ISO/OSI参考模型

1.物理层

物理层的传输单元是比特，功能是在物理介质上数据端设备透明地传输原始比特流。
物理层的主要研究内容如下：

• 通信链路与通信节点的连接需要一些电路接口，物理层规定了这些接口的一些参数。
• 物理层规定了通信链路上所传输的信号的意义和电气特征。

2.数据链路层

数据链路层的传输单位是帧。
将物理层提供的可能出错的物理链接改造为逻辑上无差错的数据链路。
数据链路层将网络层交来的IP分组封装成帧，并且可靠的传输到相邻节点的网络层。其主要功能包括封装成帧、差错检测与纠正、流量控制和贡献信道上的截止访问控制MAC。
典型协议有SDLC、HDLC、PPP等。
具备物理寻址，流量控制，差错检测等功能，但是不具备拥塞控制。

3.网络层

网络层的传输单位是数据报。
主要任务是将网络层的协议数据单元（分组）从源主机传输到目标主机，为分组交换网上的不同主机提供通讯服务。
网络层既提供有链接可靠的虚电路服务，又提供无连接不可靠的数据报服务。
具有路由选择、流量控制、拥塞控制、差错控制和网际互联等功能。
典型协议有IP、IPX、ICMP、IGMP、ARP、RARP、RIP和OSRF等。

4.传输层

传输层也称运输层，负责主机中两个进程之间的通信，提供端到端的流量控制、差错控制、连接建立与释放、可靠传输管理等服务，传输层仅提供有连接可靠的服务。
数据链路层提供的是点到点通信。传输层提供的是端到端通信。
端到端通信是指运行在不同主机内的两个进程之间的通信。
传输层具有复用和分用的功能：

• 复用是指多个应用层进程可同时使用下面传输层的服务。
• 分用是指传输层将收到的信息分别交付给上面应用层中相应的进程

典型协议有TCP、UDP。

5.会话层

会话层允许不同主机上的各个进程之间进行会话。这种服务主要为表示层实体或用户进程建立连接，并在连接上有序地传输数据，这就是会话，也称为建立同步（SYN）。
会话层负责管理主机间的会话进程，包括建立、管理和终止进程间的会话。
会话层包含一种称为检查点的机制来维持可靠会话，使通信会话在通信失效时从检查点继续恢复通信，即断点下载的原理。

6.表示层

表示层主要处理不同主机中交换信息的表示方式。
表示层采用抽象的标准方式定义数据结构，并采用标准的编码形式。

7.应用层

应用层是OSI参考模型的最高层，是用户与网络的接口。
典型协议有FTP、SMIP、HTTP等。

TCP/IP模型

从低到高依次为网络接口层、网际层、传输层和应用层。

1.网络接口层

功能类似于OSI参考模型的物理层和数据链路层，其作用是从主机或节点接收IP分组，并将它们发送到指定的物理网络上。

2.网际层（主机-主机）

功能上类似于OSI参考模型的网络层。
网际层将分组发往任何网络，并为其独立地选择合适的路由，但不保证各个分组有序地到达，各个分组的有序和可靠交付由高层负责。
网际层仅提供无连接不可靠的IP，数据传输的单位是IP数据报。

3.传输层（应用-应用或进程-进程）

类似于OSI参考模型中的传输层。即使得发送端和目的端主机上的对等实体进行会话。
传输层主要使用以下两种协议：

• 传输控制协议（TCP）：它是面向连接的，能够提供可靠的交付，数据传输的单位是报文段。
• 用户数据报协议（UDP）：无连接，不可靠交付，最大努力交付，数据传输的单位是用户数据报。

4.应用层（用户-用户）

包括所有的高层协议，如Telent、FTP、DNS、SMTP和HTTP等。

网络的5层协议体系结构模型

包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层。

1.物理层

负责在连接各台计算机的传输介质上传输数据比特流。
物理层的接口特性

• 机械特性
• 电气特性：指明在接口电缆的各条线上电压范围、传输速率和距离限制。
• 功能特性：指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义以及每条线的功能。
• 过程特征：顺序

2.数据链路层

主要任务是让帧在一段链路上或一个网络中传输。

• 链路管理：数据链路层连接的建立、维持和释放过程。主要用于面向连接的服务。
• 封装成帧：是指一段数据的前后分别添加首部和尾部，构成帧。
• 透明传输：是指不论什么样的比特组合的数据，都能后按照原样无差错地在这个数据链路上传输。
• 流量控制：实际上是限制发送方的发送速率。
  在OSI体系结构中，数据链路层具有流量控制的功能。而在TCP/IP体系结构中，流量控制功能被移到了传输层。他们控制的对象不同。对数据链路层来说，控制的是相邻节点之间的数据链路上的流量，而对传输层来说，控制的则是从源端到目的端之间的流量。
• 差错检测

数据链路层使用的信道主要有两种：

• 点对点信道：使用一对一通信方式。PPP是目前使用最广泛的点对点协议。
• 广播信道：使用一对多的广播通信方式。采用共享广播信道的有线局域网普遍使用CSMA/CD协议，而无线局域网则使用CSMA/CA协议。

3.网络层

网络层提供主机到主机的通信服务，主要任务是将分组从源主机经过多个网络和多端链路传输到目标主机。该任务可划分为分组转发和路由选择两种重要功能。

• 分组转发：指路由器根据转发表将分组从合适的端口转发出去。
• 路由选择：根据路由协议构造路由表，同时经常或定期地与相邻路由器交换信息，获取网络最新拓扑，动态更新维护路由表，以决定分组到达目的地节点的最优路径。
  OSI参考模型曾主张在网络层使用面向连接的虚电路服务。
  TCP/IP体系的网络层提供的是无连接的数据报服务，其核心思想是应由用户主机来保证通信的可靠性。网络层向上 只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。通信的可靠性可以由更高层的传输层来负责。

网络层提供的两种服务

• 面向连接的虚电路服务：当两台计算机进行通信时，应当先建立网络层的连接。通信过程分为虚电路建立、数据传输和虚电路释放。
• 无连接的数据报服务：网络在发送分组前不需要先建立连接。源主机的高层协议将报文拆成若干较小的数据段，并加上地址等控制信息后构成分组。中间节点存储分组很短一段时间，找到最佳的路由后，尽快转发每个分组。同时，当分组正在某一链路上传送时，分组并不占用网络其他部分的资源。因为采用存储转发技术，资源是共享的。

拥塞控制，两种方法：

• 开环控制：在设计网络时事先将有关发生拥塞的因素考虑周到，力求网络在工作时不产生拥塞。静态
• 闭环控制：采用监测网络系统去监视，即使检测哪里发生了拥塞，然后将拥塞信息传到合适的地方，以便调整网络系统的运行，并解决出现的问题。动态

4.传输层

数据链路层提供链路上相邻节点之间的逻辑通信，网络层提供主机之间的逻辑通信。传输层位于网络层之上、应用层之下，它为运行在不同主机上的进程之间提供逻辑通信。
传输层属于面向通信部分的最高层，同时也是用户功能中的最底层。
传输层的功能如下：

• 应用进程之间的逻辑通信：端到端的逻辑通信。从传输层来看，通信的真正端点不是主机而是主机中的进程。
• 复用和分用：复用是指发送方不同的应用进程都可以使用同一传输层协议传送数据。分用是指接收方的传输层在剥去报文的首部后能够把这些数据正确交付到目标的应用进程。
• 差分检测
• 提供面向连接和无连接的传输协议

5.应用层

网络应用模型：客户/服务器模型，P2P模型

• 客户/服务器模型（C/S模型）：有一个总是打开的主机称为服务器，它服务于许多来自其他称为客户机的主机请求。最主要的特征是，客户是服务请求方，服务器是服务提供方。
• P2P模型：整个网络中的传输内容不再被同时保存在中心服务器中，每个节点都同时具有下载、上传的功能，其权利和义务都是大体对等的。
  各种高层协议：如域名系统DNS，文件传输协议FTP，电子邮箱E-mail等