七层、四层和五层网络模型区别和联系

七层、四层和五层网络模型区别和联系

    • 概述
    • OSI网络7层模型(概念型框架)
      • 概述
      • 图片分析
    • 四层模型
      • 概述
      • 常用协议
      • OSI与TCP/IP四层的区别
    • 五层模型
      • 概述
      • 三种网络模型对比
    • 总结

概述

网络模型-七层模型(OSI模型)、五层协议体系结构和TCP/IP四层模型-之间存在一定的联系和演变关系。

七层模型(OSI模型)是最早提出的一种通信参考模型,目的是为了在不同厂商的网络设备之间实现互操作性。它定义了计算机网络中不同层次的功能和职责,并将网络通信分为七个层次。然而,七层模型在实际应用中较为复杂,没有广泛采用。

五层模型
TCP/IP 模型定义了应用层、传输层、网际层、网络接口层这四层网络结构,但并没有给出网络接口层的具体内容,因此在学习和开发中,通常将网络接口层替换为 OSI 七层模型中的数据链路层和物理层来进行理解,这就是五层网络模型

四层模型
TCP/IP是一个四层的体系结构,他包括(从下到上顺序):网络接口层、网际层(用网际层这个名字是强调这一层是为了解决不同的网络的互联问题)、运输层、应用层。不过从实质上讲,TCP/IP只有最上面的三层,因为最下面的网络接口层并没有具体内容。

OSI网络7层模型(概念型框架)

概述

OSI模型,全称为开放系统互联通信参考模型(Open Systems Interconnection),是国际标准化组织(ISO)在20世纪70年代提出的一种网络通信参考模型。它将网络通信过程分为七个层次,每个层次都有其特定的功能和职责。以下是OSI模型的七个层次:

物理层(Physical Layer):负责传输比特流,处理物理连接、电压等物理细节。它定义了数据在传输媒介上的传输方式,如电缆、光纤等。

数据链路层(Data Link Layer):负责建立和管理数据帧,进行错误检测和纠正。它将原始比特流划分为数据帧,并通过物理地址(MAC地址)来寻址和识别设备。

网络层(Network Layer):负责寻址和路由功能,实现不同网络之间的数据包转发。它定义了网络地址(IP地址)和路由选择的机制,以便确保数据能够从源主机传送到目标主机。

传输层(Transport Layer):提供端到端的可靠数据传输,确保数据按序到达目的地。它通过协议(如TCP和UDP)来管理数据的可靠性、流量控制和拥塞控制。

会话层(Session Layer):建立、管理和终止会话连接,在不同主机之间建立通信。它负责建立会话,以便在数据传输期间确保数据的完整性和一致性。

表示层(Presentation Layer):负责数据格式转换、数据压缩和加密等。它将来自应用层的数据进行编码解码和格式转换,以便能够在不同系统之间进行交流。

应用层(Application Layer):提供用户应用程序与网络之间的接口,为应用程序提供服务。它包括各种网络应用,如电子邮件、文件传输协议(FTP)、域名系统(DNS)等。

OSI模型的设计思想是将网络通信过程分解为不同的层次,每个层次专注于特定的功能,从而实现了模块化和可扩展的设计。这种分层结构使得不同厂商的网络设备可以独立开发和演进,同时也方便了网络故障排查和性能优化。同时互联网分层这样就会使得:上层的变动完全不影响下层的结构。

图片分析

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自上而下进行数据加工,然后自下而上进行处理数据
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四层模型

概述

TCP/IP协议是被组织成四个层次的概念模型

这四个层次是:

网络接口层(Network Interface Layer):也被称为网络访问层或链路层。它定义了计算机如何与物理网络连接,包括硬件设备、驱动程序、数据链路协议等。例如,以太网协议(Ethernet)、Wi-Fi等。

网际层(Internet Layer):网际层使用IP协议来确定数据在网络中的路径和转发方式。它负责寻址和路由,通过IP地址来标识不同主机,确保数据在不同网络之间正确传递。常见的协议有IPv4和IPv6。

传输层(Transport Layer):传输层提供端到端的数据传输服务,确保可靠性和流量控制。最常用的传输层协议是TCP(传输控制协议),它提供面向连接的可靠传输。另外还有UDP(用户数据报协议),提供无连接的传输。

应用层(Application Layer):应用层协议负责处理特定应用程序的通信需求。这些协议包括HTTP(超文本传输协议)、FTP(文件传输协议)、SMTP(简单邮件传输协议)等。应用层协议使用下层提供的服务,完成数据的发送、接收和处理。

TCP/IP模型是互联网通信所采用的标准模型,每个层次都有其特定的功能,从物理连接到应用程序之间提供了一系列的协议和服务。与OSI模型相比,TCP/IP模型将七层模型的会话层、表示层融合到应用层中,并没有独立的会话和表示层。
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常用协议

TCP/IP协议族是一组用于互联网通信的协议,包括了多个常用协议。以下是其中一些常用的协议:

IP(Internet Protocol):IP协议是TCP/IP协议族中最重要的协议之一,负责在网络中传输数据包,并通过IP地址唯一标识主机和网络。

TCP(Transmission Control Protocol):TCP协议是一种面向连接的、可靠的传输协议,提供可靠的数据传输、流量控制和拥塞控制机制。

UDP(User Datagram Protocol):UDP协议是一种无连接的传输协议,提供了无需建立连接的快速传输,适用于实时应用或不需要可靠性的场景。

HTTP(Hypertext Transfer Protocol):HTTP协议是一种应用层协议,用于在Web上传输超文本数据。它是Web页面和浏览器之间的主要通信协议。

FTP(File Transfer Protocol):FTP协议是一种用于在网络上传输文件的协议,支持文件的上传、下载、删除等操作。

SMTP(Simple Mail Transfer Protocol):SMTP协议是一种用于电子邮件传输的协议,负责发送和接收邮件。

DNS(Domain Name System):DNS协议用于将域名(如www.example.com)解析为IP地址,实现域名和IP地址之间的转换。

ARP(Address Resolution Protocol):ARP协议用于将IP地址解析为物理硬件地址(MAC地址),以实现在局域网中的通信。

这些是TCP/IP协议族中常用的协议,它们共同构成了互联网通信的基础。每个协议都有不同的功能和用途,通过相互配合,实现了可靠、高效的数据传输和应用服务。

OSI与TCP/IP四层的区别

OSI七层模型和TCP/IP四层模型的区别
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  1. OSI定义了服务、接口、分层、协议的概念,TCP/IP借鉴了OSI的这个概念建立了TCP/IP模型。

  2. OSI先有模型,后有协议,先有标准,后进行实践,而TCP/IP则相反。

  3. OSI是一种理论模型,而TCI/IP已经被广泛使用,成为网络互连实际上的标准。

  4. TCP/IP模型更贴近实际的互联网协议,因为它是根据实际的互联网协议族进行设计的,而OSI模型则更加抽象和通用。

  5. TCP/IP模型中的传输层包含了可靠性传输的TCP协议和无连接传输的UDP协议,而在OSI模型中,这些功能分别分配给了传输层和会话层。

五层模型

概述

五层体系结构包括:应用层、运输层、网络层、数据链路层和物理层。五层协议只是OSI和TCP/IP的综合,实际应用还是TCP/IP的四层结构。下图展示的是OSI模型,TCP/IP模型,五层模型的关系。
五层协议的网络体系结构是为了方便学习计算机网络原理而采用的,综合了OSI七层模型和TCP/IP的四层模型而得到的五层模型。

三种网络模型对比

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总结

五层协议的体系结构只是为介绍网络原理而设计的,实际应用还是TCP/IP四层体系结构。而七层模型(OSI模型)则提供了一种更为细致的分层结构,用于理解和设计各个层次的功能和协议。

总之,这三个模型都是为了帮助理解和组织网络通信而设计的,它们之间存在着一定的联系和演变关系,但各自强调的层次和细节不同。

参考文章
文章一
文章二
文章三

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