Linux 网络基础知识之OSI七层模型和TCP/IP四层模型

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1.iso/osi七层模型

基础概念

• ISO 国际标准化组织
• OSI 开放系统互联模型
• IOS 苹果操作系统
• mac地址负责局域网通信（网卡的物理地址）
• ip地址负责外网通信

osi七层模型

上三层为应用层，最接近用户，下四层才是为实际的传输服务提供,如果不涉及网络传输数据，则下四层是不会使用到的，只有涉及到网络传输时才会使用到下四层，其次传输数据过程中，并非如图中的应用层->应用层，举例：

从主机A发送信息到主机B流程：    主机A：发送数据。数据由应用层向下到物理层再由物理层到主机B的物理层    主机B：接收数据。由最底层的物理层到应用层

所以实际的数据传递只经过物理层传递，其他层可一说是一种逻辑约束

每层解析：

• 物理层：最底层，数据传输层，设备之间的比特流的传输、物理接口、电器特性等
• 数据链路层：成帧（在数据包中写入MAC地址）、用MAC地址访问媒介（收发件人的MAC地址）、错误检测与修正
• 网络层：提供逻辑地址（收发件人的Ip地址）、选路（选择经过的网络节点路径）
• 传输层：确定可靠（TCP协议，不丢数据）与不可靠（UDP协议，快速但可能丢数据）的传输、传输前的错误检查、流量控制

传输层如何控制使用何种协议：      通过IP地址访问到电脑主机，每个主机可能开通多种服务（www网页服务（端口号为8080），邮件服务（端口号为25（发送）和110（接收文件传输服务（端口号为21））所以通过端口号即可知道需要何种传输方式

• 会话层：对应用会话的管理、同步
• 表示层：数据的表现形式、特定功能的实现如-加密、压缩、不同文件类型的转码（jpg、mp3）
• 应用层：用户接口

如寄信过程：    信纸犹如应用层，是传递信息第一接入口    信内容则为表示层，对内容可以进行加密，收信人可以解密    信封则为会话层，发现是邮件，则交由传输层处理进行传输    传输层类似邮局查看信封过程，查看寄信人地址等等内容，以及寄信前的检查，使用邮件传输协议等    网络层则类似处理收发件人地址过程，如发送到哪一个地区的哪一个邮局（也就是IP了）    数据链路层则就是目标地区里每户的门牌号（局域内物理地址MAC）    物理层则为寄信人的邮筒    接下来就是邮局进行寄信了    根据7-2层的处理，信件由发件人的邮筒到了收件人的邮筒    收件人那边信件以类似过程中向上走最后到了收件人所看到的信件内容信息

2.TCP/IP四层模型

osi七层模型其实是不存在的，在实际传输数据过程中，七层模型只是一个概念模型，而TCP/IP四层模型实际存在的，由七层模型改造而来，图二表示的是两者之间的对应关系

• 网络接口层：ARP协议（将IP地址解析为mac地址）也就是数据链路层
• 网际互联曾：该层有三个主要协议：网际协议（IP）、互联网组管理协议（IGMP）、互联网控制报文协议（ICMP，ping命令的使用就是基于此协议）
• 传输层：两个主要协议：传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP），TCP是可靠的面向链接的协议，UDP是不可靠的面向无连接的协议

可靠的面向连接的协议解释（如邮件）：

三次握手：    主机A想要向主机B发送信息。        第一步，A向B发出连接请求        第二步，B接收到请求并返回相应，是否允许连接        第三步，B如果允许了，那么A就可以开始发送信息        发送信息的过程中A、B是始终连接的，并且如果数据发送错误，B会立即向A返回错误信息，A重发    信息，所以此过程中A、B始终连接，并且数据有效可靠

UDP犹如发送短信，发送出去以后，发送方就结束了，两者始终未连接彼此，而接收短信的人也未必能接收到短信

• 应用层：为用户提供所需的各种服务，例如：FTP、Telnet、DNS、SMTP等

3.数据封装过程详解

数据封装过程图示：

发送数据由上到下逐层进行打包，应用层判断是否为FTP数据，如果是，加上FTP头，再发送给传输层，传输层加上TCP包头，记录发送协议为TCP，收发者的端口为多少（如FTP为21），打包完成交给网络层，网络层写入源IP和目标IP，打包完成发送给数据链路层，数据链路层写入自己的包头，自己的源mac地址，最后进行网络传递到收件人，收件人由下往上处理，进入数据链路层，判断目标mac地址是不是自己，是则继续向上到网络层并拆除包头，网络层判断IP地址是不是自己，如果是继续向上并拆除包头，进入TCP传输层，判断端口，例如端口号为21，则发现为FTP服务，则进入应用层FTP服务，判断是不是FTP协议并拆除包头，最后数据到达收件人应用层，通过FTP对应的工具得到数据信息

4.两者的异同点

osi和tcp两者的共同点：

（1） 两者都采用层次结构的概念

（2） 两者都能够提供面向链接和无连接两种通信服务机制

osi和tcp两者的不同点：

（1） 层次结构不同

（2） TCP/ip对可靠性要求更高

（3） osi模型实在开发前设计的，具有通用性，TCP/IP是现有协议集然后建立模型，不适用于非TCP/IP网络