OSI参考模型与TCP/IP体系结构-Toy模板网

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OSI参考模型

OSI（Open System Interconnect），即开放系统互连。OSI参考模型是ISO在1983年提出的网络体系结构参考模型。该体系结构将网络互连定义为七层架构，层次结构从下到上分别为物理层、数据链路层、网络层、运输层（或传输层）、会话层、表示层和应用层。

物理层

物理层处于OSI参考模型的最底层，主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型等。它的主要作用是传输比特流。这一层的数据单元称为比特。

数据链路层

数据链路层为网络层提供服务，主要任务是将从网络层收到的数据进行封装与解封装。实现这一层功能常见的设备是交换机、网络适配器（简称网卡）以及路由器等，该层传输的数据单元称为数据帧。数据帧中包含地址、控制码、数据及校验码等信息。该层可以通过校验、确认和重传等手段，将不可靠的物理链路转换成对网络层来说无差错的数据链路。OSI的观点是将数据链路层做成可靠传输，增加了帧编号、确认和重传机制。由于通信链路质量引起差错的概率大大降低，因此互联网使用的数据链路层协议不使用确认和重传机制，不提供可靠传输服务。出现差错后改正差错的任务由运输层完成，这样做可以提高通信效率。

此外，数据链路层还要协调收发双方的数据传输速率，即进行流量控制，以防止接收方因来不及处理发送方发来的高速数据而导致缓冲区溢出及路线阻塞。

网络层

网络层为运输层提供服务，传送的协议数据单元称为数据包或分组。该层的主要作用是解决如何使数据包通过结点传送的问题，即通过路由选择算法将数据包送到目的地。另外，为避免通信子网中出现过多的数据包而出现网络阻塞，需要对流入的数据包数量进行控制。当数据包要跨越多个通信子网才能到达目的地时，需要解决网络互联的问题。

运输层

运输层的作用是为上层协议提供端到端的可靠和透明的数据传输服务，包括处理差错和流量控制等问题。该层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，使高层用户看到的只是两个传输实体间的一条主机到主机的、可由用户控制和设定的、可靠的数据通路。

运输层传送的协议数据单元称为段或报文。

会话层

会话层的主要功能是管理和协调不同主机上各种进程之间的通信，即负责建立、管理和终止应用程序之间的会话。会话层得名的原因是它很类似两个实体间的对话概念。

表示层

表示层主要处理两个通信系统交换信息的表示方式，为上层用户解决用户信息的语法问题。它包括数据格式交换、数据加密与解密、数据压缩与终端类型的转换。

应用层

应用层是OSI中的最高层。应用层的任务是通过应用进程间的交互完成特定网络应用。应用层协议定义的是应用进程间通信和交互的规则。这里的进程是指主机中正在运行的程序。对于不同的网络应用，需要有不同的应用层协议。互联网中的应用层协议很多，如域名系统（DNS）、支持万维网应用的HTTP、支持电子邮件的SMTP等。应用层交互等数据单元称为报文。

TCP/IP体系结构

TCP/IP体系结构是互联网采用的结构。

网络接口层

网络接口层是TCP/IP体系结构的最底层，负责处理与传输介质相关的细节，用于接收上层IP数据报并通过网络发送，或者从网络上接收物理帧，取出IP数据报，交给上层网络层（IP层）。

网络接口层有关的网络类型有以太网、FDDI、令牌环、令牌总线、X.25、帧中继以及异步传输模式（ATM）等。常见的协议有Ethernet 802.3、Token Ring 802.5、X.25、Frame Relay、串行线路网际协议（SLIP）、高级数据链路控制规程（HDLC）、点对点协议（PPP）以及ATM等。

网际层

忘记层是整个体系结构等关键部分，负责提供端到端通信，使主机可以把分组发送给任何网络，并使分组独立地传向目标。分组可能经由不同的网络、不同的顺序到达。网际层的主要协议是网际互联协议（IP）。

运输层

运输层使源端和目的端机器上的对等实体进行会话。

运输层的主要协议有传输控制协议（TCP）以及用户数据报协议（UDP）。TCP是面向连接的协议，提供可靠的报文传输和对上层应用的连接服务。因此，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协议，主要用户不需要TCP的排序和流量控制等功能的应用程序。

应用层

应用层向用户提供常用的应用程序，如电子邮件、文件传输协议、远程登录、域名服务、超文本传输协议等。

两种体系结构的关系

OSI参考模型只获得了一些理论研究成果，并没有得到市场的认可，在市场化方面失败了，而非国际标准的TCP/IP体系结构获得了最广泛的应用，常被称为事实上的国际标准。

两种体系结构的关系为：

	OSI参考模型	TCP/IP体系结构
7	应用层	应用层
6	表示层
5	会话层
4	运输层	运输层
3	网络层	网际层
2	数据链路层	网络接口层
1	物理层	网络接口层