网络编程-网路七层协议图（2）之每一层对应的设备及功能（物理层、数据链路层、网络层、传输层、应用层...）_应用层、传输层、网络层

OSI七层协议在网络传输中扮演的角色及功能：

7、应用层——–电脑的各种数据

6、表示层 ——– 处理用户信息的表示问题，如编码、数据格式转换和加密解密

5、会话层——–会话管理、会话流量控制、寻址、寻址

4、传输层——–各种协议(TCP/IP中的TCP协议、Novell网络中的SPX协议和微软的NetBIOS/NetBEUI协议。 )

3、网络层——–路由器（通过路由选择算法，为报文或分组通过通信子网选择最适当的路径）

2、数据链路层—-交换机/网桥（负责建立和管理节点间的链路，通过各种控制协议，将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路）

1、物理层

——–集线器/中继器（利用传输介质为数据链路层提供物理连接，实现比特流的透明传输。）

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1、物理层

物理层协议:
物理层:(典型设备：中继器，集线器、网线、HUB) 数据单元：比特 （Bit）

以太网物理层、调制解调器、PLC 、SONET/SDH 、G.709 、光导纤维、 同轴电缆、双绞线

1.1介绍：

在OSI参考模型中，物理层（Physical Layer）是参考模型的最低层，也是OSI模型的第一层。
物理层的主要功能是：利用传输介质为数据链路层提供物理连接，实现比特流的透明传输。
物理层的作用是实现相邻计算机节点之间比特流的透明传送，尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异。使其上面的数据链路层不必考虑网络的具体传输介质是什么。“透明传送比特流”表示经实际电路传送后的比特流没有发生变化，对传送的比特流来说，这个电路好像是看不见的。

物理层概述：

1.2、物理层主要功能：

功能一：为数据端设备提供传送数据的通路
功能二：传输数据

【转】OSI第一层物理层介绍

集线器/中继器介绍：

1．中继器（repeater）
中继器是位于第1层（OSI参考模型的物理层）的网络设备。当数据离开源在网络上传送时，它是转换为能够沿着网络介质传输的电脉冲或光脉冲的——这些脉冲称为信号（signal）。当信号离开发送工作站时，信号是规划的，而且很容易辨认出来。但是，当信号沿着网络介质进行传送时， 随着经过的线缆越来越长，信号就会变得越来越弱，越来越差。中继器的目的是在比特级别对网络信号进行再生【放大信号】和重定时，从而使得它们能够在网络上传输更长的距离。
2．集线器（hub）
集线器的目的是对网络信号进行再生和重定时。它的特性与中继器很相似（被称为多端口中继器multiport repeater）。HUB是网络中各个设备的通用连接点，它通常用于连接LAN的分段。HUB含有多个端口。每一个分组到达某个端口时，都会被复制到其他所有端口，以便所有的LAN分段都能看见所有的分组。集线器并不认识信号、地址或数据中任何信息模式。
中继器与集线器的区别在于连接设备的线缆的数量。一个中继器通常只有两个端口，而一个集线器通常有4至20个或更多的端口。

集线器能够创建于总线方式相同的争用环境，当一台设备进行传输时，集线器上其他的设备都会监听它，并且争取下一次的传输权利。因此，连接在集线器上的设备将平分该集线器所拥有的带宽。并且在同一集线器上的设备属于同一个冲突域。

2、数据链路层

数据链路层协议：

数据链路层: (典型设备: 网卡，网桥，交换机) 数据单元：帧 （Frame）

ARQ（Automatic Repeat-reQuest ）自动重传请求协议，错误纠正协议之一，包括停止等待ARQ 协议和连续ARQ 协议，错误侦测、正面确认、逾时重传与负面确认继以重传等机制。

停止等待协议：
CSMA/CD(Carrrier Sense Multiple Access with Collision Detection)载波监听多点接入/碰撞检测协议。总线型网络，协议的实质是载波监听和碰撞检测。载波监听即发数据前先检测总线上是否有其他计算机在发送数据，如暂时不发数据，避免碰撞。碰撞检测为计算机边发送数据边检测信道上的信号电压大小。

PPP(Point-to-Ponit Protocol)点对点协议面向字节，由三部分组成：一个将IP 数据报封装到串行链路的方法；一个用于建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议

LCP(Link Control Protocol) ：一套网络控制协议NCP 。

HDLC （High-Level Data Link Control ）高级数据链路控制同步网上传输数据、面向比特的数据链路层协议。

ATM （Asynchronous Transfer Mode ）异步传递方式，建立在电路交换和分组交换的基础上的一种面向连接的快速分组交换技术。 “异步”是指将ATM 信元“异步插入”到同步的 SDH 比特流中。如同步插入则用户在每帧中所占的时隙相对位置固定不变。“同步”是指网络中各链路上的比特流都是受同一非常精确的主时钟的控制。Wi-Fi 、WiMAX 、DTM 、令牌环、以太网、FDDI 、帧中继、 GPRS 、 EVDO 、HSPA 、L2TP 、ISDN

2.1介绍：

数据链路层是OSI参考模型中的第二层，介乎于物理层和网络层之间。数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务，其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。为达到这一目的，数据链路必须具备一系列相应的功能，主要有：如何将数据组合成数据块，在数据链路层中称这种数据块为帧（frame），帧是数据链路层的传送单位；如何控制帧在物理信道上的传输，包括如何处理传输差错，如何调节发送速率以使与接收方相匹配；以及在两个网络实体之间提供数据链路通路的建立、维持和释放的管理。

它规定了以太网的帧操作，该传感器在工艺上将两个特征一致的热电元反向串联或接成差动平衡电路方式，因而能以非接触式检测出物体放出的红外线能量变化 ，数据链路层故障包括由集线器、路由器、网络测试仪提供的关于帧活动和帧错误的统计数据，并将其转换为电信号输出。

它定义了在单个链路上如何传输数据。这些协议与被讨论的各种介质有关。示例：ATM，FDDI等。
数据链路层:是为了提供功能上和规程上的方法，以便建立、维护和释放网络实体间的数据链路 。
物理链路（物理线路）：是由传输介质与设备组成的。原始的物理传输线路是指没有采用高层差错控制的基本的物理传输介质与设备。
数据链路（逻辑线路）：在一条物理线路之上，通过一些规程或协议来控制这些数据的传输，以保证被传输数据的正确性。实现这些规程或协议的硬件和软件加到物理线路，这样就构成了数据链路。从数据发送点到数据接收点（点到点 point to point）所经过的传输途径。
当采用复用技术时，一条物理链路上可以有多条数据链路。[

2.2内容：

数据链路层在物理层提供的服务的基础上向网络层提供服务，其最基本的服务是将源自网络层来的数据可靠地传输到相邻节点的目标机网络层。为达到这一目的，数据链路必须具备一系列相应的功能，主要有：如何将数据组合成数据块，在数据链路层中称这种数据块为帧（frame），帧是数据链路层的传送单位；如何控制帧在物理信道上的传输，包括如何处理传输差错，如何调节发送速率以使与接收方相匹配；以及在两个网络实体之间提供数据链路通路的建立、维持和释放的管理。数据链路控制协议也称链路通信规程，也就是OSI参考模型中的数据链路层协议。链路控制协议可分为异步协议和同步协议两大类。数据链路层的主要协议有：

　　(1)点对点协议（Point-to-PointProtocol);

　　(2)以太网（Ethernet);

　　(3)高级数据链路协议(High-LevelDataLinkProtocol);

　　(4)帧中继（FrameRelay);

　　(5)异步传输模式(AsynchronousTransferMode)。

2.3分类：
数据链路层包含LLC逻辑链路层子层和MAC介质访问控制子层两个子层

逻辑控制子层 

 
 

 
 
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　　数据链路层的LLC子层用于设备间单个连接的错误控制，流量控制。与MAC层不同，LLC和物理媒介全无关系。媒介是CSMA/CD的802.3还是802.5的令牌环都没关系。它在LAN中是独立的802.2。在LLC之上的网络层可以是无连接、响应的无连接或面向连接的不同业务。LLC用业务接入点SAP访问上层协议，有了SAP，站点就能在LLC层只用一个接口同时与几个高层协议玩。一个SAP是简单的地址或协议ID，内容则为空的LLC帧。LLC协议数据单元(LLCPDU)即LPDU。它包括：DSAP(目的SAP)/SSAP(源SAP);一个定义吞吐量优先级的控制;和含带数据的信息域。在接收方，DSAP例如协议ID就是消息要被递送的，通常DSAP和SSAP是一样的，因为两端只有在同种协议间才能通信。例如当SAP为AA，代表SNAP(子层接入协议)。SNAP是个非标准化的，或厂商特定的协议，用于接入协议的业务。例如当SAP为06，则代表IP协议；当SAP为FO，代表NetBIOS(网络基本输入/输出协议)。SAP为FF表示广播的Global协议。

　　SNAP机制:规范种DSAP都只有一个字节，那不足够区分所有协议了。SNAP就来了，而且它支持在LLC帧上传厂商的协议。这样传递的协议就被放入所谓SNAP帧中了。SNAP”ㄍ酚形遄纸冢前三字节为厂商号，后两字节指示协议。以太网有两种版本：IEEE(802.2、802.3);DIX(DEC、Intel、Xerox)又称V2以太网。DIX帧在源地址之后是两字节的Type，例如IP。IEEE以太网帧，在源地址后是帧长度指示，在随后的数据域中才是标准的LPDU封装，包括DSAP/SSAP/控制域/Data。在这个Data中会有协议ID、以太类型指示，例如以太类型806表示地址解析协议ARP。以太网卡通过跳针或软件可以设置需要的以太网版本，DIX通常都设的，因为大约90%的网络都用此版本。请注意网络所有要通信的站点应设成相同版本。

介质访问层 

 
 

 
 
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　　介质访问控制是解决当局域网中共用信道的使用产生竞争时，如何分配信道的使用权问题。逻辑链路Logical Links是实际电路或逻辑电路上交换通信信息的两个端系统之间的一种协议驱动通信会话。协议栈定义了两个系统在某种介质上的通信。在协议栈低层定义可用的多种不同类型的通信协议，如局域网络(LAN)、城域网(MAN)和象X．25或帧中继这样的分组交换网络。逻辑链路在物理链路(可以是铜线、光纤或其他介质)上的两个通信系统之间形成。根据OSI协议模型，这些逻辑链路只在物理层以上存在。你可以认为逻辑链路是存在于网络两个末断系统间的线路。面向连接的服务 为了保证可靠的通信，需要建立逻辑线路，但在两个端系统间要维持会话。面向需要应答连接的服务 分组传输并有返回信号的逻辑线路。这种服务产生更大的开销，但更加可靠。无应答不连接服务 无需应答和预先的传送。在端系统间没有会话。

　　OSI协议栈中的数据链路层可进一步细分为较低的介质访问控制(MAC)子层和较高的逻辑链路控制(LLC)子层。当它接收到一个分组后，它从MAC子层向上传送。如果有多个网络和设备相连，LLC层可能将分组送给另一个网络。例如，在一个NetWare服务器上，你可能既安装了以太网络适配器又安装了令牌网络适配器，NetWare自动地在连接到适配器的网络间桥接，这样原来在以太网上的分组就可以传送到令牌网上的目的地了，LLC层就象网络段间的交换或链路中继，它将以太网的帧重装成令牌环网的帧。

2.4功能：
数据链路层的最基本的功能是向该层用户提供透明的和可靠的数据传送基本服务。透明性是指该层上传输的数据的内容、格式及编码没有限制，也没有必要解释信息结构的意义；可靠的传输使用户免去对丢失信息、干扰信息及顺序不正确等的担心。在物理层中这些情况都可能发生，在数据链路层中必须用纠错码来检错与纠错。数据链路层是对物理层传输原始比特流的功能的加强，将物理层提供的可能出错的物理连接改造成为逻辑上无差错的数据链路，使之对网络层表现为一无差错的线路。如果您想用尽量少的词来记住数据链路层，那就是：“帧和介质访问控制”。

帧同步 

 
 

 
 
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　　为了使传输中发生差错后只将有错的有限数据进行重发，数据链路层将比特流组合成以帧为单位传送。每个帧除了要传送的数据外，还包括校验码，以使接收方能发现传输中的差错。帧的组织结构必须设计成使接收方能够 明确地从物理层收到的比特流中对其进行识别，也即能从比特流中区分出帧的起始与终止，这就是帧同步要解决的问题。由于网络传输中很难保证计时的正确和一致，所以不可采用依靠时间间隔关系来确定一帧的起始与终止的方法。

　　（1）字节计数法：这是一种以一个特殊字符表示一帧的起始并以一个专门字段来标明帧内字节数的帧同步方法。接收方可以通过对该特殊字符的识别从比特流中区分出帧的起始并从专门字段中获知该帧中随后跟随的数据字节数，从而可确定出帧的终止位置。面向字节计数的同步规程的典型代表是DEC公司的数字数据通信报文协议DDCMP（Digital Data Communications Message Protocol）。

　　控制字符SOH标志数据帧的起始。实际传输中，SOH前还要以两个或更多个同步字符来确定一帧的起始，有时也允许本帧的头紧接着上帧的尾，此时两帧间就不必再加同步字符。 count字段共有14位，用以指示帧中数据段中数据的字节数，14位二进制数的最大值为2-1=16383，所以数据最大长度为8×16383=131064。DDCMP协议就是靠这个字节计数来确定帧的终止位置的。DDCMP帧格式中的ACK、SEG、ADDR及FLAG中的第2位，CRC1、CRC2分别对标题部分和数据部分进行双重校验，强调标题部分单独校验的原因是，一旦标题部分中的CONUT字段出错，即失却了帧边界划分的依据，将造成灾难性的后果。由于采用字符计数方法来确定帧的终止边界不会引起数据及其它信息的混淆，因而不必采用任何措施便可实现数据的透明性（即任何数据均可不受限制地传输）。

　　（2）使用字符填充的首尾定界符法：该法用一些特定的字符来定界一帧的起始与终止，为了不使数据信息位中出现的与特定字符相同的字符被误判为帧的首尾定界符，可以在这种数据字符前填充一个转义控制字符（DLE）以示区别，从而达到数据的透明性。但这种方法使用起来比较麻烦，而且所用的特定字符过份依赖于所采用的字符编码集，兼容性比较差。

　　（3）使用比特填充的首尾标志法：该法以一组特定的比特模式（如01111110）来标志一帧的起始与终止。本章稍后要详细介绍的HDLC规程即采用该法。为了不使信息位中出现的与特定比特模式相似的比特串被误判为帧的首尾标志，可以采用比特填充的方法。比如，采用特定模式01111110，则对信息位中的任何连续出现的五个“1”，发送方自动在其后插入一个“0”，而接收则做该过程的逆操作，即每接收到连续五个“1”，则自动删去其后所跟的“0”，以此恢复原始信息，实现数据传输的透明性。比特填充很容易由硬件来实现，性能优于字符填充方法。

　　（4）违法编码法：该法在物理层采用特定的比特编码方法时采用。例如，一种被称作曼彻斯特编码的方法，是将数据比特“1”编码成“高－低”电平对，而将数据比特“0”编码成“低－高”电平对。而“高－高”电平对和“低－低”电平对在数据比特中是违法的。可以借用这些违法编码序列来定界帧的起始与终止。局域网IEEE 802标准中就采用了这种方法。违法编码法不需要任何填充技术，便能实现数据的透明性，但它只适用于采用冗余编码的特殊编码环境。由于字节计数法中COUNT字段的脆弱性以及字符填充法实现上的复杂性和不兼容性，目前较普遍使用的帧同步法是比特填充和违法编码法。

差错控制 

 
 

 
 
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　　一个实用的通信系统必须具备发现（即检测）这种差错的能力，并采取某种措施纠正之，使差错被控制在所能允许的尽可能小的范围内，这就是差错控制过程，也是数据链路层的主要功能之一。对差错编码（如奇偶校验码，检查和或CRC）的检查，可以判定一帧在传输过程中是否发生了错误。一旦发现错误，一般可以采用反馈重发的方法来纠正。这就要求接收方收完一帧后，向发送方反馈一个接收是否正确的信息，使发送方所在此作出是不需要重新发送的决定，也即发送方仅当收到接收方已正确接收的反馈信号后才能认为该帧已经正确发送完毕，否则需要重新发送直至正确为止。物理信道的突发噪声可能完全“淹没”一帧，即使得整个数据帧或反馈信息帧丢失，这将导致发送方永远收不到接收方发来的反馈信息，从而使传输过程停滞.为了避免出现这种情况，通常引入计时器(Timer)来限定接收方发回反馈信息的时间间隔，当发送方发送一帧的同时也启动计时器，若在限定时间间隔内未能收到接收方的反馈信息，即计时器超时(Timeout)，则可认为传的帧已出错或丢失，继而要重新发送。由于同一帧数据可能被重复发送多次，就可能引起接收方多次收到同一帧并将其递交给网络层的危险。为了防止发生这种危险，可以采用对发送的帧编号的方法，即赋予每帧一个序号，从而使接收方能从该序号来区分是新发送来的帧还是已经接收但又重新发送来的帧,以此来确定要不要将接收到的帧递交给网络层。数据链路层通过使用计数器和序号来保证每帧最终都被正确地递交给目标网络层一次。

流量控制 

 
 

 
 
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　　流量控制并不是数据链路层所特有的功能，许多高层协议中也提供流时控功能，只不过流量控制的对象不同而已。比如，对于数据链路层来说，控制的是相邻两节点之间数据链路上的流量，而对于运输层来说，控制的则是从源到最终目的之间端的流量。由于收发双方各自使用的设备工作速率和缓冲存储的空间的差异，可能出现发送方发送能力大于接收方接收能力的现象，如若此时不对发送方的发送速率（也即链路上的信息流量）作适当的限制，前面来不及接收的帧将被后面不断发送来的帧“淹没”，从而造成帧的丢失而出错。由此可见，流量控制实际上是对发送方数据流量的控制，使其发送率不致超过接收方所能承受的能力。这个过程需要通过某种反馈机制使发送方知道接收方是否能跟上发送方，也即需要有一些规则使得发送方知道在什么情况下可以接着发送下一帧，而在什么情况下必须暂停发送，以等待收到某种反馈信息后继续发送。

链路管理 

 
 

 
 
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　　链路管理功能主要用于面向连接的服务。当链路两端的节点要进行通信前，必须首先确认对方已处于就绪状态，并交换一些必要的信息以对帧序号初始化，然后才能建立连接，在传输过程中则要能维持该连接。如果出现差错，需要重新初始化，重新自动建立连接。传输完毕后则要释放连接。数据连路层连接的建立维持和释放就称作链路管理。在多个站点共享同一物理信道的情况下（例如在LAN中）如何在要求通信的站点间分配和管理信道也属于数据链路层管理的范畴。
　　
区分数据和控制信息

由于数据和控制信息都是在同一信道中传送，而在许多情况下，数据和控制信息处于同一帧中。因此一定要有相应的措施使收方能够将它们区分开来。

透明传输

简单的说，透明传输就是发送方发送什么的数据，不管数据传输过程是如何实现的接收方将收到什么样的数据。更确切地说，所谓透明传输就是不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。当所传数据中的比特组合恰巧出现了与某一个控制信息完全一样时，必须采取适当的措施，使收方不会将这样的数据误认为是某种控制信息。这样才能保证数据链路层的传输的透明的。

寻址

在多点连接的情况下，必须保证每一帧都能送到正确的目的站。收方也应当知道发方是哪一个站。

数据链路层用到的设备：

网桥（Bridge)也称为桥接器，是连接两个局域网的存储转发设备，用它可以使完全具有相同或相似体系结构网络系统的连接，这样不但能扩展网络的距离或范围，而且可提高网络的性能、可靠性和安全性。网桥工作在OSI参考模型的数据链路层（第二层），将两个LAN连起来，根据MAC地址来转发帧，可以看作一个“低层的路由器”（路由器工作在网络层，根据网络地址如IP地址进行转发）。

交换机是主导网络系统的集线设备，大部分交换机是在OSI参考模型的数据链路层（第二层）操作。
如果把集线器看成一条内置的以太网总线，交换机就可以看做由多条总线构成交换矩阵的互联系统。每一个交换机端口对应着一条高出一个数量级的背板带宽总线（Core Bus)，背板总线与一个交换引擎（Switch Engining)相连接。不同端口间的数据包经背板总线进入交换引擎，通过存储转发、直通转发和准直通转发模式进行交换。

值得注意的是，网桥与交换机的区别在与市场，而不在与技术。交换机对网络进行分段的方式与网桥相同，交换机就是一个多端口的网桥。确切地说，高端口密度的网桥就称为局域网交换机。
交换机与网桥的真正区别主要在与现代的交换机与旧式网桥的区别上。

交换机与网桥的区别：

局域网交换机的基本功能与网桥一样，具有帧转发、帧过滤和生成树算法功能。但是，交换机与网桥相比还是存在以下不同：

1、交换机工作时，实际上允许许多组端口间的通道同时工作。所以，交换机的功能体现出不仅仅是一个网桥的功能，而是多个网桥功能的集合。即网桥一般分有两个端口，而交换机具有高密度的端口。

2、分段能力的区别

由于交换机能够支持多个端口，因此可以把网络系统划分成为更多的物理网段，这样使得整个网络系统具有更高的带宽。而网桥仅仅支持两个端口，所以，网桥划分的物理网段是相当有限的。

3、传输速率的区别

交换机与网桥数据信息的传输速率相比，交换机要快于网桥。

4、数据帧转发方式的区别

网桥在发送数据帧前，通常要接收到完整的数据帧并执行帧检测序列FCS后，才开始转发该数据帧。交换机具有存储转发和直接转发两种帧转发方式。直接转发方式在发送数据以前，不需要在接收完整个数据帧和经过32bit循环冗余校验码CRC的计算检查后的等待时间。

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【转】OSI第二层数据链路层介绍2

3.网络层

网络层协议：

网络层需要执行4个基本任务——用IP地址编址、封装、解封装、路由。其中前三项都很容易理解，路由是最复杂的部分，也是最有技术含量的部分。

网络层: (典型设备:路由器，防火墙、多层交换机) 数据单元：数据包（Packet ）

IP (IPv4 · IPv6) (Internet Protocol) 网络之间互连的协议

ARP (Address Resolution Protocol) 即地址解析协议，实现通过IP 地址得 知其物理地址。

RARP (Reverse Address Resolution Protocol)反向地址转换协议允许局域 网的物理机器从网关服务器的 ARP 表或者缓存上请求其 IP地址。

ICMP (Internet Control Message Protocol ）Internet 控制报文协议。它是TCP/IP 协议族的一个子协议，用于在IP 主机、路由器之间传递控制消息。

ICMPv6 :

IGMP (Internet Group Management Protocol) Internet 组管理协议,是因特 网协议家族中的一个组播协议，用于 IP 主机向任一个直接相邻的路由器报 告他们的组成员情况。

RIP (Router information protocol) 路由信息协议是一种在网关与主机之间交换路由选择信息的标准。

OSPF (Open Shortest Path Firs)开放式最短路径优先,分布式链路状态协议。

BGP（Border Gateway Protocol ）边界网关协议，用来连接Internet 上独立系统的路由选择协议.采用路径向量路由选择协议。

IS-IS （Intermediate System to Intermediate System Routing Protocol ）中间系统到中间系统的路由选择协议.

IPsec (IP Secure) “Internet 协议安全性”是一种开放标准的框架结构，通过使用加密的安全服务以确保在 Internet 协议 (IP) 网络上进行保密而安全的通讯。

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【转】OSI第三层网络层介绍-ip介绍
【转】OSI第三层网络层介绍-路由协议

4、传输层

传输层协议：

传输层: (典型设备: 进程和端口) 数据单元：数据段 （Segment）

TCP （Transmission Control Protocol ）传输控制协议提供可靠的面向连接的服务，传输数据前须先建立连接，结束后释放。可靠的全双工信道。可靠、有序、无丢失、不重复。

UDP (User Datagram Protocol ）用户数据报协议发送数据前无需建立连接，不使用拥塞控制，不保证可靠交付，最大努力交付。

DCCP （Datagram Congestion Control Protocol ）数据报拥塞控制协议

SCTP （STREAM CONTROL TRANSMISSION PROTOCOL ）流控制传 输协议

RTP(Real-time Transport Protocol ）实时传送协议

RSVP （Resource ReSer Vation Protocol ）资源预留协议

PPTP ( Point to Point Tunneling Protocol ）点对点隧道协议

4.1介绍：

传输层的作用是什么?传输层实现端到端的连接，端到端是什么概念呢?打个比方说，一个人用QQ与朋友聊天，网络层识别IP地址，能够将信息送到正确的主机，而主机应该使用什么应用协议接收这个信息呢? 这个功能就需要传输层来完成，传输层实现进程到进程的连接。

TCP报文：

TCP/UDP传输过程1
TCP/UDP传输过程2

5、应用层

应用层协议：

应用层: (典型设备:应用程序，如FTP，SMTP ，HTTP)

DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)动态主机分配协议，使用 UDP 协议工作，主要有两个用途：给内部网络或网络服务供应商自动分配 IP 地址，给用户或者内部网络管理员作为对所有计算机作中央管理的手段。实 现即插即用连网。

BOOTP (BOOTstrapProtocol) 引导程序协议/ 自举协议，使用UDP 来使 一个无盘工作站自动获取配置信息。静态的配置协议 DNS （Domain Name System ）域名解析<端口号53>

FTP （File Transfer Protocol ）文件传输协议<端口号21>减少或消除不同操作系统下处理文件的不兼容性。

Gopher （The Internet Gopher Protocol ）网际Gopher 协议

HTTP （Hypertext Transfer Protocol ）超文本传输协议 <端口号 80>， 面向事务的应用层协议。

IMAP4 (Internet Message Access Protocol 4) Internet 信息访问协议的第 4 版本

IRC （Internet Relay Chat ）网络聊天协议

NNTP （Network News Transport Protocol ）网络新闻传输协议

XMPP 可扩展消息处理现场协议

POP3 (Post Office Protocol 3) 即邮局协议的第3 个版本，用于接受邮件。

SIP()信令控制协议

SMTP （Simple Mail Transfer Protocol ）简单邮件传输协议 <端口号25> 用于发送邮件。

SNMP (Simple Network Management Protocol),简单网络管理协议

SSH （Secure Shell ）安全外壳协议

TELNET 远程登录协议 <端口号23>

RPC （Remote Procedure Call Protocol ）（RFC- 1831）远程过程调用协 议

RTCP （RTP Control Protocol ）RTP 控制协议

RTSP （Real Time Streaming Protocol ）实时流传输协议

TLS （Transport Layer Security Protocol ）安全传输层协议

SDP( Session Description Protocol ）会话描述协议

SOAP （Simple Object Access Protocol ）简单对象访问协议

GTP 通用数据传输平台

STUN （Simple Traversal of UDP over NATs ，NAT 的UDP 简单穿越） 是一种网络协议

NTP （Network Time Protocol ）网络校时协议。

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OSI各层对应的设备—–集线器、交换机、路由器、中继器及网关、网桥之间的区别 ：

一、集线器

集线器也称HUB，工作在OSI七层结构的第一层物理层，属于共享型设备，接收数据广播发出，在局域网内一般都是星型连接拓扑结构，每台工作站都连接到集线器上。由于集线器的带宽共享特性导致网络利用效率极低，一般在大中型的网络中不会使用到集线器。现在的集线器基本都是全双工模式，市面上常见的集线器传输速率普遍都为100Mbps。

二、交换机

交换机顾名思义以交换为主要功能，工作在OSI第二层（数据链路层），根据MAC地址进行数据转发。交换机的每一个端口都属于一个冲突域，而集线器所有端口属于一个冲突域。交换机通过分析Ethernet包的包头信息（其中包含了源MAC地址、目标MAC地址、信息长度等），取得目标MAC地址后，查找交换机中存储的地址对照表（MAC地址对应的端口），确认具有此MAC地址的网卡连接在哪个端口上，然后将信包送到对应端口，有效的抑制IP广播风暴。并且信息包处于并行状态，效率较高。

交换机的转发延迟非常小，主要的得益于其硬件设计机理非常高效，为了支持各端口的最大数据传输速率，交换机内部转发信包的背板带宽都必须远大于端口带宽，具有强大的整体吞吐率，才能为每台工作站提供更高的带宽和更高的网络利用率，可以满足大型网络环境大量数据并行处理 的要求。

三、路由器

路由器跟集线器和交换机不同，是工作在OSI的第三层（网络层），根据IP进行寻址转发数据包。路由器是一种可以连接多个网络或网段的网络设备，能将不同网络或网段之间（比如局域网——大网）的数据信息进行转换，并为信包传输分配最合适的路径，使它们之间能够进行数据传输，从而构成一个更大的网络。

路由器具有最主要的两个功能，即数据通道功能和控制功能。数据通道功能包括转发决定、背板转发以及输出链路调度等，一般由特定的硬件来完成；控制功能一般用软件来实现，包括与相邻路由器之间的信息交换、系统配置、系统管理等。

四、中继器

中继器（Repeater）工作于OSI的第一层（物理层），中继器是最简单的网络互联设备，连接同一个网络的两个或多个网段，主要完成物理层的功能，负责在两个网络节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整和放大功能，以此从而增加信号传输的距离，延长网络的长度和覆盖区域，支持远距离的通信。

一般来说，中继器两端的网络部分是网段，而不是子网。中继器只将任何电缆段上的数据发送到另一段电缆上，并不管数据中是否有错误数据或不适于网段的数据。大家最常接触的是网络中继器，在通讯上还有微波中继器、激光中继器、红外中继器等等，机理类似，触类旁通。

五、网关

网关（Gateway）又叫协议转换器，网关的概念实际上跟上面的设备型不是一类问题，但是为了方便参考还是放到这里一并介绍。

网关是一种复杂的网络连接设备，可以支持不同协议之间的转换，实现不同协议网络之间的互连。网关具有对不兼容的高层协议进行转换的能力，为了实现异构设备之间的通信，网关需要对不同的链路层、专用会话层、表示层和应用层协议进行翻译和转换。所以网关兼有路由器、网桥、中继器的特性。

若要使两个完全不同的网络（异构网）连接在一起，一般使用网关，在Internet中两个网络也要通过一台称为网关的计算机实现互联。这台计算机能根据用户通信目标计算机的IP地址，决定是否将用户发出的信息送出本地网络，同时，它还将外界发送给属于本地网络计算机的信息接收过来，它是一个网络与另一个网络相联的通道。为了使TCP/IP协议能够寻址，该通道被赋予一个IP地址，这个IP地址称为网关地址。

所以，网关的作用就是将两个使用不同协议的网络段连接在一起的设备，对两 个网络段中的使用不同传输协议的数据进行互相的翻译转换。在互连设备中，由于协议转换的复杂性，一般只能进行一对一的转换，或是少数几种特定应用协议的转换。

六、网桥

网桥和交换机一样都是工作在OSI模型的第二层（数据链路层），可以看成是一个二层路由器（真正的路由器是工作在网络层，根据IP地址进行信包转发）。网桥可有效的将两个局域网（LAN）连起来，根据MAC地址（物理地址）来转发帧，使本地通信限制在本网段内，并转发相应的信号至另一网段，网桥通常用于联接数量不多的、同一类型的网段。