• 目前存在的兩種網絡分層模型：OSI模型和TCP/IP模型。
• OSI模型一共分為七層
• TCP/IP模型和OSI模型類似，但是只分為四層。

OSI模型

• OSI的全程是Open Systems Interconncection，即開放系統互聯，它由ISO(International Organization for Standardization)制定。
• OSI是網絡通信的一種通用框架，它分為七層，并且定義了在每一層上數據的處理方法。

• 英語速記：All People Seem To Need Data Processing.

第七層——應用層(Application)

• 這里的“應用”要和應用程序相區別。
• 當用戶使用瀏覽器來打開網頁時，需要利用DNS提供的域名解析服務，來獲取網址對應的IP地址，然后再通過另外一個協議HTTP來下載頁面內容。
• 在這個過程中出現的兩個協議（DNS和HTTP）都是工作在應用層上的協議。

• 應用層的其他常用協議：
  • FTP：文件傳輸協議，用來在客戶機和FTP服務器之間傳輸文件。
  • DHCP：動態主機配置協議，DHCP服務器為客戶機動態分配IP地址。
  • POP3：郵件接收協議，用于從POP3服務器接收郵件。
  • SMTP：郵件發送協議，用戶通過SMTP服務器發送郵件。

第六層——表示層(Presentation)

• 這里的“表示”是指數據的表示。
• 該層的主要功能：轉換，壓縮和加密。
• 工作在表示層的加密協議最常用的是SSL(Secure Sockets Layer)。
  • 加密協議并不一定需要工作在表示層，如IPSec(Internet Protocol Security，因特網協議安全)就工作在第三層網絡層中。

第五層——會話層(Session)

• 可以把“會話”理解為兩個應用程序進程之間的邏輯連接，兩個應用程序通過這個邏輯連接在一段時間內交換數據。
• 會話層的作用就是為創建、管理和終止會話提供必要的方法。
  • 這些方法一般以API(Application Program Interface，應用程序編程接口)的形式出現。
    • 常用的API由NetBIOS(Network Basic Input/Output System，網絡基本輸入/輸出系統)、RPC(Remote Procedure Call，遠程過程調用)和Socket API。
• 會話層還負責管理和確定傳輸模式。
  • 計算機可以由三種模式來傳輸數據：單向（Simplex）、半雙工（Half-Duplex）、全雙工（Full-Duplex）。

第四層——傳輸層(Transport)

• 傳輸層提供數據傳輸的服務。
  • 這里的“傳輸”指的是端對端（End-to-End）或者主機對主機（Host-to-Host）的傳輸。
• 傳輸層上最重要的兩個協議是TCP和UDP。
  • TCP是面向連接的協議（Connection-Oriented）
  • UDP是無連接的協議(Connection-Less)。

TCP(Transmission Control Protocol，傳輸控制協議)

• TCP在傳輸數據之前必須先建立一個連接。
• TCP做了很多工作來提供可靠的數據傳輸，包括建立、管理和終止連接，確認和重傳。
• 同時TCP還提供分段和重組，流量控制（Flow Control）等。

UDP(User Datagram Protocol，用戶數據報協議)

• UDP是一種簡單的傳輸層協議，所以它并不能提供可靠的數據傳輸。
• 簡單地說，UDP只是把應用程序發給它的數據打包成一個UDP數據報（UDP Datagram），然后再把這個數據報傳給IP。
• TCP會把應用程序發來的數據根據需要分成若干個大小合適的TCP段（TCP Segment），而UDP卻只是簡單地把所有發送來的數據打包成一個UDP數據報，所以我們在編寫使用UDP的程序時，不能一次性向UDP寫入太多數據，否則可能會導致IP分段的后果。
• 由于可能有很多應用程序同時在使用TCP/UDP，它們都會把數據交給TCP/UDP，而TCP/UDP也會接收來自IP的、包含指向不同應用程序的數據，所以就需要有一種方法來區別（標識）應用程序，這種方法就是通過端口號（Port）來進行多路復用或多路分解。端口號是一個16位的二進制整數，其取值范圍是0~65535。

多路復用(Multiplexing)

多路復用是只當應用程序把數據交給TCP或UDP時，TCP會把這些數據分成若干個TCP段，UDP則會產生一個UDP數據報。在這些TCP段和UDP數據報中，會填入應用程序指定的源端口號和目標端口號，源端口號用于標識發送的應用程序（進程），目標端口號用于指明在目標機器上應該接收數據的目標應用程序。

多路分解(Demultiplexing)

多路分解是多路復用的逆過程。當在目標機器上的TCP或者UDP接收到TCP段和UDP數據報時，會檢查它們的目標端口號，然后根據不同的目標端口號把數據分發給不同的應用程序（進程）。

TCP與UDP比較

第三層——網絡層(Network)

• 網絡層關心的主要是如何把數據從一個設備發送到另一個設備。
• 網絡層需要提供三個最基本的功能：地址、路由、分段和重組。
  • 路由（route），一個終端到另一個終端的路徑選擇(跨網段)
• 同時還需要一些附加的功能，比如錯誤處理和診斷。

• 網絡層上最重要的協議IP（Internet Protocol），就是為了這些功能而設計的。
• 目前IP一共有兩個版本IPv4和IPv6。
  • 兩者最主要的區別是使用了不同位數的二進制整數作為地址：IPv4使用32位二進制地址，IPv6使用128位二進制地址。
    • IPv4的地址表示方法一般為用點隔開的4個數字，每個數字的取值范圍是0~255，即一個字節的大小，如192.168.1.1。
    • IPv6的表示方法為用冒號隔開的8個字（word，16位二進制），每個字都用十六進制來表示，如2012:0000:4528:7D76:3C2B:05AD:3F57:1C98。

第二層——數據鏈路層(Data Link)

• 網絡層關心的是如何把數據從一個設備發送到另外一個設備，這另外一個設備有可能在本地網絡中或者在一個很遠的網絡中。
• 數據鏈路層關心的是如何把數據發送到本地網絡中去。
• 我們平時常說的LAN（Local Area Network，局域網）技術，如以太網（Ethernet）、令牌環網（Token Ring）、光纖分布數據接口（FDDI）和802.11（WiFi）都定義在這一層。
• 數據鏈路層又分為兩個子層：邏輯鏈路控制層(Logical Link Control)和介質訪問控制層(Media Access Control)。
• 數據鏈路層還有一個重要的概念，即MAC地址，也有人稱其為物理地址、硬件地址、以太網地址等。
• 每一個網卡（Network Interface Card）都有一個唯一的MAC地址，數據鏈路層通過MAC地址來確保數據能夠正確被發送到目標設備。
• MAC地址是一個48位二進制整數，通常的表示方法是用-隔開的6個十六進制整數，如14-FE-B5-B0-2B-96。

第一層——物理層(Physical)

• 物理層位于OSI的底層，所有其他層的數據最終都必須經由物理層才能發送出去。
• 物理層的功能包括：
  • 硬件規范的定義，如電纜、連接器、無線接收器等的工作方式，網卡、集線器（Hub）等網絡設備也工作在物理層。
  • 編碼和信號，物理層把計算機中的二進制0和1轉換成可以在物理介質上傳輸的信號。
  • 在把數據轉換成信號后（如對于雙絞線電纜則是電子脈沖信號），物理層負責信號的實際發送和接收。

OSI模型單位

• PDU(Protocol Data Unit) : OSI標準不同層次的數據單位

TCP/IP模型

• TCP/IP
  • Transmission Control Protocol/Internet Protocol
  • 傳輸控制協議/ 因特網互聯協議
• TCP/IP 是一個Protocol Stack ，包括TCP、IP 、UDP 、ICMP 、RIP、TELNET、FTP 、SMTP 、ARP等許多協議

• TCP/IP模型分為四層
  • 應用層（Application）
  • 傳輸層（Host-to-Host Transport）
  • 互聯網層(Internet)
  • 網絡接口層(Network Interface)。

• 在TCP/IP模型中并不包含物理層。
• 另外，兩個重要的協議ARP（Address Resolution Protocol，地址解析協議）和RARP（Reverse Address Resolution Protocol，反向地址轉換協議），在OSI模型中一般被認為是在位于第二層數據鏈路層和第三層網絡層之間，而在TCP/IP模型中則位于網絡接口層。
• 與ISO參考模型的分層有對應關系
  

總結

發送方應用程序的數據總是從最上層開始，層層向下，最終經由物理層發送出去；相應的，在接收方的物理層接收到數據后，層層向上，最終經由應用層分發到具體的應用程序進程中。

在數據層層向下的過程中，每一層都會對數據進行一些封裝處理（如打包或者編碼）；而在數據層層向上的過程中，每一層都會對數據進行一些逆處理（如解包或者解碼）。這些對數據的處理和逆處理的過程就是為了實現該層的服務。

• OSI，TCP/IP模型區別