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OSI七层结构和TCP IP协议四层结构

xiyangw 2023-10-03 16:11 24 浏览 0 评论

网络模型

OSI模型是最初的参考模型,由ISO制定的,但是过于复杂和庞大。而TCP/IP是经过使用过程后逐渐总结出来的结构模型,TCP/IP参考模型的层次结构TCP/IP协议栈是美国国防部高级研究计划局计算机网(Advanced Research Projects Agency Network,ARPANET)和其后继因特网使用的参考模型。ARPANET是由美国国防部(U.S.Department of Defense,DoD)赞助的研究网络。最初,它只连接了美国境内的四所大学。随后的几年中,它通过租用的电话线连接了数百所大学和政府部门。最终ARPANET发展成为全球规模最大的互连网络-因特网。最初的ARPANET于1990年永久性地关闭。

TCP/IP参考模型分为四个层次:应用层、传输层、网络互连层和主机到网络层。如上表格1-1所示。

在TCP/IP参考模型中,去掉了OSI参考模型中的会话层和表示层(这两层的功能被合并到应用层实现)。同时将OSI参考模型中的数据链路层和物理层合并为主机到网络层。下面,分别介绍各层的主要功能。

1.主机到网络层  

  实际上TCP/IP参考模型没有真正描述这一层的实现,只是要求能够提供给其上层-网络互连层一个访问接口,以便在其上传递IP分组。由于这一层次未被定义,所以其具体的实现方法将随着网络类型的不同而不同。  

2.网络互连层  

  网络互连层是整个TCP/IP协议栈的核心。它的功能是把分组发往目标网络或主机。同时,为了尽快地发送分组,可能需要沿不同的路径同时进行分组传递。因此,分组到达的顺序和发送的顺序可能不同,这就需要上层必须对分组进行排序。  

  网络互连层定义了分组格式和协议,即IP协议(Internet Protocol)。  

  网络互连层除了需要完成路由的功能外,也可以完成将不同类型的网络(异构网)互连的任务。除此之外,网络互连层还需要完成拥塞控制的功能。  

3.传输层  

  在TCP/IP模型中,传输层的功能是使源端主机和目标端主机上的对等实体可以进行会话。在传输层定义了两种服务质量不同的协议。即:传输控制协议TCP(transmission control protocol)和用户数据报协议UDP(user datagram protocol)。  

  TCP协议是一个面向连接的、可靠的协议。它将一台主机发出的字节流无差错地发往互联网上的其他主机。在发送端,它负责把上层传送下来的字节流分成报文段并传递给下层。在接收端,它负责把收到的报文进行重组后递交给上层。TCP协议还要处理端到端的流量控制,以避免缓慢接收的接收方没有足够的缓冲区接收发送方发送的大量数据。  

  UDP协议是一个不可靠的、无连接协议,主要适用于不需要对报文进行排序和流量控制的场合。  

4.应用层  

  TCP/IP模型将OSI参考模型中的会话层和表示层的功能合并到应用层实现。应用层面向不同的网络应用引入了不同的应用层协议。其中,有基于TCP协议的,如文件传输协议(File Transfer Protocol,FTP)、虚拟终端协议(TELNET)、超文本链接协议(Hyper Text Transfer Protocol,HTTP),也有基于UDP协议的。

TCP建立连接的三次握手过程  

  TCP会话通过三次握手来初始化。三次握手的目标是使数据段的发送和接收同步。同时也向其他主机表明其一次可接收的数据量(窗口大小),并建立逻辑连接。这三次握手的过程可以简述如下:  

  ●源主机发送一个同步标志位(SYN)置1的TCP数据段。此段中同时标明初始序号(Initial Sequence Number,ISN)。ISN是一个随时间变化的随机值。  

  ●目标主机发回确认数据段,此段中的同步标志位(SYN)同样被置1,且确认标志位(ACK)也置1,同时在确认序号字段表明目标主机期待收到源主机下一个数据段的序号(即表明前一个数据段已收到并且没有错误)。此外,此段中还包含目标主机的段初始序号。  

  ●源主机再回送一个数据段,同样带有递增的发送序号和确认序号。  

  至此为止,TCP会话的三次握手完成。接下来,源主机和目标主机可以互相收发数据。整个过程下图表示。

三次握手

tcp协议和udp协议的差别 :

TCP UDP

是否连接 面向连接 面向非连接

传输可靠性 可靠 不可靠

应用场合 传输大量数据 少量数据

速度 慢 快

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