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
|
9月前
|
域名解析 网络协议 安全
计算机网络TCP/IP四层模型
本文介绍了TCP/IP模型的四层结构及其与OSI模型的对比。网络接口层负责物理网络接口,处理MAC地址和帧传输;网络层管理IP地址和路由选择,确保数据包准确送达;传输层提供端到端通信,支持可靠(TCP)或不可靠(UDP)传输;应用层直接面向用户,提供如HTTP、FTP等服务。此外,还详细描述了数据封装与解封装过程,以及两模型在层次划分上的差异。
2045 13
|
9月前
|
网络协议 中间件 网络安全
计算机网络OSI七层模型
OSI模型分为七层,各层功能明确:物理层传输比特流,数据链路层负责帧传输,网络层处理数据包路由,传输层确保端到端可靠传输,会话层管理会话,表示层负责数据格式转换与加密,应用层提供网络服务。数据在传输中经过封装与解封装过程。OSI模型优点包括标准化、模块化和互操作性,但也存在复杂性高、效率较低及实用性不足的问题,在实际中TCP/IP模型更常用。
1205 10
|
10月前
|
网络协议 安全 网络性能优化
OSI 七层模型详解
本文介绍了 OSI 七层模型各层的功能与常见协议。物理层负责比特流传输,涉及信号编码与接口标准;数据链路层组织帧并实现差错控制;网络层处理路由与寻址;传输层提供端到端数据传输服务;会话层管理会话连接;表示层处理数据编码与加密;应用层直接为用户提供服务。文中还列举了各层的典型协议,如 IP、TCP、HTTP 等,详细解析其作用与应用场景。
3263 3
|
网络协议 安全 网络安全
探索网络模型与协议:从OSI到HTTPs的原理解析
OSI七层网络模型和TCP/IP四层模型是理解和设计计算机网络的框架。OSI模型包括物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层,而TCP/IP模型则简化为链路层、网络层、传输层和 HTTPS协议基于HTTP并通过TLS/SSL加密数据,确保安全传输。其连接过程涉及TCP三次握手、SSL证书验证、对称密钥交换等步骤,以保障通信的安全性和完整性。数字信封技术使用非对称加密和数字证书确保数据的机密性和身份认证。 浏览器通过Https访问网站的过程包括输入网址、DNS解析、建立TCP连接、发送HTTPS请求、接收响应、验证证书和解析网页内容等步骤,确保用户与服务器之间的安全通信。
891 3
|
网络协议 网络架构
TCP/IP协议架构:四层模型详解
在网络通信的世界里,TCP/IP协议栈是构建现代互联网的基础。本文将深入探讨TCP/IP协议涉及的四层架构,以及每一层的关键功能和作用。
2720 5
|
网络协议
网络通信的基石:TCP/IP协议栈的层次结构解析
在现代网络通信中,TCP/IP协议栈是构建互联网的基础。它定义了数据如何在网络中传输,以及如何确保数据的完整性和可靠性。本文将深入探讨TCP/IP协议栈的层次结构,揭示每一层的功能和重要性。
1015 5
|
网络协议 安全 Go
Go语言进行网络编程可以通过**使用TCP/IP协议栈、并发模型、HTTP协议等**方式
【10月更文挑战第28天】Go语言进行网络编程可以通过**使用TCP/IP协议栈、并发模型、HTTP协议等**方式
292 13
|
网络协议 网络安全 网络虚拟化
本文介绍了十个重要的网络技术术语,包括IP地址、子网掩码、域名系统(DNS)、防火墙、虚拟专用网络(VPN)、路由器、交换机、超文本传输协议(HTTP)、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)和云计算
本文介绍了十个重要的网络技术术语,包括IP地址、子网掩码、域名系统(DNS)、防火墙、虚拟专用网络(VPN)、路由器、交换机、超文本传输协议(HTTP)、传输控制协议/网际协议(TCP/IP)和云计算。通过这些术语的详细解释,帮助读者更好地理解和应用网络技术,应对数字化时代的挑战和机遇。
1313 3
|
存储 网络协议 安全
30 道初级网络工程师面试题,涵盖 OSI 模型、TCP/IP 协议栈、IP 地址、子网掩码、VLAN、STP、DHCP、DNS、防火墙、NAT、VPN 等基础知识和技术,帮助小白们充分准备面试,顺利踏入职场
本文精选了 30 道初级网络工程师面试题,涵盖 OSI 模型、TCP/IP 协议栈、IP 地址、子网掩码、VLAN、STP、DHCP、DNS、防火墙、NAT、VPN 等基础知识和技术,帮助小白们充分准备面试,顺利踏入职场。
1963 2
|
运维 网络协议 算法
7 层 OSI 参考模型:详解网络通信的层次结构
7 层 OSI 参考模型:详解网络通信的层次结构
3222 1