OSI七层与TCP/IP四层模型

2、层次关系

一.物理层：
   目的：保证原始数据比特流的无误传输。
   任务：物理层定义电压、接口、线缆标准、传输距离等。物理层协议定义接口的四个基本功能特性：
    机械特性：说明了接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列等。
    电气特性：说明在接口电缆的哪根线上出现的电压应为什么范围。
    功能特性：说明某根线上出现的某一电平的电压表示何种意义。
    规程特性：说明对不同功能的各种可能事件的出现顺序。

二.数据链路层与交换机：
数据链路层的功能：
      数据链路的建立、维护与拆除
      帧包装、帧传输、帧同步
      物理地址定义
      网络拓扑结构（以太网帧、令牌环帧）
      差错控制（帧的差错恢复）、流量控制
      采用透明传输的方法将帧中的数据和控制信息分开

交换机转换原理：
转发：交换机根据MAC地址表单播转发数据帧
学习：MAC地址表是交换机通过学习接收的数据帧的源MAC地址来形成的
广播：如果目标地址在MAC地址表中没有，交换机就向除接收到该数据帧的端口外的其他所有端口广播该数据帧
更新：交换机MAC地址表的老化时间是300秒，交换机如果发现一个帧的入端口和MAC地址表中源MAC地址的所在端口不同，交换机将MAC 地址重新学习到新的端口

三.网络层：
功能：定义了基于IP协议的逻辑地址，连接不同的媒介类型，选择数据通过网络的最佳路径。
路由：跨越从源主机到目标主机的一个互联网络来转发数据包的过程
路由表：在路由器中维护的路由条目，路由器根据路由表做路径选择。
静态路由
  特点：路由表是手工设置的；除非网络管理员干预，否则静态路由不会发生变化；路由表的形成不需要占用网络资源
  适用环境：一般用于网络规模很小、拓扑结构固定的网络中
默认路由
   特点：在所有路由类型中，默认路由的优先级最低
   适用环境：一般应用在只有一个出口的末端网络中或作为其他路由的补充
动态路由：网络中的路由器之间相互通信，传递路由信息，利用收到的路由信息更新和维护路由表的过程；基于某种路由协议实现的
   特点：减少管理任务，占用网络带宽
lRIP是为TCP/IP环境中开发的第一个路由选择协议标准

RIP是一个距离-矢量路由选择协议
RIP工作原理：RIP路由协议向邻居发送整个路由表信息；RIP路由协议以跳数作为度量值根据跳数的多少来选择最佳路由；最大跳数为15跳，16跳为不可达；经过一系列路由更新，网络中的每个路由器都具有一张完整的路由表的过程，称为收敛

四：传输层协议与应用：
传输层的作用：IP层提供点到点的连接而传输层提供端到端的连接
TCP（Transmission Control Protocol 传输控制协议）
      可靠的、面向连接的协议;传输效率低
TCP需要克服：网络的延迟和抖动；网络的报文丢失；网络路径上，不同段的最大传输大小；其它的各种可能的失败情况
UDP（User Datagram Protocol用户数据报协议）
    不可靠的、无连接的协议（ UDP是无连接的，其可靠性基本等同于IP层）;
    传输效率高：直接在IP分组的基础上，增加一个8字节的UDP头
UDP的适用情景：简单的“请求-响应”服务(如DNS，请求www.baidu.com的IP地址)；数据的时效性要求比较高，但是完整性和正确性要求不高的情景

四：应用层协议与应用
功能：和应用程序协同工作，利用基础网络交换应用程序专用的数据
常用的应用层协议： DNS、SMTP与POP3、HTTP与HTTPS、Telnet、 FTP与TFTP

DNS (Domain Name System 域名系统)
完成域名与IP地址之间的映射（ nslookup ）
端口 udp 53 / tcp 53

SMTP(Simple Mail Transfer Protocol－简单邮件传输协议)
用于发送和接收邮件
端口号25

POP3(Post Office Protocol v3－邮局协议版本3)
用于客户端接收邮件
端口号110

HTTP(Hypertext Transfer Protocol－超文本传输协议)
用于传输Internet浏览器使用的普通文本、超文本、音频和视频等数据
端口号为TCP的80

HTTPS(安全超文本传输协议)
基于HTTP开发
提供加密，可以确保消息的私有性和完整性
端口号为443

Telnet (Terminal Network)
用于文本方式远程管理计算机或路由器等网络设备
端口号为TCP的23

FTP（File Transfer Protocol-文件传输协议）
用于传输文件
端口号为TCP的21和20

TFTP(Simple File Transfer Protocol－简单文件传输协议)
用于文件传输
端口号为UDP的69

OSI七层和TCP/IP四层对应关系