OSI七层模型

编辑

物理层

数据链路层

网络层

传输层

会话层

表示层

应用层

TCP/IP划分了四层网络模型

四层网络协议的作用

注：TCP/IP协议族

OSI七层模型

物理层

物理层是OSI七层模型的物理基础，没有它就谈不上数据传输了。首先解决两台物理机之间的通信需求，具体就是机器A往机器B发送比特流，机器B能收到比特流。

物理层主要定义了物理设备的标准，如网线的类型，光纤的接口类型，各种传输介质的传输速率。主要作用是传输比特流（0101二进制数据），将比特流转化为电流强弱传输，到达目的后再转化为比特流，即常说的数模转化和模数转换。这层数据叫做比特。「网卡工作在这层」。

数据链路层

在传输比特流的过程中，会产生错传、数据传输不完整的可能。数据链路层定义了「如何格式化数据进行传输」，以及如何控制对物理介质的访问。通常提供错误检测和纠正，以确保数据传输的准确性。

本层将比特数据组成帧，交换机工作在这层，对帧解码，并根据帧中包含的信息把数据发送到正确的接收方。该层负责物理层面上互连的节点之间的通信传输。例如与1个以太网相连的两个节点间的通讯。常见的协议有 HDLC、PPP、SLIP等。

数据链路层会将0、1序列划分为具有意义的数据帧传送给对端（「数据帧的生成与接收」）

网络层

随着网络节点的不断增加，点对点通讯需要通过多个节点，如何找到目标节点，如何选择最佳路径成为首要需求。

网络层主要功能是将网络地址转化为对应的物理地址，并决定如何将数据从发送方路由到接收方。

网络层通过综合考虑发送优先权、网络拥塞程度、服务质量以及可选路由的花费来决定从一个网络中节点A到另一个网络中节点B的最佳路径。由于网络层处理并智能指导数据传送，路由器连接网络隔断，所以路由器属于网络层。此层的数据称之为数据包。本层需要关注的协议TCP/IP协议中的IP协议。

网络层负责将数据传输到目标地址。目标地址可以使多个网络通过路由器连接而成的某一个地址。因此这一层主要负责「寻址和路由选择」。主要由 IP、ICMP 两个协议组成

网络层将数据从发送端的主机发送到接收端的主机，两台主机间可能会存在很多数据链路，但网络层就是负责找出一条相对顺畅的通路将数据传递过去。传输的地址使用的是IP地址。IP地址通过不断转发到更近的IP地址，最终可以到达目标地址。

传输层

随着网络通信需求的进一步扩大，通信过程中需要发送大量的数据，如海量文件传输，可能需要很长时间，网络在通信的过程中会中断很多次，此时为了保证传输大量文件时的准确性，需要对发送出去的数据进行切分，切割为一个一个的段落（Segement）发送，其中一个段落丢失是否重传，段落是否按顺序到达，是传输层需要考虑的问题。

传输层解决了主机间的数据传输，数据间的传输可以是不同网络，并且传输层解决了「传输质量」的问题。传输层需要关注的协议有TCP/IP协议中的TCP协议和UDP协议。

会话层

自动收发包，自动寻址。会话层作用是「负责建立和断开通信连接」，何时建立，断开连接以及保持多久的连接。常见的协议有 ADSP、RPC 等

表示层

Linux给WIndows发包，不同系统语法不一致，如exe不能在Linux下执行，shell不能在Windows不能直接运行。于是需要表示层，解决「不同系统之间通信语法问题」，在表示层数据将按照网络能理解的方案进行格式化，格式化因所使用网络的不同而不同。

它主要负责数据格式的转换。具体来说，就是讲设备固有的数据格式转换为网络标准格式。常见的协议有ASCII、SSL/TLS 等。

应用层

规定发送方和接收方必须使用一个固定长度的消息头，消息头必须使用某种固定的组成，消息头中必须记录消息体的长度等信息，方便接收方正确解析发送方发送的数据。应用层旨在更「方便应用从网络中接收的数据」，重点关注TCP/IP协议中的HTTP协议

四层传输层数据被称作「段」（Segments）；

三层网络层数据被称做「包」（Packages）；

二层数据链路层时数据被称为「帧」（Frames）；

一层物理层时数据被称为「比特流」（Bits）。

OSI模型注重通信协议必要的功能；TCP/IP更强调在计算机上实现协议应该开发哪种程序。

TCP/IP划分了四层网络模型

第一层：应用层，主要有负责web浏览器的HTTP协议，文件传输的FTP协议，负责电子邮件的SMTP协议，负责域名系统的DNS等
第二层：传输层，主要是有**「可靠传输」的TCP协议，特别「高效」**的UDP协议。主要负责传输应用层的数据包。
第三层：网络层，主要是IP协议。主要负责寻址（找到目标设备的位置）
第四层：数据链路层，主要是负责转换数字信号和物理二进制信号。

四层网络协议的作用

发送端是由上至下，把上层来的数据在头部加上各层协议的数据（部首）再下发给下层。
接受端则由下而上，把从下层接受到的数据进行解密和去掉头部的部首后再发送给上层。
层层加密和解密后，应用层最终拿到了需要的数据。

在传输层，TCP协议会将HTTP协议发送的数据看作一个数据包，并在这个数据包前面加上TCP包的一部分信息（部首）

在网络层，IP协议会将TCP协议要发送的数据看作一个数据包，同样的在这个数据包前端加上IP协议的部首

在数据链路层，对应的协议也会在IP数据包前端加上以太网的部首。

源设备和目标设备通过网线连接，就可以通过物理层的二进制传输数据。

数据链路层，会使用对应的协议找到物理层的二进制数据，解码得到以太网的部首信息和对应的IP数据包，再将IP数据包传给上层的网络层。

数据链路层>网络层>传输层>应用层，一层层的解码。如下图的例子：

注：TCP/IP协议族

从字面意义上来讲，TCP/IP是指「传输层」的TCP协议和「网络层」的IP协议。

实际上，TCP/IP只是利用 IP 进行通信时所必须用到的协议群的统称。具体来说，在网络层是IP/ICMP协议、在传输层是TCP/UDP协议、在应用层是SMTP、FTP、以及 HTTP 等。他们都属于 TCP/IP 协议。