第2章isoosi和tcpip模型
OSI七层模型与TCPIP五层模型
OSI七层模型与TCPIP五层模型博主是搞是个FPGA的，⼀直没有真正的研究过以太⽹相关的技术，现在终于能静下⼼学习⼀下，希望⾃⼰能更深⼊的掌握这项最基本的通信接⼝技术。
下⾯就开始搞了。
⼀、OSI参考模型今天我们先学习⼀下以太⽹最基本也是重要的知识——OSI参考模型。
1、OSI的来源OSI（Open System Interconnect），即开放式系统互联。
⼀般都叫OSI参考模型，是ISO（国际标准化组织）组织在1985年研究的⽹络互连模型。
ISO为了更好的使⽹络应⽤更为普及，推出了OSI参考模型。
其含义就是推荐所有公司使⽤这个规范来控制⽹络。
这样所有公司都有相同的规范，就能互联了。
2、OSI七层模型的划分OSI定义了⽹络互连的七层框架（物理层、数据链路层、⽹络层、传输层、会话层、表⽰层、应⽤层），即ISO开放互连系统参考模型。
如下图。
每⼀层实现各⾃的功能和协议，并完成与相邻层的接⼝通信。
OSI的服务定义详细说明了各层所提供的服务。
某⼀层的服务就是该层及其下各层的⼀种能⼒，它通过接⼝提供给更⾼⼀层。
各层所提供的服务与这些服务是怎么实现的⽆关。
3、各层功能定义这⾥我们只对OSI各层进⾏功能上的⼤概阐述，不详细深究，因为每⼀层实际都是⼀个复杂的层。
后⾯我也会根据个⼈⽅向展开部分层的深⼊学习。
这⾥我们就⼤概了解⼀下。
我们从最顶层——应⽤层开始介绍。
整个过程以公司A和公司B的⼀次商业报价单发送为例⼦进⾏讲解。
<1> 应⽤层OSI参考模型中最靠近⽤户的⼀层，是为计算机⽤户提供应⽤接⼝，也为⽤户直接提供各种⽹络服务。
我们常见应⽤层的⽹络服务协议有：HTTP，HTTPS，FTP，POP3、SMTP等。
实际公司A的⽼板就是我们所述的⽤户，⽽他要发送的商业报价单，就是应⽤层提供的⼀种⽹络服务，当然，⽼板也可以选择其他服务，⽐如说，发⼀份商业合同，发⼀份询价单，等等。
<2> 表⽰层表⽰层提供各种⽤于应⽤层数据的编码和转换功能,确保⼀个系统的应⽤层发送的数据能被另⼀个系统的应⽤层识别。
OSI七层模型和TCPIP模型及对应协议(详解)
OSI七层模型和TCPIP模型及对应协议（详解）1.OSI七层模型OSI（Open Systems Interconnection）七层模型是国际标准化组织（ISO）制定的一种网络体系结构模型，将计算机网络的功能划分为七个层次，每个层次负责不同的任务。
这些层次从底层到顶层分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
-物理层：负责传输比特流，即原始的0和1的比特流。
-数据链路层：将物理层传输的数据流划分为数据帧，并在物理传输媒介上发送和接收数据帧。
-网络层：负责通过不同网络节点进行数据的路由和转发，实现数据包的传输。
-传输层：负责端到端的通信连接，在传输过程中确保数据的可靠传输和错误控制。
-会话层：负责建立、管理和终止应用程序之间的通信会话。
-表示层：负责数据的格式化和解码、加密和解密，确保接收方能够正确理解发送方的数据。
-应用层：提供用户与网络的接口，支持各种应用程序的网络访问和通信。
2.TCP/IP模型TCP/IP模型是一种通信协议体系结构，目前是互联网的基础协议。
TCP/IP模型由四个层次构成，分别为网络接口层、互联网层、传输层和应用层。
-网络接口层：负责将数据帧从物理层传输到网络层，并对数据进行分割和重组。
-互联网层：负责将数据包从源主机传输到目的主机，包括IP协议、ARP协议和ICMP协议等。
-传输层：负责数据的可靠传输和错误控制，包括TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）等。
-应用层：提供用户与网络的接口，支持各种应用程序的网络访问和通信，包括HTTP、FTP、SMTP等协议。
3.OSI七层模型和TCP/IP模型的对应关系及协议：-OSI的物理层对应TCP/IP的网络接口层，协议包括以太网、Wi-Fi 等。
-OSI的数据链路层对应TCP/IP的网络接口层，协议包括以太网、Wi-Fi等。
-OSI的网络层对应TCP/IP的互联网层，协议包括IP、ARP、ICMP等。
TCPIP模型及OSI七层参考模型各层的功能和主要协议
TCPIP模型及OSI七层参考模型各层的功能和主要协议TCP/IP模型和OSI七层参考模型是两种不同的网络协议体系架构，用于描述和管理计算机网络中传输数据的过程。
虽然它们是两个独立的模型，但是它们之间存在着很多相似之处。
下面详细介绍TCP/IP模型和OSI七层参考模型各层的功能和主要协议。
一、TCP/IP模型TCP/IP模型是互联网常用的网络协议体系架构，由四个层次构成，即网络接口层、网际层、传输层和应用层。
1.网络接口层：网络接口层是通过物理连接和电流，将数据变成二进制电信号以便于在网络中传输。
它负责将数据包转换成比特流传输，是数据在局域网中的传输介质，主要包含物理层和数据链路层。
物理层：负责物理传输介质的传输细节，如光纤、电缆等。
数据链路层：负责数据在物理网络中的传输，通过帧传输保证数据的准确性，如以太网、WiFi等。
主要协议：Ethernet、PPP、ARP等。
2.网际层：网际层是在网络中定位和标识主机的过程，它负责通过IP地址将数据传输到目标主机。
网际层是TCP/IP模型中最重要的层，提供传送和路由数据包的功能。
主要协议：IP、ICMP、ARP、RARP等。
3.传输层：传输层主要是为应用层提供可靠的数据传输，负责数据的分段、传输和排序，确保数据的有序、可靠和无差错。
主要协议：TCP、UDP。
4.应用层：应用层是TCP/IP模型最上层的层次，主要是用户和网络应用之间的接口层。
应用层的协议提供了网络应用之间的通信。
主要协议：HTTP、FTP、SMTP、DNS等。
二、OSI七层参考模型OSI（Open System Interconnection）七层参考模型是国际标准化组织（ISO）提出的通信协议模型，它将数据传输过程分成了七个不同层次，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。
1.物理层：物理层是物理媒介上数据的传输和传输的电流、光信号转换的功能部分，负责传输原始的比特流。
OSI模型与TCPIP协议的关系
OSI模型与TCPIP协议的关系OSI模型与TCP/IP协议的关系在计算机网络领域中，为了实现不同设备之间的通信和数据传输，出现了OSI模型（Open Systems Interconnection Model）和TCP/IP协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）。
OSI模型是一种理论框架，用于描述和规范计算机网络中各个层次的功能和交互关系，而TCP/IP协议则是一种实际应用在网络中的协议集合，它实现了OSI模型中的相关功能。
OSI模型总共分为七个层次，每个层次负责不同的功能。
而TCP/IP协议则是根据OSI模型进行了简化和整合，将其分为四个层次。
下面将逐层介绍OSI模型和TCP/IP协议的关系。
第一层：物理层（Physical Layer）物理层是OSI模型和TCP/IP协议中的第一层。
它定义了硬件设备之间数据传输的物理特性和参数。
OSI模型中的物理层负责电压、电流、物理接口等底层细节，而TCP/IP协议中的物理层则更加关注网络传输媒介，如以太网、无线等。
第二层：数据链路层（Data Link Layer）数据链路层是OSI模型和TCP/IP协议中的第二层。
它负责将物理层所传输的数据包进行分割和组装，并进行差错检测和纠正。
OSI模型中的数据链路层主要包括了逻辑链路控制（LLC）和媒体访问控制（MAC）两个子层，而TCP/IP协议中的数据链路层则更加关注网络节点之间的直接通信，如以太网、无线等。
第三层：网络层（Network Layer）网络层是OSI模型和TCP/IP协议中的第三层。
它负责为数据包选择合适的路径和转发决策，以实现不同网络之间的数据传输。
OSI模型中的网络层包括了路由（Routing）和网络互联（Network Interconnection）等功能，而TCP/IP协议中的网络层则主要使用IP协议来实现数据的寻址和路由。
ISO参考模型和TCPIP结构
网络工程技术电子教案
2.1.3 OSI参考模型中的数据封装过程
数据接收端 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
DATA AH DATA PH AH DATA SH PH AH DATA TH SH PH AH DATA NH TH SH PH AH DATA DH NH TH SH PH AH DATA DT 比特流
（发送序 号＝201） （确认序 号
2nd 3rd
②目标主机回送一个数据段，带有相 应的发送序号和确认序号。
③目标主机发送FIN=1的数据段表示 结束会话。
④源主机回送一个数据段，并带有相 应的发送序号和确认序号。
＝502）（ 标
志位：AC
K=1）
4th
⑤至此源主机和目标主机释放该次 TCP连接。
图1-2-9
2010年8月
网络工程技术电子教案
4．传输层（Transport Layer） 第一个端到端，即主机到主机的层次。负责将上层数据分段并提供端 到 端的、可靠的或不可靠传输，同时还处理差错控制和流量控制。 数据单位为段 典型的协议有：tcp、udp、spx等。 5．会话层（Session Layer） 管理主机之间的会话进程，负责建立、管理、终止进程间的会话。 典型的协议有:NETBIOS、ZIP等。 6．表示层（Presentation Layer） 对上层数据或信息进行变换以保证一个主机的应用层信息可以被一个 主机的应用层程序理解，该层的数据转换包括数据的加密、业所、格式 转换等。 典型的协议有：ASCII、ASN。JPEG、MPEG等。 7．应用层（Application Layer） 为操作系统 或网络应用程序提供访问网络服务的接口。 典型的协议有：telnet、ftp、http、snmp等。
计算机网络的分层模型是什么请解释OSI模型和TCPIP模型
计算机网络的分层模型是什么请解释OSI模型和TCPIP模型计算机网络的分层模型是什么：解释OSI模型和TCP/IP模型计算机网络的分层模型是一种将网络功能划分为不同层次的框架，每一层负责不同的功能和任务。
这种模型的设计目的是为了提高网络的可靠性、可扩展性和互操作性。
两种最常用的分层模型是OSI模型和TCP/IP模型。
一、OSI模型OSI（Open Systems Interconnection，开放式系统互联）模型是由国际标准化组织（ISO）在20世纪80年代初提出的。
它将计算机网络的通信过程分为七个层次，每个层次提供不同的功能和服务。
1. 物理层（Physical Layer）：负责传输比特流，主要包括电气特性和物理连接接口的定义。
2. 数据链路层（Data Link Layer）：负责数据帧的传输和链路管理，主要包括帧同步、帧定界、差错检测等功能。
3. 网络层（Network Layer）：负责数据包的传输和路由选择，主要包括IP地址分配和数据包转发等功能。
4. 传输层（Transport Layer）：负责建立端到端的传输连接和数据可靠传输，主要包括分段、流量控制和差错恢复等功能。
5. 会话层（Session Layer）：负责建立、管理和终止应用程序之间的会话。
6. 表示层（Presentation Layer）：负责数据格式的转换和加解密等功能，确保应用程序之间的数据交换格式的兼容性。
7. 应用层（Application Layer）：提供网络应用服务，包括电子邮件、文件传输、网页浏览等。
通过OSI模型，计算机网络中的通信过程被划分为不同的层次，每个层次只关注特定的功能和服务，从而提高了网络的灵活性和可扩展性。
二、TCP/IP模型TCP/IP模型是一个更常用的分层模型，它也将网络通信过程划分为多个层次，但层次的个数和名称与OSI模型略有不同。
1. 网络接口层（Network Interface Layer）：与OSI的物理层和数据链路层相对应，负责定义数据在物理媒介上的传输。
OSI参考模型与TCPIP模型
传输层
提供端到端的数据传输服务，包括建立和维护通 信会话、错误控制和流量控制等。主要的传输层 协议是TCP和UDP。
链路层
负责在相邻网络节点之间建立物理连接，并进行 数据帧的封装和解封装。该层的主要协议包括以 太网协议等。
03 OSI参考模型与TCP/IP模 型的比较
层次结构的比较
总结词
OSI参考模型和TCP/IP模型在层次结构上存在差异。
传输层
提供端到端的通信服务，确保数据按照发送顺序无错误地传输，主要协议有TCP和UDP。
会话层
负责建立、管理和终止会话，以及同步和对话控制等功能。
表示层
用于处理数据格式化，包括数据压缩、加密和解密等转换功能。
应用层
直接为用户提供服务，如文件传输、电子邮件和Web浏览等应用协议。
02 TCP/IP模型概述
应用场景的比较
总结词
OSI参考模型和TCP/IP模型的应用场景有所不同。
详细描述
OSI参考模型是一个理论模型，主要用于指导网络设计和开发。而TCP/IP模型在实际的 网络通信中得到了广泛应用，如互联网协议（IP）和传输控制协议（TCP）等，这些协
议已经成为互联网的标准协议。
04 OSI参考模型与TCP/IP模 型的应用
05 OSI参考模型与TCP/IP模 型的实践案例
基于OSI参考模型的案例
案例一
一个跨国公司的网络系统架构
案例四
一个在线购物平台的网络架构
案例二
一个大学校园网的设计
案例三
一个政府部门的网络安全解决方案
基于TCP/IP模型的案例
案例一
一个视频会议系统的实现
案例三
一个在线银行的网络服务架构
OSI参考模型与TCPIP参考模型的异同
OSI 参考模型与TCP/ IP 参考模型的异同11 两种参考模型相同点OSI 参考模型与TCP/ IP 参考模型都是用来解决不同计算机之间数据传输的问题。
这两种模型都是基于独立的协议栈的概念,都采用分层的方法,每层都建立在它的下一层之上,并为它的上一层提供服务。
例如:在两种参考模型中,传输层及其以下的各层都为需要通信的进程提供端到端、与网络无关的传输服务,这些层成了传输服务的提供者;同样,在传输层以上的各层都是传输服务的用户。
21 两种参考模型不同点(1) OSI 参考模型的协议比TCP/ IP 参考模型的协议更具有面向对象的特性。
OSI 参考模型明确了三个主要概念:服务、接口和协议。
这些思想和现代的面向对象的编程技术非常吻合。
一个对象有一组方法,该对象外部的进程可以使用它们,这些方法的语义定义该对象提供的服务,方法的参数和结果就是对象的接口,对象内部的代码实现它的协议。
当然,这些代码在该对象外部是不可见的。
而TCP/ IP 参考模型最初没有明确区分服务、接口和协议,人们也试图改进它,使其更加接近OSI 参考模型。
从上述的比较分析可以看出,OSI 参考模型中的协议比TCP/ IP 参考模型中的协议具有更好的面向对象的特性,在技术发生变化时,由于它的封装性和隐藏性,能够比较容易地进行替换和更新。
而TCP/ IP 参考模型由于没有明确区分服务、接口和协议的概念,对于使用新技术设计新网络来说,这种参考模型就会遇到许多不利的因素。
另外,TCP/ IP 参考模型完全不是通用的,不适合描述该模型以外的其他协议栈。
(2) TCP/ IP 参考模型中对异构网(Heterogeneous Network) 互连的处理比OSI 参考模型更合理。
TCP/ IP 首先考虑的是多种异构网的互连问题,并将网际协议IP 作为TCP/ IP 的重要组成部分。
但ISO 和CCITT(国际电报电话咨询委员会) 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连在一起。
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•提供应用程序间通信 •处理数据格式 •建立，维护和管理会话 •端到端的连接 •寻址和路由选择 •介质访问，链路管理
•比特流传输
第2章isoosi和tcpip模型
物理层
n 物理层：定义电压、接口、线缆标准、传 输距离等。
n 物理层线缆：
n 同轴电缆（coaxial cable）：细缆和 粗缆
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第2章isoosi和tcpip模型
接口规范开发网络接口驱动程序，都能够 与TCP/IP协议集成起来。网际层提供了专 门的ARP/RARP协议来解决IP地址与网络物 理地址的转换问题。
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第2章isoosi和tcpip模型
2.2.2 TCP/IP Internet层
Internet层处理机器之间跨多个网络 的路由，并且管理网络名称和地址，以 方便处理这咱行为。更具体地说， Internet层执行TCP/IP的3个主要任务。
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第2章isoosi和tcpip模型
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•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
ISO/OSI参考模型
第2章isoosi和tcpip模型
应用层
•7 •6 •5 •4 •3 •2 •1
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第2章isoosi和tcpip模型
2.1.1 OSI的标准制定与测试
OSI标准主要是由国际标准组织(ISO)、 国际电报电话咨询委员会(CCITT)所共同制 定的。
OSI两个标准测试： 1.符合性测试（Conformance Testing） 2.互通性测试（Interoperability Testing）
n 域名服务（Domain Name Service，DNS）：用于将网 络中的主机的名字地址映射成网络地址。
n 网络新闻传输协议（ Network News Transfer Protocol， NNTP）：用于传输网络新闻。；
n 超文本传输协议（Hyper Text Transfer Protocol， HTTP）：用于从万维网上读取页面信息。
•提供应用程序间通信
•处理数据格 式 n 格式化数据 n 数据压缩 n 数据加密
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会话层
•7 •6 •5 •4 •3 •2 •1
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•应 用 层 •表 示 层 •会 话 层 •传 输 层 •网 络 层 •数据链路层 •物 理 层
•提供应用程序间通信 •处理数据格式
1.分段 2.寻址 3.路由
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第2章isoosi和tcpip模型
2.2.3 TCP/IP传输层
传输层协议的基本功能包括从发送 方到接收方可靠的数据传输，传输前将 外传的消息分成必要的碎片，并且在传 输到应用层之前重新组装数据以便进一 步处理。 n 传输层有两个协议：
n 传输控制协议TCP n 用户数据报协议UDP
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数据链路层
•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
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•提供应用程序间通信
•处理数据格式 •建立，维护和管理会话
•端到端的连接 •寻址和路由选择
•介质访问，链 路管理
第2章isoosi和tcpip模型
第2章isoosi和tcpip模型
2.1.3 ISO/OSI网络体系结构
OSI网络体系结构即开放式系统互联 参考模型（Open System Interconnect Reference Model，OSI）。ISO（国际化 标准组织）根据整个计算机网络功能将 网络分为物理层、网络层、传输层、会 话层、表示层、应用层7层，也称“七层 模型”，如图所示：
n 提供流量控制
提供差错校正 n
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传输层
n 传输层功能： n 分段上层数据 n 建立端到端连接 n 将数据从一端主机传送到另一端主机 n 保证数据按序、可靠、正确传输
n 传输层协议： n 主要有TCP/IP协议栈的TCP协议和UDP协议， IPX/SPX协议栈的SPX协议等。
n 1.TCP/IP协议号 n 2.TCP/IP端口号 n 3.TCP/IP套接字 n 4. TCP/IP的数据封装
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2.5 协议分析
协议分析（也指多络分析）是参 与到网络通信系统，捕获跨网络的数 据包，收集网络统计数据，并且将数 据包解码为可读形式的过程。从本质 上讲，协议分析器“窃听”网络通信。 许多协议分析器也能够传送数据包， 这有助于测试网络或设备的工作。可 以使用桌面或手提电脑上加载的软件 或硬件/软件产品，执行协议分析。
•应 用 层 •表 示 层 •会 话 层 •传 输 层 •网 络 层 •数据链路层 •物 理 层
•提供应用程 序间通信
n 对软件提供接口和 网络服务（例如， E-mail,文件传输）
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表示层
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•应 用 层 •表 示 层 •会 话 层 •传 输 层 •网 络 层 •数据链路层 •物 理 层
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2.2.1 TCP/IP网络访问层
TCP/IP网络访问层有时也称为网络接 口层，TCP/IP协议不包含具体的物理层和 数据链路层协议，只规定了TCP/IP协议与 各种物理网络之间的网络接口。这些物理 网络可以是广域网，如ARPANET、MILNET 和X.25公用数据网，也可以是局域网，如 Ethernet、Token Ring、FDDI等IEEE定义 的各种标准局域网。网络接口定义了一种 接口规范，任何物理网络只要按照这个接
n 双绞线（twisted pair）：UTP、STP
n 光纤（fiber）
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n 无线电波（wireless radio）：无线局
域网WLAN
第2章isoosi和tcpip模型
2.2 TCP/IP网络模型
因为TCP/IP体系结构是在OSI参考模型 于20世纪80年代完成以前设计的，所以描 述TCP/IP的设计模型与OSI参考模型略有 不同。如图显示了表明本地TCP/IP模型的 层，并且将它的层映射到参考模型的层中。 这些层与OSI参考模型的层非常相似，但 是又不完全相同。这是因为与OSI参考模 型的会话层和表示层相关联的一些功能出 现在TCP/IP的应用层，而OSI参考模型的 会话层的某些方面也出现在TCP/IP的传输 层。
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第2章isoosi和tcpip模型
本章学习要点：
n OSI网络参考模型 n TCP/IP网络模型 n TCP/IP各层安全 n TCP/IP相关属性 n 协议分析
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第2章isoosi和tcpip模型
2.1 OSI网络参考模型概述
开放式系统互联模型（OSI）是1984年 由国际标准化组织（ISO）提出的一个参考 模型。目前使用的大多数网络通信协议的结 构都是基于OSI模型的。OSI将通信过程定 义为七层，即将联网计算机间传输信息的任 务划分为七个更小、更易于处理的任务组。 每一个任务或任务组则被分配到各个OSI层。 每一层都是独立存在的，因此分配到各层的 任务能够独立地执行。这样使得变更其中某 层提供的方案时不影响其他层。
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第2章isoosi和tcpip模型
2.1.2 模型将网络分解成层
n 为什么要采用分层体系结构
•7
•应 用 层
复杂问题简单化
•6
•表 示 层
提供不同厂商之间
•5
•会 话 层
的标准接口
•4
•传 输 层
确保互操作性
•3
•网 络 层
易于学习和操作
•2
•数据链路层
•1
•物 理 层
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第2章isoosi和tcpip模型
需要逆转该过程。必须检查和分开 传输层PDU的传入流，并且将得到 的消息传输到适当的请求应用程序。
为了使该任务更容易， TCP/IP使用 协议号表示不同的协议，这些协议使用 端口号表示具体的应用层协议和服务。
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第2章isoosi和tcpip模型
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第2章isoosi和tcpip模型
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
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2020/11/25
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第2章isoosi和tcpip模型
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第2章isoosi和tcpip模型
从网络体系结构来看，TCP/IP是ISO/OSI参 考模型七层结构的简化，它只分为：应用层， 传输层，Internet层和网络访问层。如果图所 示：
应用层
传输层
Internet层
网络访问层
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•建立，维护和管 理会话
n 提供双工协商 n 会话同步
第2章isoosi和tcpip模型
传输层
•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