深入理解通信模型

OSI七层模型

主要目的

OSI七层模型的主要目的是为解决不同网络互连时所遇到的兼容性问题，通过七个层次化的结构模型使不同的系统、不同的网络之间实现可靠的通信

主要功能

1. 物理层：单位比特，定义物理连接和电信号传输，如电缆、连接器等

2. 数据链路层：单位帧，分MAC子层和LLC子层，负责网络节点之间的数据传输和错误检测，如帧的封装、发送和接收等

   • MAC子层：帧的封装与解封装、识别MAC地址、内置协议确保数据的有序传输，主要对接物理层

   • LLC子层：使不同类型的网络协议能够在同一物理介质上进行通信，将不同的网络协议数据封装到同一个数据链路帧中，通过一定的机制（如确认应答、超时重传等）来确保数据的可靠传输、分段重组较大的数据包，主要对接网络层

     目的MAC地址	源MAC地址	T/L(Type/Length)	数据	FCS
     DMAC	SMAC	协议类型（IP/ARP等）	DATA	帧校验序列
     		T/L>=1536 Ethernet_II帧
     		T/L<=1500 IEEE802.3帧

3. 网络层：单位包，将数据包从源节点传输到目标节点，通过路由选择实现数据包在网络中的传输

   

4. 传输层：单位段，负责端到端的数据传输和可靠性保证，如TCP和UDP协议

   

   • UDP用户数据报协议：无连接、不可靠，不顾死活，支持一对一，一对多，多对多
   • TCP传输控制协议：面向连接、可靠，只支持点对点

5. 会话层：建立和维护会话，确保通信双方之间的会话过程畅通

6. 表示层：负责数据格式的编码和解码，确保数据在传输过程中的一致性和可理解性

7. 应用层：负责网络应用的实际运行，如HTTP、FTP等协议

最大优点

将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来，使得各层之间具有很强的独立性

使网络的不同功能模块（不同层次）可以分担起不同的职责，从而简化问题、便于管理和维护

主要优点

1. 独立性：各层之间相对独立，便于技术更新和维护
2. 灵活性：允许使用不同的协议和技术组合，以满足不同的网络需求
3. 维护性：故障定位更容易，因为可以逐层排查

主要缺点

层次较多，对服务定义和协议极其复杂，难以实现，有些功能重复出现（例如编址、流量的控制和差错的控制）增加系统的延迟和开销

TCP/IP四层模型

主要目的

简化OSI模型使之更容易实现，为网络提供一套统一的通信协议，以实现不同计算机之间的数据传输和通信

主要功能

1. 网络接口层：负责数据在物理网络上的传输，如以太网帧的发送和接收
2. 网络层（网际层）：负责数据包的选路和转发，主要协议为IP协议
3. 运输层：提供端到端的通信服务，主要协议为TCP和UDP
4. 应用层：负责网络应用的实际运行，如HTTP、FTP、TELNET等协议

最大优点

相对OSI七层模型更为简洁，减少了层次和复杂度，提高了处理效率

主要优点

1. 简洁性：层次较少，处理过程相对简单
2. 效率：由于层次少，减少了数据传输的延迟和开销
3. 广泛应用：TCP/IP协议族已经成为互联网的标准协议，得到了广泛应用

主要缺点

在某些方面可能不如OSI七层模型细致和灵活，如错误检测和纠正机制可能不如OSI七层模型完善

但TCP/IP协议族通过其他机制（如TCP的确认应答、超时重传等）来弥补这些不足