网络模型的七层结构和五层结构

描述

七层模型

这个 ISO 层网络模型各层的名字、主要功能对应的典型设备和传输单位如下图:

ISO

这个七层网络模型在数据的传输过程中还会对数据进行封装,如下图:

ISO

ISO 层网络模型中,当一台主需要传送用户的数据 (data) 时,数据首先通过应用层的接口进入应用层。

先看几个常见报头术语简写:

应用层报头:Ppplication Header, 简称 AH。

表示层报头:Presentation Header, 简称 PH。

会话层报头:Session Header, 简称 SH。

传输层报头:Transport Header, 简称 TH。

网络层报头:Network Header, 简称 NH。

数据链路层报头:Data link Header, 简称 DH。

应用层协议数据单元:Protocol Data Unit,简称 PDU。

数据链路层报尾:Data link Termination,简称 DT。

在应用层,用户的数据被加上应用层的报头 AH,形成应用层协议数据单元 PDU,然后被递交到下层表示层。

表示层并不关心上层应用层的数据格式,而是把整个应用层递交的数据包,看成是一个整体进行封装,即加上表示层的报头 PH。然后,递交到下层会话层。

同样,会话层、传输层、网络层(假设用 TCP 传输,则是 TCP 数据+ IP 包头)、数据链路层(把上层的 TCP 数据+ IP头统一称为帧数据,即帧 +帧数据+帧尾(CRC)也都要分别给上层递交下来的数据加上自己的报头)。

它们是:会话层报头 SH、传输层报头 TH、网络层报头 NH和数据链路层报头DH。其中,数据链路层还要给网络层递交的数据加上数据链路层报尾形成最终的一帧数据。

当一帧数据,通过物理层传送到目标主机的物理层时,该主机的物理层把它递交到上层一一数据链路层。数据链路层负责去掉数据帧的帧头部和尾部(同时还进行数据校验)。如果数据没有出错,则递交到上层网络层。

同样,网络层、传输层、会话层、表示层、应用层也要做类似的工作。最终 ,原始数据被递交到目标主机的具体应用程序中。

五层网络模型

五层模型的网络体系也经常被提到,这五层的名字与功能分别如下所述:

应用层:确定进程之间通信的性质,以满足用户需求。应用层协议有很多。如支持万维网应用的 HTTP 协议、支持电子邮件的 SMTP 协议、等等。

传输层:负责主机间不同进程的通信。这一层中的协议有面向连接的 TCP (传输控制协议)、无连接的 UDP(用户数据报协议);数据传输的单位称为报文段或用户数据报。

网络层:负责分组交换网中不同主机间的通信。作用为:发送数据时,将运输层中的报文段或用户数据报封装成 IP 数据报,并选择合适路由。

数据链路层:负责将网络层的 IP 数据报组装成帧。

物理层 :透明地传输比特流。

四层网络模型

前面的两种模型都是学术上的概念,使用并不广泛 还有一个四层模型,使用最为广泛一 TCP/IP 分层模型。几种模型如下图:

ISO

TCP/IP 分层的四模型的个协议层分别完成以下的功能:

网络接口层:包括用于协作 IP 数据,在已有网络介质上传输的协议。实际上 TCP/IP 标准并不定义与 ISO 数据链路层和物理层相对应的功能。相反,它定义了像 ARP (地址解析协议)这样的协议,提供 TCP/IP 协议的数据结构和实际物理硬件之间的接口。

网络层:网络层对应于 OSI 七层参考模型的网络层。本层包含 IP 协议、RIP 协议(路由信息协议),负责数据的包装、寻址和路由。同时还包含ICMP (网间控制报文协议)用来提供网络诊断信息。

传输层:传输层对应于 OSI 七层参考模型的传输层,它提供两种端到端的通信服务。其中 TCP协议提供可靠的数据流运输服务, UDP协议提供不可靠的用户数据报服务。

应用层:应用层对应于 OSI 七层参考模型的应用层和表示层。因特网的应用层协议包括 FTP (文件传输协议)HTTP (超文本传输协议)、Telent (远程终端协议)、SMTP (简单邮件传送协议)、 IRC (因特网中继会话)、NNTP (网络新闻传输协议)等。

综上所述,我们需要知道 TCP 协议在网络 OSI 的七层模型中的第四层传输层, IP 协议在第三层网络层, ARP协议在第二层数据链路层;在第二层上的数据叫 Frame ,在第三层上的数据叫 Packet ,第四层的数据叫 Segment 所有程序的数据首先会打包到 TCP的 Segment 中。

然后 TCP 的 Segment 会打包到 IP 的 Packet ,然后再打包到以太网 Ethernet 的 Frame 中,传到对端后,各个解析自己的协议,然后把数据交给更高层的协议处理。

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