OSI和TCP/IP

        我们生活中各方面都离不开网络，那网络究竟是什么东西呢？它是怎么做到让在不同地点的人无视空间距离完成通信的呢？首先我们来了解一下网络的基本概念。网络是由节点和连线构成，表示诸多对象及其相互联系。在数学上，网络是一种图，一般认为专指加权图。网络除了数学定义外，还有具体的物理含义，即网络是从某种相同类型的实际问题中抽象出来的模型。在计算机领域中，网络是信息传输、接收、共享的虚拟平台，通过它把各个点、面、体的信息联系到一起，从而实现这些资源的共享。网络是人类发展史来最重要的发明，提高了科技和人类社会的发展。以上这些是百度的网络概念，看了之后依然让人一脸懵逼，还是不怎么看的懂。

        那么在我看来网络其实就是指处于不同地理位置的多台具有独立功能的计算机系统通过通信设备和通信介质互连起来，并以功能完善的网络软件进行管理并实现网络资源共享和信息传递的系统。从微观上来说，网络的功能就是将不同地理位置的计算机联结起来，使其相互之间可以收发电子信号。对两台通信的终端而言，网络可以虚拟成连接它们的一根电缆。这么看是不是就有点明白了?简单那来讲网络就是把不同地方的物理设备连接起来实现资源共享，和相互通信的一张虚拟网。

        网络是怎么实现物理设备之间相互通信的呢？计算机与网络设备要相互通信，双方就必须基于相同的方法。比如，如何探测到通信目标、由哪一边先发起通信、怎样结束通信等规则都需要事先确定。不同的硬件、操作系统之间的通信，所有的这一切都需要一种规则。而我们就把这种规则称为协议（protocol）TCP/IP 是互联网相关的各类协议族的总称。

        协议中存在各式各样的内容。从电缆的规格到 IP 地址的选定方法、寻找异地用户的方法、双方建立通信的顺序，以及Web
页面显示需要处理的步骤，等等。像这样把与互联网相关联的协议集合起来总称为
TCP/IP（TCP和IP都是网络协议的一部分，TCP是传输控制协议，IP是网际协议，用这两个协议来统称整个协议族，可见这两个协议的重要性）

        TCP/IP协议的基本传输单位是数据包(Datagram)。TCP协议负责把数据分成若干个数据包，并给每个数据包加上包头；IP协议在每个包头上再加上接收端主机地址，这样数据找到自己要去的地方。如果传输过程中出现数据丢失、数据失真等情况，TCP协议会自动要求数据重新传输，并重新组包。总之，IP协议保证数据的传输，TCP协议保证数据传输的质量。TCP/IP协议数据的传输基于TCP/IP协议的四层结构：应用层、传输层、网络层、网际接口层，数据在传输时每通过一层就要在数据上加个包头，其中的数据供接收端同一层协议使用，而在接收端，每经过一层要把用过的包头去掉，这样来保证传输数据的格式完全一致。

         既然说到TCP/IP，如大家所见，不得不说说osi七层模型，虽然OSI参考模型的实际应用意义不是很大，但其的确对于理解网络协议内部的运作很有帮助，也为我们学习网络协议提供了一个很好的参考。在现实网络世界里，TCP/IP协议栈获得了更为广泛的应用。

        在这个OSI七层模型中，每一层都为其上一层提供服务、并为其上一层提供一个访问接口或界面。不同主机之间的相同层次称为对等层。如主机A中的表示层和主机B中的表示层互为对等层、主机A中的会话层和主机B中的会话层互为对等层等。对等层之间互相通信需要遵守一定的规则，如通信的内容、通信的方式，我们将其称为协议（Protocol）。OSI参考模型的提出是为了解决不同厂商、不同结构的网络产品之间互连时遇到的不兼容性问题。但是该模型的复杂性阻碍了其在计算机网络领域的实际应用。
与此对照，后面我们将要学习的TCP/IP参考模型，获得了非常广泛的应用。实际上，也是目前因特网范围内运行的唯一一种协议。

        但是在TCP/IP参考模型中，去掉了OSI参考模型中的会话层和表示层（这两层的功能被合并到应用层实现）。同时将OSI参考模型中的数据链路层和物理层合并为主机到网络层。下面，分别介绍各层的主要功能。

1.主机到网络层 （比特）
实际上TCP/IP参考模型没有真正描述这一层的实现，只是要求能够提供给其上层-网络互连层一个访问接口，以便在其上传递IP分组。由于这一层次未被定义，所以其具体的实现方法将随着网络类型的不同而不同。
  2.网络互联层（数据帧）
网络互连层是整个TCP/IP协议栈的核心。它的功能是把分组发往目标网络或主机。同时，为了尽快地发送分组，可能需要沿不同的路径同时进行分组传递。因此，分组到达的顺序和发送的顺序可能不同，这就需要上层必须对分组进行排序。 网络互连层定义了分组格式和协议，即IP协议（Internet Protocol）。
网络互连层除了需要完成路由的功能外，也可以完成将不同类型的网络（异构网）互连的任务。除此之外，网络互连层还需要完成拥塞控制的功能。
  3.传输层（数据包）
在TCP/IP模型中，传输层的功能是使源端主机和目标端主机上的对等实体可以进行会话。在传输层定义了两种服务质量不同的协议。即：传输控制协议TCP（transmission
control protocol）和用户数据报协议UDP（user datagram protocol）。 TCP协议是一个面向连接的、可靠的协议。它将一台主机发出的字节流无差错地发往互联网上的其他主机。在发送端，它负责把上层传送下来的字节流分成报文段并传递给下层。在接收端，它负责把收到的报文进行重组后递交给上层。TCP协议还要处理端到端的流量控制，以避免缓慢接收的接收方没有足够的缓冲区接收发送方发送的大量数据。 UDP协议是一个不可靠的、无连接协议，主要适用于不需要对报文进行排序和流量控制的场合。
  4.应用层（数据段）

TCP/IP模型将OSI参考模型中的会话层和表示层的功能合并到应用层实现。 应用层面向不同的网络应用引入了不同的应用层协议。其中，有基于TCP协议的，如文件传输协议（File Transfer
Protocol，FTP）、虚拟终端协议（TELNET）、超文本链接协议（Hyper Text Transfer
Protocol，HTTP），也有基于UDP协议的。