网络七层协议

网络七层协议的通俗理解 OSI七层模式简单通俗理解 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。 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。 需求2： 现在通过电线我能发数据流了，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。 需求3： 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

网络协议 1.os七层协议 互联网协议按照功能不同分为osi七层或则tcp/ip五层或tcp//四层 每层运行常见的物理设备 五层协议 物理层 物理层功能:主要是基于电器特性发送高低压(电信号),高电压对应数字1,低电压对应数字0,例如光纤和双绞线 数据链路层 单纯的电信号没有意义,必须规定电信号多少位一组,数据链路层定义了电信号的分组方式 以太网协议:形成的标准协议,即以太网协议ethernet,它规定一组电信号构成一个数据报,叫做'帧',每一数据帧分成:报头head和数据data两部分 head包含:(固定18个字节) 发送者/源地址,6字节 接受者/目标地址,6字节 数据类型,6字节 data包含(最短46字节,最长1500字节) 数据包的具体内容 head长度+data长度 = 最短64字节,最长1518字节,超过最大限制就分片发送 mac地址: head中包含的源和目标地址由来:ethernet规定接入internrt的设备必须都具有网卡,发送端和接收端的地址便是网卡的地址,即mac地址 mac地址:每块网卡出厂时都被烧制上世界上唯一的mac地址,长度为48位2机制,通常由12位16进制数表示(前六位是厂商编号,后六位是流水线号) 广播: 有了mac地址,同一网络内的两台主机就可以通信了(一台主机通过arp协议获取另一台主机的mac地址) etnernet采用原始的方式

1　OSI参考模型 　　 　　谈到网络不能不谈OSI参考模型，虽然OSI参考模型的实际应用意义不是很大，但其的确对于理解网络协议内部的运作很有帮助，也为我们学习网络协议提供了一个很好的参考。在现实网络世界里，TCP/IP协议栈获得了更为广泛的应用。 　　 　　1.1　OSI参考模型的分层结构 　　 　　OSI参考模型（OSI/RM）的全称是开放系统互连参考模型（Open System Interconnection Reference Model，OSI/RM），它是由国际标准化组织（International Standard Organization，ISO）提出的一个网络系统互连模型。 　　 　　OSI参考模型采用分层结构，如图1-1所示。　 　　 　 　　 图1-1　 OSI参考模型 　在这个OSI七层模型中，每一层都为其上一层提供服务、并为其上一层提供一个访问接口或界面。 　　 　　不同主机之间的相同层次称为对等层。如主机A中的表示层和主机B中的表示层互为对等层、主机A中的会话层和主机B中的会话层互为对等层等。 　　 　　对等层之间互相通信需要遵守一定的规则，如通信的内容、通信的方式，我们将其称为协议（Protocol）。 　　 　　我们将某个主机上运行的某种协议的集合称为协议栈。主机正是利用这个协议栈来接收和发送数据的。 　　 　

OSI（Open System Interconnect，开放系统互连）是一个开放性的通信系统互连参考模型，他是一个定义得非常好的协议规范。OSI模型有7层结构，每层都可以有几个子层。 OSI的7层从上到下分别是 7 应用层 6 表示层 5 会话层 4 传输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层 ；其中高层（即7、6、5、4层）定义了应用程序的功能，下面3层（即3、2、1层）主要面向通过网络的端到端的 数据流 。 Application--- all Presentation--- people Session--- seem Transport--- to Network--- need Data--- data Physical--- processing all people seem to need data processing这一句话的意思是所有的人似乎都需要处理数据 建立七层模型的主要目的是为解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题。它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来：服务说明某一层为上一层提供一些什么功能，接口说明上一层如何使用下层的服务，而协议涉及如何实现本层的服务；这样各层之间具有很强的独立性，互连网络中各实体采用什么样的协议是没有限制的，只要向上提供相同的服务并且不改变相邻层的接口就可以了。网络七层的划分也是为了使网络的不同功能模块

OSI七层模型 　　 　　七层网络结构： 　　应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层 　　一般也作五层 应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层（实体层） 　　引申问题：TCP/IP协议与http协议的区别： 　　　　TPC/IP协议是传输层协议，主要解决数据如何在网络中传输，而HTTP是应用层协议，主要解决如何包装数据。 关于TCP/IP和HTTP协议的关系，网络有一段比较容易理解的介绍：“我们在传输数据时，可以只使用（传输层）TCP/IP协议，但是那样的话，如果没有应用层，便无法识别数据内容，如果想要使传输的数据有意义，则必须使用到应用层协议，应用层协议有很多，比如HTTP、FTP、TELNET等，也可以自己定义应用层协议。WEB使用HTTP协议作应用层协议，以封装HTTP 文本信息，然后使用TCP/IP做传输层协议将它发到网络上。” 　　　　术语TCP/IP代表传输控制协议/网际协议，指的是一系列协议。“IP”代表网际协议，TCP和UDP使用该协议从一个网络传送数据包到另一个网络。把 IP想像成一种高速公路 ，它允许其它协议在上面行驶并找到到其它电脑的出口。 TCP和UDP是高速公路上的“卡车”，它们携带的货物就是像HTTP ，文件传输协议FTP这样的协议等。 　　　TCP和UDP是FTP，HTTP和SMTP之类使用的传输层协议

应用层 与其它计算机进行通讯的一个应用，它是对应应用程序的通信服务的。例如，一个没有通信功能的字处理程序就不能执行通信的代码，从事字处理工作的程序员也不关心OSI的第7层。但是，如果添加了一个传输文件的选项，那么字处理器的程序就需要实现OSI的第7层。示例：TELNET，HTTP，FTP，NFS，SMTP等。 表示层 这一层的主要功能是定义数据格式及加密。例如，FTP允许你选择以二进制或ASCII格式传输。如果选择二进制，那么发送方和接收方不改变文件的内容。如果选择ASCII格式，发送方将把文本从发送方的字符集转换成标准的ASCII后发送数据。在接收方将标准的ASCII转换成接收方计算机的字符集。示例：加密，ASCII等。 会话层 它定义了如何开始、控制和结束一个会话，包括对多个双向消息的控制和管理，以便在只完成连续消息的一部分时可以通知应用，从而使表示层看到的数据是连续的，在某些情况下，如果表示层收到了所有的数据，则用数据代表表示层。示例：RPC，SQL等。 传输层 这层的功能包括是否选择差错恢复协议还是无差错恢复协议，及在同一主机上对不同应用的数据流的输入进行复用，还包括对收到的顺序不对的数据包的重新排序功能。示例：TCP，UDP，SPX。 网络层 这层对端到端的包传输进行定义，它定义了能够标识所有结点的逻辑地址，还定义了路由实现的方式和学习的方式

1.OSI七层网络模型介绍 　　OSI（Open System Interconnection，开放系统互连）七层网络模型称为开放式系统互联参考模型 ，是一个逻辑上的定义，一个规范，它把网络从逻辑上分为了7层。每一层都有相关、相对应的物理设备，比如路由器，交换机。 　　OSI七层模型是一种框架性的设计方法，建立七层模型的主要目的是为解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题，其最主要的功能就是帮助不同类型的主机实现数据传输。它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来，通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯。 OSI七层结构图： 各层简介： 物理层（Physical Layer） ：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，单位是bit比特。 数据链路层（Datalink Layer） ：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。交换机(二层)、网桥设备在这一层。数据链路层协议的代表包括：PPP、STP、帧中继等。 网络层（Network Layer）

大白话OSI七层协议 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。 每层运行常见的物理设备 一、物理层 物理层功能：主要是基于电器特性发送高低电压(电信号)，高电压对应数字1，低电压对应数字0 物理层字面意思解释：物理传输、硬件、物理特性。在深圳的你与北京的朋友聊天，你的电脑必须要能上网，物理体现是什么？是不是接一根网线，插个路由器，北京的朋友那边是不是也有根网线，也得插个路由器。也就是说计算机与计算机之间的通信，必须要有底层物理层方面的连通，就类似于你打电话，中间是不是必须得连电话线。 中间的物理链接可以是光缆、电缆、双绞线、无线电波。中间传的是电信号，即010101...这些二进制位。 底层传输的010010101001...这些二进制位怎么才能让它有意义呢？ 要让这些010010101001...有意思，人为的分组再适合不过了，8位一组

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。 需求2： 　　现在通过电线我能发数据流了，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。 需求3： 　　现在能发正确的发比特流数据到另一台计算机了，但是当发大量数据时候，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，我还需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。就像发快递一样，一个个地发。 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TCP，是用于发大量数据的，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

　　OSI 七层模型通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯，因此其最主要的功能就是帮助不同类型的主机实现数据传输 。完成中继功能的节点通常称为中继系统。一个设备工作在哪一层，关键看它工作时利用哪一层的数据头部信息。网桥工作时，是以MAC头部来决定转发端口的，因此显然它是数据链路层的设备。具体说: 物理层：网卡，网线，集线器，中继器，调制解调器 数据链路层：网桥，交换机 网络层：路由器 网关工作在第四层传输层及其以上 　　集线器是物理层设备,采用广播的形式来传输信息。 　　交换机就是用来进行报文交换的机器。多为链路层设备(二层交换机)，能够进行地址学习，采用存储转发的形式来交换报文.。 　　路由器的一个作用是连通不同的网络，另一个作用是选择信息传送的线路。选择通畅快捷的近路，能大大提高通信速度，减轻网络系统通信负荷，节约网络系统资源，提高网络系统畅通率。 交换机的工作原理 　　交换机拥有一条很高带宽的内部总线和内部交换矩阵。交换机的所有的端口都挂接在这条总线上，控制电路收到数据包以后，处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC（网卡的硬件地址）的NIC（网卡）挂接在哪个端口上，通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口，目的MAC若不存在则广播到所有的端口，接收端口回应后交换机会“学习”新的地址，并把它添加入内部MAC地址表中。 使用交换机也可以把网络