常见的网络体系结构

开放系统互联参考模型（OSI）

为了使不同体系结构的计算机网络都能互联起来，国际标准化组织（International Organizaion for Standardization, ISO）于1977 年成立了专门机构研究该问题，不久，他们就提出了一个使全世界各种计算机可以互联成为网的标准框架，这就是著名的开放系统互联参考模型（Open System Interconnection Reference Model, OSI/RM）, 简称 OSI ,在 1983 年形成了开放系统互联参考模型的正式文件（ISO 7498国际标准）

OSI 参考模型是一个七层协议的体系结构，自下而上依次是物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层以及应用层。

OSI 体系结构式法律上的国际标准，他试图达到一种理想的境界，即全世界的计算机网络都遵循这个统一的国际标准，进而使全世界的计算机都能够很方便的进行互连和交换数据。

然而到了20世纪90年代初期，尽管真高的 OSI 国际标准都已经制定出来了，但是这个时候因特网已经抢先在全世界覆盖了相当大的范围。

因特网从1983年开始使用 TCP/IP 协议族，并逐渐演变成 TCP/IP 参考模型。

OSI 只获得一些理论研究成果，但在市场化方面却输给了TCP/IP标准。

OSI 失败的原因有以下几点：

OSI 的专家们缺乏实际经验，他们在完成 OSI 标准时没有商业驱动力
OSI 的协议实现起来过分复杂，而且运行效率很低。
OSI 标准的制定周期太长，因而使得按 OSI 标准生产的设备无法及时进入市场。
OSI 的层次划分也不太合理，有些功能在多个层次中重复出现。

TCP/IP 参考模型

因特网是全球覆盖范围最广、用户数量最多的互联网，它采用 TCP/IP 参考模型。

TCP/IP 参考模型是一个四层协议的体系结构，自下而上依次是：网络接口层、网际层、运输层、应用层。

TCP/IP 体系结构相当于是将 OSI 体系结构中的物理层和数据链路层合并为了网络接口层，将会话层和表示层合并到了应用层。

注意：由于 TCP/IP 在网络层使用的核心协议是 IP 协议，IP 协议的中文意思是网际协议（Internet Protocol, IP）, 因此 TCP/IP 体系结构的网络层也常称为网际层。

大多数网络用户每天都有使用因特网的需求，这就要求用户的主笔必须使用 TCP/IP 体系结构。

在用户主机的操作系统中，通常都带有完整的 TCP/IP 协议族。而因特网中用于网络互联的路由器，就其所需完成的网络互联这一基本任务而言，只包含 TCP/IP 的网络接口层和网际层即可，因此我们一般认为路由器的网络体系结构的最高层位网际层（网络层）

TCP/IP 体系结构各层包含的主要协议

TCP/IP 体系结构的网络接口层并没有规定什么具体内容，这样做的目的是可以互联全世界各种不同的网络接口，例如有线的以太网接口、无线局域网的Wi-Fi 接口，而不限定仅使用一种或几种网络接口，因此，TCP/IP 体系结构在本质上只有上面的三层。
网际协议IP 是 TCP/IP 体系结构网际层的核心内容。
传输控制协议（Transmission Control Protocol, TCP）和用户数据报协议（User Datagram Protocol, UDP）是TCP/IP 体系结构运输层的两个重要协议。
TCP/IP 体系结构的应用层包含了大量的应用层协议，例如超文本传送协议（HyperText Transfer Protocol, HTTP）、简单邮件传送协议（Simple Mail Transfer Protocol, SMTP）、域名系统（Domain Name System, DNS）以及实时运输协议（Real-time Transport Protocol, RTP）等。

从上图可以可以看出 IP 协议可以将不同的网络接口进行互连，并向其上的 TCP 协议和 UDP 协议提供网络互联服务。

TCP 协议在享受 IP 协议提供的网络互连服务的基础上，可向应用层的某些协议提供可靠传输的服务。

UDP 协议在享受 IP 协议提供的网络互连服务的基础上，可向应用鞥的某些协议提供不可靠传输的服务。

IP 协议作为 TCP/IP 体系结构中的核心协议，一方面负责互联不同的网络接口，也就是 IP over erverthing；另一方面为各种网络应用提供服务，也就是 Everything over IP。

注：
由于 TCP/IP 协议体系中包含大量的协议，而 IP 协议和 TCP 协议是其中非常重要的两个协议，因此用 TCP 和 IP 这两个协议来表示整个协议大家族，常称为 TCP/IP 协议族。
在嵌入式系统开发领域，TCP/IP 协议族也常称为 TCP/IP 协议栈，这是因为 TCP/IP 的协议体系的分层结构域数据结构中的栈在图形画法上是类似的。