OSI七層模型和STP/IP協議模型(生動形象,簡單易懂)

 

之前本科的時候也瞭解過OSI七層模型和STP/IP模型,但是總是無法理解他們。這段時間有需要用到這兩個概念的地方,所以再回頭瞭解了一下這兩個概念。在這篇博客中的很多地方是直接引用了其他的博客內容,如果這篇博客中還有哪裏沒有講清楚的希望大家直接留言詢問或去博客原文了解(原文的鏈接我在文章末尾已經列出)


之前也看過OSI七層模型,但是一直沒有太明白七層模型的含義,直到我在一篇博客上看到了一段TCP/IP模型的比喻才恍然大悟:

比喻對象的對應關係:

主機:家庭

進程(程序): 孩子們

應用層報文:信件

傳輸層協議:小雪 and 小雨

網絡層協議:郵政服務

鏈路層協議:郵政傳輸使用的工具(汽車or飛機)

比喻:

有兩個家庭,一個位於北京,一個位於新疆,每個家庭有8個孩子,這兩個家庭的孩子們是堂兄妹的關係。這兩個家庭的孩子們喜歡彼此寫信,每人每星期相互寫一封信,每封信都用單獨的信封通過傳統的郵政服務傳送,因此,每個家庭每星期要向另一個家庭發送64封信。每個家庭有個孩子負責信件的收集和郵遞工作,北京的是小雪,新疆的是小雨。每個星期北京的小雪去他的所有的兄弟姐妹那裏收集信件,並將這些郵件交到每天家門口來的郵政服務的郵車裏。當信件到達新疆的家庭時,小雨負責將信件分發給它的兄弟姐妹手上。在新疆的小雨也負責類似的工作。

分析:

首先我們應該知道TCP/IP模型是什麼,下面給出TCP/IP模型(這裏給出的是TCP/IP四層模型和OSI七層模型的對應關係圖)

 

 

孩子們寫好了信件,就類比與進程(程序,應用層)產生了報文數據。寫好了信件以後,孩子們就要等着小雪或小雨來收集信件,這就類比於傳輸層獲取到應用層的報文信息,小雪或小雨將信件交給郵政服務,就類比於傳輸層將數據交給網絡層,網絡層的作用就是將報文進行傳輸。而傳輸的過程中會遇到很多中轉站,網絡層的底層作用就是如何選擇下一個中轉站和整個路線。而鏈路層,就是信件在每個中轉站的過程中使用的是那種交通工具。

物理層負責的是0和1這樣的透明的物理信號的傳輸。

 

理解上述TCP/IP模型後再來看OSI七層模型就不再那麼晦澀難懂了:

應用層

是OSI參考模型的最高層,它是計算機用戶,以及各種應用程序和網絡之間的接口,其功能是直接向用戶提供服務,完成用戶希望在網絡上完成的各種工作。它在其他6層工作的基礎上,負責完成網絡中應用程序與網絡操作系統之間的聯繫,建立與結束使用者之間的聯繫,並完成網絡用戶提出的各種網絡服務及應用所需的監督、管理和服務等各種協議。此外,該層還負責協調各個應用程序間的工作。
應用層爲用戶提供的服務和協議有:文件服務、目錄服務、文件傳輸服務(FTP)、遠程登錄服務(Telnet)、電子郵件服務(E-mail)、打印服務、安全服務、網絡管理服務、數據庫服務等。上述的各種網絡服務由該層的不同應用協議和程序完成,不同的網絡操作系統之間在功能、界面、實現技術、對硬件的支持、安全可靠性以及具有的各種應用程序接口等各個方面的差異是很大的。應用層的主要功能如下:
用戶接口:應用層是用戶與網絡,以及應用程序與網絡間的直接接口,使得用戶能夠與網絡進行交互式聯繫。
實現各種服務:該層具有的各種應用程序可以完成和實現用戶請求的各種服務。
 

表示層

當A往QQ這個軟件的聊天窗口裏面輸入信息,發出後,QQ會將這個信息保存在本地聊天記錄文件MSGEX.db(一般就保存在QQ目錄下以你的QQ號碼爲文件夾裏)。以某種格式編碼/保存某種信息,這可以理解爲表示層了。其主要功能是“處理用戶信息的表示問題,如編碼、數據格式轉換和加密解密”等

 

會話層

是OSI模型的第5層,是用戶應用程序和網絡之間的接口。當建立會話時,用戶必須提供他們想要連接的遠程地址。而這些地址是爲用戶專門設計的,更便於用戶記憶。域名(DN)就是一種網絡上使用的遠程地址例如:www.3721.com就是一個域名。會話層的具體功能如下:
會話管理:允許用戶在兩個實體設備之間建立、維持和終止會話,並支持它們之間的數據交換。例如提供單方向會話或雙向同時會話,並管理會話中的發送順序,以及會話所佔用時間的長短。
尋址:使用遠程地址建立會話連接。l
出錯控制:從邏輯上講會話層主要負責數據交換的建立、保持和終止,但實際的工作卻是接收來自傳輸層的數據,並負責糾正錯誤。會話控制和遠程過程調用均屬於這一層的功能。但應注意,此層檢查的錯誤不是通信介質的錯誤,而是磁盤空間、打印機缺紙等類型的高級錯誤。

 

傳輸層
會話建立後,會將A發的信息斬件(拆解),如A發送“你吃了飯沒有”?傳輸層將這句話斬成“你”“吃”“了”“飯”“沒”“有”6個數據段,標記號使用的端口號,然後準備發出去。

 

網絡層

接上一層,信息還未發出去,這時候在網絡層做路由選路,可以理解爲,從A家出去,可以分別經“聯通”“電信”“移動”3個網絡中的一個再到B家。

網絡層根據路由協議負責選路(根據鏈路質量、帶寬、開銷等方法論)。假設最後選了2條,可能就A->聯通->B發送“你”“吃”“了”3個數據段,A->電信->B發送“飯”“沒”“有”3個數據段。

選路後,這一層要標記IP包頭,包頭主要內容是源IP地址,目的IP地址,使用什麼協議。其中源、目的IP相當於你寄信的時候的收發的地址與郵政編碼,標記出發送者與接收者。

 

數據鏈路層

主要是負責同一個子網內的通信的。例如A、B連接在同一臺二層交換機,就屬於同一個子網,那麼數據幀的通信室是不需要通過網絡層的(即三層交換機或者路由器),直接在這臺二層交換機就過去了。這一層打的是MAC地址的幀頭,對於上述通信過程來說,就是爲數據幀打上A的機器的MAC與A的網關的MAC。這一層的工作就完成了

 

物理層

最後一層了,經過上述斬件、打完各層標籤後的6個數據幀,物理層將他們翻譯文6段0、1表示的比特流,然後通過光纖、銅纜進行傳輸。


借鑑的博客:

9、如何理解應用層、傳輸層、網絡層、鏈路層、物理層

OSI七層模型詳解

如何生動形象、切中要點地講解 OSI 七層模型和兩主機傳輸過程?

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