1.ISO/OSI七層模型

下四層是為數(shù)據(jù)傳輸服務的，物理層是真正的傳輸數(shù)據(jù)的，數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層主要是寫入對應數(shù)據(jù)的傳輸信息的

物理層：比特

設備之間的比特流的傳輸、物理接口、電氣特性

數(shù)據(jù)鏈路層：幀

保存的最主要的信息是網(wǎng)卡的 mac 地址，mac 地址負責局域網(wǎng)通信的，發(fā)件人和收件人的mac 地址

mac地址的作用：盡管你是要在互聯(lián)網(wǎng)中傳輸數(shù)據(jù)（貌似需要IP地址就可以了），但是在互聯(lián)網(wǎng)中傳輸數(shù)據(jù)其實是通過在一個又一個的局域網(wǎng)進行依次傳遞，所以需要mac 地址

進行錯誤檢測和修正

網(wǎng)絡層：報文

保存的最主要的信息是 IP 地址，IP 地址是負責外網(wǎng)通信的，發(fā)件人和收件人的IP 地址

選擇通路（路由器）

傳輸層：TPDU--傳輸協(xié)議數(shù)據(jù)單元

確定端口號（IP是尋找互聯(lián)網(wǎng)中的哪個電腦，端口是尋找電腦中的哪個應用服務）

確定傳輸協(xié)議是可靠的還是不可靠的（UDP、TCP）

傳輸前的錯誤檢測

流量控制

為用戶提供服務的上三層

會話層：SPDU--會話協(xié)議數(shù)據(jù)單元

確定網(wǎng)絡數(shù)據(jù)是否要通過遠程會話

比如你寫了一個word文檔，在保存之后（表示層完成格式轉化……）就會到達會話層，顯然判斷word文檔保存在本地即可，不需要進行網(wǎng)絡傳遞，所以直接交給硬盤進行存儲即可

但是你寫了一個郵件，點擊發(fā)送（表示層完成格式轉化……）就會到達會話層，顯然判斷郵件需要通過網(wǎng)絡進行傳輸，所以就會交給傳輸層進行處理

表示層：SPDU--表示協(xié)議數(shù)據(jù)單元

把你的數(shù)據(jù)進行數(shù)字化表示（把英文/中文/圖片/mp3……通過一定的規(guī)則翻譯成01 格式）

加密

壓縮

應用層：APDU--應用協(xié)議數(shù)據(jù)單元

給用戶提供服務的接口

2.TCP/IP四層網(wǎng)絡模型

上面所講到的ISO/OSI七層模型目前只是一個模型，在實際的網(wǎng)絡傳輸中其實并不是這樣使用的，實際的網(wǎng)絡傳輸中使用的其實是TCP/IP四層模型

網(wǎng)絡接口層、網(wǎng)際互連層、傳輸層、應用層

TCP/IP模型和ISO/OSI模型的對應（所以各層的功能參考ISO/OSI模型中各層的功能）

網(wǎng)絡接口層：對應物理層、數(shù)據(jù)鏈路層

負責監(jiān)視數(shù)據(jù)在主機和網(wǎng)絡之間的交換。事實上，TCP/IP本身并沒有定義該層的協(xié)議，而由參與互連的各個網(wǎng)絡使用自己的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，然后與TCP/IP的網(wǎng)絡接入層進行鏈接

地址解析協(xié)議（ARP）工作在此層，即OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層：ARP就是將IP地址翻譯成mac 地址，因為在整個互聯(lián)網(wǎng)內傳輸需要IP 地址，但是在同一個網(wǎng)段之內（局域網(wǎng)）傳輸數(shù)據(jù)就不是使用IP 地址，而是需要使用mac 地址。

例如，在同一個局域網(wǎng)內傳輸數(shù)據(jù)，電腦點擊發(fā)送數(shù)據(jù)，而發(fā)送的目標是我同局域網(wǎng)內的另一臺計算機，點擊之后數(shù)據(jù)就會發(fā)送到網(wǎng)線上，網(wǎng)線就會把你的請求發(fā)送到交換機上，交換機只能識別mac 地址，不認識IP地址

注意，局域網(wǎng)內部使用交換機，而在局域網(wǎng)之間的連接是通過路由器（路由器是用來進行跨網(wǎng)絡通信的，在同一個網(wǎng)絡內通信只需要交換機即可）

所以還是需要再學習交換機、路由器等網(wǎng)絡設備及其作用、原理

網(wǎng)際互連層：對應網(wǎng)絡層

主要解決主機到主機的通信問題。它所包含的協(xié)議設計數(shù)據(jù)包在整個網(wǎng)絡上的邏輯傳輸。

該層有三個主要協(xié)議：網(wǎng)際協(xié)議（IP）、互聯(lián)網(wǎng)組管理協(xié)議（IGMP）、互聯(lián)網(wǎng)控制報文協(xié)議（ICMP）

傳輸層：對應傳輸層

為應用層實體提供端到端的通信功能，保證了數(shù)據(jù)包的順序傳送及數(shù)據(jù)的完整性。

該層定義了兩個主要的協(xié)議：傳輸控制協(xié)議（TCP）、用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP）。QQ傳輸使用的就是UDP協(xié)議

還需要深入學習，比如TCP/IP三次握手（為什么要三次握手，搜索“什么是兩軍問題”，其實三次握手也不能達到絕對可靠，但是相對來說三次已經(jīng)相當可靠了，如果再握手更多次就太費時間了，太少的話就不能保證足夠可靠）

應用層：對應會話層、表示層、應用層

為用戶提供所需要的各種服務

例如：FTP、Telnet、DNS、SMTP等

OSI模型是在協(xié)議開發(fā)之前設計的，具有通用性。TCP/IP是先有協(xié)議集然后建立模型，不適用于非TCP/IP網(wǎng)絡

數(shù)據(jù)封裝的過程

另外參考這個鏈接進行更詳細的學習TCP/IP的體系結構：http://blog.csdn.net/taoyingzhushui/article/details/8120296

TCP/IP模型是由美國國防部在ARPANET網(wǎng)絡中創(chuàng)建的網(wǎng)絡體系結構，所以有時又稱為DoD（Department of Defense）模型，是至今為止發(fā)展最成功的通信模型，它用于構筑目前最大的、開放的互聯(lián)網(wǎng)絡系統(tǒng)Internet。TCP/IP模型分為不同的層次，每一層負責不同的通信功能。但TCP/IP簡化了層次模型（只有4層），由下而上分別為網(wǎng)絡接口層、網(wǎng)絡層、運輸層、應用層，如圖2.14所示。

TCP/IP 模型

在TCP/IP模型中，網(wǎng)絡接口層是TCP/IP模型的最底層，負責接收從網(wǎng)絡層交付的IP數(shù)據(jù)包，并將IP數(shù)據(jù)包通過底層物理網(wǎng)絡發(fā)送出去，或者從底層物理網(wǎng)絡上接收物理幀，抽出IP數(shù)據(jù)報，交給網(wǎng)絡層。

網(wǎng)絡層負責獨立地將分組從源主機送往目的主機，為分組提供最佳路徑選擇和交換功能，并使這一過程與它們所經(jīng)過的路徑和網(wǎng)絡無關。

運輸層的作用是在源節(jié)點和目的節(jié)點的兩個對等實體間提供可靠的端到端的數(shù)據(jù)通信。

應用層為用戶提供網(wǎng)絡應用，并為這些應用提供網(wǎng)絡支撐服務，把用戶的數(shù)據(jù)發(fā)送到低層，為應用程序提供網(wǎng)絡接口。

TCP/IP模型每一層都提供了一組協(xié)議，各層協(xié)議的集合構成了TCP/IP模型的協(xié)議簇。

1．網(wǎng)絡接口層協(xié)議

TCP/IP的網(wǎng)絡接口層中包括各種物理網(wǎng)絡協(xié)議，例如Ethernet、令牌環(huán)、幀中繼、ISDN和分組交換網(wǎng)X.25等。當各種物理網(wǎng)絡被用做傳輸IP數(shù)據(jù)包的通道時，這種傳輸過程就可以認為是屬于這一層的內容。

2．網(wǎng)絡層協(xié)議

網(wǎng)絡層包括多個重要協(xié)議，主要協(xié)議有4個，即IP、ARP、RARP和ICMP。

網(wǎng)際協(xié)議（Internet Protocol，IP）是其中的核心協(xié)議，IP協(xié)議規(guī)定網(wǎng)絡層數(shù)據(jù)分組的格式。

Internet控制消息協(xié)議（Internet Control Message Protocol，ICMP）提供網(wǎng)絡控制和消息傳遞功能。

地址解釋協(xié)議（Address Resolution Protocol，ARP）用來將邏輯地址解析成物理地址。

反向地址解釋協(xié)議（Reverse Address Resolution Protocol，RARP）通過RARP廣播，將物理地址解析成邏輯地址。

3．運輸層協(xié)議

運輸層協(xié)議主要包含TCP和UDP兩個協(xié)議。

傳輸控制協(xié)議（Transport Control Protocol，TCP）是面向連接的協(xié)議，用三次握手和滑動窗口機制來保證傳輸?shù)目煽啃院瓦M行流量控制。

用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（User Datagram Protocol，UDP）是面向無連接的不可靠運輸層協(xié)議。

4．應用層協(xié)議

應用層包括了眾多的應用與應用支撐協(xié)議。

常見的應用層協(xié)議有：文件傳輸協(xié)議（FTP）、超文本傳輸協(xié)議（HTTP）、簡單郵件傳輸協(xié)議（SMTP）、遠程登錄（Telnet）。

常見的應用支撐協(xié)議包括域名服務（DNS）和簡單網(wǎng)絡管理協(xié)議（SNMP）等。

TCP/IP網(wǎng)絡模型處理數(shù)據(jù)的過程描述如下：

1）生成數(shù)據(jù)。當用戶發(fā)送一個電子郵件信息時，它的字母或數(shù)字字符被轉換成可以通過互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

2）為端到端的傳輸將數(shù)據(jù)打包。通過對數(shù)據(jù)打包來實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)的傳輸。通過使用端傳輸功能確保在兩端的信息主機系統(tǒng)之間進行可靠的通信。

3）在首部上附加目的網(wǎng)絡地址。數(shù)據(jù)被放置在一個分組或者數(shù)據(jù)報中，其中包含了帶有源和目的邏輯地址的網(wǎng)絡首部，這些地址有助于網(wǎng)絡設備在動態(tài)選定的路徑上發(fā)送這些分組。

4）附加目的數(shù)據(jù)鏈路層MAC地址到數(shù)據(jù)鏈路首部。每一個網(wǎng)絡設備必須將分組放置在幀中，該幀的首部包括在路徑中下一臺直接相連設備的物理地址。

5）傳輸比特。幀必須轉換成“1”和“0”的信息模式，才能在介質上進行傳輸。時鐘功能（Clocking Function）使得設備可以區(qū)分這些在介質上傳輸?shù)谋忍兀锢砘ヂ?lián)網(wǎng)絡上的介質可能隨著使用的不同路徑而有所不同。例如，電子郵件信息可以起源于一個局域網(wǎng)LAN，通過校園骨干網(wǎng)，然后到達廣域網(wǎng)WAN鏈路，直到到達另一個遠端局域網(wǎng)LAN上的目的主機為止。

2.2.5? 原理體系結構

在分析網(wǎng)絡結構原理和進行網(wǎng)絡程序設計時，使用OSI七層結構過于復雜。

OSI的會話層主要功能是組織和同步不同的主機上各種進程間的通信，負責在兩個會話層實體之間進行對話連接的建立和拆除，這個功能可以合并到運輸層來表述，因為運輸層提供的端到端的透明數(shù)據(jù)運輸服務。

OSI的表示層為上層用戶提供共同的數(shù)據(jù)或信息的語法表示及變換，這個功能可以合并到應用層來表述，因為應用層為特定類型的網(wǎng)絡應用提供訪問OSI環(huán)境的手段。

這樣，網(wǎng)絡體系結構就可以簡化為五層結構，通常叫做原理體系結構模型或混合模型，如圖2.15所示。各層的功能與OSI參考模型類似，可以簡單描述如下。

物理層：透明傳輸比特流。

數(shù)據(jù)鏈路層：無差錯地傳輸以幀為單位的數(shù)據(jù)。

網(wǎng)絡層：選擇路由，網(wǎng)絡尋址（包或分組）。

運輸層：為進程間提供可靠的端到端的服務。

應用層：為用戶的應用進程提供服務。

2.3? 數(shù)據(jù)單元

在網(wǎng)絡環(huán)境中，層間傳送的信息基本單位稱為數(shù)據(jù)單元。

有了數(shù)據(jù)單元的概念，我們就可以很方便地描述兩個開放系統(tǒng)之間的通信過程。

例如，以開放系統(tǒng)A的應用進程APA與開放系統(tǒng)B的應用進程APB之間的通信過程為例，應用進程APA通過本地系統(tǒng)管理模塊LSM將數(shù)據(jù)送交給第七層。第七層對該數(shù)據(jù)加上若干比特的控制信息作為第六層的數(shù)據(jù)單元。

第六層收到此數(shù)據(jù)單元后，又加上本層的控制信息構成第五層的數(shù)據(jù)單元。

以下依次類推。直到第二層，將控制信息分成兩個部分，分別加到本層數(shù)據(jù)單元的首部和尾部。

在第一層則不再加任何控制信息，因為該層僅完成比特流的傳送任務。

接著，當比特流通過傳輸介質送到開放系統(tǒng)B時，由第一層逐層往上送至第七層。

每一層根據(jù)控制信息做必要的操作后，再將此控制信息去掉，將剩余的數(shù)據(jù)單元提交給上一層。最后，把APA發(fā)送的數(shù)據(jù)交給應用進程APB。

在OSI環(huán)境中，對等實體按協(xié)議進行通信，相鄰層實體按服務進行通信。這些通信都是以數(shù)據(jù)單元作為信息傳遞單位來進行的。在OSI模型中，規(guī)定了下述三種類型的數(shù)據(jù)單元。

1）服務數(shù)據(jù)單元SDU（Service Data Unit）。OSI模型把相鄰層實體間傳送信息的數(shù)據(jù)單元稱為服務數(shù)據(jù)單元，并將（N+1）層與（N）層之間傳送信息的服務單元記為（N）SDU。（N）服務數(shù)據(jù)單元實際上是確保（N）服務傳輸需要的邏輯單元。

2）協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU（Protocol Data Unit）。OSI模型把對等實體間傳送信息的數(shù)據(jù)單元稱為協(xié)議數(shù)據(jù)單元，并將（N）層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元記為（N）PDU。（N）PDU由兩部分組成，即（N）用戶數(shù)據(jù)［記為（N）UD］和（N）協(xié)議控制信息［記為（N）PCI］。如果某層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元只用于控制，則該協(xié)議數(shù)據(jù)單元中的用戶數(shù)據(jù)可省略，此時只有該層的PCI。

3）接口數(shù)據(jù)單元IDU（Interface Data Unit）。OSI模型把相鄰層實體通過層間服務訪問點依次交互信息的數(shù)據(jù)單元稱為接口數(shù)據(jù)單元，并將（N）層的接口數(shù)據(jù)單元記為（N）IDU。（N）IDU也由兩部分組成。其中，一部分是（N+1）實體與（N）實體交互的數(shù)據(jù)，稱為接口數(shù)據(jù)［記為（N）ID］；另一部分是為了協(xié)調（N+1）實體與（N）實體的交互操作而附加的控制信息（如服務原語中的某些參數(shù)），這些拉制信息稱為接口控制信息［記為（N）ICI］。由于接口控制信息只在交互信息通過服務訪問點時才起作用，所以，當接口數(shù)據(jù)單元通過服務訪問點后就可以將其取掉。

數(shù)據(jù)單元關系示意圖

當（N）較長而（N）協(xié)議所要求的（N）較短時，就要對（N）SDU進行分段處理，分別加上各自的協(xié)議控制信息，構成多個（N）PDU。而在接收方則要進行相應的合段操作。圖2.16描述了三種數(shù)據(jù)單元的簡單關系。（N+1）PDU是借助（N）SDU通過（N）服務訪問點（SAP）傳送到（N）層的，此時（N）SDU就相當于（N）層的用戶數(shù)據(jù)，對它加上（N）PCI后便構成了（N）PDU。這樣，（N+1）PDU似乎等同于（N）SDU，實際上，（N+1）PDU與（N）SDU不一樣長的情況也是存在的。有時發(fā)送方實體需要將數(shù)個（N+1）PDU拼接成一個（N）SDU，而在接收方對等實體把一個（N）SDU分割成數(shù)個（N+1）PDU的操作。

事實上，也可能出現(xiàn)一個（N）SDU等于數(shù)個（N）IDU的情況。此時，（N+l）實體與（N）實體之間就需要通過數(shù)次交互（N）IDU才能實現(xiàn)傳送（N）SDU。

2.4? 服務與用戶

將計算機網(wǎng)絡表示成層次模型，在垂直式的層次表示方法中，第N層是第N-1層的用戶，又是第N+1層的服務提供者。而第N+1層的用戶雖然只能直接使用第N層所提供的服務，實際上它還通過第N層間接地使用了第N層以下各層的服務。

在每對相鄰層之間有一個接口，接口定義了較低層向較高層提供的原始操作和服務。因此，一臺計算機的第N層與另一臺計算機的第N層進行通信，實際上并不是一臺計算機的第N層直接將數(shù)據(jù)傳送給另一臺計算機的第N層（除最低層外），而是每一層將數(shù)據(jù)和控制信息通過層間接口傳送給與它相鄰的第N-l層，這樣直至最低層為止。在最低層再通過物理介質實現(xiàn)與另一計算機最底層的物理通信。物理通信與高層之間進行的虛擬通信是不同的，是實通信。

對于層間通信，通信雙方都必須遵守事先約定的規(guī)則，這些規(guī)則稱為網(wǎng)絡協(xié)議。網(wǎng)絡協(xié)議不僅要明確規(guī)定所交換的數(shù)據(jù)的格式，而且還要對事件發(fā)生的次序（即同步）做出詳細的過程說明。

圖2.17給出了一個5層原理模型，說明了層、協(xié)議和接口的關系。

協(xié)議與接口示意圖