计算机网络 OSI、TCP/IP和混合模型




计算机网络中的OSI,TCP/IP和混合模型

数据通信是在网络中设备之间共享信息。模型和协议使其成为可能。两种常见的模型是OSI和TCP/IP。我们将解释它们和混合模型,比较它们的特点、优点和缺点。

OSI模型

OSI模型代表开放系统互联模型。它由国际标准化组织(ISO)于1984年制定,作为网络通信的参考模型。OSI模型定义了网络功能的七个层级,从处理传输媒介的物理层到与用户进行交互的应用层。每个层级执行特定任务,并通过接口与相邻层级进行通信。

计算机网络中的OSI,TCP/IP和混合模型



以下是对每个层级的简要描述:

物理层 :负责在物理介质上传输和接收原始比特,如电缆、线缆或无线信号。它定义了网络接口的电气、机械和过程规范。在该层使用的一些协议包括Ethernet、Wi-Fi、蓝牙和USB。

数据链路层 :负责在同一网络上的两个节点之间提供无错误和可靠的数据传输。它定义了数据帧的格式、寻址方案和访问控制方法。它还执行错误检测和纠正、流量控制和同步。在该层使用的一些协议包括MAC、ARP、PPP和HDLC。

网络层 :负责在多个中间设备(如路由器和交换机)之间将数据包从一个网络路由到另一个网络。它定义了逻辑寻址方案(如IP地址)和路由算法(如RIP和OSPF)。它还执行分段和重组、拥塞控制和服务质量。在该层使用的一些协议包括IP、ICMP、IGMP和IPsec。

传输层 :负责在不同主机上的两个应用程序之间提供端到端的数据传递。它定义了传输协议(如TCP或UDP)和标识应用程序的端口号。它还执行分段和重组、连接建立和终止、错误恢复和流量控制。在该层使用的一些协议包括TCP、UDP、SCTP和DCCP。

会话层 :负责在两个应用程序之间建立、维护和终止会话。它定义了会话协议(如RPC或SQL)和区分不同会话的会话标识符。它还执行身份验证、授权、同步和检查点。在该层使用的一些协议包括NFS、SMB和NetBIOS。

表示层 :负责在不同格式和编码方案之间转换数据。它定义了应用程序之间交换的数据的语法和语义。它还执行加密、解密、压缩和解压缩。在该层使用的一些协议包括SSL/TLS、JPEG和MPEG。

应用层 :负责为用户界面和应用程序提供特定服务。它定义了应用程序协议(如HTTP或FTP)和传递应用程序间信息的消息格式。它还执行名称解析、目录服务和电子邮件服务。在该层使用的一些协议包括HTTP、FTP、DNS和SMTP。

OSI模型的优点

  • 它为开发和协调网络通信标准提供了一个共同的基础。

  • 通过定义共同的接口和协议,它允许不同系统和供应商之间的互操作性。

  • 通过将网络功能分为独立的层,它便于模块化的设计和实现。

  • 通过在特定层面上隔离问题,它实现了故障排除和测试。



OSI模型的缺点

  • 由于定义了七层具有许多功能和协议,因此它非常复杂和抽象。

  • 它与某些不遵循其结构或原则的现有网络技术不完全兼容。

  • 它没有被广泛实施,因为它主要用作参考模型而不是操作模型。

TCP/IP模型

TCP/IP模型代表传输控制协议/因特网协议模型。它在1970年代设计并用于互联网。TCP/IP模型定义了四个网络功能层。从处理物理介质的网络访问层到与用户交互的应用层。每个层执行特定的任务,并通过套接字和端口与任何其他层通信。

计算机网络中的OSI,TCP/IP和混合模型

TCP/IP模型有四个层:

  • 网络访问 :通过物理介质(电缆、无线)传输数据。

  • 因特网 :使用路由器和交换机在网络之间路由数据。

  • 传输 :在不同主机上的应用程序之间传递数据。

  • 应用 :提供用户界面和特定的应用程序服务。

TCP/IP模型的优点

  • 它简单且只有4个层。

  • 它与大多数现有的网络技术兼容。

  • 它是最常用和实现的。也用于互联网。

  • 它具有各种路由协议。

  • 它具有客户端-服务器架构,因此支持分布式计算。



TCP/IP模型的缺点

  • 它不够安全,可能受到攻击,例如SYN洪泛、IP欺骗等。

  • 传输层不保证数据包的传递。

  • 它在各个层之间没有明确的功能分离。

混合模型

混合模型将OSI和TCP/IP结合在一起,共有五个层:

  • 物理层: 通过电缆或无线信号传输原始位。

  • 数据链路层: 在节点之间提供无误差的数据传输。

  • 网络层: 使用路由器和交换机在网络之间路由数据。

  • 传输层: 确保主机上应用程序之间的端到端数据传递。

  • 应用层: 提供用户界面和应用服务。

混合模型的优点

  • 它在简单和复杂之间取得平衡。

  • 它提供互操作性。

  • 它具备灵活性和适应性。

混合模型的缺点

  • 通过混合不同结构和原理的不同模型,可能导致混淆和不一致性。

  • 它可能不支持某些由任何模型定义的高级和专业网络功能。

  • 它可能与不遵循其结构或原则的某些现有网络技术不完全兼容。

混合模型是有用的,因为它结合了两种模型的优点。它为理解和设计网络系统提供框架。它具有灵活性和兼容性,适用于不同的网络协议和技术。

OSI、TCP/IP和混合模型的区别

以下表格突出了这三种网络模型的不同特点:

OSI模型 TCP/IP模型 混合模型
它有7层:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。 它有4层:应用层、传输层、因特网层和网络接入层。 它有5层:应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。
它是描述网络通信功能的参考模型。 它是定义网络通信协议的实现模型。 它是将两个模型的特点结合起来的实际模型。
它支持面向连接和无连接的服务。 它主要支持面向连接的服务,如TCP。 它支持面向连接和无连接的服务。
它采用垂直方式,每一层与其相邻层进行通信。 它采用水平方式,每一层与另一设备上对应的层进行通信。 它根据不同层次采用垂直和水平方式。
它比TCP/IP模型不太可靠。 它比OSI模型更可靠。 它与TCP/IP模型一样可靠。

结论

数据通信是在网络上设备之间交换信息。OSI和TCP/IP模型定义了数据的格式化、传输和接收。

  • OSI有七层: 物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

  • TCP/IP有 层: 网络接入层、互联网层、传输层、应用层。

OSI提供了标准,但结构复杂。TCP/IP简单且广泛使用。混合模型结合了OSI和TCP/IP,提供了简单和复杂之间的平衡。它有五层:物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。每个模型都有优点和弱点。选择取决于网络需求。



计算机网络 精选笔记
计算机网络 TCP连接终止流程计算机网络 ASA自适应安全设备功能计算机网络 Relabel-to-front算法计算机网络 服务器虚拟化类型计算机网络 ACL访问列表计算机网络 DSL数字用户线路计算机 基于操作系统的虚拟化计算机网络 CBAC基于上下文的访问控制计算机网络 克里斯蒂安算法计算机网络 SSID服务集标识符计算机网络 VoIP互联网语音传输协议计算机网络 CRAM挑战响应认证机制计算机网络 ACL扩展访问列表计算机网络 Li-fi与Wi-fi区别计算机网络 自反访问列表计算机网络 SONET同步光传输网络计算机网络 WPA Wifi保护访问计算机网络 WPS计算机网络 ACL标准访问列表计算机网络 时间访问列表BCD到七段数码管解码器计算机网络 以太网帧格式计算机网络 AAA认证授权和计费计算机网络 AD管理距离和AS自治系统计算机网络 什么是3D互联网计算机网络 4G移动通信技术计算机网络 无线传输媒介的类型计算机网络 数据表示计算机网络 网络标准计算机网络 经典寻址 vs 无类别编址计算机网络 BOOTP和RARP之间的区别计算机网络 传输失真是什么计算机网络 WiFi和互联网的区别计算机网络 链路状态路由是什么计算机网络 层设计问题计算机网络 无线局域网是什么计算机网络 中继器是什么计算机网络 数据链路层的设计问题是什么计算机网络 TCP和UDP之间的区别计算机网络 SAN存储区域网络的组成部分计算机网络 漏桶算法是什么计算机网络 IEEE 802.11无线局域网标准是什么计算机网络 密码学是什么计算机网络 奇偶校验位是什么计算机 主存储器是什么计算机网络 数据链路层中的帧封装计算机网络 错误纠正码 - 汉明码计算机网络 网关是什么计算机网络 纯Aloha和分槽Aloha的区别计算机网络 PPP 点对点协议计算机网络 路由器是什么计算机网络 令牌桶算法是什么计算机网络 Hub和Switch是什么计算机网络 组件计算机网络 OSI参考模型计算机网络 NIC网络接口卡是什么计算机网络 TCP/IP参考模型计算机网络 互联网的优点和缺点计算机网络 数据链路层中的错误检测和纠正计算机网络 交换机是什么计算机网络 ALOHA协议计算机网络 DAN概述计算机网络 应用交付网络ADN概述计算机网络 室外移动性模型高斯-马尔可夫计算机网络 OSPF开放最短路径优先协议计算机网络 DAN桌面区域网络概述计算机网络 ADN应用交付网络概述计算机网络 室外移动性模型高斯-马尔可夫计算机网络 OSPF开放最短路径优先协议计算机 RAM与ROM的区别计算机网络 OSI、TCP/IP和混合模型计算机网络 TCP报文首部中的选项字段计算机 基于操作系统的虚拟化计算机网络 IPv4头部的选项字段计算机网络 USB和Ethernet的区别计算机网络 Firewire和Thunderbolt的区别计算机网络 RSTP和PVST的区别计算机网络 DMZ和端口转发的区别计算机网络 CAT6和CAT6A之间的区别计算机网络 放大和重传之间的区别