OSI七层参考模型

20世纪60年代以来，计算机网络得到了飞速发展。各大厂商和标准组织为了在数据通信网络领域占据主导地位，纷纷推出了各自的网络架构体系和标准，如IBM公司的SNA协

议，Novell公司IPX/SPX协议，以及广泛流行的OSI参考模型和TCP/IP协议。同时，各大厂商根据这些协议生产出了不同的硬件和软件。标准组织和厂商的共同努力促进了网络技术的快速发展和网络设备种类的迅速增长。

网络通信协议：不同的协议栈用于定义和管理不同网络的数据转发规则

网络通信中，“协议”和“标准”这两个词汇常常可以混用。同时，协议或标准本身又常常具有层次的特点。一般地，关注于逻辑数据关系的协议通常被称为上层协议，而关注于物理数据流的协议通常被称为低层协议。IEEE 802就是一套用来管理物理数据流在局域网中传输的标准， 包括在局域网中传输物理数据的802.3以太网标准。还有一些用来管理物理数据流在使用串行介质的广域网中传输的标准，如帧中继FR（ Frame Relay ），高级数据链路控制HDLC （ High-Level Data LinkControl），异步传输模式ATM（Asynchronous

Transfer Mode）。

国 际 标 准 化 组 织 ISO 于 1984 年 提 出 了 OSI RM （ Open System

Interconnection Reference Model，开放系统互连参考模型）。OSI 参考模型很快成为了计算机网络通信的基础模型。OSI参考模型具有以下优点：简化了相关的网络操作；提供了不同厂商之间的兼容性；促进了标准化工作；结构上进行了分层；易于学习和操作。

OSI参考模型各个层次的基本功能如下：

物理层: 在设备之间传输比特流，规定了电平、速度和电缆针脚。

数据链路层：将比特组合成字节，再将字节组合成帧，使用链路层地址（以太网使用MAC 地址）来访问介质，并进行差错检测。

网络层：提供逻辑地址，供路由器确定路径。

传输层：提供面向连接或非面向连接的数据传递以及进行重传前的差错检测。

会话层：负责建立、管理和终止表示层实体之间的通信会话。该层的通信由不同设备中的应用程序之间的服务请求和响应组成。

表示层：提供各种用于应用层数据的编码和转换功能，确保一个系统的应用层发送的数据能被另一个系统的应用层识别。

应用层：OSI参考模型中最靠近用户的一层，为应用程序提供网络服务。

 TCP/IP分层模型

由于OSI分层模型太过于详细，且只是一个参考模型。实际模型是TCP/IP模型

TCP/IP模型同样采用了分层结构，层与层相对独立但是相互之间也具备非常密切的协作关系。

TCP/IP模型将网络分为四层，分别是：应用层：对应OSI的应用层、表示层、会话层传输层互联网层

网络接口层：对应OSI的数据链路层和物理层

TCP/IP模型不关注底层物理介质，主要关注终端之间的逻辑数据流转发。TCP/IP模型的核心是网络层和传输层：网络层解决网络之间的逻辑转发问题，传输层保证源端到目的端之间的可靠传输。最上层的应用层通过各种协议向终端用户提供业务应用。

网络访问层（Network Access Layer）在TCP/IP参考模型中并没有详细描述，只是指出主机必须使用某种协议与网络相连。

互联网层（Internet Layer）是整个体系结构的关键部分，其功能是使主机可以把分组发往任何网络，并使分组独立地传向目标。这些分组可能经由不同的网络，到达的顺序和发送的顺序也可能不同。高层如果需要顺序收发，那么就必须自行处理对分组的排序。互联网层使用因特网协议（IP，Internet Protocol）。TCP/IP参考模型的互联网层和OSI参考模型的网络层在功能上非常相似。

传输层（Transport Layer）使源端和目的端机器上的对等实体可以进行会话。在这一层定义了两个端到端的协议：传输控制协议（TCP，Transmission Control Protocol）和用户数据报协议（UDP，User Datagram Protocol）。TCP是面向连接的协议，它提供可靠的报文传输和对上层应用的连接服务。为此，除了基本的数据传输外，它还有可靠性保证、流量控制、多路复用、优先权和安全性控制等功能。UDP是面向无连接的不可靠传输的协议，主要用于不需要TCP的排序和流量控制等功能的应用程序。

应用层（Application Layer）包含所有的高层协议，包括：虚拟终端协议（TELNET，

TELecommunications NETwork）、文件传输协议（FTP，File Transfer Protocol）、电子邮件传输协议（SMTP，Simple Mail Transfer Protocol）、域名服务（DNS，Domain Name Service）、网上新闻传输协议（NNTP，Net News Transfer Protocol）和超文本传送协议（HTTP，HyperText Transfer Protocol）等。TELNET允许一台机器上的用户登录到远程机器上，并进行工作；FTP提供有效地将文件从一台机器上移到另一台机器上的方法；SMTP用于电子邮件的收发；DNS用于把主机名映射到网络地址；NNTP用于新闻的发布、检索和获取；HTTP用于在WWW上获取主页。

协议和接口

TCP/IP协议在不同得系统上实现，通信双方逻辑上均有了相同得分层，同层之间用协议、上下层之间用接口协议：讲究一致性，通信双方得对等层之间采用的协议应该一致接口：下层为上层服务，上层通过接口来使用下层提供的服务，接口由下层来提供。

  数据封装及解封装

应用数据需要经过TCP/IP每一层处理之后才能通过网络传输到目的端， 每一层上都使用该层的协议数据单元PDU（Protocol Data Unit）彼此交换信息。不同层的PDU中包含

有不同的信息，因此PDU在不同层被赋予了不同的名称。如上层数据在传输层添加TCP报头后得到的PDU被称为Segment（数据段 ）；数据段被传递给网络层，网络层添加IP报头得到的PDU被称为Packet（数据包）；数据包被传递到数据链路层，封装数据链路层报头得到的PDU被称为Frame（数据帧）；最后，帧被转换为比特，通过网络介质传输。这种协议栈逐层向下传递数据，并添加报头和报尾的过程称为封装。

接收方收到数据后，会逐层进行拆解封装，然后通过接口将数据递交给上层处理，直到应用层接收到，这个过程称为解封装。

数据通信的过程就是数据的封装解封装过程，这里面充分体现出了分层模型的好处。