OSI参考模型及TCP/IP协议栈

OSI参考模型

1969年，美国国防部高级研究计划局ARPA（Advanced Research Projects Agency ）以军用目的建立了名 为ARPANET的计算机网络，它是世界上第一个封包交换网络，誉为互联网始祖。

计算机网络市场刚刚兴起的时候，许多计算机生产厂商都积极推出自己公司独创的网络体系架构，像IBM， DEC等，各个公司的网络体系结构各不相同，不同公司之间的网络不能互联互通，导致使用某种网络的用 户如果在后继时刻扩展网络则必须继续使用原计算机厂家的设备，而如果换一家计算机，则必须放弃原来 的所有设备，因为生产厂商之间的设备不兼容，而且网络相互都是不共享，导致市场上各自保护现象很严 重。

因此国际标准化组织（ISO)于1977年设立了专门的机构研究解决上述问题，并于不久后提出了一个是各种 计算机都能够互联的标准框架——开放式系统互连参考模型（OSI），简称OSI参考模型。

为什么使用分层结构？ 

降低复杂性

提高设备的兼容性

提供标准化的接口

促进模块化工作

简化教学和学习

易于实现与维护

OSI模型将数据通讯过程分割为7个层次，每个层次都负责各自的 功能，并设计了对应的协议实现这些功能，各个层次之间有标准化 的接口。

各层的功能

应用层—网络应用

为网络用户之间的通信提供专用的程序

为用户提供网络管理、文件传输、事务处理等服务

应用层包含的协议最多，也最复杂

表示层—数据表示

向上对应用层提供服务，向下接收会话层服务

确保应用接收到的数据可读

规范数据格式与结构

数据压缩和解压、加密和解密

会话建立维护管理—会话建立维护管理

会话层不参与具体的传输，它提供包括访问验证和会话管理

在不同的进程间建立管理维持会话，并能使会话获得同步

担负应用进程服务要求，而运输层不能完成的那部分工作

传输层—建立主机端到端连接

处理主机之间的传输问题

确保数据传输的可靠性

建立、维护和终止虚电路

容错机制和流量控制

网络层—寻址和路由

路由数据包，提供逻辑寻址

基于网络层地址进行不同网络系统间的最优路径选择

网络层为建立网络连接和为上层提供服务

链路层—介质访问、链路管理

负责将上层数据封装成固定格式的帧

为了防止数据传输过程中产生误码，在帧尾部加上校验信息

还有流控机制会试探接收方缓存调整速率大小

TCP/IP协议栈简介

与OSI模型的区别

TCP/IP总共定义了4层

OSI的1、2层合并为网络接入层

OSI的5、6、7层合并为网络应用层

OSI模型与TCP/IP模型都是描述网络设备之间通讯标准流程

TCP/IP模型是Internet的基本协议

应用层

传输层

补充：RIP是UDP，BGP、SSH是TCP

基于TCP协议

传输数据前：由TCP建立连接

传输过程中：由TCP解决可靠性、有序性，进行流量控制

传输结束后：由TCP拆除连接

TCP头部字段

端口号：源端口标识发送方的进程，目的端口标识接收方的进程

序列号：保证数据传输的有序性，确认号对收到的数据进行确认

窗口大小：传输阶段，每次连续发送数据的大小

Flag字段

ACK：确认号标志，置1表示确认号有效，表示收到对端的特定数据

RST：复位标志，置1表示拒绝错误和非法的数据包，复位错误的连接

SYN：同步序号标志，置1表示同步序号，用来建立连接

FIN：结束标志，置1表示连接将被断开，用于拆除连接

连接建立

数据传输

重传机制

连接拆除

网络层

网络接入层