学习笔记之TCP/IP协议分层与OSI參考模型

     ISO在制定标准化OSI之前，对网络体系结构相关的问题进行了充分的讨论， 终于提出了作为通信协议设计指标的OSI參考模型。这一模型将通信协议中必要 的功能分成了7层。通过这些分层，使得那些比較复杂的网络协议更加简单化。

在这一模型中，每一个分层都接收由它下一层所提供的特定服务，而且负责为自己的上一层提供特定的服务。上下层之间进行交互时所遵循的约定叫做“接口”。同一层之间的交互所遵循的约定叫做“协议”。

2.通过对话理解分层

关于协议的分层，我们再以A与C的对话(见上一节)为例简单说明一下。在此，我们仅仅考虑语言层和通信设备层这两个分层的情况。首先，以电话聊天为例，见下图，上半部分中的A与C两个人正在通过电话 (通信设备）用汉语（语言协议）聊天。我们具体分析一下这张图。

表面上看A跟C是在用汉语直接对话，但实际上A与C都是在通过电话机的听筒听取声音，都在对着麦克风说话。想象一下假设有一个素未见过电话机的人见到这个场景会怎么想？恐怕他一定会以为A和C在跟电话机聊天吧。事实上在这个图中，他们所用的语言协议作为麦克风的音频输入，在通信设备层被转换为电波信号传送出去了。传送到对方的电话机后，又被通信设备层转换为音频输出，传递给了对方。因此，A与C事实上是利用电话机之间通过音频转化声音的接口实现了对话。

     通常人们会认为拿起电话与人通话，事实上就好像是直接在跟对方对话，然而假设细致分析，在整个过程中实际上是电话机在做中介，这是不可否认的。假设A的电话 机所传出的电子信号并未能转换成与C的电话机同样频率的声音，那会怎样？这就如 同A的电话机与C的电话机的协议互不同样。C听到声音后可能会认为自己不是在跟 A而是在跟其它人说话。频率若是相去甚远，C更有可能会认为自己听到的不是汉语。

3.OSI參考模型

     osi參考模型对通信中必要的功能做了非常好的归纳。网络project师在讨论协议 相关问题时也常常以osi參考模型的分层为原型。对于计算机网络的刚開始学习的人，学 习osi參考模型能够说是通往成功的第一步。只是，osi參考模型终究是一个“模型”，它也仅仅是对各层的作用做了一系列 粗略的界定，并没有对协议和接口进行具体的定义。它对学习和设计协议仅仅能起 到一个引导的作用。因此，若想要了解协议的很多其它细节，还是有必要參考每一个协 议本身的详细规范。很多通信协议，都相应了 OSI參考模型7个分层中的某层。通过这一点，可 以大致了解该协议在整个通信功能中的位置和作用。

• 应用层

为应用程序提供服务并规定应用程序中通信相关的细节。包含文件传输、电 子邮件、远程登录（虚拟终端）等协议。

• 表示层

将应用处理的信息转换为适合网络传输的格式，或将来自下一层的数据转换 为上层可以处理的格式。因此它主要负责数据格式的转换。
详细来说，就是将设备固有的数据格式转换为网络标准传输格式。不同设备 对同一比特流解释的结果可能会不同。因此，使它们保持一致是这一层的主要 作用。

• 会话层

负责建立和断开通信连接（数据流动的逻辑通路），以及数据的切割等数据 传输相关的管理。

• 传输层

起着可靠传输的作用。仅仅在通信两方节点上进行处理，而无需在路由器上 处理。

• 网络层

将传输数据到目标地址。目标地址能够是多个网络通过路由器连接而成的某 一个地址。因此这一层主要负责寻址和路由选择。

• 数据链路层 

负责物理层面上互连的、节点之间的通信传输。比如与1个以太网相连的2 个节点之间的通信。
将0、1序列划分为具有意义的数据帧传送给对端（数据帧的生成与接收）。

• 物理层

负责0、1比特流（0、1序列）与电压的髙低、光的闪灭之间的互换。