计算机网络基础教程：OSI模型和TCP IP模型

计算机网络模型是指对计算机网络进行抽象和设计的模型，这种抽象方式可以理解为将网络中的各种协议和通信方式进行分类和规范，以便更好地管理和维护网络。本文将深入探讨计算机网络中常见的两个模型——OSI模型和TCP/IP模型。

OSI模型

OSI模型是由国际标准化组织（ISO）制定的计算机网络协议参考模型，该模型的全称是Open System Interconnection Model（开放式系统互联模型），也叫ISO模型。

OSI模型共分为七层，每一层都有其特定的职责。

下面是对每个层级的详细描述：

1. 物理层

物理层主要指网络的传输媒介和传输方式，包括电气特性、光学特性、机械特性、编码方式等。物理层的职责是将高层的比特流转化为与传输媒介相适应的物理信号，以便传输和接收数据。

2. 数据链路层

数据链路层主要负责数据的传输和错误检测，包括数据的分帧、差错控制、链路管理和访问控制等。数据链路层不仅负责传输数据，还负责管理数据在物理层中的传输方式。

3. 网络层

网络层主要负责数据包的路由和转发，包括寻找最佳路径、路由算法、拥塞控制等。网络层能够确保数据在不同的网络之间进行交互和传递。

4. 传输层

传输层主要负责数据的分段和重组，包括面向连接的传输和无连接的传输。传输层能够确保数据的完整性和可靠性，常用的协议有TCP和UDP。

5. 会话层

会话层主要负责建立和管理不同设备之间的会话，包括会话的开始、中断和恢复等。会话层提供了相互通信设备之间的逻辑连接，帮助应用层进行数据交互。

6. 表示层

表示层主要负责数据的格式化和编码，包括数据的加密、压缩、解密等。表示层使不同设备之间能够进行有效的数据交换，确保数据的可读性和可解释性。

7. 应用层

应用层是网络模型中最高层的层级，主要负责与用户进行交互，包括各种网络应用的协议，如HTTP、FTP、SMTP等。应用层能够向用户提供网络应用和数据传输服务。

TCP/IP模型

TCP/IP模型是通信协议族，是Internet所使用的协议体系。TCP/IP模型常被称为TCP/IP协议栈，整个协议栈包括四层，分别是网络接口层、网络层、传输层和应用层，其中，网络接口层通常是指数据链路层和物理层的组合。

下面是对每个层级的详细描述：

1. 网络接口层

网络接口层主要负责进行物理层和数据链路层之间的交互，它能够为IP数据报提供物理传输服务。网络接口层中常见的协议有以太网、FDDI和ATM等。

2. 网络层

网络层与OSI模型的网络层相似，主要负责数据包的路由和转发，同时也负责保证数据包的可靠性和完整性。网络层中的协议主要有IP协议以及与IP协议相关的协议如ARP、ICMP和IGMP等。

3. 传输层

传输层感觉OSI模型的传输层相似，主要负责数据的分段和重组，可提供端到端的数据传输。传输层中最常见的协议是TCP和UDP。

4. 应用层

应用层与OSI模型的应用层相似，主要负责处理用户或应用程序之间进行的通信请求。应用层中包含许多协议，包括HTTP、FTP、SMTP、DNS等。

小结

OSI模型和TCP/IP模型都是网络模型中的标准模型，它们都有其独特的设计思路和应用场景。OSI模型具有层次清晰、灵活性高等优点，但是也因为过于复杂而没有被广泛采用，而TCP/IP模型则被广泛应用于互联网和局域网中。选择合适的网络模型能够大大提高计算机网络的可靠性、性能和安全性。