网络七层模型和对应协议的通俗理解

Posted 2022-06-11 猎人在吃肉

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了网络七层模型和对应协议的通俗理解相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

文章目录

1、七层、五层、四层模型划分

互联网的本质就是一系列的网络协议，这个协议就叫OSI协议（一系列协议），按照功能不同，分工不同，人为的分层七层。实际上这个七层是不存在的。没有这七层的概念，只是人为的划分而已。区分出来的目的只是让你明白哪一层是干什么用的。

每一层都运行不同的协议。协议是干什么的，协议就是标准。

实际上还有人把它划成五层、四层。

七层划分为：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。

五层划分为：应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。

四层划分为：应用层、传输层、网络层、网络接口层。

2、记忆口诀

物联网传话，表示应用

3、各层的协议

4、OSI 七层模型的通俗理解

这个模型学了好多次，总是记不住。今天又看了一遍，发现用历史推演的角度去看问题会更有逻辑，更好记。本文不一定严谨，可能有错漏，主要是抛砖引玉，帮助记性不好的人。总体来说，OSI模型是从底层往上层发展出来的。

这个模型推出的最开始，是是因为美国人有两台机器之间进行通信的需求。

4.1、需求1：

科学家要解决的第一个问题是，两个硬件之间怎么通信。具体就是一台发些比特流，然后另一台能收到。

于是，科学家发明了 物理层：

主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流(就是由1、0转化为电流强弱来进行传输，到达目的地后在转化为1、0，也就是我们常说的数模转换与模数转换)。这一层的数据叫做比特。

4.2、需求2：

现在通过网线，我能发数据流，但是，我还希望通过无线电波，通过其它介质来传输。然后我还要保证传输过去的比特流是正确的，要有纠错功能。

于是，发明了 数据链路层 。

定义了如何让格式化数据以进行传输，以及如何让控制对物理介质的访问。这一层通常还提供错误检测和纠正，以确保数据的可靠传输。

4.3、需求3：

比如，把数据传输从A到F，不是直接从A到F，而从A开始，中间要经过B，C，D、E，可能有好多节点如K、J、Z、Y。怎么选择最佳路径，这就是路由要做的事。

于是，发明了 网络层 ，即路由器，交换那些具有寻址功能的设备所实现的功能。这一层定义了 IP地址，通过IP地址寻址。所以产生了 IP协议 。

4.4、需求4：

现在我能发正确的发比特流数据到另一台计算机了，但是当我发大量数据时候，可能需要好长时间，例如一个视频格式的，网络会中断好多次（事实上，即使有了物理层和数据链路层，网络还是经常中断，只是中断的时间是毫秒级别的）。

那么，我还须要保证传输大量文件时的准确性。于是，我要对发出去的 数据进行封装 ，类似快递打包，一组完整数据打一个包裹，一个包裹对应一个地址。

于是，先发明了 传输层（传输层在OSI模型中，是在网络层上面）

例如，定义 TCP协议，是用于将大量的数据打包成报文。我发了1万个包出去，另一台电脑就要告诉我是否接受到了1万个包，如果缺了3个包，就告诉我是第1001，234，8888个包丢了，那我再发一次。这样，就能保证对方把这个视频完整接收了。

例如，定义 UDP协议，是用于将送少量的数据打包成报文。我发20个包出去，一般不会丢包，所以，我不管你收到多少个。在多人互动游戏，也经常用UDP协议，因为一般都是简单的信息，而且有广播的需求。如果用TCP，效率就很低，因为它会不停地告诉主机我收到了20个包，或者我收到了18个包，再发我两个！如果同时有1万台计算机都这样做，那么用TCP反而会降低效率，还不如用UDP，主机发出去就算了，丢几个包你就卡一下，算了，下次再发包你再更新。

TCP协议是会绑定IP和端口的协议。

4.5、需求5：

现在我们已经保证给正确的计算机，发送正确的封装过后的信息了。但是用户级别的体验好不好？难道我每次都要调用TCP去打包，然后调用IP协议去找路由，自己去发？当然不行，所以我们要建立一个自动收发包，自动寻址的功能。

于是，发明了 会话层 。会话层的作用就是建立和管理应用程序之间的通信。

4.6、需求6：

现在我能保证应用程序自动收发包和寻址了。但是我要用Linux给window发包，两个系统语法不一致，就像安装包一样，exe是不能在linux下用的，shell在window下也是不能直接运行的。于是需要 表示层 （presentation），帮我们解决不同系统之间的通信语法问题。

4.7、需求7：

最上层是 应用层，我们开发的各种应用，

浏览器：通过定义 http 超文本传输协议；
FTP服务：FTP 文件传输协议；
邮箱：SMTP，简单邮件传输协议；
POP3：邮局协议第3版；
telnet：TCP/IP终端仿真协议；
Finger：用户信息协议；
IMAP4：因特网信息访问协议第4版。
lpr unix ：远程打印协议。

5、Socket：

这不是一个协议，而是一个通信模型。其实它最初是伯克利加州分校软件研究所，简称BSD发明的，主要用来一台电脑的两个进程间通信，然后把它用到了两台电脑的进程间通信。所以，可以把它简单理解为进程间通信，不是什么高级的东西。主要做的事情不就是：

A发包 ：发请求包给某个已经绑定的端口（所以我们经常会访问这样的地址182.13.15.16:1235，1235就是端口）；收到B的允许；然后正式发送；发送完了，告诉B要断开链接；收到断开允许，马上断开，然后发送已经断开信息给B。

B收包 ：绑定端口和IP；然后在这个端口监听；接收到A的请求，发允许给A，并做好接收准备，主要就是清理缓存等待接收新数据；然后正式接收；接受到断开请求，允许断开；确认断开后，继续监听其它请求。

可见，Socket其实就是I/O操作。Socket并不仅限于网络通信。在网络通信中，它涵盖了网络层、传输层、会话层、表示层、应用层——其实这都不需要记，因为Socket通信时候用到了IP和端口，仅这两个就表明了它用到了网络层和传输层；而且它无视多台电脑通信的系统差别，所以它涉及了表示层；一般Socket都是基于一个应用程序的，所以会涉及到会话层和应用层。