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OSI七層與TCP/IP五層網(wǎng)絡架構詳解
OSI和TCP/IP是很基礎但又非常重要的網(wǎng)絡基礎知識，理解得透徹對運維工程師來說非常有幫助。今天又復習了一下：
(1)OSI七層模型
OSI中的層 功能 TCP/IP協(xié)議族
應用層 文件傳輸，電子郵件，文件服務，虛擬終端 TFTP，HTTP，SNMP，F(xiàn)TP，SMTP，DNS，Telnet
表示層 數(shù)據(jù)格式化，代碼轉換，數(shù)據(jù)加密 沒有協(xié)議
會話層 解除或建立與別的接點的聯(lián)系 沒有協(xié)議
傳輸層 提供端對端的接口 TCP，UDP
網(wǎng)絡層 為數(shù)據(jù)包選擇路由 IP，ICMP，RIP，OSPF，BGP，IGMP
數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)形式在物理媒體上傳輸數(shù)據(jù) ISO2110，IEEE802，IEEE802.2
(2)TCP/IP五層模型的協(xié)議
物理層：中繼器、集線器、還有我們通常說的雙絞線也工作在物理層
數(shù)據(jù)鏈路層：網(wǎng)橋(現(xiàn)已很少使用)、以太網(wǎng)交換機(二層交換機)、網(wǎng)卡(其實網(wǎng)卡是一半工作在物理層、一半工作在數(shù)據(jù)鏈路層)
網(wǎng)絡層：路由器、三層交換機
傳輸層：四層交換機、也有工作在四層的路由器
二、TCP/UDP協(xié)議
TCP (Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)協(xié)議屬于傳輸層協(xié)議。其中TCP提供IP環(huán)境下的數(shù)據(jù)可靠傳輸，它提供的服務包括數(shù)據(jù)流傳送、可靠性、有效流控、全雙工操作和多路復 用。通過面向連接、端到端和可靠的數(shù)據(jù)包發(fā)送。通俗說，它是事先為所發(fā)送的數(shù)據(jù)開辟出連接好的通道，然后再進行數(shù)據(jù)發(fā)送;而UDP則不為IP提供可靠性、 流控或差錯恢復功能。一般來說，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(jīng)濟的應用。TCP支持的應用協(xié)議主要 有：Telnet、FTP、SMTP等;UDP支持的應用層協(xié)議主要有：NFS(網(wǎng)絡文件系統(tǒng))、SNMP(簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議)、DNS(主域名稱系 統(tǒng))、TFTP(通用文件傳輸協(xié)議)等.
TCP/IP協(xié)議與低層的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層無關，這也是TCP/IP的重要特點
三、OSI的基本概念
OSI是Open System Interconnect的縮寫，意為開放式系統(tǒng)互聯(lián)。
OSI七層參考模型的各個層次的劃分遵循下列原則：
1、同一層中的各網(wǎng)絡節(jié)點都有相同的層次結構，具有同樣的功能。
2、同一節(jié)點內相鄰層之間通過接口(可以是邏輯接口)進行通信。
3、七層結構中的每一層使用下一層提供的服務，并且向其上層提供服務。
4、不同節(jié)點的同等層按照協(xié)議實現(xiàn)對等層之間的通信。
第一層：物理層(PhysicalLayer)，
規(guī)定通信設備的機械的、電氣的、功能的和過程的特性，用以建立、維護和拆除物理鏈路連接。具體地講，機械 特性規(guī)定了網(wǎng)絡連接時所需接插件的規(guī)格尺寸、引腳數(shù)量和排列情況等;電氣特性規(guī)定了在物理連接上傳輸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(guī)程特性定義了利用信號線進行bit流傳輸?shù)囊唤M 操作規(guī)程，是指在物理連接的建立、維護、交換信息是，DTE和DCE雙放在各電路上的動作系列。在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為比特(bit)。屬于物理層定義的典型規(guī)范代表包括：EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。
第二層：數(shù)據(jù)鏈路層(DataLinkLayer):
在物理層提供比特流服務的基礎上，建立相鄰結點之間的數(shù)據(jù)鏈路，通過差錯控制提供數(shù)據(jù)幀(Frame)在信道上無差錯的傳輸，并進行各電路上的動作系列。數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的成幀、流量控制、數(shù)據(jù)的檢錯、重發(fā)等。在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為幀(frame)。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、幀中繼等。
第三層是網(wǎng)絡層
在 計算機網(wǎng)絡中進行通信的兩個計算機之間可能會經(jīng)過很多個數(shù)據(jù)鏈路，也可能還要經(jīng)過很多通信子網(wǎng)。網(wǎng)絡層的任務就是選擇合適的網(wǎng)間路由和交換結點， 確保數(shù)據(jù)及時傳送。網(wǎng)絡層將數(shù)據(jù)鏈路層提供的幀組成數(shù)據(jù)包，包中封裝有網(wǎng)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(wǎng)絡地址。如 果你在談論一個IP地址，那么你是在處理第3層的問題，這是“數(shù)據(jù)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(xié)議和地 址解析協(xié)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(wǎng)絡層還可以實現(xiàn)擁塞控制、網(wǎng)際互連等功能。在這一層，數(shù)據(jù)的單位稱為數(shù)據(jù)包(packet)。網(wǎng)絡層協(xié)議的代表包括：IP、IPX、RIP、OSPF等。
第四層是處理信息的傳輸層
第4層的數(shù)據(jù)單元也稱作數(shù)據(jù)包(packets)。但是，當你談論TCP等具體的協(xié)議時又有特殊的叫法，TCP的數(shù)據(jù)單元稱為段 (segments)而UDP協(xié)議的數(shù)據(jù)單元稱為“數(shù)據(jù)報(datagrams)”。這個層負責獲取全部信息，因此，它必須跟蹤數(shù)據(jù)單元碎片、亂序到達的 數(shù)據(jù)包和其它在傳輸過程中可能發(fā)生的危險。第4層為上層提供端到端(最終用戶到最終用戶)的透明的、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務。所為透明的傳輸是指在通信過程中 傳輸層對上層屏蔽了通信傳輸系統(tǒng)的具體細節(jié)。傳輸層協(xié)議的代表包括：TCP、UDP、SPX等。
第五層是會話層
這一層也可以稱為會晤層或對話層，在會話層及以上的高層次中，數(shù)據(jù)傳送的單位不再另外命名，而是統(tǒng)稱為報文。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建立和維護應用之間通信的機制。如服務器驗證用戶登錄便是由會話層完成的。
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(shù)據(jù)從適合于某一用戶的抽象語法，轉換為適合于OSI系統(tǒng)內部使用的傳送語法。即提供格式化的表示和轉換數(shù)據(jù)服務。數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮， 加密和解密等工作都由表示層負責。
第七層應用層
應用層為操作系統(tǒng)或網(wǎng)絡應用程序提供訪問網(wǎng)絡服務的接口。應用層協(xié)議的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。
除了層的數(shù)量之外，開放式系統(tǒng)互聯(lián)(OSI)模型與TCP/IP協(xié)議有什么區(qū)別?
開放式系統(tǒng)互聯(lián)模型是一個參考標準，解釋協(xié)議相互之間應該如何相互作用。TCP/IP協(xié)議是美國國防部發(fā)明的，是讓互聯(lián)網(wǎng)成為了目前這個樣子的標準之一。開放式系統(tǒng)互聯(lián)模型中沒有清楚地描繪TCP/IP協(xié)議，但是在解釋TCP/IP協(xié)議時很容易想到開放式系統(tǒng)互聯(lián)模型。兩者的主要區(qū)別如下：
TCP/IP協(xié)議中的應用層處理開放式系統(tǒng)互聯(lián)模型中的第五層、第六層和第七層的功能。
TCP/IP協(xié)議中的傳輸層并不能總是保證在傳輸層可靠地傳輸數(shù)據(jù)包，而開放式系統(tǒng)互聯(lián)模型可以做到。TCP/IP協(xié)議還提供一項名為UDP(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)的選擇。UDP不能保證可靠的數(shù)據(jù)包傳輸。
TCP/UDP協(xié)議
TCP(Transmission Control Protocol)和UDP(User Datagram Protocol)協(xié)議屬于傳輸層協(xié)議。其中TCP提供IP環(huán)境下的數(shù)據(jù)可靠傳輸，它提供的服務包括數(shù)據(jù)流傳送、可靠性、有效流控、全雙工操作和多路復用。通過面向連接、端到端和可靠的數(shù)據(jù)包發(fā)送。通俗說，它是事先為所發(fā)送的數(shù)據(jù)開辟出連接好的通道，然后再進行數(shù)據(jù)發(fā)送;而UDP則不為IP提供可靠性、流控或差錯恢復功能。一般來說，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(jīng)濟的應用。
TCP支持的應用協(xié)議主要有：Telnet、FTP、SMTP等;UDP支持的應用層協(xié)議主要有：NFS(網(wǎng)絡文件系統(tǒng))、SNMP(簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議)、DNS(主域名稱系統(tǒng))、TFTP(通用文件傳輸協(xié)議)等。
TCP/IP協(xié)議與低層的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層無關，這也是TCP/IP的重要特點。
OSI是Open System Interconnect的縮寫，意為開放式系統(tǒng)互聯(lián)。
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