6、物联网中的网络通信：OSI 与 TCP/IP 模型解析

物联网中的网络通信：OSI 与 TCP/IP 模型解析

在大规模网络中，可靠且高效的通信是一项极具挑战性的任务。为了解决这一问题，国际标准化组织（ISO）于 1984 年引入了开放系统互连（OSI）标准。该标准旨在描述和规范任何电信或计算系统的主要通信功能，而不考虑其底层的内部结构和技术，目标是实现不同通信系统之间使用标准协议的互操作性。

1. OSI 模型概述

OSI 模型采用“分而治之”的理念，将网络通信职责虚拟地分解为更小的功能，即层，这样更易于学习和开发。各层之间有明确定义的标准接口，支持模块化工程和多供应商互操作性。OSI 模型由七层组成，每层为相邻层提供特定服务。以下是各层的详细介绍：
| OSI 层 | 主要功能 | 主要设备示例 | 主要协议示例 |
| ---- | ---- | ---- | ---- |
| 应用层（第 7 层） | 为终端主机的应用程序提供网络服务 | 服务器、笔记本电脑、个人电脑 | HTTPS、FTP、Telnet、SSH |
| 表示层（第 6 层） | 确保两个终端主机之间的数据能够被理解 | 无 | 数据编码、数据格式化和序列化 |
| 会话层（第 5 层） | 管理终端主机之间的多个会话 | 无 | 连接管理、错误恢复 |
| 传输层（第 4 层） | 建立端到端连接并确保可靠的数据传输 | 防火墙 | TCP、UDP |
| 网络层（第 3 层） | 基于逻辑地址（IP 地址）提供连接和路径选择 | 路由器、防火墙 | IPv4、IPv6 |
| 数据链路层（第 2 层） | 定义传输的数据格式 | 交换机、无线接入点 | IEEE 802.1（以太网）、PPP |