OSI七层模型与TCP/IP体系结构

背景

1977年ISO成立SC16分委员会，研究网络体系结构和协议，1983年提出OSI/RM（开放系统互连参考模型）。

但由于TCP/IP已抢先在全球大范围成功运行，OSI最终只获得了理论研究价值，互联网实际上采用TCP/IP体系结构。

三种体系结构对比

层次	OSI（7层）	TCP/IP（4层）	本书采用（5层）
7	应用层	应用层	应用层
6	表示层	↑（合并）	↑
5	会话层	↑（合并）	↑
4	运输层	运输层	运输层
3	网络层	网际层	网络层
2	数据链路层	网络接口层	数据链路层
1	物理层	↑（合并）	物理层

分层的意义

各层独立完成各自功能，各层之间通过服务访问点（SAP）交互：

• 服务：下层向上层提供的功能（垂直关系）
• 协议：同层对等实体间的规则（水平关系）
• 接口：相邻层间交换信息的方式

协议数据单元（PDU）名称

层次	PDU名称
应用层	报文（Message）
运输层	报文段（Segment，TCP）/ 用户数据报（UDP）
网络层	IP数据报 / 分组（Packet）
数据链路层	帧（Frame）
物理层	比特（Bit）

封装与解封装

发送端（由上到下封装）：
  应用数据
    → 加运输层首部 → 报文段
      → 加网络层首部 → IP数据报
        → 加链路层首部+尾部 → 帧
          → 转为比特流发送

接收端（由下到上解封装）：逆过程

为何TCP/IP胜出

• 1993年以前，互联网已全球运行，TCP/IP已是事实标准
• OSI标准过于复杂，实现难度大
• TCP/IP简单实用，"尽最大努力交付"设计哲学更适合互联网规模

参见

• [[01-概述]] — 体系结构形成历史
• [[分组交换]] — 网络层的基本工作方式
• [[04-网络层|IP数据报格式]] — 网络层PDU详解