计算机网络参考模型-阿里云开发者社区

    在计算机的网络中，有两个十分重要的参考模型，所有网络通信设备都是以参考模型为标准来研发的。因此熟知参考模型在学习网络知识的过程中是十分重要的。下面就简单的介绍一下两个参考模型。

一、OSI参考模型

    OSI（Open System Interconnect），即开放式系统互联。 一般都叫OSI参考模型，是ISO（国际标准化组织）组织在1985年研究的网络互联模型。

    它将网络划分成了七层，从下往依次为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

    第一层物理层（physical layer）的主要功能:是完成相邻节点之间原始比特流的传输物理层的设计主要涉及物理接口的机械电气功能和过程特性，以及物理层接口连接的传输介质等问题。

    第二层数据链路层（data link layer）:负责将上层数据封装成固定格式的帧

    第三层网络层(network layer）的主要功能:是实现数据从源端到目的端的传输

    第四层传输层（transport layer）的主要功能:是实现网络中不同主机上用户进程之间的数据通信。

    第五层会话层（session layer）:允许不同机器上的用户之间建立会话关系。管理会话控制令牌管理（token management）数据中插入同步点

    第六层表示层（presentation  layer ）:表示层以下各层只关心从源端机到目标机可靠地传输比特，而表示层关心的是所传输的语法和语义。用一种大家一致选定的标准方法对数据进行编码。同时，也能提供压缩解压、加密解密。

    第七层应用层（application layer）:应用层能与应用程序界面沟通，以达到展示给用户的目的。在此常见的协议有:HTTP，HTTPS，FTP，TELNET，SSH，SMTP，POP3等。

    传输层要决定对会话层用户（最终的网络用户）提供什么样的服务。因此我们把1-3层的协议称为点对点的协议，而把4-7层的协议叫做端对端协议。

二、TCP/IP参考模型

    TCP/IP参考模型是计算机网络的祖父ARPANET和其后续的因特网使用的参考模型。当无线网络和卫星出现以后，现有的协议在和它们相连的时候出现了问题，所以需要一种新的参考体系结构。这个体系结构在它的两个主要协议出现以后，被称为TCP/IP参考模型。

    TCP/IP是如今用于现实网络互联的通信协议。TCP/IP参考模型以TCP/IP为核心，将协议分成四个层次，分别是：网络接口层、网路层、传输层、应用层。

    但是由于TCP/IP的网络接口层并未定义该层的协议，且参与互联的各网络使用自己的物理层和数据链路层协议，然后与TCP/IP的网络接入层（即网络层）进行连接。所以后期的TCP/IP参考模型为五层：即将网络接口层分为物理层和数据链路层。

第一层网络接入层

    该层提供的服务与OSI参考模型中的物理层与数据链路层相对应。它负责监视数据在主机和网络之间的交换。事实上，TCP/IP本身并未定义该层的协议，而由参与互连的各网络使用自己的物理层和数据链路层协议，然后与TCP/IP的网络接入层进行连接。地址解析协议（ARP）工作在此层，即OSI参考模型的数据链路层。在前文也说过TCP/IP参考模型并未定义网络接入层的协议，又因为TCP/IP参考模型的广泛应用，所以为了方便理解网络接入层采用了OSI参考模型的物理层和数据链路层的定义。

 第二层网络层    

    网际互联层对应于OSI参考模型的网络层，主要解决主机到主机的通信问题。它所包含的协议设计数据包在整个网络上的逻辑传输。注重重新赋予主机一个IP地址来完成对主机的寻址，它还负责数据包在多种网络中的路由。该层有三个主要协议：网际协议（IP）、互联网组管理协议（IGMP）和互联网控制报文协议（ICMP）。

第三层传输层

    传输层对应于OSI参考模型的传输层，为应用层实体提供端到端的通信功能，保证了数据包的顺序传送及数据的完整性。该层定义了两个主要的协议：传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP)。

    TCP协议提供的是一种可靠的、通过“三次握手”来连接的数据传输服务；而UDP协议提供的则是不保证可靠的（并不是不可靠）、无连接的数据传输服务。

第四层应用层

    应用层对应于OSI参考模型的高层，为用户提供所需要的各种服务，例如：FTP、Telnet、DNS、SMTP等。

    以上就是计算机网络模型的大致内容，下面简单写下OSI参考模型和TCP/IP参考模型的异同点：

共同点：

（1）OSI参考模型和TCP/IP参考模型都采用了层次结构的概念。

（2）都能够提供面向连接和无连接两种通信服务机制。

不同点：

（1）OSI采用的七层模型，而TCP/IP是四层结构。

（2）TCP/IP参考模型的网络接口层实际上并没有真正的定义，只是一些概念性的描述。而OSI参考模型不仅分了两层，而且每一层的功能都很详尽，甚至在数据链路层又分出一个介质访问子层，专门解决局域网的共享介质问题。

（3）OSI模型是在协议开发前设计的，具有通用性。TCP/IP是先有协议集然后建立模型，不适用于非TCP/IP网络。

（4）OSI参考模型与TCP/IP参考模型的传输层功能基本相似，都是负责为用户提供真正的端对端的通信服务，也对高层屏蔽了底层网络的实现细节。所不同的是TCP/IP参考模型的传输层是建立在网络互联层基础之上的，而网络互联层只提供无连接的网络服务，所以面向连接的功能完全在TCP协议中实现，当然TCP/IP的传输层还提供无连接的服务，如UDP；相反OSI参考模型的传输层是建立在网络层基础之上的，网络层既提供面向连接的服务，又提供无连接的服务，但传输层只提供面向连接的服务。

（5）OSI参考模型的抽象能力高，适合与描述各种网络；而TCP/IP是先有了协议，才制定TCP/IP模型的。

（6）OSI参考模型的概念划分清晰，但过于复杂；而TCP/IP参考模型在服务、接口和协议的 区别上不清楚，功能描述和实现细节混在一起。

（7）TCP/IP参考模型的网络接口层并不是真正的一层；OSI参考模型的缺点是层次过多，划分意义不大但增加了复杂性。

（8）OSI参考模型虽然被看好，由于没把握好时机，技术不成熟，实现困难；相反，TCP/IP参考模型虽然有许多不尽人意的地方，但还是比较成功的。

    本篇本章只是作者在学习过程中整理的一些笔记。仅仅对计算机网络参考模型做了简单的介绍，概念的定义是网上收集的一些资料。因此如果想要更深入学习计算机网络参考模型，可以查找更专业的书籍。