計算機網路中的OSI、TCP/IP和混合模型

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資料通訊是在網路上裝置之間共享資訊。模型和協議使之成為可能。兩種常見的模型是OSI和TCP/IP。我們將解釋它們以及混合模型，並比較它們的功能、優點和缺點。

OSI模型

OSI模型代表開放系統互聯模型。它由國際標準化組織（ISO）於1984年開發，作為網路通訊的參考模型。OSI模型定義了網路功能的七層，從處理傳輸介質的物理層到與使用者互動的應用層。每一層執行特定的任務，並透過介面與相鄰層通訊。

以下是每一層的簡要描述

物理層：此層負責透過物理介質（例如電纜、線纜或無線訊號）傳輸和接收原始位元。它定義了網路介面的電氣、機械和程式規範。此層中使用的一些協議包括乙太網、Wi-Fi、藍牙和USB。

資料鏈路層：此層負責在同一網路上的兩個節點之間提供無錯誤且可靠的資料傳輸。它定義了資料幀的格式、定址方案和訪問控制方法。它還執行錯誤檢測和糾正、流量控制和同步。此層中使用的一些協議包括MAC、ARP、PPP和HDLC。

網路層：此層負責將資料包從一個網路路由到另一個網路，跨越多箇中間裝置，例如路由器和交換機。它定義了邏輯定址方案，例如IP地址，以及路由演算法，例如RIP和OSPF。它還執行分段和重組、擁塞控制和服務質量。此層中使用的一些協議包括IP、ICMP、IGMP和IPsec。

傳輸層：此層負責在不同主機上的兩個應用程式之間提供端到端的資料交付。它定義了傳輸協議，例如TCP或UDP，以及標識應用程式的埠號。它還執行分段和重組、連線建立和終止、錯誤恢復和流量控制。此層中使用的一些協議包括TCP、UDP、SCTP和DCCP。

會話層：此層負責在兩個應用程式之間建立、維護和終止會話。它定義了會話協議，例如RPC或SQL，以及區分不同會話的會話識別符號。它還執行身份驗證、授權、同步和檢查點。此層中使用的一些協議包括NFS、SMB和NetBIOS。

表示層：此層負責在不同格式和編碼方案之間轉換資料。它定義了應用程式之間交換資料的語法和語義。它還執行加密、解密、壓縮和解壓縮。此層中使用的一些協議包括SSL/TLS、JPEG和MPEG。

應用層：此層負責提供使用者介面和應用程式。向用戶提供特定的服務。它定義了應用程式協議，例如HTTP或FTP，以及在應用程式之間傳遞資訊的郵件格式。它還執行名稱解析、目錄服務和電子郵件服務。此層中使用的一些協議包括HTTP、FTP、DNS和SMTP。

OSI模型的優點

• 它為開發和協調網路通訊標準提供了共同的基礎。

• 透過定義通用介面和協議，它允許不同系統和供應商之間的互操作性。

• 透過將網路功能分離成獨立的層，它促進了模組化設計和實現。

• 它透過隔離特定層的問題，可以簡化故障排除和測試。

OSI模型的缺點

• 它複雜且抽象，因為它定義了七層，包含許多功能和協議。

• 它與某些不遵循其結構或原則的現有網路技術不完全相容。

• 它沒有得到廣泛的實施，因為它主要用作參考模型而不是操作模型。

TCP/IP模型

TCP/IP模型代表傳輸控制協議/網際網路協議模型。它設計於20世紀70年代，並用於網際網路。TCP/IP模型定義了網路功能的四層。從處理物理介質的網路訪問層到與使用者互動的應用層。每一層執行特定的任務，並透過套接字和埠與任何其他層通訊。

TCP/IP模型有四層

• 網路訪問：透過物理介質（電纜、無線）傳輸資料。

• 網際網路：使用路由器和交換機在網路之間路由資料。

• 傳輸：在不同主機上的應用程式之間傳送資料。

• 應用：提供使用者介面和特定的應用程式服務。

TCP/IP模型的優點

• 它簡單，只有4層。

• 它與大多數現有網路技術相容。

• 它是最常用和實施的模型。也用於網際網路。

• 它有各種路由協議。

• 它具有客戶端-伺服器架構，因此支援分散式計算。

TCP/IP模型的缺點

• 它安全性不高，容易受到攻擊，例如SYN泛洪、IP欺騙等。

• 傳輸層不保證資料包的交付。

• 它的層之間沒有明確的功能分離。

混合模型

混合模型將OSI和TCP/IP結合起來，具有五層

• 物理：透過電纜或無線訊號傳送原始位元。

• 資料鏈路：在節點之間提供無錯誤的資料傳輸。

• 網路：使用路由器和交換機在網路之間路由資料。

• 傳輸：確保主機上應用程式之間的資料端到端交付。

• 應用：提供使用者介面和應用程式服務。

混合模型的優點

• 它在簡單性和複雜性之間取得平衡。

• 它提供互操作性。

• 它能夠靈活和適應性強。

混合模型的缺點

• 透過混合具有不同結構和原則的不同模型，可能會導致混淆和不一致。

• 它可能不支援某些任一模型中未定義的高階和專門的網路功能。

• 它可能不完全相容某些不遵循其結構或原則的現有網路技術。

混合模型很有用。因為它結合了兩種模型的優點。它提供了一個理解和設計網路系統的框架。它具有針對不同網路協議和技術的靈活性和相容性。

差異：OSI、TCP/IP和混合模型

下表突出顯示了三種網路模型的不同功能

OSI模型	TCP/IP模型	混合模型
它有7層：物理層、資料鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。	它有4層：應用層、傳輸層、網際網路層和網路訪問層。	它有5層：應用層、傳輸層、網路層、資料鏈路層和物理層。
它是一個描述網路通訊功能的參考模型。	它是一個定義網路通訊協議的已實現模型。	它是一個結合了兩種模型功能的實用模型。
它支援面向連線和無連線服務。	它主要支援面向連線的服務，例如TCP。	它支援面向連線和無連線服務。
它遵循垂直方法，其中每一層與其相鄰層通訊。	它遵循水平方法，其中每一層與其在另一臺裝置上的對應層通訊。	它遵循垂直和水平方法，具體取決於層。
它不如TCP/IP模型可靠。	它比OSI模型更可靠。	它與TCP/IP模型一樣可靠。

結論

資料通訊是在網路上裝置之間交換資訊。OSI和TCP/IP模型定義了資料的格式、傳輸和接收。

• OSI有七層：物理層、資料鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。

• TCP/IP有以下層：網路訪問層、網際網路層、傳輸層、應用層。

OSI提供標準，但很複雜。TCP/IP簡單且常用。混合模型結合了OSI和TCP/IP，在簡單性和複雜性之間取得平衡。它有五層：物理層、資料鏈路層、網路層、傳輸層和應用層。每個模型都有其優點和缺點。選擇取決於網路需求。