网络七层模型

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1、网络中的七层模型、五层模型、四层模型网络中的七层模型、五层模型、四层模型一：ISO 七层模型 OSI 模型有 7 层结构，每层都可以有几个子层。70 年代以来，国外一些主要计算机生产厂家先后推出了各自的网络体系结构，但它们都属于专用的。为使不同计算机厂家的计算机能够互相通信，以便在更大的范围内建立计算机网络，有必要建立一个国际范围的网络体系结构标准。国际标准化组织 ISO 于 1981 年正式推荐了一个网络系统结构-七层参考模型，叫做开放系统互连模型(Open System Interconnection，OSI)。由于这个标准模型的建立,使得各种计算机网络向它靠拢, 大大推动了网络通信的发展

2、。下面我简单的介绍一下这 7 层及其功能。OSI 的 7 层从上到下分别是： 7 应用层 6 表示层 5 会话层4 传输层3 网络层2 数据链路层 1 物理层 其中高层，既 7、6、5、4 层定义了应用程序的功能，下面 3 层，既 3、2、1 层主要面向通过网络的端到端的数据流。 （1）应用层：与其他计算机进行通讯的一个应用，它是对应应用程序的通信服务的。例如，一个没有通信功能的字处理程序就不能执行通信的代码，从事字处理工作的程序员也不关心 OSI 的第 7层。但是，如果添加了一个传输文件的选项，那么字处理器的程序员就需要实现 OSI 的第 7 层。示例：telnet，HTTP,FTP,WWW

3、,NFS,SMTP 等。 （2）表示层：这一层的主要功能是定义数据格式及加密。例如，FTP 允许你选择以二进制或ASCII 格式传输。如果选择二进制，那么发送方和接收方不改变文件的内容。如果选择 ASCII 格式，发送方将把文本从发送方的字符集转换成标准的 ASCII 后发送数据。在接收方将标准的 ASCII 转换成接收方计算机的字符集。示例：加密，ASCII 等。（3）会话层：他定义了如何开始、控制和结束一个会话，包括对多个双向小时的控制和管理，以便在只完成连续消息的一部分时可以通知应用，从而使表示层看到的数据是连续的，在某些情况下，如果表示层收到了所有的数据，则用数据代表表示层。示例：RP

4、C，SQL 等。（4）传输层：这层的功能包括是否选择差错恢复协议还是无差错恢复协议，及在同一主机上对不同应用的数据流的输入进行复用，还包括对收到的顺序不对的数据包的重新排序功能。示例：TCP，UDP，SPX。（5）网络层：这层对端到端的包传输进行定义，他定义了能够标识所有结点的逻辑地址，还定义了路由实现的方式和学习的方式。为了适应最大传输单元长度小于包长度的传输介质，网络层还定义了如何将一个包分解成更小的包的分段方法。示例：IP,IPX 等。 （6）数据链路层：他定义了在单个链路上如何传输数据。这些协议与被讨论的各种介质有关。示例：ATM，FDDI 等。（7）物理层：OSI 的物理层规范是有关

5、传输介质的特性标准，这些规范通常也参考了其他组织制定的标准。连接头、针、针的使用、电流、电流、编码及光调制等都属于各种物理层规范中的内容。物理层常用多个规范完成对所有细节的定义。示例：Rj45，802.3 等。二：TCP/IP 分层模型（大学的教科书中用这个五层模型）1、应用层：确定进程之间通信的性质以满足用户需求；应用层协议如支持万维网应用的 http 协议、支持电子邮件的 smtp 协议、支持文件传送的 ftp 协议等等 . 2、运输层：负责主机间不同进程的通信；协议有面向连接的 TCP（传输控制协议）、无连接的UDP（用户数据报协议）；数据传输的单位称为报文段或用户数据报 3、网络层：负

6、责分组交换网中不同主机间的通信；作用有二：发送数据时，将运输层中的报文段或用户数据报封装成 IP 数据报；选择合适路由 4、数据链路层：负责将网络层的 IP 数据报组装成帧5、物理层：透明地传输比特流三：TCP/IP 分层模型（四层）TCP/IP 分层模型（TCP/IP Layening Model）被称作因特网分层模型(Internet Layering Model)、因特网参考模型(Internet Reference Model)。下图表示了 TCP/IP 分层模型的四层。 其第四层，应用层 它 第三层，传输层 第二层，网间层 第一层，网络接口 其它 图 2.2 四层参考模型 TCP/I

7、P 协议被组织成四个概念层，其中有三层对应于 ISO 参考模型中的相应层。ICP/IP 协议族并不包含物理层和数据链路层，因此它不能独立完成整个计算机网络系统的功能，必须与许多其他的协议协同工作。TCP/IP 分层模型的四个协议层分别完成以下的功能：第一层网络接口层网络接口层包括用于协作 IP 数据在已有网络介质上传输的协议。实际上 TCP/IP 标准并不定义与 ISO 数据链路层和物理层相对应的功能。相反，它定义像地址解析协议(Address Resolution Protocol,ARP)这样的协议，提供 TCP/IP 协议的数据结构和实际物理硬件之间的接口。第二层网间层网间层对应于 OS

8、I 七层参考模型的网络层。本层包含 IP 协议、RIP 协议(Routing Information Protocol，路由信息协议)，负责数据的包装、寻址和路由。同时还包含网间控制报文协议(Internet Control Message Protocol,ICMP)用来提供网络诊断信息。第三层传输层传输层对应于 OSI 七层参考模型的传输层，它提供两种端到端的通信服务。其中 TCP 协议(Transmission Control Protocol)提供可靠的数据流运输服务，UDP 协议(Use Datagram Protocol)提供不可靠的用户数据报服务。第四层应用层应用层对应于 OSI

9、 七层参考模型的应用层和表达层。因特网的应用层协议包括Finger、Whois、FTP(文件传输协议)、Gopher、HTTP(超文本传输协议)、Telent(远程终端协议)、SMTP(简单邮件传送协议)、IRC(因特网中继会话)、NNTP（网络新闻传输协议）等，这也是本书将要讨论的重点。 TCP/IP 通信设计程序通信设计程序对于通信设计，我们一般可以根据用例很轻松的设计出一个通信范例出来。然而，据此就认为TCP/IP 编程很容易就不对了。TCP/IP 编程是一门很重要的学问。其复杂性主要体现在通信方式和报文格式的多样性上。一，通信方式，主要有两类：1， 一个 Client 方连接一个 Se

10、rver 方，称为点对点。2， 多个 Client 方连接一个 Server 方，这个就是我们通常的并发服务器。二，连接方式1， 长连接Client 与 Server 方先建立通讯连接，连接建立以后不断开，然后再进行报文的发送和接收。这种方式由于通信连接一直存在，可以使用下面的命令查看连接是否建立：netstat -f inet | grep 端口号。 这种方式通常用于点对点通信。2， 短连接Client 方与 Server 方每进行一次报文收发交易时才进行通信连接，交易完成以后就断开连接。此种连接方式适用于多个客户端和一个 Server 的的那种连接方式。三， 报文发送和接收方式1， 异步报

11、文发送和接收是分开的，相互独立的，互不影响。这种方式又分为两种情况：1), 异步双工： 接收和发送在同一个子程序中，有两个不同的子进程分别负责发送和接收；2), 异步单工： 接收和发送由两个不同的应用程序来完成。2，同步报文发送和接收是同步进行，即报文发送后等待接收返回报文。 同步方式一般要考虑超时的问题，即报文发出去以后不能无限等待，需要设定超时时间。超过该时间，发送方不再等待，读返回报文，直接通知超时返回。实际通信方式是这三类通信方式的组合。比如书上的范例一般是同步短连接的 Client/Server 应用程序。其中，异步长连接双工是最为复杂的一种通信方式。有时候经常会出现在不同银行，不同

12、城市的两套系统上进行通信。四，报文格式通信的报文格式多样性更多，相应的必须设计相应的读写报文和发送报文的函数。（一）阻塞与非阻塞方式1，非阻塞方式读函数不停地进行读动作，如果没有报文接收到，等待一段时间以后超时返回，这种方式需要设置超时时间。2，阻塞方式如果没有报文接收到，则函数一直处于等待状态，直到有报文到达。（二）循环读写方式1，一次性直接读写报文一次性发送的报文，全部都读写完。2，不指定长度循环读一般发生在短连接进程中，受网络路由的限制，一次较长的报文在传输的过程中被分解成好几个包。一次读取可能不能够完全读完报文，这就需要循环的反复读，直到读完为止。3，带长度报文循环读写这种情况一般是在长连接进程中，由于长连接中没有条件能够判断循环读什么时候结束，所以必须加上长度报文头。读函数先读取报文头的长度，再根据这个长度去读取实际的报文。通常的 Web 服务器都是采用的长连接，即客户端一次请求完后，不关闭连接，保持一段时间的连接。下次客户端再次请求时，不用创建新的连接，复用所保持的连接即可。