫IP數據報,或簡稱數據報(datagram)。

網絡層協議的代表包括:IP、IPX、RIP、OSPF等。

6、數據鏈路層(Data Link Layer) 
數據鏈路層在不可靠的物理介質上提供可靠的傳輸。該層的作用包括: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)。

數據鏈路層協議的代表包括:ARP、RARP、IEEE802.3、PPP、STP、幀中繼等。

7、物理層(Physical Layer)
物理層規定了激活、維持、關閉通信端點之間的機械特性、電氣特性、功能特性以及過程特性。該層爲上層協議提供了一個傳輸數據的物理媒體。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代表有:EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。

三、數據封裝過程

在OSI參考模型中,當一臺主機需要傳送用戶的數據(DATA)時,數據首先通過應用層的接口進入應用層。在應用層,用戶的數據被加上應用層的報頭(Application Header,AH),形成應用層協議數據單元(Protocol Data Unit,PDU),然後被遞交到下一層-表示層。

表示層並不"關心"上層-應用層的數據格式而是把整個應用層遞交的數據包看成是一個整體進行封裝,即加上表示層的報頭(Presentation Header,PH)。然後,遞交到下層-會話層。

同樣,會話層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層也都要分別給上層遞交下來的數據加上自己的報頭。它們是:會話層報頭(Session Header,SH)、傳輸層報頭(Transport Header,TH)、網絡層報頭(Network Header,NH)和數據鏈路層報頭(Data link Header,DH)。其中,數據鏈路層還要給網絡層遞交的數據加上數據鏈路層報尾(Data link Termination,DT)形成最終的一幀數據。

當一幀數據通過物理層傳送到目標主機的物理層時,該主機的物理層把它遞交到上層-數據鏈路層。數據鏈路層負責去掉數據幀的幀頭部DH和尾部DT(同時還進行數據校驗)。如果數據沒有出錯,則遞交到上層-網絡層。

同樣,網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層也要做類似的工作。最終,原始數據被遞交到目標主機的具體應用程序中。

數據在各層的傳遞過程:

四、TCP/IP五層模型

TCP/IP五層協議和OSI的七層協議對應關係如下。

五、附圖

參考

1、百度百科:OSI參考模型
2、《計算機網絡(第6版)》 謝希仁 著
3、https://blog.csdn.net/wdkirchhoff/article/details/43915825

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