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news 2025/7/3 21:04:48

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注：本文為 “OSI 七層模型 | TCP/IP 四層模型” 相關文章合輯。

未整理去重。

OSI 參考模型（七層模型）

BeretSEC 于 2020-04-02 15:54:37 發(fā)布

OSI 的概念

七層模型，亦稱 OSI（Open System Interconnection）。參考模型是國際標準化組織（ISO）制定的一個用于計算機或通信系統(tǒng)間互聯(lián)的標準體系，一般稱為 OSI 參考模型或七層模型。

它是一個七層的、抽象的模型體，不僅包括一系列抽象的術語或概念，也包括具體的協(xié)議。

OSI 模型的目的

規(guī)范不同系統(tǒng)的互聯(lián)標準，使兩個不同的系統(tǒng)能夠較容易的通信，而不需要改變底層的硬件或軟件的邏輯

OSI 模型的優(yōu)點

將網絡的通信過程劃分為小一些、簡單一些的部件，因此有助于各個部件的開發(fā)、設計和故障排除
通過網絡組件的標準化，允許多個供應商進行開發(fā)
通過定義在模型的每一層實現(xiàn)什么功能，鼓勵產業(yè)的標準化
允許各種類型的網絡硬件和軟件相互通信
防止對某一層所做的改動影響到其他的層，這樣就有利于開發(fā)

OSI 模型分為七層

OSI 把網絡按照層次分為七層，由下到上分別為物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。

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OSI 模型的功能

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應用層

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應用層（Application Layer）是 OSI 參考模型的最高層

它是計算機用戶，以及各種應用程序和網絡之間的接口，其功能是直接向用戶提供服務，完成用戶希望在網絡上完成的各種工作。它在其他 6 層工作的基礎上，負責完成網絡中應用程序與網絡操作系統(tǒng)之間的聯(lián)系，建立與結束使用者之間的聯(lián)系，并完成網絡用戶提出的各種網絡服務及應用所需的監(jiān)督、管理和服務等各種協(xié)議。此外，該層還負責協(xié)調各個應用程序間的工作。

應用層為用戶提供的服務和協(xié)議有：

文件服務、目錄服務、文件傳輸服務（FTP）、遠程登錄服務（Telnet）、電子郵件服務（E-mail）、打印服務、安全服務、網絡管理服務、數據庫服務等。上述的各種網絡服務由該層的不同應用協(xié)議和程序完成，不同的網絡操作系統(tǒng)之間在功能、界面、實現(xiàn)技術、對硬件的支持、安全可靠性以及具有的各種應用程序接口等各個方面的差異是很大的。

應用層的主要功能如下：

用戶接口：應用層是用戶與網絡，以及應用程序與網絡間的直接接口，使得用戶能夠與網絡進行交互式聯(lián)系。

實現(xiàn)各種服務：該層具有的各種應用程序可以完成和實現(xiàn)用戶請求的各種服務。

表示層

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表示層（Presentation Layer）是 OSI 模型的第六層

它對來自應用層的命令和數據進行解釋，對各種語法賦予相應的含義，并按照一定的格式傳送給會話層。其主要功能是 “處理用戶信息的表示問題，如編碼、數據格式轉換和加密解密” 等。表示層的具體功能如下：

數據格式處理：協(xié)商和建立數據交換的格式，解決各應用程序之間在數據格式表示上的差異。

數據的編碼：

處理字符集和數字的轉換。例如由于用戶程序中的數據類型（整型或實型、有符號或無符號等）、用戶標識等都可以有不同的表示方式，因此，在設備之間需要具有在不同字符集或格式之間轉換的功能。

壓縮和解壓縮：為了減少數據的傳輸量，這一層還負責數據的壓縮與恢復。

數據的加密和解密：可以提高網絡的安全性。

會話層

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會話層（Session Layer）是 OSI 模型的第 5 層:

是用戶應用程序和網絡之間的接口，主要任務是：向兩個實體的表示層提供建立和使用連接的方法。將不同實體之間的表示層的連接稱為會話。因此會話層的任務就是組織和協(xié)調兩個會話進程之間的通信，并對數據交換進行管理。

用戶可以按照半雙工、單工和全雙工的方式建立會話。當建立會話時，用戶必須提供他們想要連接的遠程地址。而這些地址與 MAC（介質訪問控制子層）地址或網絡層的邏輯地址不同，它們是為用戶專門設計的，更便于用戶記憶。域名（DN）就是一種網絡上使用的遠程地址例如：www.abc.com 就是一個域名。

會話層的具體功能如下：

會話管理：允許用戶在兩個實體設備之間建立、維持和終止會話，并支持它們之間的數據交換。例如提供單方向會話或雙向同時會話，并管理會話中的發(fā)送順序，以及會話所占用時間的長短。

會話流量控制：提供會話流量控制和交叉會話功能。

尋址：使用遠程地址建立會話連接。l

出錯控制：從邏輯上講會話層主要負責數據交換的建立、保持和終止，但實際的工作卻是接收來自傳輸層的數據，并負責糾正錯誤。會話控制和遠程過程調用均屬于這一層的功能。但應注意，此層檢查的錯誤不是通信介質的錯誤，而是磁盤空間、打印機缺紙等類型的高級錯誤。

傳輸層

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OSI 下 3 層的主要任務是數據通信，上 3 層的任務是數據處理。而傳輸層（Transport Layer）是 OSI 模型的第 4 層。因此該層是通信子網和資源子網的接口和橋梁，起到承上啟下的作用。

該層的主要任務是：

向用戶提供可靠的端到端的差錯和流量控制，保證報文的正確傳輸。傳輸層的作用是向高層屏蔽下層數據通信的細節(jié)，即向用戶透明地傳送報文。該層常見的協(xié)議：TCP/IP 中的 TCP 協(xié)議、Novell 網絡中的 SPX 協(xié)議和微軟的 NetBIOS/NetBEUI 協(xié)議。

傳輸層提供會話層和網絡層之間的傳輸服務，這種服務從會話層獲得數據，并在必要時，對數據進行分割。然后，傳輸層將數據傳遞到網絡層，并確保數據能正確無誤地傳送到網絡層。因此，傳輸層負責提供兩節(jié)點之間數據的可靠傳送，當兩節(jié)點的聯(lián)系確定之后，傳輸層則負責監(jiān)督工作。

傳輸層的主要功能如下：

傳輸連接管理：

提供建立、維護和拆除傳輸連接的功能。傳輸層在網絡層的基礎上為高層提供 “面向連接” 和 “面向無接連” 的兩種服務。

處理傳輸差錯：

提供可靠的 “面向連接” 和不太可靠的 “面向無連接” 的數據傳輸服務、差錯控制和流量控制。在提供 “面向連接” 服務時，通過這一層傳輸的數據將由目標設備確認，如果在指定的時間內未收到確認信息，數據將被重發(fā)。

監(jiān)控服務質量。

網絡層

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網絡層（Network Layer）是 OSI 模型的第三層

它是 OSI 參考模型中最復雜的一層，也是通信子網的最高一層。它在下兩層的基礎上向資源子網提供服務。其主要任務是：通過路由選擇算法，為報文或分組通過通信子網選擇最適當的路徑。該層控制數據鏈路層與傳輸層之間的信息轉發(fā)，建立、維持和終止網絡的連接。具體地說，數據鏈路層的數據在這一層被轉換為數據包，然后通過路徑選擇、分段組合、順序、進 / 出路由等控制，將信息從一個網絡設備傳送到另一個網絡設備。

一般地，數據鏈路層是解決同一網絡內節(jié)點之間的通信，而網絡層主要解決不同子網間的通信。例如在廣域網之間通信時，必然會遇到路由（即兩節(jié)點間可能有多條路徑）選擇問題。

在實現(xiàn)網絡層功能時，需要解決的主要問題如下：

尋址：

數據鏈路層中使用的物理地址（如 MAC 地址）僅解決網絡內部的尋址問題。在不同子網之間通信時，為了識別和找到網絡中的設備，每一子網中的設備都會被分配一個唯一的地址。由于各子網使用的物理技術可能不同，因此這個地址應當是邏輯地址（如 IP 地址）。

交換：

規(guī)定不同的信息交換方式。常見的交換技術有：線路交換技術和存儲轉發(fā)技術，后者又包括報文交換技術和分組交換技術。

路由算法：

當源節(jié)點和目的節(jié)點之間存在多條路徑時，本層可以根據路由算法，通過網絡為數據分組選擇最佳路徑，并將信息從最合適的路徑由發(fā)送端傳送到接收端。

連接服務：

與數據鏈路層流量控制不同的是，前者控制的是網絡相鄰節(jié)點間的流量，后者控制的是從源節(jié)點到目的節(jié)點間的流量。其目的在于防止阻塞，并進行差錯檢測。

數據鏈路層

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數據鏈路層（Data Link Layer）是 OSI 模型的第二層：

負責建立和管理節(jié)點間的鏈路。

該層的主要功能是：

通過各種控制協(xié)議，將有差錯的物理信道變?yōu)闊o差錯的、能可靠傳輸數據幀的數據鏈路。在計算機網絡中由于各種干擾的存在，物理鏈路是不可靠的。因此，這一層的主要功能是在物理層提供的比特流的基礎上，通過差錯控制、流量控制方法，使有差錯的物理線路變?yōu)闊o差錯的數據鏈路，即提供可靠的通過物理介質傳輸數據的方法。

該層通常又被分為介質訪問控制（MAC）和邏輯鏈路控制（LLC）兩個子層。

MAC 子層的主要任務是解決共享型網絡中多用戶對信道競爭的問題，完成網絡介質的訪問控制；

LLC 子層的主要任務是建立和維護網絡連接，執(zhí)行差錯校驗、流量控制和鏈路控制。

數據鏈路層的具體工作是接收來自物理層的位流形式的數據，并封裝成幀，傳送到上一層；同樣，也將來自上層的數據幀，拆裝為位流形式的數據轉發(fā)到物理層；并且，還負責處理接收端發(fā)回的確認幀的信息，以便提供可靠的數據傳輸。

物理層

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在 OSI 參考模型中，物理層（Physical Layer）是參考模型的最低層，也是 OSI 模型的第一層。

物理層的主要功能是：

利用傳輸介質為數據鏈路層提供物理連接，實現(xiàn)比特流的透明傳輸。

物理層的作用是實現(xiàn)相鄰計算機節(jié)點之間比特流的透明傳送，盡可能屏蔽掉具體傳輸介質和物理設備的差異。使其上面的數據鏈路層不必考慮網絡的具體傳輸介質是什么?！巴该鱾魉捅忍亓鳌?表示經實際電路傳送后的比特流沒有發(fā)生變化，對傳送的比特流來說，這個電路好像是看不見的。

OSI 模型的詳解圖

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OSI 七層模型、TCP/IP 四層模型

加油，你可以的！于 2020-12-07 14:23:29 發(fā)布

OSI 七層模型

它是一個七層的、抽象的模型體，不僅包括一系列抽象的術語或概念，也包括具體的協(xié)議。

分層

7. 應用層

網絡服務與最終用戶的一個接口

各種應用程序協(xié)議

協(xié)議有：HTTP (超文本傳輸協(xié)議) FTP（文本傳輸協(xié)議） TFTP（簡單文件傳輸協(xié)議） SMTP（簡單郵件傳輸協(xié)議） SNMP（簡單網絡管理協(xié)議） DNS（域名系統(tǒng)） TELNET（遠程終端協(xié)議） HTTPS（超文本傳輸安全協(xié)議） POP3（郵局協(xié)議版本 3 ） DHCP（動態(tài)主機配置協(xié)議）

6. 表示層

數據的表示、安全、壓縮。（在五層模型里面已經合并到了應用層）

信息的語法語義以及他們的關聯(lián)，如加密解密、轉換翻譯、壓縮解壓

格式有，JPEG、ASCll、EBCDIC、加密格式等 [2]

如 LPP（輕量級表示協(xié)議）

5. 會話層

建立、管理、終止會話。（在五層模型里面已經合并到了應用層）

不同機器上的用戶之間建立及管理會話

對應主機進程，指本地主機與遠程主機正在進行的會話

安全協(xié)議：SSL（安全套接字層協(xié)議）、TLS（安全傳輸層協(xié)議）

4. 傳輸層

定義傳輸數據的協(xié)議端口號，以及流控和差錯校驗。

接受上一層數據，在必要的時候把數據進行切割，并將這些數據交給網絡層，并保證這些數據段有效到達對端

協(xié)議有：TCP UDP，數據包一旦離開網卡即進入網絡傳輸層

3. 網絡層

進行邏輯地址尋址，實現(xiàn)不同網絡之間的路徑選擇。

控制子網的運行，如邏輯編址、分組傳輸、路由選擇

協(xié)議有：ICMP（互聯(lián)網控制信息協(xié)議） IGMP（組管理協(xié)議） IP（IPV4 IPV6）（互聯(lián)網協(xié)議）

安全協(xié)議、路由協(xié)議（vrrp 虛擬路由冗余）

2. 數據鏈路層

建立邏輯連接、進行硬件地址尋址、差錯校驗 [3] 等功能。（由底層網絡定義協(xié)議）

將比特組合成字節(jié)進而組合成幀，用 MAC 地址訪問介質，錯誤發(fā)現(xiàn)但不能糾正。

物理尋址、同時將原始比特流轉變?yōu)檫壿媯鬏斁€路

地址解析協(xié)議：ARP、PARP（反向地址轉換協(xié)議）

1. 物理層

建立、維護、斷開物理連接。（由底層網絡定義協(xié)議）

機械、電子、定時接口通信信道上的原始比特流傳輸

TCP/IP 層級模型結構，應用層之間的協(xié)議通過逐級調用傳輸層（Transport layer）、網絡層（Network Layer）和物理數據鏈路層（Physical Data Link）而可以實現(xiàn)應用層的應用程序通信互聯(lián)。

應用層需要關心應用程序的邏輯細節(jié)，而不是數據在網絡中的傳輸活動。應用層其下三層則處理真正的通信細節(jié)。在 Internet 整個發(fā)展過程中的所有思想和著重點都以一種稱為 RFC（Request For Comments）的文檔格式存在。針對每一種特定的 TCP/IP 應用，有相應的 RFC

一些典型的 TCP/IP 應用有 FTP、Telnet、SMTP、SNTP、REXEC、TFTP、LPD、SNMP、NFS、INETD 等。RFC 使一些基本相同的 TCP/IP 應用程序實現(xiàn)了標準化，從而使得不同廠家開發(fā)的應用程序可以互相通信

TCP/IP 四層模型

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，傳輸控制協(xié)議 / 網際協(xié)議）是指能夠在多個不同網絡間實現(xiàn)信息傳輸的協(xié)議簇。TCP/IP 協(xié)議不僅僅指的是 TCP 和 IP 兩個協(xié)議，而是指一個由 FTP、SMTP、TCP、UDP、IP 等協(xié)議構成的協(xié)議簇，只是因為在 TCP/IP 協(xié)議中 TCP 協(xié)議和 IP 協(xié)議最具代表性，所以被稱為 TCP/IP 協(xié)議

TCP/IP 是在網絡的使用中的最基本的通信協(xié)議。
TCP/IP 傳輸協(xié)議對互聯(lián)網中各部分進行通信的標準和方法進行了規(guī)定。
TCP/IP 傳輸協(xié)議是保證網絡數據信息及時、完整傳輸的兩個重要的協(xié)議。
TCP/IP 傳輸協(xié)議是嚴格來說是一個四層的體系結構，應用層、傳輸層、網絡層和數據鏈路層都包含其中。

這個圖真的超詳細，建議多看！

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應用層的主要協(xié)議有 Telnet、FTP、SMTP 等，是用來接收來自傳輸層的數據或者按不同應用要求與方式將數據傳輸至傳輸層；
傳輸層的主要協(xié)議有 UDP、TCP，是使用者使用平臺和計算機信息網內部數據結合的通道，可以實現(xiàn)數據傳輸與數據共享；
網絡層的主要協(xié)議有 ICMP、IP、IGMP，主要負責網絡中數據包的傳送等；
數據鏈路層，主要協(xié)議有 ARP、RARP，主要功能是提供鏈路管理錯誤檢測、對不同通信媒介有關信息細節(jié)問題進行有效處理等。

TCP/IP 協(xié)議的組成

TCP/IP 協(xié)議在一定程度上參考了 OSI 的體系結構。OSI 模型共有七層，但是比較復雜，所以在 TCP/IP 協(xié)議中，它們被簡化為了四個層次

（1）應用層、表示層、會話層三個層次提供的服務相差不是很大，所以在 TCP/IP 協(xié)議中，它們被合并為應用層一個層次

（2）由于運輸層和網絡層在網絡協(xié)議中的地位十分重要，所以在 TCP/IP 協(xié)議中它們被作為獨立的兩個層次

（3）因為數據鏈路層和物理層的內容相差不多，所以在 TCP/IP 協(xié)議中它們被歸并在網絡接口層一個層次里。

只有四層體系結構的 TCP/IP 協(xié)議，與有七層體系結構的 OSI 相比要簡單了不少，也正是這樣，TCP/IP 協(xié)議在實際的應用中效率更高，成本更低

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TCP/IP 協(xié)議中的四個層次

應用層：應用層是 TCP/IP 協(xié)議的第一層，是直接為應用進程提供服務的。

（1）對不同種類的應用程序它們會根據自己的需要來使用應用層的不同協(xié)議，郵件傳輸應用使用了 SMTP 協(xié)議、萬維網應用使用了 HTTP 協(xié)議、遠程登錄服務應用使用了有 TELNET 協(xié)議

（2）應用層還能加密、解密、格式化數據

（3）應用層可以建立或解除與其他節(jié)點的聯(lián)系，這樣可以充分節(jié)省網絡資源

運輸層：作為 TCP/IP 協(xié)議的第二層，運輸層在整個 TCP/IP 協(xié)議中起到了中流砥柱的作用。且在運輸層中，TCP 和 UDP 也同樣起到了中流砥柱的作用
網絡層：網絡層在 TCP/IP 協(xié)議中的位于第三層。在 TCP/IP 協(xié)議中網絡層可以進行網絡連接的建立和終止以及 IP 地址的尋找等功能
網絡接口層：在 TCP/IP 協(xié)議中，網絡接口層位于第四層。由于網絡接口層兼并了物理層和數據鏈路層所以，網絡接口層既是傳輸數據的物理媒介，也可以為網絡層提供一條準確無誤的線路

特點

TCP/IP 協(xié)議能夠迅速發(fā)展起來并成為事實上的標準，是它恰好適應了世界范圍內數據通信的需要。它有以下特點：

（1）協(xié)議標準是完全開放的，可以供用戶免費使用，并且獨立于特定的計算機硬件與操作系統(tǒng)。

（2）獨立于網絡硬件系統(tǒng)，可以運行在廣域網，更適合于互聯(lián)網。

（3）網絡地址統(tǒng)一分配，網絡中每一設備和終端都具有一個唯一地址。

（4）高層協(xié)議標準化，可以提供多種多樣可靠網絡服務

通信過程及相關協(xié)議

在網絡通信的過程中，將發(fā)出數據的主機稱為源主機，接收數據的主機稱為目的主機。

當源主機發(fā)出數據時，數據在源主機中從上層向下層傳送。

源主機中的應用進程先將數據交給應用層，應用層加上必要的控制信息就成了報文流，向下傳給傳輸層。
傳輸層將收到的數據單元加上本層的控制信息，形成報文段、數據報，再交給網際層。
網際層加上本層的控制信息，形成 IP 數據報，傳給網絡接口層。
網絡接口層將網際層交下來的 IP 數據報組裝成幀，并以比特流的形式傳給網絡硬件（即物理層），數據就離開源主機。

一文徹底搞懂 OSI 七層模型和 TCP/IP 四層模型

澡澡洗澡澡于 2024-03-14 17:54:54 發(fā)布

1. OSI 七層模型

OSI（Open System Interconnect）七層模型是一種將計算機網絡通信協(xié)議劃分為七個不同層次的標準化框架。每一層都負責不同的功能，從物理連接到應用程序的處理。這種模型有助于不同的系統(tǒng)之間進行通信時，更好地理解和管理網絡通信的過程。

OSI 定義了網絡互連的七層框架（物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層），即 ISO 開放互連系統(tǒng)參考模型。

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應用層（Application Layer）：這是網絡體系結構中的最頂層，提供用戶接口和應用程序之間的通信服務。在這一層，用戶可以訪問各種網絡應用程序，如電子郵件、文件傳輸和遠程登錄。
表示層（Presentation Layer）：該層負責數據的格式化、加密和壓縮，以確保數據在不同系統(tǒng)之間的交換是有效的和安全的。它還提供了數據格式轉換和語法轉換的功能。\
會話層（Session Layer）：會話層管理應用程序之間的通信會話，負責建立、維護和終止會話。它還提供了數據的同步和檢查點恢復功能，以確保通信的完整性和持續(xù)性。
傳輸層（Transport Layer）：傳輸層為應用程序提供端到端的數據傳輸服務，負責數據的分段、傳輸控制、錯誤恢復和流量控制。它主要使用 TCP（傳輸控制協(xié)議）和 UDP（用戶數據報協(xié)議）來實現(xiàn)這些功能。
網絡層（Network Layer）：網絡層負責數據包的路由和轉發(fā)，以及網絡中的尋址和擁塞控制。它選擇最佳的路徑來傳輸數據包，以確保它們能夠從源主機到目標主機進行傳輸。
數據鏈路層（Data Link Layer）：數據鏈路層提供點對點的數據傳輸服務，負責將原始比特流轉換為數據幀，并檢測和糾正傳輸中出現(xiàn)的錯誤。它還控制訪問物理媒介的方式，以及數據幀的傳輸和接收。
物理層（Physical Layer）：物理層在物理媒介上傳輸原始比特流，定義了連接主機的硬件設備和傳輸媒介的規(guī)范。它確保比特流能夠在網絡中準確地傳輸，例如通過以太網、光纖和無線電波等媒介。

2. TCP/IP 四層模型

TCP/IP 四層模型是目前被廣泛采用的一種模型，由以下 4 層組成：應用層、傳輸層、網絡層、網絡接口層

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應用層（Application Layer）類似于 OSI 模型中的應用層，負責處理用戶與網絡應用程序之間的通信。它包括諸如 HTTP、FTP、SMTP 等協(xié)議，用于實現(xiàn)不同類型的網絡服務和應用。
傳輸層（Transport Layer）：與 OSI 模型中的傳輸層相對應，提供端到端的數據傳輸服務。在 TCP/IP 模型中，主要有兩個協(xié)議：TCP（傳輸控制協(xié)議）和 UDP（用戶數據報協(xié)議），用于確?？煽康臄祿鬏敽秃唵蔚臄祿鬏?。
網絡層（Internet Layer）：相當于 OSI 模型中的網絡層，負責數據包的路由和轉發(fā)。它使用 IP（Internet Protocol）協(xié)議來定義數據包的傳輸路徑，并處理不同網絡之間的通信。
網絡接口層（Link Layer）：與 OSI 模型中的數據鏈路層和物理層相對應，負責管理網絡硬件設備和物理媒介之間的通信。它包括以太網、Wi-Fi、藍牙等各種物理層和數據鏈路層協(xié)議。

應用層常見協(xié)議

HTTP（HyperText Transfer Protocol）：用于在客戶端和服務器之間傳輸超文本數據，通常用于 Web 瀏覽器和 Web 服務器之間的通信。
FTP（File Transfer Protocol）：用于在客戶端和服務器之間傳輸文件，支持上傳和下載文件的功能。
SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）：用于在郵件服務器之間傳輸電子郵件，負責發(fā)送郵件。
POP3（Post Office Protocol version 3）：用于從郵件服務器上下載郵件到本地計算機，負責接收郵件。
IMAP（Internet Message Access Protocol）：也是用于接收郵件的協(xié)議，與 POP3 類似，但提供了更豐富的功能，如在服務器上管理郵件等。
DNS（Domain Name System）：用于將域名解析為對應的 IP 地址，從而實現(xiàn)域名和 IP 地址之間的映射。
HTTPS（HyperText Transfer Protocol Secure）：是 HTTP 的安全版本，通過 SSL/TLS 加密傳輸數據，保證通信過程中的安全性。
SSH（Secure Shell）：用于遠程登錄和執(zhí)行命令，提供了加密的網絡連接，保證了通信的安全性。
SNMP（Simple Network Management Protocol）：用于網絡設備之間的管理和監(jiān)控，可以實現(xiàn)對網絡設備的遠程配置和監(jiān)控。
Telnet：用于遠程登錄和執(zhí)行命令，類似于 SSH，但不提供加密功能，通信數據不安全。

傳輸層常見協(xié)議

TCP（Transmission Control Protocol）：提供可靠的、面向連接的數據傳輸服務，確保數據的可靠性、順序性和完整性。TCP 適用于對數據傳輸質量要求較高的場景，如文件傳輸、網頁瀏覽等。
UDP（User Datagram Protocol）：提供無連接的數據傳輸服務，不保證數據的可靠性，也不保證數據的順序性和完整性。UDP 適用于實時性要求較高、對數據傳輸質量要求不那么嚴格的場景，如音視頻傳輸、在線游戲等。

網絡層常見協(xié)議

IP（Internet Protocol）：是互聯(lián)網中最基本的協(xié)議，用于在網絡中傳輸數據包。IP 協(xié)議定義了數據包的格式、尋址方式和路由選擇等信息，是整個互聯(lián)網的基礎。
ICMP（Internet Control Message Protocol）：用于在 IP 網絡中傳遞控制消息和錯誤信息。ICMP 通常用于網絡設備之間的通信，如路由器和主機之間的通信，以及用于檢測網絡連通性和故障診斷。
ARP（Address Resolution Protocol）：用于將 IP 地址映射為 MAC 地址（物理地址）。ARP 協(xié)議在局域網內部使用，通過發(fā)送 ARP 請求獲取目標設備的 MAC 地址，從而實現(xiàn)數據包的傳輸。
RARP（Reverse Address Resolution Protocol）：與 ARP 相反，用于將 MAC 地址映射為 IP 地址。RARP 協(xié)議通常用于無盤工作站等設備，可以根據 MAC 地址獲取對應的 IP 地址。
IPv6（Internet Protocol version 6）：是 IP 協(xié)議的下一代版本，用于解決 IPv4 地址空間不足的問題。IPv6 采用 128 位地址長度，提供了更大的地址空間，支持更多的設備連接到互聯(lián)網。

網絡接口層常見協(xié)議

以太網協(xié)議（Ethernet）：是一種常見的局域網技術，使用 MAC 地址進行幀的傳輸和接收。
無線局域網協(xié)議（Wi-Fi）：用于無線局域網的數據傳輸，通?；?IEEE 802.11 標準。
點對點協(xié)議（PPP）：用于建立點對點連接的協(xié)議，通常用于撥號連接和虛擬專用網（VPN）等場景。
數據鏈路層交換協(xié)議（DLC）：用于在數據鏈路層進行數據交換和管理的協(xié)議，如 HDLC、SLIP 和 PPP 等。

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以下節(jié)選自多篇博文的部分內容，未全部引用，可以看看不同的圖解。

OSI 七層模型和 TCP/IP 四層模型圖

OSI 七層模型

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分層	功能
應用層	網絡服務與最終用戶的一個接口（可理解為人機交互界面）
表示層	數據的表示，安全，壓縮
會話層	建立，管理，終止會話
傳輸層	定義傳輸數據的協(xié)議端口號，以及流控和差錯校驗
網絡層	進行邏輯地址尋址，實現(xiàn)不同網絡之間的路徑選擇
數據鏈路層	建立邏輯連接，進行硬件地址尋址，差錯校驗等功能
物理層	建立，維護，斷開物理連接

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TCP/IP 協(xié)議棧概述

應用層（Application Layer）

應用層是最接近用戶的層，直接為用戶和應用程序提供服務。它工作在操作系統(tǒng)中的用戶態(tài)，而傳輸層及以下則工作在內核態(tài)。

傳輸層（Transport Layer）

傳輸層負責在通信雙方之間提供可靠的數據傳輸。主要協(xié)議包括傳輸控制協(xié)議（TCP）和用戶數據報協(xié)議（UDP）。傳輸層的報文中攜帶端口號，使得接收方可以識別出該報文是發(fā)送給哪個應用。

網絡層（Internet Layer）

網絡層是 TCP/IP 協(xié)議棧的核心，負責將數據包進行分組并發(fā)往目的主機或網絡。它定義了數據包的分組格式和協(xié)議，因此也稱為 IP 層。網絡層負責路由、網際互連和擁塞控制等。

網絡接口層（Network Interface Layer）

網絡接口層包括物理層和數據鏈路層，負責物理設備之間的數據傳輸。它包括硬件接口和低級協(xié)議，確保數據能夠在物理介質上進行傳輸。

IP 地址和 MAC 地址的區(qū)別

IP 地址：標識數據包的目的地，確定數據包發(fā)送到哪里。
MAC 地址：以太網環(huán)境中，數據包的傳輸依賴于 MAC 地址，用于在局域網中唯一標識設備。

以太網

以太網是一種局域網技術，用于將附近的設備連接起來，實現(xiàn)它們之間的通信。以太網使用 MAC 頭部來標識接收方和發(fā)送方的 MAC 地址。

網絡接口層的職責

網絡接口層為網絡層提供鏈路級別的傳輸服務，負責在以太網、Wi-Fi 等底層網絡上發(fā)送原始數據包。該層次的操作主要在網卡上進行，使用 MAC 地址來標識和定位網絡中的設備。

TCP/IP 協(xié)議族是一個四層協(xié)議系統(tǒng)

數據鏈路層

作用

實現(xiàn)網卡接口的網絡驅動，處理數據在物理媒介上的傳輸。
網絡驅動程序隱藏了不同物理網絡的不同電氣特性，為上層協(xié)議提供一個統(tǒng)一的接口。

協(xié)議應用

ARP 和 RARP：實現(xiàn)了 IP 地址和物理地址（MAC 地址）之間的轉換。

網絡層

作用

選擇中間節(jié)點，確定兩臺主機間的通訊路徑。
對上層協(xié)議隱藏網絡拓撲連接的細節(jié)，使得傳輸層看來通訊雙方是直接連接的。

協(xié)議應用

IP 協(xié)議：根據數據包的目的 IP 地址來決定如何投遞該數據包。
ICMP 協(xié)議：用于檢測網絡的連接狀態(tài)，如 ping 應用程序。

傳輸層

作用

為應用程序提供端對端通訊的 “錯覺”，負責數據包的收發(fā)、鏈路超時重連等。

協(xié)議應用

TCP 協(xié)議：提供可靠的、面向連接的、基于流的服務。
UDP 協(xié)議：提供不可靠的、無連接的基于數據報的服務。
SCTP 協(xié)議：用于在因特網上傳輸電話信號。

應用層

作用

處理眾多業(yè)務邏輯，如文件傳輸、網絡管理。

協(xié)議應用

telnet 協(xié)議：遠程登錄協(xié)議。
OSPF 協(xié)議：動態(tài)路由更新協(xié)議。
DNS 協(xié)議：提供機器域名到 IP 地址的轉換。

數據在各層之間的傳輸

層級	傳輸數據單元
傳輸層	數據段
網絡層	數據包
數據鏈路層	數據幀
物理層	比特流 (Bits)

數據封裝

每一層的傳輸數據單元不同，需要封裝相應的頭部，以便下一層能夠識別。例如，傳輸層需要封裝 TCP 頭部或 UDP 頭部，網絡層需要封裝 IP 頭部，數據鏈路層需要封裝 MAC 頭部。

TCP/IP 協(xié)議族是一個四層協(xié)議系統(tǒng)

這里寫圖片描述

應用層協(xié)議可以跳過傳輸層直接使用網絡層提供的服務，比如 ping 程序和 OSPF 協(xié)議；又可以既使用 TCP 服務，又可以使用 UDP 服務，如 DNS 協(xié)議。

在 /etc/services 文件中可以看到應用程序使用的協(xié)議:

這里寫圖片描述

數據在各層之間的傳輸

層級	傳輸數據單元
傳輸層	數據段
網絡層	數據包
數據鏈路層	數據幀
物理層	比特流 (Bits)

直觀了解數據是如何封裝的

因每一層的傳輸數據單元不同，所以需要封裝 TCP 報文頭部，以此使下一層能夠看懂識別。

傳輸層：傳輸層有 TCP/IP 兩個協(xié)議，TCP（傳輸控制協(xié)議）和 UDP（用戶數據報協(xié)議）。TCP 協(xié)議傳輸更加穩(wěn)定可靠，UDP 協(xié)議傳輸效率更高。所以，上層數據到達傳輸層后需要封裝 TCP 頭部或者 UDP 頭部。

網絡層：同理，上層數據到達這里需要封裝 IP 頭部。 TCP/IP 定義了網絡互聯(lián)協(xié)議（IP）(英文是 Iternet Protocol)。而 IP 又由四個支撐協(xié)議組成：ARP (地址解析協(xié)議)，RARP (逆地址解析協(xié)議)，ICMP（網際控制報文協(xié)議）和 IGMP（網際組管理協(xié)議）。

數據鏈路層：同理，上層數據到此需要封裝 MAC 頭部。

物理層：到達物理層就直接由計算機通過信號接收了。

直觀了解數據是如何解封裝的

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OSI 參考模型（七層模型）_osi 七層模型 - CSDN 博客 BeretSEC 于 2020-04-02 15:54:37 發(fā)布
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OSI 七層模型、TCP/IP 四層模型 - CSDN 博客 加油，你可以的！于 2020-12-07 14:23:29 發(fā)布
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一文徹底搞懂 OSI 七層模型和 TCP/IP 四層模型_osi 網絡協(xié)議 - CSDN 博客 澡澡洗澡澡于 2024-03-14 17:54:54 發(fā)布
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【計算機網絡】TCP/IP 四層模型_tcpip4 層模型 - CSDN 博客 無敵巖雀于 2024-08-01 15:00:00 發(fā)布
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TCP/IP 協(xié)議四層模型_tcp 協(xié)議四層 - CSDN 博客 mybright_已于 2022-05-07 23:12:33 修改
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深入解析 OSI 七層模型及各層工作原理（我只能幫你到這了）- 騰訊云開發(fā)者社區(qū) - 騰訊云 不吃小白菜發(fā)布于 2020-09-03 10:23:32
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