OSI体系结构
OSI体系介绍
著名的“开放系统互连参考模型”,简称为OSI。该模型是一个七层协议的体系结构:
它是法律上的国际标准。
到了20世纪90年代初期,虽然整套的OSI国际标准都已经制订出来了,但这时因特网已抢先在全世界覆盖了相当大的范围。
因特网从1983年开始使用TCP/IP协议族,并逐步演变成TCP/IP参考模型。
OSI失败的原因
- OSI的专家们缺乏实际经验,它们在完成OSI标准时没有商业驱动力。
- OSI的协议实现起来过分复杂,而且运行效率很低。
- OSI标准的制定周期太长,因而使得按OSI标准生产的设备无法及时进入市场。
- OSI的层次划分不太合理,有些功能在多个层次中重复出现。
TCP/IP体系结构
TCP/IP概述
该模型是一个四层协议的体系结构:
它是事实上的国际标准。
由于TCP/IP在网络层使用的协议是IP协议,IP协议的中文意思是网际协议,因此,TCP/IP中第二层的网络层才被称为网际层。
在过去,制订标准的组织中往往以专家、学者为主。但现在,许多公司都纷纷挤进各种各样的标准化组织,使得技术标准有着浓厚的商业气息。
一个新标准的出现,有时不一定反映其技术水平是最先进的,而是往往有着一定的市场背景。从这种意义上说,能够占领市场就是标准。
在用户主机的操作系统中,通常都带有符合TCP/IP体系结构标准的TCP/IP协议族。而用于网络互连的路由器中,也带有符合TCP/IP体系结构标准的TCP/IP协议族。只不过路由器一般只包含网络接口层和网际层。
网络接口层
TCP/IP体系结构的网络接口层并没有规定什么具体的内容,这样做的目的是可以互连全世界各种不同的网络接口,例如:
- 有线的以太网接口
- 无线局域网的WiFi接口
而不限定仅使用一种或几种网络接口,
因此,本质上TCP/IP体系结构只有上面的三层。
网际层
TCP/IP体系结构网际层的核心协议是IP协议。
IP协议可以将不同的网络接口进行互连,并向其上的TCP协议和UDP协议提供网络互连服务。
IP协议作为TCP/IP体系结构中的核心协议,一方面负责互连不同的网络接口,也就是IP over everything;另一方面,为各种网络应用提供服务,也就是Everything over IP。
运输层
TCP/IP体系结构运输层的两个重要协议是TCP和UDP。
TCP协议在享受IP协议提供的网络互连服务的基础上,可向应用层的相应协议提供可靠传输的服务。
UDP协议在享受IP协议提供的网络互连服务的基础上,可向应用层的相应协议提供不可靠传输的服务。
应用层
TCP/IP体系结构的应用层包含了大量的应用层协议,例如:
- HTTP
- SMTP
- DNS
- RTP
- ......
TCP/IP命名的由来
在TCP/IP协议体系中包含大量的协议,IP协议和TCP协议是其中非常重要的两个协议,因此,
用TCP和IP这两个协议来表示整个协议大家族,常称为TCP/IP协议族。
小知识点:
在嵌入式系统开发领域,TCP/IP协议族常称为TCP/IP协议栈,这是因为TCP/IP协议体系的分层结构与数据结构中的栈,在图形画法上是类似的。
原理体系结构(五层协议)
由于TCP/IP体系结构为了将不同的网络接口进行互连,因此它的网络接口层并没有规定什么具体的内容。然后,这对于我们学习计算机网络的完整体系而言,就会缺少一部分内容。
因此,在学习计算机网络原理时,往往采取折中的办法,也就是综合OSI和TCP/IP的优点,采用一种五层协议的原理体系结构。
可以看出,原理体系结构将TCP/IP体系结构的网络接口层,又重新划分为了物理层和数据链路层。这样更有利于我们对计算机网络原理的学习。
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