浅谈网络模型

引言

我们在前面几期文章中，不止一次提到过网络模型，虽然对于之前的内容来讲，是否理解网络模型并不影响对知识的理解，但是要想深入网络这个话题，网络模型始终是一个绕不开的话题。本文将对常见的两种网络模型做简单的介绍。

OSI参考模型

OSI（Open System Interconnect）中文翻译为开放式系统互联，一般会称为OSI参考模型。OSI参考模型是1984年由ISO正式推出的，其初衷是制定一套全面的计算机网络标准，全世界的用户可以方便地进行数据交换，从而带来新的合作和商机。
OSI参考模型最大的特点是逻辑分层。在网络初具规模之前，各个商业公司以及研究机构几乎都是独立发展的。因此OSI模型分层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，以帮助不同类型的主机设备实现数据传输。
OSI定义的网络框架有七层，从数据发送的角度看，依次如下（数据接收正好相反）：

• 应用层（Application）：处理应用程序用于与网络通信的技术。
• 表示层（Presentation）：负责数据格式转换、数据加密。
• 会话层（Session）：建立、管理和终止网络节点之间的连接。
• 传输层（Transport）：定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验。
• 网络层（Network）：负责在网络中进行网络消息的路由。
• 数据链路层（Data Link）：建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能。
• 物理层（Physical）：规定了在载体上发送和接收数据的硬件方法。

下图描述了数据从发送到接收在各层之间的传递过程（图片源自网络，侵删）。

有关各层的具体细节我们以后会更加详细的讨论。

从底向上，一共有七层，依次编号。我们有时候说某一层的时候，会直接用对应层号代替，比如路由器属于网络层设备，我们就说路由器是三层设备，HTTP协议属于应用层，我们就说HTTP协议是七层协议。

TCP/IP协议族

TCP/IP协议族是指一系列网络协议的总和，并不单单指TCP协议与IP协议。它定义了设备如何接入互联网以及数据之间如何相互传输。与OSI参考模型不同，TCP/IP协议族更偏向于实际使用，而OSI参考模型更偏向于学术。
我们一般把TCP/IP协议族分为4层，并且基本可以和OSI参考模型对应起来。参考下面表格。

理解了TCP/IP协议族的主要协议是理解整个网络的关键，同样，有关各协议的具体细节我们以后会更加详细的讨论。

对于TCP/IP协议族，我们通常不会对其分层进行编号，而是直接称呼层名。

其他

协议

我们迄今为止已经提到过许多次“协议”这个词语了。如何理解网络中的协议呢？
数据要在网络上从源主机到达目的目的，网络通信的参与方必须遵循相同的规则，这些规则就是协议。如果主机A没有按规则发送主机B可以理解的数据，那就是A没有遵守协议，B虽然接收到了数据，但是无法处理，此次数据发送的结果就是失败的。

OSI vs. TCP/IP

OSI和TCP/IP都是在20世纪70年代开始发展的，但是实际中使用的网络都是基于TCP/IP搭建起来的，TCP/IP成为了网络的事实标准，而OSI更多用于学术界。原因为何？
现在常见的每种技术标准都是当初从很多技术中竞争胜出的，而这种胜出有时不仅仅是技术的优劣，更重要的是和标准的推出者所占的市场份额以及实用性来决定的。起初ISO制定了七层网络模型，但是企业在实际生产研发时发现并不太实用，觉得太繁琐，而OSI在后期发展也极为缓慢，以至于大幅落后于TCP/IP，所以业界通常都用 TCP/IP ，而OSI基本上只作为参考模型存在了。

后记

本次我们非常简略的介绍了两种网络模型：OSI模型和TCP/IP协议族，下次我们继续介绍其他网络中的概念或协议。当我们介绍完网络中的基本概念和主要协议后，会提出一个实际的场景，帮大家把所有的知识都串起来，希望大家持续关注。