OSI,即“开放式系统互联”,一般称为“OSI参考模型”,OSI参考模型是一个具有7层协议结构的开放式系统互联模型,是一套普遍适用的规范集合,使得全球范围的计算机可进行开放式通信。而TCP/IP协议,即“传输控制协议/互联网网际协议”,它是在网络中使用的最基本的通信协议。从本质上来讲,OSI参考模型和TCP/IP协议模型,都是为了解决计算机通信和数据传输问题而制定的一套规则和约定。OSI参考模型,侧重于计算机通信;TCP/IP协议模型,更侧重于网络管理。

今天来简单分析对比一下,OSI参考模型和TCP/IP协议模型的相同之处与不同之处。

一、 层次结构

OSI参考模型与TCP/IP协议模型,都采用了分层体系结构,将庞大而复杂的问题转化为若干个较小且易于处理的子问题。不同的是,OSl参考模型划分为7层,分别是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层”;而TCP/IP协议模型,最多划分为5个层次,分别是:“物理层,数据链路层、网络层、传输层和应用层”。TCP/IP协议模型将OSI参考模型中的“会话层、表示层与应用层”这三个高层合并为一层,统称为“应用层”。严格来说,TCP/IP协议模型应该是一个四层的体系结构,从高到低,即:“应用层、传输层、网络层和数据链路层”。

在层次结构上,相同之处:都采用了分层体系结构;不同之处:TCP/IP参考模型比OSI参考模型更简化。

二、层次关系

OSI参考模型与TCP/IP模型各自层与层之间关系相似。在OSI参考模型中规定数据为协议数据单元(PDU),通常在该层的PDU前面增加一个字母的前缀,标识为哪一层数据。如会话层通过传送会话层协议数据单元(SPDU)和对等的会话层进行通信。相应的有应用层协议数据单元(APNJ)、表示层协议数据单元(PPDU)、段(Segment)、数据包(Packet)、帧(Frame)、比特流(Bit)。在网络通信中,通过传输层的PDU到对方的对等层,以实现通信。从逻辑上讲,对等层间的通信,是两个设备的同一层直接通信。而物理上,每一层都只与自己相邻的上下两层直接通信,下层通过服务访问点为上一层提供服务。当接受数据时,数据是自下而上传输;当发送数据时,数据则是自上向下传输的。在这一点上TCP/IP参考模型与OSI参考模型是一致的。只是TCP/IP参考模型相比OSI参考模型少了会话层协议数据单元(SPDU)和表示层协议数据单元(PPDU)。

在层次间关系上,相同之处:都是对等的层间通信;不同之处:TCP/IP参考模型比OSI参考模型层次更清晰简练。

三、功能

在功能上,大致相同,在两个模型中,传输层及以上的各层都是为了通信的进程提供点到点、与网络无关的传输服务;TCP/IP参考模型比OSI参考模型有更好的网络管理功能。

四、数据传输原理

把TCP/IP模型的数据传输原理分成几个步骤:

1、当应用进程A的数据传送到应用层时,应用层为数据加上本层的控制报头后,将其组织成应用层的数据服务单元,然后向下传输到传输层。

2、传输层收到该数据单元后,加上本层的控制报头,构成传输层的数据服务单元,该数据服务单元被称为报文(message)。

3、传输层将报文传送到网络层时,由于网络层数据单元的长度有限制,因此,传输层的长报文将被分为若干个较短的数据段。每个数据段再加上网络层的控制报头,就构成了网络层的数据服务单元,它被称为分组。

4、网络层的分组传送到数据链路层时,加上数据链路层的控制信息后构成数据链路层的数据服务单元,它被称为帧。

5、数据链路层的帧传送到物理层后,物理层将以比特流的方式通过传输介质传输出去。当比特流到达目的结点主机B时,再从物理层依层上传,每层对其对应层的控制报头进行处理,将用户数据交给高层,最终将进程A的数据送给主机B的进程B,实现了数据的透明传输。

在OSI参考模型中数据的传输和TCP/IP模型原理是完全一样的,只不过OSI参考模型在前面说的第二和第三步骤中还要加上对表示层和会话层数据单元的封装。实际上,不管是OSI参考模型还是TCP/IP模型,都是数据发送方的各层相当于将各自的控制信息添加到上层传来的数据上,然后一起打包继续向前传递,而数据接收方的各层则是将接到的数据包进行解压,去掉发送方对等层添加在数据上的控制信息,然后传递给上层,最终实现数据的传输。在数据传输原理上二者是没有太大区别的,但OSI模型会话层在大多数应用中很少用到,表示层几乎是窄的。

在数据链路层与网络层之间有很多的子层插入,每个子层有不同的功能。OSI模型将“服务”与“协议”的定义结合起来,使得参考模型变得格外复杂,使它的实现是困难的。同时,寻址、流控与差错控制在每一层里都重复出现,必然降低系统效率。而TCP/IP在服务、接口与协议的区别上不清楚。一个好的软件工程应该将功能与实现方法区分开来,TCP/IP恰恰没有很好地做到这点,这就使得TCP/IP模型对于使用新技术的指导意义不够。另外,TCP/IP的丰机一网络层本身并不是实际的一层,它定义了网络层与数据链路层的接口。物理层与数据链路层的划分是必要和合理的,一个好的参考模型应该将它们区分开来,而TCP/IP参考模型却没有做到这点。

五、 总结

1、OSI参考模型和TCP/IP模型之共同点:都是基于独立的协议栈的概念;它们的功能大体相似,在两个模型中,传输层及以上的各层都是为了通信的进程提供点到点、与网络无关的传输服务;OSI参考模型,与TCP/IP模型传输层以上的层都以应用为主导。

2、OSI参考模型与TCP/IP模型的主要差别:TCP/IP一开始就考虑到多种异构网的互联问题,并将网际协议IP作为TCP/IP的霞要组成部门。但ISO最初只考虑到使用一种标准的公用数据网将各种不同的系统互联在一起。TCP/IP一开始就对面向连接和无连接并重,而OSI在开始时只强调面向连接服务。TCP/IP有较好的网络管理功能,而这方面OSI至后来才开始这个问题,两者有所不同。

3、OSI参考模型与TCP/IP模型的相瓦关系:OSI模型是对发生在网络设备间的信息传输过程的一种理论化的描述,他仅仅是一种模型,并没有定义如何通过硬件和软件实现每一。层功能,但可以很有效地帮助我们理解数据传输的过程。

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