一篇文章带你搞懂TCP/IP协议与OSI七层网络模型

简介: 一篇文章带你搞懂TCP/IP协议与OSI七层网络模型

网络协议

网络协议为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。 常见的协议有:TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。 TCP/IP协议,毫无疑问是这三大协议中最重要的一个,作为互联网的基础协议,没有它就根本不可能上网,任何和互联网有关的操作都离不开TCP/IP协议。其次OSI模型也是要深入计算机网络必须掌握的东西。

image.png

image.png

1、应用层:应用层是TCP/IP协议的第一层,是直接为应用进程提供服务的。


2、运输层:作为TCP/IP协议的第二层,运输层在整个TCP/IP协议中起到了中流砥柱的作用。且在运输层中,TCP和UDP也同样起到了中流砥柱的作用。


3、网络层:网络层在TCP/IP协议中的位于第三层。在TCP/IP协议中网络层可以进行网络连接的建立和终止以及IP地址的寻找等功能。


4、网络接口层:在TCP/IP协议中,网络接口层位于第四层。由于网络接口层兼并了物理层和数据链路层所以,网络接口层既是传输数据的物理媒介,也可以为网络层提供一条准确无误的线路。


TCP/IP通信处理过程与封装过程


image.png

image.png

TCP/IP协议特点

1、协议标准是完全开放的,可以供用户免费使用,并且独立于特定的计算机硬件与操作系统。


2、独立于网络硬件系统,可以运行在广域网,更适合于互联网。


3、高层协议标准化,可以提供多种多样可靠网络服务。


OSI七层模型各层的功能

OSI七层模型 OSI 七层模型称为开放式系统互联参考模型 OSI 七层模型是一种框架性的设计方法 OSI

七层模型通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯,因此其最主 要的功能使就是帮助不同类型的主机实现数据传输


image.png

第一层:物理层 比特流 设备之间比特流的传输,物理接口,电气特性等。

第二层:数据链路层 帧 将上层数据封装成帧,用MAC地址访问媒介,错误检测与修正。

第三层:网络层 包 提供逻辑地址(IP)、选路,数据从源端到目的端的传输

第四层:传输层 段 实现网络不同主机上用户进程之间的数据通信,可靠与不可靠的传输,传输层的错误检测,流量控制等。

第五层:会话层 数据 允许不同机器上的用户之间建立会话关系,如WINDOWS

第六层:表示层 数据 数据的表现形式,特定功能的实现,如数据加密。

第七层:应用层 数据 用户接口,提供用户程序“接口”。


image.png

七层模型各层次对应的功能

物理层 : O S I 模型的最低层或第一层,该层包括物理连网媒介,如电缆连线连接器。物理层的协议产生并检测电压以便发送和接收携带数据的信号。在你的桌面P C 上插入网络接口卡,你就建立了计算机连网的基础。换言之,你提供了一个物理层。尽管物理层不提供纠错服务,但它能够设定数据传输速率并监测数据出错率。网络物理问题,如电线断开,将影响物理层。


数据链路层: O S I 模型的第二层,它控制网络层与物理层之间的通信。它的主要功能是如何在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传递。为了保证传输,从网络层接收到的数据被分割成特定的可被物理层传输的帧。帧是用来移动数据的结构包,它不仅包括原始数据,还包括发送方和接收方的网络地址以及纠错和控制信息。其中的地址确定了帧将发送到何处,而纠错和控制信息则确保帧无差错到达。

数据链路层的功能独立于网络和它的节点和所采用的物理层类型,它也不关心是否正在运行 Wo r d 、E x c e l 或使用I n t e r n e t 。有一些连接设备,如交换机,由于它们要对帧解码并使用帧信息将数据发送到正确的接收方,所以它们是工作在数据链路层的。


网络层: O S I 模型的第三层,其主要功能是将网络地址翻译成对应的物理地址,并决定如何将数据从发送方路由到接收方。

网络层通过综合考虑发送优先权、网络拥塞程度、服务质量以及可选路由的花费来决定从一个网络中节点A 到另一个网络中节点B 的最佳路径。由于网络层处理路由,而路由器因为即连接网络各段,并智能指导数据传送,属于网络层。在网络中,“路由”是基于编址方案、使用模式以及可达性来指引数据的发送。


传输层: O S I 模型中最重要的一层。传输协议同时进行流量控制或是基于接收方可接收数据的快慢程度规定适当的发送速率。除此之外,传输层按照网络能处理的最大尺寸将较长的数据包进行强制分割。例如,以太网无法接收大于1 5 0 0 字节的数据包。发送方节点的传输层将数据分割成较小的数据片,同时对每一数据片安排一序列号,以便数据到达接收方节点的传输层时,能以正确的顺序重组。该过程即被称为排序。工作在传输层的一种服务是 T C P / I P 协议套中的T C P (传输控制协议),另一项传输层服务是I P X / S P X 协议集的S P X (序列包交换)。


会话层: 负责在网络中的两节点之间建立和维持通信。 会话层的功能包括:建立通信链接,保持会话过程通信链接的畅通,同步两个节点之间的对 话,决定通信是否被中断以及通信中断时决定从何处重新发送。

你可能常常听到有人把会话层称作网络通信的“交通警察”。当通过拨号向你的 I S P (因特网服务提供商)请求连接到因特网时,I S P 服务器上的会话层向你与你的P C 客户机上的会话层进行协商连接。若你的电话线偶然从墙上插孔脱落时,你终端机上的会话层将检测到连接中断并重新发起连接。会话层通过决定节点通信的优先级和通信时间的长短来设置通信期限


表示层: 应用程序和网络之间的翻译官,在表示层,数据将按照网络能理解的方案进行格式化;这种格式化也因所使用网络的类型不同而不同。


表示层管理数据的解密与加密,如系统口令的处理。例如:在 Internet上查询你银行账户,使用的即是一种安全连接。你的账户数据在发送前被加密,在网络的另一端,表示层将对接收到的数据解密。除此之外,表示层协议还对图片和文件格式信息进行解码和编码。


应用层: 负责对软件提供接口以使程序能使用网络服务。术语“应用层”并不是指运行在网络上的某个特别应用程序 ,应用层提供的服务包括文件传输、文件管理以及电子邮件的信息处理。


相关文章
|
6月前
|
网络协议 算法 Java
基于Reactor模型的高性能网络库之Tcpserver组件-上层调度器
TcpServer 是一个用于管理 TCP 连接的类,包含成员变量如事件循环(EventLoop)、连接池(ConnectionMap)和回调函数等。其主要功能包括监听新连接、设置线程池、启动服务器及处理连接事件。通过 Acceptor 接收新连接,并使用轮询算法将连接分配给子事件循环(subloop)进行读写操作。调用链从 start() 开始,经由线程池启动和 Acceptor 监听,最终由 TcpConnection 管理具体连接的事件处理。
240 2
|
6月前
基于Reactor模型的高性能网络库之Tcpconnection组件
TcpConnection 由 subLoop 管理 connfd,负责处理具体连接。它封装了连接套接字,通过 Channel 监听可读、可写、关闭、错误等
188 1
|
6月前
|
JSON 监控 网络协议
干货分享“对接的 API 总是不稳定,网络分层模型” 看电商 API 故障的本质
本文从 OSI 七层网络模型出发,深入剖析电商 API 不稳定的根本原因,涵盖物理层到应用层的典型故障与解决方案,结合阿里、京东等大厂架构,详解如何构建高稳定性的电商 API 通信体系。
|
3月前
|
机器学习/深度学习 数据采集 人工智能
深度学习实战指南:从神经网络基础到模型优化的完整攻略
🌟 蒋星熠Jaxonic,AI探索者。深耕深度学习,从神经网络到Transformer,用代码践行智能革命。分享实战经验,助你构建CV、NLP模型,共赴二进制星辰大海。
|
4月前
|
机器学习/深度学习 传感器 算法
【无人车路径跟踪】基于神经网络的数据驱动迭代学习控制(ILC)算法,用于具有未知模型和重复任务的非线性单输入单输出(SISO)离散时间系统的无人车的路径跟踪(Matlab代码实现)
【无人车路径跟踪】基于神经网络的数据驱动迭代学习控制(ILC)算法,用于具有未知模型和重复任务的非线性单输入单输出(SISO)离散时间系统的无人车的路径跟踪(Matlab代码实现)
292 2
|
4月前
|
机器学习/深度学习 并行计算 算法
【CPOBP-NSWOA】基于豪冠猪优化BP神经网络模型的多目标鲸鱼寻优算法研究(Matlab代码实现)
【CPOBP-NSWOA】基于豪冠猪优化BP神经网络模型的多目标鲸鱼寻优算法研究(Matlab代码实现)
109 8
|
5月前
|
算法 安全 网络安全
【多智能体系统】遭受DoS攻击的网络物理多智能体系统的弹性模型预测控制MPC研究(Simulink仿真实现)
【多智能体系统】遭受DoS攻击的网络物理多智能体系统的弹性模型预测控制MPC研究(Simulink仿真实现)
252 0
|
机器学习/深度学习 人工智能 网络协议
TCP/IP五层(或四层)模型,IP和TCP到底在哪层?
TCP/IP五层(或四层)模型,IP和TCP到底在哪层?
424 4
|
域名解析 网络协议
IP协议, TCP协议 和DNS 服务分别是干什么的?
大家好,我是阿萨。昨天讲解了网络四层协议[TCP/IP协议族分为哪4层?]今天我们学习下IP 协议, TCP 协议和DNS 协议分别是干什么的。
534 0
IP协议, TCP协议 和DNS 服务分别是干什么的?
|
网络协议
ACK的累加规则-wireshark抓包分析-不包含tcp头部、ip头部、数据链路层头部等。
ACK的累加规则-wireshark抓包分析-不包含tcp头部、ip头部、数据链路层头部等。
ACK的累加规则-wireshark抓包分析-不包含tcp头部、ip头部、数据链路层头部等。