文章目录
- OSI模型_TCP/IP模型_五层模型
- 模型对比
- 模型层级对比
- 关键区别对比
- OSI模型
- OSI模型概述
- 举例说明
- 流程图示
- TCP/IP 四层模型
- 模型结构
- 举例说明
- 流程图示
- TCP/IP 五层模型
- 模型的结构
- 举例说明
- 流程图示
OSI模型_TCP/IP模型_五层模型
-
学OSI，用TCP/IP，分析选五层。
-
OSI是理论地图，TCP/IP是实践工具，五层是分析显微镜
模型对比
模型层级对比
| OSI七层模型 | TCP/IP四层模型 | 五层折中模型 | 核心功能 | 典型协议/设备 |
|---|---|---|---|---|
| 应用层 | 应用层 | 应用层 | 用户接口（HTTP/FTP） | 浏览器、HTTP/HTTPS |
| 表示层 | (合并到应用层) | (合并到应用层) | 数据加密/压缩（SSL/TLS） | JPEG/ASCII/加密算法 |
| 会话层 | (合并到应用层) | (合并到应用层) | 建立/维护会话（RPC/Socket） | NetBIOS/PPTP |
| 传输层 | 传输层 | 传输层 | 端到端可靠传输（TCP/UDP） | 防火墙、TCP/UDP协议 |
| 网络层 | 网络层 | 网络层 | 路由寻址（IP） | 路由器、IP/ICMP |
| 数据链路层 | 网络接口层 | 数据链路层 | MAC寻址/帧传输（Ethernet） | 交换机、MAC地址 |
| 物理层 | (合并到网络接口层) | 物理层 | 比特流传输（电信号） | 网卡/光纤/集线器 |
关键区别对比
| 对比维度 | OSI七层模型 | TCP/IP四层模型 | 五层模型 |
|---|---|---|---|
| 设计目的 | 理论参考（标准化） | 实际互联网实现 | 教学与协议分析 |
| 分层逻辑 | 严格七层，功能细分 | 合并高层和底层 | 保留物理+链路层，简化高层 |
| 会话/表示层 | 独立存在（如加密/会话管理） | 合并到应用层（如HTTPS） | 合并到应用层 |
| 适用场景 | 学术研究、协议设计 | 网络配置（IP/TCP） | 抓包分析（Wireshark） |
| 典型协议 | FTP在应用层，ASCII在表示层 | HTTP/TCP/IP直接关联 | 类似TCP/IP但拆分底层 |
OSI模型
OSI模型概述
OSI（Open Systems Interconnection）模型是一个七层架构，用于描述网络通信中数据传输的过程。每一层都有特定的功能，并且为上一层提供服务。以下是OSI的七层：
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物理层（Physical Layer）：负责比特流的传输（如电缆、光纤）。
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数据链路层（Data Link Layer）：提供节点到节点的数据传输（如MAC地址、交换机）。
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网络层（Network Layer）：负责路径选择和逻辑寻址（如IP地址、路由器）。
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传输层（Transport Layer）：提供端到端的可靠传输（如TCP、UDP）。
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会话层（Session Layer）：管理会话和连接（如建立、维护、终止会话）。
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表示层（Presentation Layer）：处理数据格式和加密（如SSL、JPEG）。
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应用层（Application Layer）：直接为用户应用程序提供服务（如HTTP、FTP）。
举例说明
假设用户通过浏览器访问 https://www.example.com，以下是OSI各层的具体作用：
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应用层：浏览器生成HTTP请求（GET / HTTP/1.1），并附加HTTPS加密（TLS协议）。
-
表示层：将HTTP数据加密（SSL/TLS），并转换为二进制格式。
-
会话层：建立与服务器的会话（如TCP三次握手后维持连接）。
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传输层：将数据分段（如TCP分段），添加源/目标端口号（如源端口：50000，目标端口：443）。
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网络层：添加源/目标IP地址（如源IP：192.168.1.2，目标IP：93.184.216.34），通过路由器选择路径。
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数据链路层：添加MAC地址（如源MAC：00:1A:2B:3C:4D:5E，目标MAC：路由器MAC），通过交换机传输。
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物理层：将数据转换为电信号/光信号，通过网线或Wi-Fi传输。
流程图示
+-----------------------+
| 应用层 (HTTP/HTTPS) | <-- 用户输入URL
+-----------------------+
| 表示层 (SSL/TLS) | <-- 加密数据
+-----------------------+
| 会话层 (Session) | <-- 建立TCP会话
+-----------------------+
| 传输层 (TCP/UDP) | <-- 分段+端口号
+-----------------------+
| 网络层 (IP) | <-- 路由+IP地址
+-----------------------+
| 数据链路层 (Ethernet) | <-- MAC地址+帧
+-----------------------+
| 物理层 (Bits) | <-- 电信号传输
+-----------------------+↓[网络]↓
+-----------------------+
| 物理层 (Bits) | --> 接收电信号
+-----------------------+
| 数据链路层 (Ethernet) | --> 解析MAC地址
+-----------------------+
| 网络层 (IP) | --> 检查IP地址
+-----------------------+
| 传输层 (TCP/UDP) | --> 重组数据段
+-----------------------+
| 会话层 (Session) | --> 维持会话
+-----------------------+
| 表示层 (SSL/TLS) | --> 解密数据
+-----------------------+
| 应用层 (HTTP/HTTPS) | --> 返回网页内容
+-----------------------+
关键点
-
封装与解封装：发送方从应用层到物理层逐层封装数据，接收方反向解封装。
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设备对应层：
-
路由器：网络层（处理IP）。
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交换机：数据链路层（处理MAC）。
-
防火墙：传输层/应用层（过滤端口/内容）。
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TCP/IP 四层模型
实际互联网标准，合并数据链路层和物理层
模型结构
| TCP/IP模型 | 对应OSI层 | 核心协议 | 典型设备 | 功能举例 |
|---|---|---|---|---|
| 应用层 | 应用层+表示层+会话层 | HTTP, FTP, DNS, SMTP | 网关、防火墙 | 用户直接交互（如浏览器访问网页） |
| 传输层 | 传输层 | TCP, UDP | 防火墙 | 端到端可靠传输（如TCP三次握手） |
| 网络层 | 网络层 | IP, ICMP, ARP | 路由器 | 逻辑寻址和路由（如IP分组转发） |
| 网络接口层 | 数据链路层+物理层 | Ethernet, Wi-Fi, PPP | 交换机、网卡 | 物理传输（如MAC地址寻址） |
举例说明
完整流程示例
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应用层：用户输入URL → 浏览器生成HTTP请求。
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传输层：TCP分段 → 添加端口号、序列号。
-
网络层：IP封装 → 添加源/目标IP。
-
网络接口层：
- 数据链路层：MAC封装 → 添加源/目标MAC。
- 物理层：比特流传输 → 通过网线发送。
流程图示
+-----------------------+
| 应用层 (HTTP) | → 生成HTTP请求（如GET /index.html）
+-----------------------+
| 传输层 (TCP) | → 添加TCP头部（源端口、目标端口、序列号）
+-----------------------+
| 网络层 (IP) | → 添加IP头部（源IP、目标IP、TTL）
+-----------------------+
| 网络接口层 (Ethernet) | → 添加MAC头部（源MAC、目标MAC）+ 物理层比特流
+-----------------------+↓[网络传输]↓
+-----------------------+
| 网络接口层 (Ethernet) | ← 接收比特流，解析MAC地址
+-----------------------+
| 网络层 (IP) | ← 检查IP地址，去掉IP头部
+-----------------------+
| 传输层 (TCP) | ← 重组TCP段，去掉TCP头部
+-----------------------+
| 应用层 (HTTP) | ← 获取HTTP数据，渲染网页
+-----------------------+TCP/IP 五层模型
五层模型 = OSI的物理层+数据链路层 + TCP/IP的网络层+传输层+应用层。
适用场景：
-
学习计算机网络原理（比OSI简洁，比TCP/IP详细）。
-
网络抓包分析（如Wireshark）。
-
网络设备调试（区分物理层和数据链路层问题）。
模型的结构
| 层级 | 功能 | 核心协议/技术 | 对应设备 | 数据单位 |
|---|---|---|---|---|
| 应用层 | 提供用户接口，处理应用程序数据 | HTTP, FTP, DNS, SMTP | 网关、代理服务器 | 消息（Message） |
| 传输层 | 端到端通信，可靠/不可靠传输 | TCP, UDP | 防火墙 | 段（Segment） |
| 网络层 | 逻辑寻址和路由选择 | IP, ICMP, ARP, BGP | 路由器 | 分组（Packet） |
| 数据链路层 | 物理寻址（MAC）、帧传输 | Ethernet, Wi-Fi, PPP | 交换机、网桥 | 帧（Frame） |
| 物理层 | 比特流传输（电信号、光信号） | RJ45, 光纤, 无线电波 | 集线器、中继器 | 比特（Bit） |
举例说明
五层模型的应用示例：访问网站
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应用层：浏览器发送 HTTP GET 请求（封装为HTTP报文）。
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传输层：TCP协议将HTTP报文分段，添加源/目标端口（如443）。
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网络层：IP协议添加源/目标IP地址（如 192.168.1.2 → 93.184.216.34）。
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数据链路层：以太网协议封装为帧，添加源/目标MAC地址（如 00:1A:2B:3C:4D:5E）。
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物理层：转换为电信号通过网线/Wi-Fi传输。
流程图示
+-----------------------+
| 应用层 (HTTP) | → 生成HTTP报文（如GET请求）
+-----------------------+
| 传输层 (TCP) | → 添加TCP头部（端口号、校验和）
+-----------------------+
| 网络层 (IP) | → 添加IP头部（源IP、目标IP）
+-----------------------+
| 数据链路层 (Ethernet)| → 封装成帧（源MAC、目标MAC、FCS校验）
+-----------------------+
| 物理层 (Bits) | → 转换为电信号/光信号传输
+-----------------------+↓[网络传输]↓
+-----------------------+
| 物理层 (Bits) | ← 接收电信号，转换为比特流
+-----------------------+
| 数据链路层 (Ethernet)| ← 校验帧，解析MAC地址
+-----------------------+
| 网络层 (IP) | ← 检查IP地址，路由决策
+-----------------------+
| 传输层 (TCP) | ← 重组数据段，确保可靠性
+-----------------------+
| 应用层 (HTTP) | ← 解析HTTP内容，显示网页
+-----------------------+
