osi模型,tcp/ip模型(名字由来+各层介绍+中间设备介绍)

目录

网络协议如何分层

引入

osi模型

tcp/ip模型 

引入

命名由来

介绍 

物理层

数据链路层

网络层

传输层

应用层

中间设备 

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网络协议如何分层

引入

我们已经知道了网络协议是层状结构,接下来就来了解了解下网络协议如何分层

• 常见的网络协议分层模型是OSI模型 和 TCP/IP模型

osi模型

• osi模型称为开放式系统互联参考模型,是一个逻辑上的定义和规范
• 包含七个层次,它提供了一个框架,完善地描述了在网络通信中各层次的逻辑功能

tcp/ip模型 

引入

虽然osi模型很好,但是在实际工程中,我们发现了许多问题

• 我们本来是要把网络功能直接写在内核里的  (因为我们每台电脑都要联网,并且要保证使用统一的标准,所以干脆将网络协议整合到操作系统中,这样就不会出现因为协议不同而导致无法通信的问题了)
• 但是在实操中,发现会话层和表示层不好在os中实现
• 于是这两层并没有实际落地,而是将这两层统一看作应用层,在应用层的协议中实现这两层
• 所以,在实际实现时只剩下了五层

命名由来

• 站在os角度,最重要的两层是网络层和运输层(因为最终只有这两层被实际写在了os内)
• 而他们两个最具有代表性的协议分别是ip协议和tcp协议,所以这五层网络协议栈也被叫做tcp/ip协议栈
• 由于物理层我们考虑的比较少,因此很多时候也可以称为 tcp/ip四层模型

介绍 

物理层

• 负责光/电信号的传递方式
• 比如现在以太网通用的网线(双绞线)、早期以太网采用的的同轴电缆(现在主要用于有线电视)、光纤, 现在的wifi无线网使用电磁波等,这些都属于物理层的概念
• 物理层的能力决定了最大传输速率、传输距离、抗干扰性等属性
• 集线器(Hub)工作在物理层

数据链路层

• 负责设备之间的数据帧的传送和识别(数据帧 -- 在数据链路层传输数据的一种结构化格式)
• 完成网卡设备的驱动、帧同步(就是说从网线上检测到什么信号算作新帧的开始)、冲突检测(如果检测到冲突就自动重发)、数据差错校验等工作
• 有以太网、令牌环网, 无线LAN等标准(也就是协议)
• 交换机(Switch)工作在数据链路层

网络层

• 负责地址管理和路由选择
• 例如,在IP协议中, 通过IP地址来标识一台主机, 并通过路由表的方式规划出两台主机之间的数据传输的线路
• 路由器(Router)工作在网路层

传输层

• 负责两台主机之间的数据传输
• 如传输控制协议 (TCP), 能够确保数据可靠的从源主机发送到目标主机
• 没有特定的物理设备与传输层直接对应,传输层主要工作在os中，提供一些协议和机制，以确保应用程序之间的有效通信

应用层

• 负责应用程序间沟通
• 如简单电子邮件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、网络远程访问协议（Telnet）等
• 我们的网络编程主要就是针对应用层

中间设备 

随着网络功能的复杂,需要更多的设备来支持,所以会增加一些中间设备,来辅助网络功能的实现

• 比如路由器,交换机,集线器,网卡等等

这些设备会具备各自层次的功能,但不仅仅只有这个功能

在实际网络中,它们经常需要相互协作以提供综合的网络服务

• 例如，路由器不仅进行网络层的路由，还可能包括数据链路层的交换功能
• 交换机虽然主要是数据链路层的设备，但在实现VLAN时可能涉及到网络层的信息