OSI v.s. TCP/IP：网络模型和协议的比较

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Publish Date: 2022-10-04

Update Date: 2022-10-06

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计算机网络协议有什么用?

计算机联网为了通信,就像人与人直接需要一个统一的交流标准(English),因此ARPA公司推出了著名的TCP/IP标准网络协议。

什么是OSI,什么又是TCP/IP?

为了方便设计,更符合理性,因此引入网络层次划分

国际标准化组织（ISO）在1978年提出了”开放系统互联参考模型”，即著名的OSI/RM模型（Open System Interconnection/Reference Model）。

一共七个层次,除了OSI七层模型,常见的网络层次划分还有TCP/IP四层和五层协议,它们之间的关系如图所示:

1. 物理层(Physical Layer)

该层是最底层,为上层协议提供了一个数据传输可靠的物理媒体,确保原始数据在各种物理媒体上的传输。

两个关键设备

中继器(Repeater,也叫放大器)
集线器

2. 数据链路层(Data Link Layer)

在物理层的基础上向网络层提供服务,**基本服务是将源于网络层的数据可靠的传输到相邻节点的目标机网络层(说人话就是为网络层提供可靠的数据传输)**。

数据链路层的功能

将数据组合成数据块(数据块基本单位叫做帧(Frame))
为物理的链路提供了硬件或软件的协议支持,构成数据链路
物理地址寻址,数据组合成数据块(成帧)
数据检索重发

主要协议

以太网协议(网卡工作)

两个重要设备

网桥
交换机

3. 网络层(Network Layer)

注意:实现端到端之间的数据透明传送

网络层功能

寻址,路由选择,连接建立,保持,中止等

重要协议

IP协议,ICMP协议,ARP协议,RARP协议

补充IP协议功能

无连接数据报传输,数据包路由选择和差错控制
因特网组管理协议IGMP
重点是无连接

网络层具体功能

对子网间数据包进行路由选择,拥塞控制,网际互连等(根据网络地址将源节点发出的数据包传送到目的结点)
基本数据单位:IP数据报

重要设备

路由器

4. 传输层(Transport Layer)

第一个实现端到端也就是主机到主机层次通信的层
将上层的数据分段并提供端到端的,可靠或者不可靠的传输。端到端的差错控制和流量控制问题。

功能

根据通信子网的特性,最佳利用网络资源,为两个端系统的会话层之间,提供建立,维护和取消传输连接的功能。(将数据可靠的传送到相应的端口)

基本数据单位

段或者报文

重要协议

TCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)
UDP(User Datagram Protocol,用户数据报协议)

重要设备

网关

5. 会话层

管理主机之间的会话进程,建立,管理,终止进程之间的会话,数据的同步等等。

6. 表示层

让一个主机上的应用层信息可以被另一个主机上的应用程序理解,数据转换包括数据加密,压缩,格式转换等。

7. 应用层

为操作系统或网络应用程序提供网络服务的接口。

会话层、表示层、应用层重点

数据传输基本单位为:报文
主要协议:
- FTP(文件传送协议)
- Telnet(远程登录协议)
- DNS
- SMTP(简单邮件传送协议)
- POP3(邮局协议)
- HTTP协议

OSI模型与TCP/IP协议族比较

OSI模型不适合软件实现,而TCP/IP协议族适合,请解释?

关于上次问题的答案

Q:现在电脑怎么访问公网

A:
由于现在IP v4地址匮乏,所以现在拨号光纤默认分配私网地址,现在电脑上网ip是从运营商那里得到一个动态的ip地址(大内网时代,一个小ip池有3-5个ip分配),如果硬要一个公网ip也可以给运营商打电话说装监控需要一个公网ip,客服分配了公网ip后可以方便自家电脑通过DDNS映射到公网上,这样就可以远程访问了.但是这个账号每次PPOE拨号以后会重新分配ip地址,所以需要DDNS.
如果想要自己搭建一个网站映射到公网上,这个可行性不高,因为一.带宽不足,二.公网ip不固定,三.需要身份验证才能用http隧道.如果联系ISP网络服务提供商的话,带宽费用大概是50M一年一万多.
其实私网ip有利于保护个人电脑信息安全,如果暴露到公网上,容易被攻击

新名词

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)动态主机配置协议,服务器给客户机自动分配ip地址和子网掩码
子网掩码:为了解决IP v4地址不足诞生的虚拟ip技术,需要结合IP地址一起使用,方便辨别局域网和广域网ip,是个32位地址,还可以把一个大的IP网络划分成小的子网络
端口转发:将一个IP的端口和另一个ip的端口对应起来
静态ARP绑定:将内网的机器MAC地址与对应的IP固定起来
MAC地址(Media Access Control Address)又称物理地址,以太网地址,局域网地址,是一个确定网络设备位置的地址,MAC地址必须具备唯一性,一般被硬件厂商生产时就固化在硬件里,因为厂商不同,所以格式不一.
DDNS,先要了解DNS(Domain name Server,域名解析服务,作用:域名解析成ip),而DDNS多的那个”D”就是”Dynamic”,动态的,我们访问”www.baidu.com"时,ping的域名返回的是IP,由于DHCP的存在,我们的IP会不断变化,因此要动态解析,所以就有了。