网络分层模型协议以及理解

Posted 2021-06-18 hymKing

OSI七层网络分层模型：

参考模型是国际标准化组织(ISO)制定的一个用于计算机或通信系统间互联的标准体系，一般称为OSI参考模型或七层模型。

 

为什么网络进行网络层次划分？

开闭原则。

其实，大部分事实的道理都存在共性，随着人们对网络传输过程认知不断提升，人们发现网络传输实在是太复杂了，既要确定传输的信号是什么，还要确定给谁传输，还有各种中传输过程中的控制逻辑，容错逻辑等等。

在软件工程OOD思想中，最顶层的原则就是开闭原则，网络分层的原因，有何尝不是如此，控制了层层之间的边界，每一层承担的职责也比较清晰，既能使得不同的层次能去完成特定的功能，又能实现层与层之间的改动而互不影响。

为什么网络分层有了5层，还有七层？

其实TCP/IP的五层网络模型先于OSI模型，发明于1970年代。国际标准组织ISO,基于当时的网络模型分层混乱（还有其他分层标准），在这样的背景下，进行了统一网络分层模型，但是也非强制性标准模型，所以叫开放式系统互联通信参考模型。

TCP/IP四层模型和TCP/IP五层模型（实际通用说法是四层模型）：

上图中，阐述了5层分层模型和7层分层模型之间的对应关系。

除了这些关系后，作为研发同学，其实更多的是关注各个层次中所涉及到一些网络协议。

在日常的java web开发中，接触到最多的是应用层协议，诸如HTTP、FTP等，另外还有传输层TCP、UDP协议，网络层的IP协议。

另外，网络各个层次和设备之间的关系如下图：

关联信息：

所谓的七层负载均衡指工作在应用层上，看到的HTTP协议，解析HTTP协议报文里面的URL、主机名、资源类型等数据，再用适当的策略转发给后端服务器。

所谓四层负载均衡是在指工作在传输层上，基于TCP/IP协议的特性，例如IP地址、端口号等实现对后端服务器的负载均衡。

TCP/IP分层模型中的协议栈是如何工作的呢？

以HTTP协议的数据传输过程来说明，HTTP协议在传输的过程中，是通过协议栈逐层向下，每一层都添加本层的专有数据，层层打包，然后通过下层发送出去。

接受数据则是恰恰相反的操作，从下往上传过协议栈，逐层拆包，每层去掉本层的专有头，上层就会拿到数据。

从上图中，我们可以看出，大多情况下，我们说TCP、IP协议族中，我们一般说TCP/IP四层网络模型。

对比一下就可以看出，TCP/IP 是一个纯软件的栈，没有网络应有的最根基的电缆、网卡等物理设备的位置。而 OSI 则补足了这个缺失，在理论层面上描述网络更加完整。