一、OSI參考模型

OSI（Open System Interconnect），即開放式系統互連， 一般都叫OSI參考模型，是ISO組織在1985年研究的網路互連模型，該體系結構標準定義了網路互連的七層框架（物理層、資料鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層），即OSI開放系統互連參考模型，
OSI參考模型也采用了分層結構技術，把一個網路系統分成若干層，每一層都去實作不同的功能，每一層的功能都以協議形式正規描述，協議定義了某層同遠方一個對等層通信所使用的一套規則和約定，每一層向相鄰上層提供一套確定的服務，并且使用與之相鄰的下層所提供的服務，從概念上來講，每一層都與一個遠方對等層通信，但實際上該層所產生的協議資訊單元是借助于相鄰下層所提供的服務傳送的，因此，對等層之間的通信稱為虛擬通信，

OSI七層模型的分層結構

OSI劃分的七個層次由高到低依次為：Application(應用層)、Presentation(表示層)、Session(會話層)、Transport(傳輸層)、Network(網路層)、DataLink(資料鏈路層)和Physical(物理層)，

1、應用層

應用層是網路服務與最終用戶的一個介面，是OSI模型中的最高層，是直接面向用戶的一層，應用層是人機互動的視窗，通過應用層把人的語言輸入到計算機當中去，為網路用戶之間的通信提供專用的程式服務，

2、表示層

表示層為在應用程序之間傳送的資訊提供表示方法的服務，負責將接收到的資料翻譯成二進制陣列成的計算機語言，主要通過資料格式變化、資料加密與解密、資料壓縮與解壓等，表示層提供的資料加密服務是重要的網路安全要素，其確保了資料的安全傳輸，也是各種安全服務最為重視的關鍵，

3、會話層

會話層用于建立、管理、中止會話，會話層的主要功能是負責維護兩個節點之間的傳輸聯接，確保點到點傳輸不中斷，以及管理資料交換等功能，會話層還可以通過對話控制來決定使用何種通信方式，全雙工通信或半雙工通信，

4、傳輸層

傳輸層是計算機通信體系結構中關鍵一層，傳輸層定義了傳輸資料的協議埠號，以及流控和差錯校驗，將上層應用資料分片并加上埠號封裝成資料段，或通過對報文頭中的埠識別，傳輸層實作了網路中不同主機上的用戶行程之間的資料通信，為用戶提供了端到端的服務，傳輸層起到了承上啟下的作用，承接上層軟體應用，下啟網路資料傳輸，

5、網路層

網路層是以路由器為最高節點俯瞰網路的關鍵層，它負責將上層資料加上源和目的方的邏輯(IP)地址封裝成資料包，實作資料從源端到目的端的傳輸，網路層進行邏輯地址尋址，實作不同網路之間的路徑選擇，傳輸層為端到端通信，而網路層以下為點對點通信，

6、資料鏈路層

資料鏈路層是在通信物體間建立資料鏈路聯接，傳輸的基本單位為“幀”，并為網路層提供差錯控制和流量控制服務，將上層資料加上源和目的方的物理(MAC)地址封裝成資料幀，MAC地址是用來標識網卡的物理地址，建立資料鏈路; 當發現資料錯誤時，可以重傳資料幀，資料鏈路控制子層會接受網路協議資料、分組的資料報并且添加更多的控制資訊，從而把這個分組傳送到它的目標設備，

7、物理層

物理層的主要功能是利用傳輸介質為資料鏈路層提供物理聯接，負責資料流的物理傳輸作業，物理層傳輸的基本單位是位元流，即0和1，也就是最基本的電信號或光信號，是最基本的物理傳輸特征，物理層連接報文頭部和上層資料資訊都是由二進制陣列成的，物理層將這些二進制數字組成的位元流轉換成電信號在網路中傳輸，

二、TCP/IP參考模型

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，傳輸控制協議/網際協議）是指能夠在多個不同網路間實作資訊傳輸的協議簇，TCP/IP協議不僅僅指的是TCP 和IP兩個協議，而是指一個由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等協議構成的協議簇， 只是因為在TCP/IP協議中TCP協議和IP協議最具代表性，所以被稱為TCP/IP協議，
TCP/IP協議在一定程度上參考了OSI的體系結構，OSI模型共有七層，從下到上分別是物理層、資料鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層，但是這顯然是有些復雜的，所以在TCP/IP協議中，它們被簡化為了五個層次，應用層、表示層、會話層三個層次提供的服務相差不是很大，所以在TCP/IP協議中，它們被合并為應用層一個層次，由于傳輸層和網路層在網路協議中的地位十分重要，所以在TCP/IP協議中它們被作為獨立的兩個層次，

三、OSI模型 VS TCP/IP模型

OSI參考模型與TCP/IP模型都采用了分層體系結構，將龐大而復雜的問題轉化為著干個較小且易于處理的子問題，不同的是OSl參考模型劃分7層，分別是物理層、資料鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層，而TCP/IP參考模型最多劃分了5個層次，分別是物理層，資料鏈路層、網路層、傳輸層和應用層，將OSI參考模型中的高三層合并為一層統稱應用層，在層次結構上，兩者都采用了分層體系結構，但是TCP/IP參考模型比OSI參考模型更簡化，

1、OSI模型的優點

1. 分工合作，責任明確
   性質相似的作業劃分在同一層，性質相異的作業則劃分到不同層，如此一來，每一層所負責的作業范圍，都區分得很清楚，彼此不會重疊，萬一出了問題，很容易判斷是哪一層沒做好，就應該先改善該層的作業，不至于無從著手；
2. 對等交談
   對等是指所處的層級相同，對等交談意指同一層找同一層談；
3. 逐層處理，層層負責
   既然層次分得很清楚，處理事情時當然應該按部就班，逐層處理，決不允許越過上一層，或是越過下一層，任何一層收到資料時，都可以相信上一層或下一層已經做完它們該做的事，層級的多少還要考慮效率與實際操作的難易，并非層數越多越好，
   

2、TCP/IP模型的優點

1. 協議標準是完全開放的，可以供用戶免費使用，并且獨立于特定的計算機硬體與作業系統；
2. 獨立于網路硬體系統，可以運行在廣域網，更適合于互聯網；
3. 網路地址統一分配，網路中每一設備和終端都具有一個唯一地址；
4. 高層協議標準化，可以提供多種多樣可靠網路服務，

四、TCP/IP協議堆疊各層的主要協議

TCP/IP協議是Internet最基本的協議,其中應用層的主要協議有Telnet、FTP、SMTP等，是用來接收來自傳輸層的資料或者按不同應用要求與方式將資料傳輸至傳輸層；傳輸層的主要協議有UDP、TCP，是使用者使用平臺和計算機資訊網內部資料結合的通道，可以實作資料傳輸與資料共享；網路層的主要協議有ICMP、IP、IGMP，主要負責網路中資料包的傳送等；資料鏈路層，主要協議有ARP、RARP，主要功能是提供鏈路管理錯誤檢測、對不同通信媒介有關資訊細節問題進行有效處理等；物理層主要協議有TCP，UDP，SPX等，

TCP (傳輸控制協議)：協議應用的埠及其協議功能----傳輸更加穩定可靠
80 HTTP (超文本傳輸協議)：用于瀏覽器和web服務器之間的請求和回應的互動
21 FTP (檔案傳輸協議)：用于控制連接FTP服務器
53 DNS (域名系統)：用于連接DNS服務器
25 SMTP (簡單郵件傳輸協議)：用于發送郵件
110 POP3 (郵局協議版本3)：用于接收郵件
22 SSH (安全外殼協議)：用于計算機之間的遠程加密登錄
UDP (用戶資料報協議)：協議應用的埠及其協議功能----傳輸效率更高
69 TFTP (簡單檔案傳輸協議)：用于小檔案的傳輸
53 DNS (域名系統)：用于決議DNS
111 RPC (遠程呼叫協議)：用于遠程程序呼叫
161 SNMP (簡單網路管理協議)：用于網路設備的管理
123 NTP (網路時間協議)：用于網路時間同步
IP (網際協議)：協議及其功能
ARP (地址決議協議)：用于在局域網中根據IP地址獲取物理地址
RARP (逆地址決議協議)：用于在局域網中通過ARP表根據物理地址請求IP地址
ICMP (網際控制報文協議)：用于驗證網路是否暢通
IGMP (網際組管理協議)：用于主機與組播路由器之間組播通信

五、資料在TCP/IP協議堆疊中的封裝與解封裝

1、TCP/IP封裝程序

1. 當軟體行程的資料送到應用層時，應用層為資料加上本層的控制報頭后，將其組織成應用層的資料服務單元，然后向下傳輸到傳輸層；
2. 傳輸層收到資料后，加上本層的TCP頭部構成資料段，傳輸層將資料段送到網路層；
3. 網路層將收到的資料段加上IP頭部，構成資料包，再將資料包送到資料鏈路層；
4. 資料鏈路層收到資料包，加上MAC頭部資訊，構成資料鏈路層的資料幀，送至物理層；
5. 物理層將以位元流的方式通過傳輸介質傳輸出去，

2、TCP/IP解封裝程序

1. 當物理層傳輸的位元流到達目的節點時，從物理層依次上傳，先由物理層傳輸到資料鏈路層；
2. 資料鏈路層收到資料服務單元后，拆掉MAC頭部，就是所謂的報頭，上傳至網路層；
3. 網路層收到后將資料服務單元的IP頭部脫掉，上傳至傳輸層；
4. 傳輸層再將資料拆掉TCP頭部后傳輸至應用層，再恢復為原有資料，
   

六、各層的設備對應關系

1.物理層(Physical Layer)：
中繼器(repeater)
雙絞線（RJ-45介面網線）的理論最大傳輸距離是100M，超過100M信號會衰減，這時候就要用到中繼器，它能起到放大信號延長傳輸距離的作用，
集線器(hub)
集線器相當于一個多埠的中繼器，也能起到放大信號的作用，并且集線器是屬于半雙工模式的，
2.資料鏈路層(Data Link Layer)
網卡(NIC Network Interface Card)
也叫網路配接器，在生產時將一個唯一的網路節點地址（MAC地址）燒錄到了它的ROM中，MAC地址占用48位，前24位代表廠商，后24位為設備號，MAC地址可以通過一些軟體設備來更改，但是更改的僅僅是顯示，ROM中的MAC地址除非重新燒錄否則無法更改，Windows系統在CMD中輸入"ipconfig /all"來查看網卡的MAC地址；Linux系統可以在終端中輸入"ifconfig"來查看；
網橋(Bridge)
網橋可以將兩個局域網（LAN）連接并按照MAC地址轉發資料幀，就好像他們是一個LAN一樣，現在網橋大多應用于軟體，
交換機（Switch）
可以將交換機簡單的看做多埠的網橋，因為它也根據收到的資料幀的源地址進行學習，也根據MAC地址表中的目的地址進行轉發，
交換機可以劃分為下面三類：
傳統交換機：屬于鏈路層，一個廣播域，每個介面是一個沖突域；
VLAN交換機：屬于鏈路層，可網管型，可以劃分多個VLAN，每個VLAN是一個廣播域，每個介面是一個沖突域，并且可以配置IP地址；
三層交換機：比VLAN型交換機多了路由功能，可以理解成交換機+路由器，屬于OSI模型網路層；
3.網路層(Network)：
路由器和三層交換機都屬于網路層設備，它們是應用于不同網段間的設備；路由器的每個埠屬于一個單獨的廣播域，也是一個單獨的沖突域，
4.傳輸層(Transport Layer)：
傳輸層實作了用戶行程間端到端的通信（End-to-End），傳輸層相關的協議有TCP、UDP等，我們會經常看到這兩個協議名稱出現在Windows CMD的"netstat -ano"這條命令的顯示里，Linux下可以在終端中輸入"netstat -nautp"來查看這些埠，
5.應用層(Application Layer)：
應用層主要是計算機以及軟體APP等用戶軟體，