TCP/IP模型
OSI的7层协议体系结构将网络结构定义得非常清楚,理论也比较完整,但相对比较复杂,不太实用。而随着互联网的发展,TCP/IP 的5层体系结构得到了广泛的应用,已经成为事实上的标准。
TCP/IP模型与OSI参考模型的不同点在于,TCP/IP 把表示层和会话层都归入了应用层。TCP/IP 模型由下至.上依次分为物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层5个层次。
OSI参考模型和TCP/IP模型在分层结构上的区别。

1.物理层
物理层的作用是透明传递比特(bit)流,发送方发送1或者0的时候,接收方应当收到1或者0,而不是0或者1。要实现这个目的,物理层需要实现以下功能。
(1)规定介质类型、接口类型、信令类型。
(2)规范终端系统之间激活、维护和关闭物理链路的电气、机械、流程和功能等方面的要求。
(3)规范电平、数据速率、最大传输距离和物理接头等特征。
物理层标准规定了物理介质和用于将设备与物理介质相连的接头。局城网常用的物理层标准有IEEE制定的以太网标准802.3、 令牌总线标准802.4、令牌环网标准802.5, 以及美国国家标准组织( ANSI]的X3T9.5委员会制定的光缆标准一光纤 分布式数据接口( Fiber Distributed Data Interface, FDDI)等。广域网常用的物理层标准有电子工业协会和电信工业协会( EIATIA)制定的公共物理层接口标准EIATIA-232 (即RS- 232)、国际电信联盟(ITU )制定的申行线路接口标准V.24和V.35,以及有关各种数字接口的物理和电气特性的标准G.703等。
物理层介质主要有同轴电缆( Coaxical Cable)、双绞线(TwistedPair)、光纤(Fiber)、 无线电波(Wireless Radio )等。设备有中继器和集线器,但是随着网络的发展,这两种设备已经很少使用。
2.数据链路层
数据链路层是osI参考模型中的第2层,介于物理层和网络层之间。它负责从上而下将源自网络层的数据封装成帧,从下而上将源自物理层的比特流划分为帧,并控制帧在物理信道上的传输,主要包括如何处理传输差错、如何调节发送速率以便与接收方相匹配,以及在两个网络实体之间进行数据链路通路的建立、维持和释放的管理。
在IEEE 802标准中,数据链路层又分为两个逻辑子层:逻辑链路控制子层(Logic Link Controlsublayer LC)和介质访问控制子层( Media Aces Control sublayer, MAC),如图

LLC子层位于网络层和MAC子层之间,负责识别协议类型,并对数据进行封装以便通过网络进行传输。MAC子层负责指定数据如何通过物理线路进行传输,并向下与物理展通信。它具有物理编址、网络拓扑、线路规范、错误通知、按序传递和流量控制等功能。
MAC子层定义的物理编址用于唯一地标识一 台网络设备,这个地址就是MAC地址。IEEE规定的网络设备MAC地址是全球唯的,由48个二进制位组成,通常用12位十六进制数字来表示。其中,前6位十六进制数字由IEEE统分配给设备制造商,后6位十六进制数由各个厂商自行分配。
数据链路层中定义的协议有以太网协议( Ethermet )、 高级数据链路控制( High level Data Link Control,HOLC)、点对点协议(Poin- to Pint Prool, PP帧中继(Fame Relay, FR)协议等。数据链路层常见的设备是以太网交换机。
3.网络层
网络层负责在网络之间将数据包从源转发到目的地。在发送数据时,网络层把传输层产生的报文段加上网络层的头部信息封装成包的形式进行传送;在接收时,网络层根据对端添加的头部信息对包进行相应的处理。
网络层在整个分层结构中主要功能有两个。
(1)提供逻辑地址:网络层定义了一个地址,用于在网络层唯一标识一台网络设备。
网络层地址在TCP/IP模型中即为IP地址。IP地址目前分为两个版本,IPv4地址和IPv6地址,现阶段IPv4地址在现网中的应用较为广泛。IPv4地址的常用表示方法为点分十进制,如10.8.2.48。
(2)路由:将数据报文从某一链路转发到另一链路。
网络层定义的协议常见的有网际协议(Internet Procol, IP)、 网际控制报文协议(Intermet Control Message Procol, ICMP)、地址解析协议(Addres Resolution Procol, ARP)、反向地址解析协议( Reverse Addres Resolution Protocol, RARP )。网络层常见的设备是路由器。
4.传输层
传输层为上层应用屏放了网络的复杂性,并实现了主机应用程序间端到端的连通性,主要具备以下基本功能。.
(1)将应用层发往网络层的数据分段或将网络层发往应用层的数据段进行合并。
(2)建立端到端的连接,主要是建立逻辑连接以传送数据流。
(3)实现主机间的数据段传输。在传送过程中可通过计算校验以及流控制的方式保证数据的正确性,其中流控制可以避免缓冲区溢出。
(4)部分传输层协议能保证数据传送的正确性。主要是在数据传送过程中确保同一数据既不多次传送,也不丢失,以及保证数据报的接收顺序与发送顺序一致。
TCPIP协议栈中的传输层协议主要有两种:传输控制协议( rasisin Control Potocol, TCP )和用户数据报协议(User Datagram Proccol, UDP )。TCP提供面向连接的、可靠的字节流服务,UDP提供无连接的、面向数据报的服务。
5.应用层
应用层是体系结构中的最高层,直接为用户应用进程提供服务,主要功能有以下3类。
(1)为用户提供接口、处理特定的应用。
(2)数据加密、解密、压缩、解压缩。
(3)定义数据表示的标准。
应用层有许多协议,用来帮助用户使用和管理TCPIP网络,如基于TCP传输层协议工作的文件传输协议( File Transfer Protocol, FTP )、远程登录协议( Telinet ).超文本传输协议、简单邮件传输协议( Simple Mail Transfer Protocol, SMTP) 等;基于UDP工作的简单文件传输协议( Trvial File Transfer Protocol,TFTP)、简单网络管理协议(Simple Network Management Protocol, SNMP )等。其中部分协议如域名系统( Domain Name System, DNS),既可以封装在TCP头部中,也可以封装在UDP头部中。