TCP IP模型分层| TCP IP网络分层功能
本文介绍了TCP IP网络模型层的功能，即物理层、数据链路层、网络层(IP)、传输层(TCP、UDP)和应用层。介绍了OSI层与TCP IP网络层之间的比较。
OSI(Open system Interconnection)是为定义七层而开发的，这七层使得两个不同厂商的系统能够进行通信。TCP IP协议主要用于internet应用。图中描述了TCP IP层与OSI层之间的对应关系。
图-1:OSI层与TCP IP模型层
在OSI层中，控制从一层传递到下一层，从第7层开始，应用程序层在一个站，继续到随后的底层，直到信息到达第1层。然后信息通过信道传输到下一站的第1层，然后再传输到后续各层，直到信息传递到第7层。OSI模型中的每一层都完成了前一层的工作，还添加了称为“头”的前缀信息。数据链路层添加了名为循环冗余检查的后缀作为“trailer”，用于错误检测。下面将简要介绍每个OSI层的功能。让我们了解OSI层和TCP IP层的功能。
OSI层和TCP层的功能
应用程序:
所有面向用户的应用程序都位于这一层。它包括FTP, Telnet，电子邮件等。
演示:
它对通过网络发送的数据进行格式化和加密。它的基本任务是通过对数据的处理，使应用层和网络层相互通信。它通过语法转换为应用程序进程提供了独立于数据表示差异的独立性。
会话:
它提供了连接运行在不同机器上的两个应用程序的控制机制。它涵盖了建立、维持和释放连接的基本功能。
交通:
保证两台主机之间可靠的数据通信。它负责两个主机之间的错误恢复和流量控制。它还分别实现了发送和接收主机的多路复用和解复用功能。
网络:
主要功能是分组的交换和路由。它添加了逻辑寻址来实现这一点。它还负责错误处理、拥塞控制和数据包排序。
数据链接:
它负责物理层中的错误。它提供流控制和帧同步。ARQ的实现是为了在错误包的情况下处理重传。在当今最新的技术中，它提供了介质访问控制功能，因此被称为MAC。MAC负责为各种应用程序(语音、数据等)寻求连接到网络的终端设备分配资源。
物理:
它主要负责物理介质(电缆、空气等)上的比特流传输。它提供了通过电缆或无线介质发送和接收数据的硬件手段。一些无线标准，如wlan, wimax, zigbee, LTE定义了物理层规范，这些规范照顾到前向纠错和调制解调功能，以及使信息适合传输。下图是互联网上计算机内部分层协议的逻辑结构。这个图来自RFC 1180，用来描述这个概念。
RFC1180描述了一个典型的互联网设备内部的协议逻辑结构，如下所述。
以太网电缆——ENET卡——ARP/IP——TCP/UDP——网络应用
如前所述，etnernet电缆直接与具有上层ARP或IP的以太网卡连接。它有上层TCP或UDP，所有应用程序都在运行。
每个设备都有自己的6字节的以太网地址，并侦听带有该目的地址的以太网帧。IP地址长度为4字节。以太网采用CSMA/CD。CSMA/CD意味着所有设备都在单一介质上通信，在这种介质中，一次只能有一台设备发送，所有设备都可以同时接收。
如果两个设备试图在同一时刻进行传输，则会检测到传输冲突，并且两个设备在尝试再次传输之前会随机等待一段时间。以太网帧包含目的地址、源地址、类型字段和数据。
跨TCP IP模型层的数据流
让我们了解TCP IP模型层的主机a和主机b之间的数据流通信。假设主机A正在发送数据包，主机B正在接收数据包。
•如上所述，所有主机接收数据包，每个主机将比较以太网头中的目标地址与自己的以太网或MAC地址(6字节)，如果匹配，则接受相同的地址，否则不注意。
•接下来它将检查类型字段(2字节长)，如果它是0x806，那么数据包将被传递到ARP模块，如果它是0x800，它将被传递到IP模块。ARP模块响应主机根据其逻辑(IP地址)寻找以太网地址。
•IP层接收到数据包后，将根据路由表和所接收数据包的IP头中嵌入的目的IP地址来决定数据包需要路由到哪里。IP头通常是20字节。
•如果主机是最终端系统，那么IP模块检查IP头中的协议字段(1字节长)。如果是0x06，则数据包被传递到TCP模块，如果是0x11，则数据包被传递到UDP模块。
•在TCP或UDP之上是应用层，那里通常会运行很多应用程序。每个应用程序的信息将基于嵌入在TCP或UDP报头中的“目的端口号”字段(16位长)传递。TCP利用“序列号字段”(32位长)以不规则顺序重新组装在不规则时间瞬间接收的所有IP数据图。例如，FTP有专用的端口地址23,Telnet有专用的端口地址21，用于向两者传递数据。
OSI层与TCP IP网络层的比较
下表是OSI层和TCP IP网络层的比较。
TCP IP协议栈开发团体
•互联网架构委员会(IAB)， www.iab.org/
•互联网工程任务组(IETF)， www.ietf.org/
•互联网协会，www.isoc.org/
•互联网名称与数字地址分配机构(ICANN)， www.icann.org/
•互联网研究工作组(IRTF)， www.irtf.org/
•万维网联盟(W3C)， www.w3.org/
TCPIP引用
•rfc1180, TCP IP教程
rfc793, TCP
•rfc826, arp
•RFC792, ICMP
•RFC768, UDP
TCP IP层相关链路
•电路交换与分组交换•局域网对广域网对城域网•什么是IP地址•什么是MAC地址•什么是中心•交换机是什么•什么是桥牌•路由器是什么•什么是网关•防火墙的基本知识•TCP-IP报文格式•ARP协议格式
有用的网络术语之间的差异
OSI层和TCPIP层的区别
TCP UDP的区别
FTP vs HTTP
FTP vs SMTP
FTP与TFTP
ARP vs RARP
NAT vs PAT
RIP vs OSPF
SLIP vs PPP
IMAP4 vs POP3
IPV4 vs IPV6
Internet和Intranet的区别