网络互联模型

1977年，国际标准化组织为适应网络标准化发展的需求，制定了开放系统互联参考模型（Open System Interconnection/Reference Model，OSI/RM），从而形成了网络架构的国际标准。

OSI/RM 构造了由下到上的七层模型，

分别是

  • 应用层 针对特定应用的协议
  • 表示层 设备固有数据格式和网络标准数据格式转换
  • 会话层 通信管理，负责建立和断开通信连接
  • 传输层 保证节点之间的数据传输
  • 网络层 地址选择和路由选择
  • 数据链路层 互联设备之间传送和识别数据帧
  • 物理层 以0 或 1代表电压的高低位传输数据

OSI的七层协议体系结构的概念清楚，理论也比较完整，但它既复杂又不实用，ISO制定的OSI参考模型的过于庞大、复杂招致了许多批评。由技术人员自己开发的TCP/IP协议栈获得了更为广泛的应用。TCP/IP体系结构则不同，它现在已经得到了非常广泛的应用，TCP/IP是一个四层的体系结构。

分别是

  • 应用层
  • 传输层
  • 网际层
  • 网络接口层

在学习研究的时候，往往综合OSI 和TCP/IP的优先，将网络接口层还是分为2个层来研究。使用一种具有五层的协议结构。

分别是:

  • 应用层 通过应用程序进程间的交互来完成特定的网络应用。应用层定义的是应用直接的协议规则，比如Http https smtp
  • 传输层 负责两台主机进程直接的通信提供通用的数据传输服务，运输层是多个应用共用的，主要的协议有tcp 和udp协议。传输层的传输的数据称为报文。
  • 网络层 网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。发送数据的时候，网络层把传输层的数据封装成分组或包进行传送。网络层的另一个作用是选择合适的路由，能够根据路由求找到网络中的主机。
  • 数据链路层 数据链路层将网络层的数据组帧，在两个节点的链路上传送帧，每个帧都包含了数据和必要的信息，还能检查帧的数据是否有错误。
  • 物理层 物理层传的数据是比特，物理层对应的传输介质有双绞线，光纤，同轴电缆,电话线(模拟信号)等。

​ 几种划分的对应关系

​ 各个层的协议和数据传输单元

数据在各个层的简单传输过程

在2个主机中进行数据传输的过程中，都要经过5层网络。不同的层具有不同的功能。

假设主机1 发送数据包到主机2

  1. 应用层发送原始的数据包内容
  2. 运输层获取到应用层的数据包，然后对数据包进行包装，加上运输层的必要的控制信息，数据包就成了运输层的数据。
  3. 网络层获取到运输层的数据包后，将数据包中添加网络层的信息，然后传递给数据链路层
  4. 数据链路层拿到数据包后，分别在数据的头部 和数据的尾部加上数据链路层的信息。
  5. 物理层因为传输的是比特流所以不加控制信息。
  6. 数据经过路由器等信息后，还会经过物理层，数据链路层和网络层
  7. 数据到达到目标主机的物理层后，目标主机的网卡解析数据包的内容。
  8. 先由物理层接受数据，然后传输给数据链路层。
  9. 数据链路层将数据包前和数据包后的控制信息去除掉，然后将数据向上层传递给网络层
  10. 网络层拿到数据链路层的数据包后，网络层的控制信息去除，然后将数据向上层传递给运输层
  11. 运输层去掉运输层加的数据包信息后，将数据的原始信息传输给应用层，应用层就拿到数据的发送信息了。