Cisco ❀ OSI开放式系统互联与TCP/IP

OSI开放式系统互联与TCP/IP：

OSI和TCP/IP的区别：后者支持跨层封装

OSI模型

1、概念
OSI（open system interconnect）开放式系统互连参考模型，由ISO（国际标准化组织）定义的。它是个灵活的、稳健的和可互操作的模型，并不是协议，常用来分析和设计网络体系结构。

2、目的
规范不同体系的互连标准，使两个不同的系统能够比较容易的通信，而不需要改变底层的硬件或软件的逻辑。

3、模型
OSI模型分为七层，分别为：

应用层
表示层
会话层
传输层
网络层
数据链路层
物理层

4、优点
（1）将网络的通信过程划分为小一些、简单一些的部件，因此有助于各个部件的开发、设计和故障排除
（2）通过网络组件的标准化，允许多个供应商进行开发
（3）通过定义在模型的每一层实现什么功能，鼓励产业的标准化
（4）允许各种类型的网络硬件和软件相互通信
（5）防止对某一层所做的改动影响到其他的层，这样就有利于开发
（6）

5、模型简介

应用层—程序及接口
表示层—对数据进行转换、加密和压缩
会话层—建立、管理和终止会话
传输层—提供可靠的端到端的报文传输和差错控制
网络层—将分组从源端传送到目的端；提供网络互联
数据链路层—将分组数据封装成帧；提供节点到节点方式的传输
物理层—在媒体上传输比特；提供机械的和电气的规约

6、特点
（1）OSI模型每层都有自己的功能集；
（2）层与层之间相互独立又相互依靠；
（3）上层依赖与下层，下层为上层提供服务。

7、OSI模型的作用与应用

（1）应用层
· 为应用软件提供接口，使应用程序能够使用网络服务
· 常见的应用层协议：
http(80)、ftp(20/21)、smtp(25)、pop3(110)、telnet(23)、dns(53)等
（2）表示层
作用：
· 数据的解码和编码
· 数据的加密和解密
· 数据的压缩和解压缩
常见的标准有：
· ASCII
· JPEG
（3）会话层
· 负责建立、管理和终止表示层实体之间会话连接
· 在设各或节点之间提供会话控制
· 它在系统之间协调通信过程，并提供3种不同的方式来组织他们之间的通信：单工、半双工和全双工
（4）传输层
· 负责建立端到端的连接，保证报文在端到端之间的传输
· 服务点编址、分段与重组、连接控制、流量控制、差错控制
（5）网络层
作用：
· 为网络设备提供逻辑地址（三层地址）
· 进行路由选择、维护路由表
· 负责将分组数据从源端传输到目的端
设备：
路由器（Router）
逻辑地址：
IP地址
网络号+主机号
（6）数据链路层
作用：
· 在不可靠的物理链路上，提供可靠的数据传输服务，把帧从一跳（结点）移动到另一跳（结点）
· 组帧、物理编址、流量控制、差错控制、接入控制
结构：
LLC+MAC
LLC—逻辑链路控制子层
· 负责识别网络层协议，然后对它们进行封装
· 提供流量控制并控制比特流的排序
MAC—介质访问控制子层
· 定义了数据包怎样在介质上进行传输
· 物理寻址在此处被定义，逻辑拓扑也在此处定义
· 线路控制、出错通知（不纠正）、帧的传递顺序和可选择的流量控制也都在这一子层实现
设备：
交换机（Switch）
（7）物理层
作用：
· 负责把逐个的比特从一跳（结点）移动到另一跳（结点）
功能：
· 定义接口和媒体的物理特征
· 定义比特的表示、数据传输速率、新号的传输模式（单工、半双工、全双工）
· 定义网络物理拓扑（网络、星型、环型、总线型等拓扑）

注意：物理层标准规定了信号、连接器和电缆要求

TCP/IP模型

1、模型概述

应用层
传输层
网络层
数据链路层

2、应用层

（1）HTTP-超文本传输协议，提供浏览网页服务，端口号80
（2）Telnet-远程登陆协议，提供远程管理服务，端口号23
（3）FTP-文件传输协议，提供互联网文件资源共享服务，端口号20/21
（4）SMTP-简单邮件传输协议，提供互联网电子邮件服务，端口号25
（5）POP3-邮局协议，提供互联网电子邮件服务，端口号110
（6）TFTP-简单文件传输协议，提供简单的文件传输服务，端口号69
…
3、传输层
（1）TCP-传输控制协议，属于面向连接、可靠的网络协议
流量控制及窗口机制
使用TCP的应用：
· Web浏览器
· 电子邮件
· 文件传输程序
（2）UDP-用户报文协议，属于非面向连接、不可靠的网络协议
尽力而为的传输
使用UDP的应用：
· 域名系统（DNS）
· 视频流
· IP语音（VoIP）

（4）作用：
· 源端口随机分配，目的端口使用知名端口
· 应用客户端使用的源端口号一般为系统中未使用的且大于1023
· 目的端口号为服务器端应用服务的进程，如Telnet为23

4、网络层
网络层也叫Internet层，负责将分组报文从源端发送到目的端
（1）作用：
· 为网络中的设备提供逻辑地址
· 负责数据包的寻径和转发
（2）ICMP协议报文：

（3）ICMP中PING：
· PING是一个应用程序，它的作用及工作原理
· 目的：测试网络层的连通性（在网络层模拟应用的双向通信）
其工作原理：
· 发送ICMP的echo request
· ICMP被IP封装，中间网络设备看到的是IP包
· 目标主机接收到echo request发送echo reply

5、数据链路层
数据链路层属于计算机网络的底层，使用的信道主要有点对点信道和广播信道两种类型
（1）要解决三个问题：
· 封装成帧
· 透明传输
· 差错检测
（2）在TCP/IP协议族中，数据链路层主要有三个目的：
· 为IP模块发送和接收数据
· 为ARP模块发送ARP请求和接收ARP应答
· 为RARP模块发送RARP请求和接收RARP应答

TCP/IP支持多种不同的链路层协议，这取决于网络所使用的硬件，如以太网、令牌环网、FDDI（光纤分布式数据接口）及RS-232串行线路等。
数据链路层的协议单元数据是帧—将IP层数据报添加首部和尾部封装成帧
最常用的封装格式是RFC894定义的以太网帧格式；
帧格式采用48bit（6Byte）的目的地址和源地址。

创作者：Eric· Charles