OSI七层模型和TCP/IP协议簇

OSI七层模型：

OSI模型是一个概念性的框架，用于理解不同计算机系统如何通过网络相互通信。它将网络通信过程分解为七个抽象层，每一层都有特定的功能和协议。如下图所示：

物理层：定义了所有电气和物理规范，比如电压水平、定时、物理数据速率、线缆规格、连接器设计等。相关的协议和技术：以太网、RS232、T1/T3。

数据链路层：负责节点间的可靠数据传输，错误检测与纠正，以及流量控制。这一层通常分为两个子层：逻辑链路控制（LLC）和媒体访问控制（MAC）。相关的协议和技术：PPP（点对点协议）、HDLC、MAC地址、帧校验序列(FCS)。

网络层：处理分组在不同网络之间的路由选择问题。它决定了数据从源头到目的地的最佳路径。协议和技术：IP、ICMP、RIP。

传输层：提供端到端的通信服务，并确保数据完整性和可靠性。可以支持无连接的服务（如UDP）或面向连接的服务（如TCP）。相关的协议和技术：TCP、UDP、SCTP。

会话层：管理不同机器上的应用程序之间的会话，控制多个双向消息交换。相关的协议和技术：RPC（远程过程调用）、NetBIOS、PPTP。

表示层：负责数据格式转换，包括加密解密、压缩解压等操作，确保发送方的数据可以被接收方理解。相关的协议和技术：JPEG、GIF、TIFF、MPEG、SSL/TLS。

应用层：直接与用户交互的应用程序接口，提供网络服务给最终用户的应用程序。协议有HTTP/HTTPS、FTP、SMTP、DNS、Telnet等。

每一层都依赖于其下一层提供的服务，并为其上一层提供服务。

TCP/IP协议簇：

TCP/IP模型采用了一个更为简洁的四层架构，如下图所示：

通信链路层：处理物理网络介质上的数据帧传输，包括数据帧的封装、解封装、错误检测等，

主要协议和技术：

以太网：最常用的局域网技术。

Wi-Fi：无线局域网技术。

PPP：用于拨号连接和DSL等点对点通信。

SLIP：早期的点对点协议，已被PPP取代

网络层：负责数据包的路由选择和转发，确保数据能够从源地址到达目的地址。

TCP/IP 分层中的⽹络层与传输层的功能通常由操作系统提供。

IP 还隐含着数据链路层的功能，通过 IP 协议，相互通信的主机之间不论经过怎样的底层数据链路，都能够实现相互通信。

主要协议：

IP：核心协议，负责数据包的寻址和路由。IPv4和IPv6是两个主要版本。

ICMP：用于发送错误消息和操作信息，例如ping命令就是基于ICMP实现的。虽然 IP 也是⼀种分组交换协议，但是 IP 却不具备重发机制。即使数据没有到达另⼀端也不会进⾏重发，所以 IP属于⾮可靠性协议。

ARP：将IP地址转换为物理（MAC）地址。

RARP：将物理（MAC）地址转换为IP地址（较少使用）。

传输层：主要的功能是让应⽤层的应⽤程序之间完成通信和数据交换。在计算机内部运⾏着很多应⽤程序，每个应⽤程序都对应⼀个端⼝号，⼀般使⽤端⼝号来区分这些应⽤程序。

主要协议：

TCP：面向连接的协议，提供可靠的数据传输服务，包括数据包排序、错误检测和重传机制。

UDP：无连接的协议，提供快速但不可靠的数据传输服务，适用于实时应用如视频流和在线游戏。

应用层： 在 TCP/IP 协议簇中，将 OSI 标准模型中的应⽤层、会话层、表示层都归为了应⽤层。应⽤层的架构⼤多属于客户端/服务端模型，提供服务的程序叫做服务端、接受服务的程序叫做客户端。在这种架构中，服务端通常会提前部署到服务器上，等待客户端的连接，从⽽提供服务。

主要协议：

HTTP/HTTPS：超文本传输协议，用于Web浏览器和服务器之间的通信。

FTP：文件传输协议，用于在客户端和服务器之间传输文件。

SMTP/POP3/IMAP：简单邮件传输协议/邮局协议版本3/互联网消息访问协议，用于电子邮件的发送和接收。

DNS：域名系统，将域名转换为IP地址。

Telnet/SSH：远程登录协议，允许用户通过网络连接到远程主机。

SNMP：简单网络管理协议，用于管理和监控网络设备。

跟OSI 七层⽹络协议的主要区别：

应⽤层、表示层、会话层三个层次提供的服务相差不是很⼤，所以在 TCP/IP 协议中，它们被合并为应⽤层。

由于数据链路层和物理层的内容很相似，所以在 TCP/IP 协议中它们被合并到⼀个层⾥。