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TCP/IP 协议栈及 OSI 参考模型详解 OSI参考模型
OSI RM：开放系统互连参考模型（open systeminterconnection reference model） OSI参考模型具有以下优点：
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简化了相关的网络操作；
提供设备间的兼容性和标准接口；
促进标准化工作；
结构上可以分隔；
易于实现和维护。
20世纪60年代以来，计算机网络得到了飞速增长。各大厂商为了在数据通信网络领域占据主导地 位，纷纷推出了各自的网络架构体系和标准，如IBM公司的SNA，Novell IPX/SPX协议，Apple公司的AppleTalk协议，DEC公司的DECnet，以及广泛流行的TCP/IP协议。同时，各大厂商针对自己的协议生产出了不同的硬件和软件。各个厂商的共同努力促进了网络技术的快速发展和网络设备种类的迅速增长。但由于多种协议的并存，也使网络变得越来越复杂；而且，厂商之间的网络设备大部分不能兼容，很难进行通信。
为了解决网络之间的兼容性问题，帮助各个厂商生产出可兼容的网络设备，国际标准化组织ISO于1984年提出了OSI RM（OpenSystem Interconnection Reference Model，开放系统互连参考模型）。OSI 参考模型很快成为计算机网络通信的基础模型。在设计OSI 参考模型时，遵循了以下原则：各个层之间有清晰的边界，实现特定的功能；层次的划分有利于国际标准协议的制定；层的数目应该足够多，以避免各个层功能重复。
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OSI分层
通常OSI参考模型第一层到第三层称为底层（lower layer），又叫介质层（media layer），底层负责数据在网络中的传送，网络互连设备往往位于下三层，以硬件和软件的方式来实现。OSI参考模型的第五层到第七层称为高层（upper layer），又叫住几层（host layer），高层用于保障数据的正确传输，以软件方式来实现。
OSI七层功能：
TCP/IP协议栈
由于OSI模型和协议比较复杂，所以并没有得到广泛的应用。
而TCP/IP(transfer control protocol/internet protocol,传输控制协议/网际协议)模型因其开放性和易用性在实践中得到了广泛的应用，TCP/IP协议栈也成为互联网的主流协议。
TCP/IP模型各个层次分别对应于不同的协议。TCP/IP协议栈是数据通信协议的集合 ，包含许多协议。其协议栈名字来源于其中最主要的两个协议TCP（传输控制协议）和IP（网际协议）。TCP/IP协议栈负责确保网络设备之间能够通信。它是一组规则，规定了信息如何在网络中传输。
TCP/IP模型的层间通信与数据封装
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TCP/IP每一层都让数据得以通过网络进行传输，这些层之间使用PDU（协议数据单元）彼此交换信息，确保网络设备之间能够通信。
A. 传输层数据中加入TCP报头后得到PDU被称为segment（数据段）；
B. 数据段被传递给网络层，网络层添加IP报头得到的PDU被称为packet（数据包）； C. 数据包被传递到数据链路层，封装数据链路层报头得到的PDU被称为frame（数据帧）； D. 帧被转换为比特，通过网络介质传输。
这种协议栈向下传递数据，并添加报头和报尾的过程称为封装，数据被封装并通过网络传输后，接收设备将删除添加的信息，并根据报头中的信息决定如何将数据沿协议栈上传给合适的应用程序，这个过程称为解封装。不同设备的对等层之间依靠封装和解封装来实现相互间的通信。
物理层
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物理层功能：
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规定介质类型、接口类型、信令类型；
规范在终端系统之间激活、维护和关闭物理链路的电气、机械、流程和功能等方面的要求；
规范电平、数据速率、最大传输距离和物理接头等特征。
物理层标准规定了物理介质和用于将设备与物理介质相连的接头。
如上图，局域网常用的物理层标准有IEEE指定的以太网标准802.3、令牌总线标准802.4、令牌环网标准802.5以及美国国家标准组织ANSI的X3T9.5委员会制订的光缆标准FDDI（fiber distributed data interface，光纤分布式数据接口）等。广域网常用的物理层标准有电子工业协会和电信工业协会EIA/TIA制定的公共物理层接口标准EIA/TIA-232（即RS-232）、国际电信联盟ITU制定的串行线路接口标准V.24和V.35、以及有关各种数字接口的物理和电气特性的标准G.703等。
物理层介质和物理层设备：
物理层介质：
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同轴电缆（coaxical cable）
双绞线（twisted pair）
光纤（fiber）
无线电波（wireless raido）
同轴电缆：
同轴电缆是一种早期使用的传输介质，同轴电缆的标准分为两种，10BASE2和10BASE5.这两种标准都支持10Mbps的传输速率，最长传输距离分别为185米和500米。10BASE5和10BASE2的同轴电缆使用的同轴电缆的直径分别为9.5mm和5mm，所以前者又称为粗缆，后者又称为细缆。一般
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情况下，10BASE2同轴电缆使用BNC接头，10BASE5同轴电缆使用N型接头。目前，10Mbps的传输速率早已不能满足目前企业网络需求，因此同轴电缆在目前企业网络中很少应用。
双绞线：
双绞线采用了一对互相绝缘的金属导线互相绞合的方式来抵御一部分外界电磁波干扰。把两根绝缘的铜导线按一定密度互相绞在一起，可以降低信号干扰的程度，每一根导线在传输中辐射的电波会被另一根线上发出的电波抵消，“双绞线”的名字也是由此而来的。
与同轴电缆相比双绞线（twistedpair）具有更低的制造和部署成本，因此在企业网络中被广泛应用。双绞线可分为屏蔽双绞线（shieldedtwisted pair，STP）和非屏蔽双绞线（unshieldedtwisted pair，UTP）。屏蔽双绞线在双绞线与外层绝缘封套之间有一个金属屏蔽层，可以屏蔽电磁干扰。
双绞线有很多种类型，不同类型的 双绞线所支持的传输速率一般也不相同。例如，3类双绞线支持10Mbps传输速率；5类双绞线支持100Mbps传输速率，满足快速以太网标准；超5类双绞线及更高级别的双绞线支持千兆以太网传输。
双绞线线序：
568A线序：
1-绿白，2-绿，3-橙白，4-蓝，5-蓝白，6-橙，7-棕白，8-棕 568B线序：
1-橙白，2-橙，3-绿白，4-蓝，5-蓝白，6绿，7-棕白，8-棕
根据网线两端连接网络设备的不同，网线又分为直通线（平行线）和交叉线两种。
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TCPIP协议栈及OSI参考模型详解
