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網(wǎng)絡互聯(lián)的背后“OSI與TCP/IP模型”

2023/07/21/編輯:小U

 

 

 

 

 

“經(jīng)濟基礎決定上層建筑”,經(jīng)濟基礎的性質決定上層建筑的性質,經(jīng)濟基礎的變革必然引起上層建筑的變革,并決定其變革的方向。20世紀70年代的互聯(lián)網(wǎng)市場肆意發(fā)展、遍地開花,它熱切期待著一個上層的秩序來規(guī)范整個互聯(lián)網(wǎng)空間。OSI和TCP/IP參考模型應運而生,終結了網(wǎng)絡模型百家爭鳴的局面,引領網(wǎng)絡進入了互聯(lián)互通時代。TCP/IP 最初由 DARPA(美國國防高級研究計劃局)的兩位科學家于 1970 年代開發(fā),這兩位科學家分為是Vint Cerf 和 Bob Kahn,被稱為 Internet 之父。

 

 

 

 

OSI模型

 

 

 

在1977年,國際標準化組織ISO的技術委員會成立了一個新的分委員會專門研究"開放系統(tǒng)互聯(lián)"。在1983年形成了開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型(Open System Interconnection Refence Model)的正式文件,即著名的ISO7498國際標準,并記為OSI/RM,有時也籠統(tǒng)稱為OSI。任何兩個系統(tǒng)只要遵守該參考模型和有關標準,就能夠進行互聯(lián)。

 

 

物理層:實現(xiàn)計算機節(jié)點之間比特流的透明傳輸,規(guī)定傳輸媒體接口的標準,屏蔽掉具體傳輸介質和物理設備的差異,使數(shù)據(jù)鏈路層不必關心網(wǎng)絡的具體傳輸介質;數(shù)據(jù)鏈路層:通過差錯控制、流量控制等方法,使有差錯的物理線路變?yōu)闊o差錯的數(shù)據(jù)鏈路;網(wǎng)絡層:實現(xiàn)網(wǎng)絡地址與物理地址的轉換,并通過路由選擇算法為分組通過通信子網(wǎng)選擇最適當?shù)穆窂?;傳輸層:提供源端與目的端之間提供可靠的透明數(shù)據(jù)傳輸,傳輸層協(xié)議為不同主機上運行的進程提供邏輯通信;會話層:是用戶應用程序和網(wǎng)絡之間的接口,負責在網(wǎng)絡中的兩節(jié)點之間建立、維持、終止通信;表示層:處理用戶數(shù)據(jù)的表示問題;應用層:為用戶的應用進程提供網(wǎng)絡通信服務,完成和實現(xiàn)用戶請求的各種服務。OSI參考模型在實現(xiàn)網(wǎng)絡互聯(lián)時,要求在網(wǎng)絡的出口處實現(xiàn)本網(wǎng)絡體系結構向標準網(wǎng)絡體系結構的轉換,而在網(wǎng)絡入口處實現(xiàn)標準網(wǎng)絡體系結構向本網(wǎng)絡體系結構的轉換,不同體系結構的網(wǎng)絡之間傳輸?shù)亩际菢藴鼠w系接口的數(shù)據(jù)。

 

 

 

 

 

 

 

什么是TCP/IP?

 

相比于OSI模型,TCP/IP模型同樣采用了分層結構,但是由于OSI模型中的會話層與表示層在實際應用中很少使用,因此TCP/IP模型簡化了模型。TCP/IP的參考模型將協(xié)議分成四個層次,它們分別是鏈路層、網(wǎng)絡層、傳輸層和應用層。TCP/IP協(xié)議族按照層次由上到下,層層包裝。最上面的是應用層,這里面有http,ftp 等等我們熟悉的協(xié)議。而第二層則是傳輸層,著名的TCP和UDP協(xié)議就在這個層次。第三層是網(wǎng)絡層,IP協(xié)議就在這里,它負責對數(shù)據(jù)加上IP地址和其他的數(shù)據(jù)以確定傳輸?shù)哪繕?。第四層是?shù)據(jù)鏈路層,這個層次為待傳送的數(shù)據(jù)加入一個以太網(wǎng)協(xié)議頭,并進行CRC編碼,為最后的數(shù)據(jù)傳輸做準備。

IP協(xié)議是TCP/IP協(xié)議的核心,所有的TCP,UDP,IMCP,IGMP的數(shù)據(jù)都以IP數(shù)據(jù)格式傳輸。要注意的是,IP不是可靠的協(xié)議,這是說,IP協(xié)議沒有提供一種數(shù)據(jù)未傳達以后的處理機制,這被認為是上層協(xié)議:TCP或UDP要做的事情。

 

OSI參考模型 vs TCP/IP參考模型

 

 

 

在20世紀80年代,幾乎所有專家都認為OSI參考模型與協(xié)議將風靡世界,但事實卻與人們預想的相反。國際化標準組織本來計劃通過推動OSI參考模型與協(xié)議的研究來促進網(wǎng)絡的標準化,但事實上它的目標并沒有達到。在網(wǎng)絡標準化的進程中,面對的是這樣一個事實:OSI參考模型由于要照顧各方面的因素,變得大而全,效率很低。所以,OSI用于理論研究學習,TCP/IP常用于工程實踐中。實際工作中TCP/IP協(xié)議是早于OSI模型出現(xiàn)的。同時由于OSI是理論模型,在分層上過于復雜,導致部分功能重復出現(xiàn),極大的降低了系統(tǒng)效率,所以通常選擇更加精簡靈活的TCP/IP協(xié)議。

 

 

 

 

 

 

 

 

OSI和TCP/IP都是很基礎但又非常重要的知識,很多知識點都是以它們?yōu)榛A去串聯(lián)的。底層掌握得越透徹,理解上層時會越順暢?;赝^去的10kbps的低速網(wǎng),到如今的光纖入戶、5G通信,互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展從未止步。未來互聯(lián)網(wǎng)將發(fā)展成什么水平?是腦機接口技術的成熟,還是虛擬世界的應用,讓我們共同期待...


 

 

 

 

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