OSI七层模型

我不是女神ヾ 2022-05-28 01:21 263阅读 0赞

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来源：牛客网

**物理层：**通过媒介传输比特,确定机械及电气规范（位bit）中继器，集线器，双绞线

**    数据链路层**：将比特组装成帧和点到点的传递（帧Frame）差错控制 网桥，以太网交换机，网卡（一半物理层，一半数据链路层）

**    网络层**：负责数据包从源到宿的传递和网际互连（包PackeT）路由器，三层交换机 网络互连、路由选择、拥塞控制，通过寻址建立节点间连接

**    传输层**：提供端到端的可靠报文传递和错误恢复（段Segment）流量控制常规数据传递，为会话层用户提供端到端的可靠、透明和优化的数据传输服务机制。包括全双工或半双工、流量和错误恢复服务；传输层把消息分成若干分组，并在接收端对它们进行充足。

传输层（Transport Layer）是OSI中最重要,最关键的一层,是唯一负责总体的数据传输和数据控制的一层.传输层提供端到端的交换数据的机制.传输层对会话层等高三层提供可靠的传输服务,对网络层提供可靠的目的地站点信息。

通常不同应用程序要发送和接收的数据在传输层不同端口发出或者收入，也就是数据分段。

**    会话层**：建立、管理和终止会话（会话协议数据单元SPDU）在两个结点之间建立端连接。为端系统的应用程序之间提供对话控制机制。此服务包括建立连接是以全双工还是半双工的方式进行设置，尽管可以在第四层中处理双工方式；会话层管理登入和注销过程。

**    表示层**：对数据进行翻译、加密和压缩（表示协议数据单元PPDU）主要处理两个通信系统中交换信息的表示方式。为上层用户解决用户信息的语法问题。包括数据格式交换、数据加密与解密、数据压缩与终端类型的交换。

**    应用层**：允许访问OSI环境的手段（应用协议数据单元APDU）为特定类型的网络应用提供了访问OSI环境的手段。应用层确定进程之间通信的性质，以满足用户的需要

### 各层传输协议、传输单元、主要功能性设备比较 ###

<table style="width:780px;text-align:center;color:rgb(69,69,69);font-family:'-apple-system', 'SF UI Text', Arial, 'PingFang SC', 'Hiragino Sans GB', 'Microsoft YaHei', 'WenQuanYi Micro Hei', sans-serif, SimHei, SimSun;font-size:16px;background-color:rgb(255,255,255);"> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th style="vertical-align:middle;">名称</th> 
   <th style="vertical-align:middle;">传输协议</th> 
   <th style="vertical-align:middle;">传输单元</th> 
   <th style="vertical-align:middle;">主要功能设备/接口</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:middle;">物理层</td> 
   <td style="vertical-align:middle;">IEEE 802.1A、IEEE 802.2</td> 
   <td style="vertical-align:middle;">bit-flow 比特流</td> 
   <td style="vertical-align:middle;">光纤、双绞线、中继器和集线器 &amp; RJ-45(网线接口)</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:middle;">数据链路层</td> 
   <td style="vertical-align:middle;">ARP、MAC、 FDDI、Ethernet、Arpanet、PPP、PDN</td> 
   <td style="vertical-align:middle;">frame 帧</td> 
   <td style="vertical-align:middle;">网桥、二层交换机</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:middle;">网络层</td> 
   <td style="vertical-align:middle;">IP、ICMP、ARP、RARP</td> 
   <td style="vertical-align:middle;">数据包（packet）</td> 
   <td style="vertical-align:middle;">路由器、三层交换机</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:middle;">传输层</td> 
   <td style="vertical-align:middle;">TCP、UDP</td> 
   <td style="vertical-align:middle;">Segment/Datagram</td> 
   <td style="vertical-align:middle;">四层交换机</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:middle;">会话层</td> 
   <td style="vertical-align:middle;">SMTP、DNS</td> 
   <td style="vertical-align:middle;">报文</td> 
   <td style="vertical-align:middle;">QoS</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:middle;">表示层</td> 
   <td style="vertical-align:middle;">Telnet、SNMP</td> 
   <td style="vertical-align:middle;">报文</td> 
   <td style="vertical-align:middle;">–</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td style="vertical-align:middle;">应用层</td> 
   <td style="vertical-align:middle;">FTP、TFTP、Telnet、HTTP、DNS</td> 
   <td style="vertical-align:middle;">报文</td> 
   <td style="vertical-align:middle;">–</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

![70][]![70 1][]

DNS同时占用UDP和TCP端口53是公认的，这种单个应用协议同时使用两种传输协议的情况在TCP/IP栈也算是个另类。但很少有人知道DNS分别在什么情况下使用这两种协议。

先简单介绍下TCP与UDP。   
    TCP是一种面向连接的协议，提供可靠的数据传输，一般服务质量要求比较高的情况，使用这个协议。UDP---用户数据报协议，是一种无连接的传输层协议，提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。   
  
TCP与UDP的区别：   
    UDP和TCP协议的主要区别是两者在如何实现信息的可靠传递方面不同。TCP协议中包含了专门的传递保证机制，当数据接收方收到发送方传来的信息时，会自动向发送方发出确认消息；发送方只有在接收到该确认消息之后才继续传送其它信息，否则将一直等待直到收到确认信息为止。 与TCP不同，UDP协议并不提供数据传送的保证机制。如果在从发送方到接收方的传递过程中出现数据报的丢失，协议本身并不能做出任何检测或提示。因此，通常人们把UDP协议称为不可靠的传输协议。相对于TCP协议，UDP协议的另外一个不同之处在于如何接收突发性的多个数据报。不同于TCP，UDP并不能确保数据的发送和接收顺序。事实上，UDP协议的这种乱序性基本上很少出现，通常只会在网络非常拥挤的情况下才有可能发生。   
    既然UDP是一种不可靠的网络协议，那么还有什么使用价值或必要呢？其实不然，在有些情况下UDP协议可能会变得非常有用。因为UDP具有TCP所望尘莫及的速度优势。虽然TCP协议中植入了各种安全保障功能，但是在实际执行的过程中会占用大量的系统开销，无疑使速度受到严重的影响。反观UDP由于排除了信息可靠传递机制，将安全和排序等功能移交给上层应用来完成，极大降低了执行时间，使速度得到了保证。   
  
DNS在进行区域传输的时候使用TCP协议，其它时候则使用UDP协议；   
    DNS的规范规定了2种类型的DNS服务器，一个叫主DNS服务器，一个叫辅助DNS服务器。在一个区中主DNS服务器从自己本机的数据文件中读取该区的DNS数据信息，而辅助DNS服务器则从区的主DNS服务器中读取该区的DNS数据信息。当一个辅助DNS服务器启动时，它需要与主DNS服务器通信，并加载数据信息，这就叫做区传送（zone transfer）。   
  
为什么既使用TCP又使用UDP？   
首先了解一下TCP与UDP传送字节的长度限制：   
   UDP报文的最大长度为512字节，而TCP则允许报文长度超过512字节。当DNS查询超过512字节时，协议的TC标志出现删除标志，这时则使用TCP发送。通常传统的UDP报文一般不会大于512字节。   
  
区域传送时使用TCP，主要有一下两点考虑：   
1.辅域名服务器会定时（一般时3小时）向主域名服务器进行查询以便了解数据是否有变动。如有变动，则会执行一次区域传送，进行数据同步。区域传送将使用TCP而不是UDP，因为数据同步传送的数据量比一个请求和应答的数据量要多得多。   
2.TCP是一种可靠的连接，保证了数据的准确性。   
  
域名解析时使用UDP协议：   
客户端向DNS服务器查询域名，一般返回的内容都不超过512字节，用UDP传输即可。不用经过TCP三次握手，这样DNS服务器负载更低，响应更快。虽然从理论上说，客户端也可以指定向DNS服务器查询的时候使用TCP，但事实上，很多DNS服务器进行配置的时候，仅支持UDP查询包。

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[70 1]: /images/20220528/8a50a7cb94de45b694cfdb238038f8e0.png