OSI和TCP/IP

        我們生活中各方面都離不開網絡，那網絡究竟是什么東西呢？它是怎么做到讓在不同地點的人無視空間距離完成通信的呢？首先我們來了解一下網絡的基本概念。網絡是由節點和連線構成，表示諸多對象及其相互聯系。在數學上，網絡是一種圖，一般認為專指加權圖。網絡除了數學定義外，還有具體的物理含義，即網絡是從某種相同類型的實際問題中抽象出來的模型。在計算機領域中，網絡是信息傳輸、接收、共享的虛擬平臺，通過它把各個點、面、體的信息聯系到一起，從而實現這些資源的共享。網絡是人類發展史來最重要的發明，提高了科技和人類社會的發展。以上這些是百度的網絡概念，看了之后依然讓人一臉懵逼，還是不怎么看的懂。

        那么在我看來網絡其實就是指處于不同地理位置的多臺具有獨立功能的計算機系統通過通信設備和通信介質互連起來，并以功能完善的網絡軟件進行管理并實現網絡資源共享和信息傳遞的系統。從微觀上來說，網絡的功能就是將不同地理位置的計算機聯結起來，使其相互之間可以收發電子信號。對兩臺通信的終端而言，網絡可以虛擬成連接它們的一根電纜。這么看是不是就有點明白了?簡單那來講網絡就是把不同地方的物理設備連接起來實現資源共享，和相互通信的一張虛擬網。

        網絡是怎么實現物理設備之間相互通信的呢？計算機與網絡設備要相互通信，雙方就必須基于相同的方法。比如，如何探測到通信目標、由哪一邊先發起通信、怎樣結束通信等規則都需要事先確定。不同的硬件、操作系統之間的通信，所有的這一切都需要一種規則。而我們就把這種規則稱為協議（protocol）TCP/IP 是互聯網相關的各類協議族的總稱。

        協議中存在各式各樣的內容。從電纜的規格到 IP 地址的選定方法、尋找異地用戶的方法、雙方建立通信的順序，以及Web
頁面顯示需要處理的步驟，等等。像這樣把與互聯網相關聯的協議集合起來總稱為
TCP/IP（TCP和IP都是網絡協議的一部分，TCP是傳輸控制協議，IP是網際協議，用這兩個協議來統稱整個協議族，可見這兩個協議的重要性）

        TCP/IP協議的基本傳輸單位是數據包(Datagram)。TCP協議負責把數據分成若干個數據包，并給每個數據包加上包頭；IP協議在每個包頭上再加上接收端主機地址，這樣數據找到自己要去的地方。如果傳輸過程中出現數據丟失、數據失真等情況，TCP協議會自動要求數據重新傳輸，并重新組包?？傊琁P協議保證數據的傳輸，TCP協議保證數據傳輸的質量。TCP/IP協議數據的傳輸基于TCP/IP協議的四層結構：應用層、傳輸層、網絡層、網際接口層，數據在傳輸時每通過一層就要在數據上加個包頭，其中的數據供接收端同一層協議使用，而在接收端，每經過一層要把用過的包頭去掉，這樣來保證傳輸數據的格式完全一致。

         既然說到TCP/IP，如大家所見，不得不說說osi七層模型，雖然OSI參考模型的實際應用意義不是很大，但其的確對于理解網絡協議內部的運作很有幫助，也為我們學習網絡協議提供了一個很好的參考。在現實網絡世界里，TCP/IP協議棧獲得了更為廣泛的應用。

        在這個OSI七層模型中，每一層都為其上一層提供服務、并為其上一層提供一個訪問接口或界面。不同主機之間的相同層次稱為對等層。如主機A中的表示層和主機B中的表示層互為對等層、主機A中的會話層和主機B中的會話層互為對等層等。對等層之間互相通信需要遵守一定的規則，如通信的內容、通信的方式，我們將其稱為協議（Protocol）。OSI參考模型的提出是為了解決不同廠商、不同結構的網絡產品之間互連時遇到的不兼容性問題。但是該模型的復雜性阻礙了其在計算機網絡領域的實際應用。
與此對照，后面我們將要學習的TCP/IP參考模型，獲得了非常廣泛的應用。實際上，也是目前因特網范圍內運行的唯一一種協議。

        但是在TCP/IP參考模型中，去掉了OSI參考模型中的會話層和表示層（這兩層的功能被合并到應用層實現）。同時將OSI參考模型中的數據鏈路層和物理層合并為主機到網絡層。下面，分別介紹各層的主要功能。

1.主機到網絡層 （比特）
實際上TCP/IP參考模型沒有真正描述這一層的實現，只是要求能夠提供給其上層-網絡互連層一個訪問接口，以便在其上傳遞IP分組。由于這一層次未被定義，所以其具體的實現方法將隨著網絡類型的不同而不同。
  2.網絡互聯層（數據幀）
網絡互連層是整個TCP/IP協議棧的核心。它的功能是把分組發往目標網絡或主機。同時，為了盡快地發送分組，可能需要沿不同的路徑同時進行分組傳遞。因此，分組到達的順序和發送的順序可能不同，這就需要上層必須對分組進行排序。 網絡互連層定義了分組格式和協議，即IP協議（Internet Protocol）。
網絡互連層除了需要完成路由的功能外，也可以完成將不同類型的網絡（異構網）互連的任務。除此之外，網絡互連層還需要完成擁塞控制的功能。
  3.傳輸層（數據包）
在TCP/IP模型中，傳輸層的功能是使源端主機和目標端主機上的對等實體可以進行會話。在傳輸層定義了兩種服務質量不同的協議。即：傳輸控制協議TCP（transmission
control protocol）和用戶數據報協議UDP（user datagram protocol）。 TCP協議是一個面向連接的、可靠的協議。它將一臺主機發出的字節流無差錯地發往互聯網上的其他主機。在發送端，它負責把上層傳送下來的字節流分成報文段并傳遞給下層。在接收端，它負責把收到的報文進行重組后遞交給上層。TCP協議還要處理端到端的流量控制，以避免緩慢接收的接收方沒有足夠的緩沖區接收發送方發送的大量數據。 UDP協議是一個不可靠的、無連接協議，主要適用于不需要對報文進行排序和流量控制的場合。
  4.應用層（數據段）

TCP/IP模型將OSI參考模型中的會話層和表示層的功能合并到應用層實現。 應用層面向不同的網絡應用引入了不同的應用層協議。其中，有基于TCP協議的，如文件傳輸協議（File Transfer
Protocol，FTP）、虛擬終端協議（TELNET）、超文本鏈接協議（Hyper Text Transfer
Protocol，HTTP），也有基于UDP協議的。