TCP/IP 协议栈及 OSI 参考模型详解

OSI参考模型

OSI RM:开放系统互连参考模型(open systeminterconnection reference model)
OSI参考模型具有以下优点:

  • 简化了相关的网络操作;
  • 提供设备间的兼容性和标准接口;
  • 促进标准化工作;
  • 结构上可以分隔;
  • 易于实现和维护。

20世纪60年代以来,计算机网络得到了飞速增长。各大厂商为了在数据通信网络领域占据主导地 位,纷纷推出了各自的网络架构体系和标准,如IBM公司的SNA,Novell IPX/SPX协议,Apple公司的AppleTalk协议,DEC公司的DECnet,以及广泛流行的TCP/IP协议。同时,各大厂商针对自己的协议生产出了不同的硬件和软件。各个厂商的共同努力促进了网络技术的快速发展和网络设备种类的迅速增长。但由于多种协议的并存,也使网络变得越来越复杂;而且,厂商之间的网络设备大部分不能兼容,很难进行通信。

为了解决网络之间的兼容性问题,帮助各个厂商生产出可兼容的网络设备,国际标准化组织ISO于1984年提出了OSI RM(OpenSystem Interconnection Reference Model,开放系统互连参考模型)。OSI 参考模型很快成为计算机网络通信的基础模型。在设计OSI 参考模型时,遵循了以下原则:各个层之间有清晰的边界,实现特定的功能;层次的划分有利于国际标准协议的制定;层的数目应该足够多,以避免各个层功能重复。

 

OSI分层

通常OSI参考模型第一层到第三层称为底层(lower layer),又叫介质层(media layer),底层负责数据在网络中的传送,网络互连设备往往位于下三层,以硬件和软件的方式来实现。OSI参考模型的第五层到第七层称为高层(upper layer),又叫住几层(host layer),高层用于保障数据的正确传输,以软件方式来实现。

OSI七层功能:

TCP/IP协议栈

由于OSI模型和协议比较复杂,所以并没有得到广泛的应用。

而TCP/IP(transfer control protocol/internet protocol,传输控制协议/网际协议)模型因其开放性和易用性在实践中得到了广泛的应用,TCP/IP协议栈也成为互联网的主流协议。

TCP/IP模型各个层次分别对应于不同的协议。TCP/IP协议栈是数据通信协议的集合 ,包含许多协议。其协议栈名字来源于其中最主要的两个协议TCP(传输控制协议)和IP(网际协议)。TCP/IP协议栈负责确保网络设备之间能够通信。它是一组规则,规定了信息如何在网络中传输。

 

TCP/IP模型的层间通信与数据封装


TCP/IP每一层都让数据得以通过网络进行传输,这些层之间使用PDU(协议数据单元)彼此交换信息,确保网络设备之间能够通信。

A. 传输