OSI七层协议模型和TCP/IP四层协议模型
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OSI七层网络模型 以及 TCP/IP分层结构 的对比分析
OSI七层协议模型
OSI/RM代表开放系统互联基本参考模型。其中"open"意为非封闭状态；而"system"则指互联相关现实系统的组成部分。
1、物理层
目标：旨在解决两台物理设备之间的通信问题。
具体而言，“机器A往机器B发比特流”的意思即是说，“设备A向设备B发送二进制数据”。
主要工作包括“制定相关规范”，例如设定网线类型、光纤接口类型以及各种传输介质的传输速率等。“其主要功能是实现数据传输”，即通过将数字信号转换为模拟信号进行传输，并在接收端将模拟信号还原为数字信号。“这一层次的数据是以比特的形式存在的；而网卡则负责执行这些任务。”
2、网络层
需求：网络中可能存在节点间通信距离过远导致通信质量差的问题。
主要工作：规范了如何将结构化的数据进行传输，并规定了对物理介质访问的权限与流程。此外，在这个层次中还实现了多播组广播机制，并支持端到端通信连接建立与维护功能。网络层通过IP地址分配机制实现了节点间的地址解析与路由选择功能，并负责网络故障检测与恢复机制的设计与实现。
3、网络层
需求：当网络中的节点数量不断增多时，在进行点对点通信时信息必须经过多个中间节点。那么我们是如何确定目标节点并选择最优路径？这就形成了所谓的"网络安全"机制的核心——即"网络安全"这一概念的确立背景及其必要性问题的基础依据所在之处也在于此：它涉及到了如何实现安全可靠的信息传递过程的问题解决方案等多方面的考量因素综上所述："网络安全"这一概念就是在这样的背景下应运而生的重要理论基础之一
主要工作：在网络层中的一项核心任务就是将给定的IP地址转换为相应的物理机房地址；并且负责确定数据传输的具体路径和方法；同时还要综合评估包括发送端的优先权、接收端的服务质量以及潜在传输成本等多方面因素后；最终会选择一条最适合当前情况的最佳路线；从而保证信息能够高效可靠地传递到目的地
4、传输层
5、会话层
需求：现在已经能够给指定计算机发送正确的打包过的信息了，但用户体验如何？这显然不现实，因为每次都需要手动调用TCP协议打包数据、IP协议查找路由并发起传输。所以需要开发一个自动收发包管理器，并实现自动生成地址的功能。
主要工作：建立和管理应用程序之间的通信。
6、表示层
需求：目前我已实现应用程序能够自动生成并发送数据包以及进行地址分配。然而，在将数据包发送至Windows系统时会遇到问题：由于Linux与Windows系统的语法存在差异（类似于软件安装的过程），无法直接使用Windows的可执行文件（.exe）于Linux环境下运行；而Windows系统的shell脚本同样无法直接在Linux上执行。
主要任务是解决不同操作系统间的通信协议不兼容性问题。
7、应用层
主要工作：规定发送端与接收端应使用固定格式的消息头，并使报头包含一系列必要的信息（如报头长度、报文长度等），以便接收端正确解码并处理数据。其主要目标是提高数据传输的便利性。至于数据的传递，在无该层支持的情况下两台电脑之间仍可实现通信（仅能完成1/0状态下的简单交换）。此层需要关注TCP/IP协议中的HTTP协议
OSI网络数据处理的流程：
先自上而下，后自下而上处理数据头部。
TCP/IP四层模型
在链路层（亦称数据链路层或网络接口层）中，则涉及操作系统中的设备驱动程序以及计算机系统中的网络接口卡。这些技术均基于MAC地址来进行数据传输。
2、网络层（互联网层）：负责管理数据分组在网络中的行为，并根据需求完成路径选择等任务。该层涉及多种协议：
- IP 协议：在路由选择机制下将数据包封装后传递给链路层以实现通信目标。
- ICMP 协议(Internet Control MessageProtocol)：主要用于主机与路由器之间发送与管理相关的控制信息。常用的 ping 就是基于这个协议的工作原理。
- ARP 协议(Address Resolution Protocol)：是一种正向地址解析协议，在接收端利用 IP 地址获取对应的 MAC 地址信息以实现通信连接的建立过程。
- RARP 协议(Remember Address Protocol)：是一种反向地址解析协议，在接收端基于 MAC 地址确定其所在的网络接口信息以完成通信连接的建立过程。
3、运输层：主要为两台主机上的应用提供端到端的通信。
- TCP协议：TCP（Transmission Control Protocol）是一种基于IP（Internet Protocol）的连接型、可靠的数据传输层协议。
- UDP协议：UDP（User Datagram Protocol）是一种基于TCP的面向数据报的高效且不可靠的信息传输协议。
4、应用层：负责处理特定的应用程序细节。
- FTP协议：主要用于文件传输，在客户端与服务器之间完成文件的上传与下载。
- Telnet协议：提供用户远程登录功能。
- DNS（Domain Name System）协议：负责将域名解析为对应的IP地址。
- SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）协议：负责邮件发送过程中的中转操作。
- NFS协议：网络文件系统用于在不同主机之间实现文件共享功能。
- HTTP（Hyper Text Transfer Protocol） protocol用于实现互联网上的信息交流与资源访问。
TCP/IP协议族的分层：
TCP/IP网络数据处理的流程：
先自上而下，后自下而上处理数据头部。
OSI七层协议和TCP/IP四层协议之间的关系
相同点：
- OSI框架与TCP/IP架构均采用了分层结构的概念；准确来说，在OSI体系中引入了服务、接口与协议等分层概念，在而TCP/IP体系则借鉴了OSI的这些概念构建其自身架构。
- 均支持面向连接与无连接两种通信服务模式。
不同点：
- 第一种网络架构采用了七层结构模型（OSI），而第二种采用了四层协议架构（TCP/IP）。
- 两种网络架构在可靠性方面的要求存在差异（前者更高）。
- OSI体系架构首先建立理论模型（七层），随后发展出相应的协议与标准（四层），具备广泛的适用性；而TCP/IP体系则是在构建了具体的协议与应用之后才提出其理论框架（OSI模型），但这种设计使其不具备广泛的适用性。
- OSI体系架构作为一种理论基础被提出后，在实际应用中得到了广泛认可，并被广泛应用于现代计算机网络领域。
TCP/IP与OSI之间的主要区别体现在OSI是一个抽象的概念模型而TCP/IP则是具体的实现方案。
