一. OSI七层参考模型

OSI RM：开放系统互连参考模型（open systeminterconnection reference model）

共有7层，由低层至高层分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

①. 物理层

• 主要功能：利用传输介质为数据链路层提供屋里连接，实现比特流的透明传输。

• 作用：实现相邻计算机节点之间比特流的透明传输，尽可能屏蔽掉具体传输介质与物理设备的差异。使其上面的数据链路层不必考虑网络的具体传输介质是什么。

②. 数据链路层

• 主要功能：通过各种控制协议，将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。

• 具体工作：接受来自物理层的位流形式的数据，并封装成帧，传送到上一层；同样，也将来自上一层的数据帧，拆装为位流形式的数据转发到物理层；并且还负责处理接受端发回的确认帧的信息，以便提供可靠的数据传输。

该层通常又被分为 介质访问控制(MAC)和逻辑链路控制(LLC)两个子层：

1. MAC子层的主要任务是解决共享型网络中多用户对信道竞争的问题，完成网络介质的访问控制。
2. LLC子层的主要任务是建立和维护网络连接，执行差错校验、流量控制和链路控制。

③. 网络层

• 网络层：是OSI参考模型中最复杂的一层，也是通信子网最高的一层，它在下两层的基础上向资源子网提供服务。

• 主要任务：通过路由算法，为报文或分组通过通信子网选择最适当的路径。该层控制数据链路层与物理层之间的信息转发，建立、维持与终止网络的连接。具体的说，数据链路层的数据在这一层被转换为数据包，然后通过路径选择、分段组合、顺序、进/出路由等控制，将信息从一个网络设备传送到另一个网络设备。

在实现网络层功能时，需要解决的主要问题如下：

1. 寻址：数据链路层中使用的物理地址（如MAC地址）仅解决网络内部的寻址问题。在不同子网之间通信时，为了识别和找到网络中的设备，每一子网中的设备都会被分配一 个唯一的地址。由于各个子网使用的物理技术可能不同，因此这个地址应当是逻辑地址（如IP地址）
2. 交换：规定不同的交换方式。常见的交换技术有：线路交换技术和存储转发技术，后者包括报文转发技术和分组转发技术。
3. 路由算法：当源节点和路由节点之间存在多条路径时，本层可以根据路由算法，通过网络为数据分组选择最佳路径，并将信息从最合适的路径，由发送端传送的接受端。
4. 连接服务：与数据链路层的流量控制不同的是，前者控制的是网络相邻节点间的流量，后者控制的是从源节点到目的节点间的流量。其目的在于防止阻塞，并进行差错检测

④. 传输层

• 传输层是第四层，因此该层是通信子网和资源子网的接口和桥梁，起到承上启下的作用。

• 主要任务：向用户提供可靠的、端到端的差错和流量控制，保证报文的正确传输。

• 主要作用：向高层屏蔽下层数据通信的具体细节，即向用户透明的传送报文。

传输层的主要功能如下：

1. 传输连接管理：提供建立、连接和拆除传输连接的功能。传输层在网络层的基础上，提供"面向连接"和"面向无连接"两种服务。
2. 处理传输差错：提供可靠的"面向连接"和不可靠的"面向无连接"的数据传输服务、差错控制和流量控制。在提供"面向连接"服务时，通过这一层传输的数据将由目标设备确认， 如果在指定的时间内未收到确认信息，数据将被重新发送。

⑤. 会话层

• 会话层：是OSI参考模型的第五层，是用户应用程序和网络之间的接口

• 主要任务：向两个实体的表示层提供建立和使用连接的方法。将不同实体之间的表示层的连接称为会话。因此会话层的任务就是组织和协调两个会话进程之间的通信，并对数据交换进行管理。

• 用户可以按照半双工、单工和全工的方式建立会话。当建立会话时，用户必须提供他们想要连接的远程地址。而这些地址与MAC（介质访问控制子层）地址或网络层的逻辑地址不同，他们是为用户专门设计的，更便于用户记忆。域名(DN)就是网络上使用的远程地址。

会话层的具体功能如下：

1. 会话管理：允许用户在两个实体设备之间建立、维持和终止会话，并支持它们之间的数据交换。例如提供单方向会话或双向同时会话，并管理会话中的发送顺序，以及会话所占用时间的长短
2. 会话流量控制：提供流量控制和交叉会话功能。
3. 寻址：使用远程地址建立会话连接。
4. 出错控制：从逻辑上讲，会话层主要负责数据交换的建立、保持和终止，但实际的工作却是接收来自传输层的数据，并负责纠错。会话控制和远程过程调用均属于这一层的功能。但应注意，此层检查的错误不是通信介质的错误，而是磁盘空间、打印机缺纸等高级类的错误。

⑥. 表示层

• 表示层是OSI模型的第六层，它对来自应用层的命令和数据进行解释，对各种语法赋予相应的含义，并按照一定的格式传送给会话层。

主要功能：处理用户信息的表示问题，如编码、数据格式转换和加密解密

1. 数据格式处理：协商和建立数据交换的格式，解决各应用程序之间在数据格式表示上的差异。
2. 数据的编码：处理字符集和数字的转换。
3. 压缩和解压缩：为了减少数据的传输量，这一层还负责数据的压缩与恢复。
4. 数据的加密和解密：可以提高网络的安全性。

⑦. 应用层

• 应用层是OSI参考模型的最高层，它是计算机用户，以及各种应用程序和网络之间的接口。
• 主要功能：直接向用户提供服务，完成用户希望在网络上完成的各种工作。它在其他6层工作的基础上，负责完成网络中应用程序与网络操作系统之间的联系，建立与结束使用者之间的联系，并完成网络用户提出的各种网络服务及应用所需的监督、管理和服务等各种协议。

应用层的主要功能

1. 用户接口：应用层是用户与网络，以及应用程序与网络间的直接接口，使得用户能够与网络进行交互式联系。
2. 实现各种服务：该层具有的各种应用程序可以完成和实现用户请求的各种服务

二. TCP/IP模型

TCP/IP四层模型与OSI参考模型对应和协议相关

以太网中有两台主机，二者运行FTP协议过程

TCP/IP协议族的分层

①. 物理层

• 主要功能：利用传输介质为数据链路层提供屋里连接，实现比特流的透明传输。

• 作用：实现相邻计算机节点之间比特流的透明传输，尽可能屏蔽掉具体传输介质与物理设备的差异。使其上面的数据链路层不必考虑网络的具体传输介质是什么。

• 透明传输的意义就是：不管传的是什么，所采用的设备只是起一个通道作用，把要传输的内容完好的传到对方！

②. 数据链路层—网络协议

主要提供链路控制（同步，异步，二进制，HDLC），差错控制（重发机制），流量控制（窗口机制）

1. MAC：媒体接入控制，主要功能是调度，把逻辑信道映射到传输信道，负责根据逻辑信道的瞬时源速率为各个传输信道选择适当的传输格式。MAC层主要有3类逻辑实体，第一类是MAC-b，负责处理广播信道数据；第二类是MAC-c，负责处理公共信道数据；第三类是MAC-d，负责处理专用信道数据。

2. RLC：无线链路控制，不仅能载控制面的数据，而且也承载用户面的数据。RLC子层有三种工作模式，分别是透明模式、非确认模式和确认模式，针对不同的业务采用不同的模式。

3. BMC：广播/组播控制，负责控制多播/组播业务。

4. PDCP：分组数据汇聚协议，负责对IP包的报头进行压缩和解压缩，以提高空中接口无线资源的利用率。

③. 网络层—网络协议

提供阻塞控制，路由选择（静态路由，动态路由）等

1. IP：IP协议提供不可靠、无连接的传送服务。IP协议的主要功能有：无连接数据报传输、数据报路由选择和差错控制。IP地址是重要概念

2. ARP：地址解析协议。基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行。以太网中的数据帧从一个主机到达网内的另一台主机是根据48位的以太网地址（硬件地址）来确定接口的，而不是根据32位的IP地址。内核必须知道目的端的硬件地址才能发送数据。P2P的连接是不需要ARP的。

3. RARP：反向地址转换协议。允许局域网的物理机器从网关服务器的 ARP 表或者缓存上请求其 IP 地址。局域网网关路由器中存有一个表以映射MAC和与其对应的 IP 地址。当设置一台新的机器时，其 RARP 客户机程序需要向路由器上的 RARP 服务器请求相应的 IP 地址。假设在路由表中已经设置了一个记录，RARP 服务器将会返回 IP 地址给机器。

4. IGMP：组播协议包括组成员管理协议和组播路由协议。组成员管理协议用于管理组播组成员的加入和离开，组播路由协议负责在路由器之间交互信息来建立组播树。IGMP属于前者，是组播路由器用来维护组播组成员信息的协议，运行于主机和和组播路由器之间。IGMP 信息封装在IP报文中，其IP的协议号为2。

5. ICMP：Internet控制报文协议。用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。控制消息是指网络通不通、主机是否可达、路由是否可用等网络本身的消息。这些控制消息虽然并不传输用户数据，但是对于用户数据的传递起着重要的作用。

6. BGP :边界网关协议。处理像因特网大小的网络和不相关路由域间的多路连接。

7. RIP：路由信息协议。是一种分布式的基于距离矢量的路由选择协议。

④. 传输层—网络协议

• 提供分割与重组数据，按端口号寻址，连接管理差错控制和流量控制,纠错的功能。传输层要向会话层提供通信服务的可靠性，避免报文的出错、丢失、延迟时间紊乱、重复、乱序等差错。

1. TCP: 一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。

2. UDP: 用户数据报协议，一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。

3. RTP： 实时传输协议，为数据提供了具有实时特征的端对端传送服务，如在组播或单播网络服务下的交互式视频音频或模拟数据。

4. SCTP： 一个面向连接的流控制传输协议，它可以在两个端点之间提供稳定、有序的数据传递服务。SCTP可以看做是TCP协议的改进，它继承了TCP较为完善的拥塞控制并改进TCP的一些不足：

   • SCTP是多宿主连接，而TCP是单地址连接。
   • 一个TCP连接只能支持一个流，一个SCTP连接可以支持多个流。
   • SCTP有更好的安全性。

⑤. 应用层—网络协议

1. HTTP：超文本传输协议，基于TCP，是用于从WWW服务器传输超文本到本地浏览器的传输协议。它可以使浏览器更加高效，使网络传输减少。

2. SMTP：简单邮件传输协议,是一组用于由源地址到目的地址传送邮件的规则，由它来控制信件的中转方式。

3. SNMP：简单网络管理协议，由一组网络管理的标准组成，包含一个应用层协议、数据库模型和一组资源对象。

4. FTP：文件传输协议，用于Internet上的控制文件的双向传输。同时也是一个应用程序。

5. Telnet：是Internet远程登陆服务的标准协议和主要方式。为用户提供了在本地计算机上完成远程主机工作的能力。在终端使用者的电脑上使用telnet程序，用它连接到服务器。

6. SSH：安全外壳协议，为建立在应用层和传输层基础上的安全协议。SSH 是目前较可靠，专为远程登录会话和其他网络服务提供安全性的协议。

7. NFS：网络文件系统，是FreeBSD支持的文件系统中的一种，允许网络中的计算机之间通过TCP/IP网络共享资源。

三 .TCP/IP四层模型与OSI参考模型总结

TCP/IP与OSI最大的不同在于OSI是一个理论上的网络通信模型，而TCP/IP则是实际运行的网络协议。