第一讲：计算机七层参考模型
文章目錄
- 一、分層思想
- 二、OSI七層參考模型
- 1、七層參考模型講解
- 1.1 應(yīng)用層(L7）
- 1.2 表示層(L6)
- 1.3 會(huì)話層(L5)
- 1.4 傳輸層(L4)
- 1.5 網(wǎng)絡(luò)層(L3)
- 1.6 數(shù)據(jù)鏈路層(L2)
- 1.7 物理層(L1)
- 2、用實(shí)際例子說明七層參考模型
- 三、TCP/IP五層模型
- 1、TCP/IP五層模型
- 2、TCP/IP協(xié)議族的組成
- 2.1 應(yīng)用層
- 2.2 傳輸層
- 2.3 網(wǎng)絡(luò)層
- 2.4 數(shù)據(jù)鏈路層、物理層
- 四、數(shù)據(jù)的封裝與解封裝
- 1、數(shù)據(jù)的封裝
- 2、數(shù)據(jù)的解封裝
- 3、PDU（協(xié)議數(shù)據(jù)單元）
- 4、數(shù)據(jù)封裝與解封裝總體概述
- 五、點(diǎn)到點(diǎn)、端到端
- 1、點(diǎn)到點(diǎn)
- 2、端到端
一、分層思想
將復(fù)雜的流程分解為幾個(gè)功能相對(duì)單一的子過程
●整個(gè)流程更加清晰，復(fù)雜問題簡單化
●更容易發(fā)現(xiàn)問題并針對(duì)性的解決問題
二、OSI七層參考模型
國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）于1984年頒布了開放互連（OSI）參考模型，一個(gè)開放體系結(jié)構(gòu)，將網(wǎng)絡(luò)分為七層。
1、七層參考模型講解
1.1 應(yīng)用層(L7）
●專業(yè)解釋：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)與最終用戶的一個(gè)接口
●通俗解釋：人機(jī)交互窗口，把我們（人）語言輸入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中。（例如在qq，微信上輸入字符），或者我們?cè)L問網(wǎng)頁，打開的網(wǎng)頁就可以相當(dāng)于是應(yīng)用層的東西。
●象征代表：用戶操作界面。
1.2 表示層(L6)
●專業(yè)解釋：數(shù)據(jù)的表示、安全、壓縮
●通俗解釋：計(jì)算機(jī)收到我們發(fā)送的語言，它需要將其轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行傳輸，轉(zhuǎn)化之后還需要將它們進(jìn)行壓縮，加密等一些功能。
●象征代表：人的語言翻譯成計(jì)算機(jī)語言
1.3 會(huì)話層(L5)
●專業(yè)解釋：建立、管理、中止會(huì)話
●通俗解釋：管理是否允許不同機(jī)器上用戶之間建立會(huì)話連接，或者可以理解為，我們與別人發(fā)送消息時(shí)，需要建立一個(gè)連接進(jìn)行會(huì)話，這就是會(huì)話層所要控制的事情。
●象征代表：通信軟件建立會(huì)話，比如qq
1.4 傳輸層(L4)
●專業(yè)解釋：定義傳輸數(shù)據(jù)協(xié)議端口號(hào)，以及流控和差錯(cuò)校驗(yàn)
●通俗解釋：我們?cè)跁?huì)話層建立連接之后，是不是要遵循一定的協(xié)議和協(xié)議的端口號(hào)，這一層就是在傳輸過程中需要遵循協(xié)議，就像過馬路需要走人行道，也是遵循一定的交通規(guī)則。
●象征代表：防火墻，端到端
1.5 網(wǎng)絡(luò)層(L3)
●專業(yè)解釋：進(jìn)行地址尋址，實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的路徑選擇
●通俗解釋：不同網(wǎng)絡(luò)之間的傳輸就需要網(wǎng)絡(luò)層來進(jìn)行尋找路徑，比如，你在上海，我在南京，我們之間需要傳輸數(shù)據(jù)，那肯定是需要通過網(wǎng)絡(luò)層來尋找最佳路徑來進(jìn)行通信的。
●象征代表：路由器
1.6 數(shù)據(jù)鏈路層(L2)
●專業(yè)解釋：建立邏輯連接、進(jìn)行硬件地址尋址，差錯(cuò)檢驗(yàn)等功能
●通俗解釋：進(jìn)行硬件地址尋址，硬件地址就是MAC地址，每一張網(wǎng)卡都有自己獨(dú)立的MAC地址，根據(jù)MAC地址才能找到具體的地址信息。
●象征代表：交換機(jī)，網(wǎng)卡
1.7 物理層(L1)
●專業(yè)解釋：建立、維護(hù)、斷開物理連接
●通俗解釋：一些看得見，摸得著的東西，比如網(wǎng)線，光纖，網(wǎng)卡，中繼器等，連接網(wǎng)絡(luò)需要靠它們才能實(shí)現(xiàn)最底層傳輸。
●象征代表：網(wǎng)線、網(wǎng)卡，中繼器。
2、用實(shí)際例子說明七層參考模型
為了方便理解七層參考模型，現(xiàn)在就舉個(gè)栗子來講解一下，例子可以輔助記憶，但是不能一概而論。
例子說明：張三在某網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)購物
①應(yīng)用層：購物時(shí)，張三需要打開一個(gè)購物平臺(tái)進(jìn)行購物吧，打開的這個(gè)平臺(tái)，我們就可以理解為應(yīng)用層的東西。（人機(jī)用戶的交互界面）
②表示層：假如張三選好一個(gè)東西，東西比較大，客服人員需要將東西進(jìn)行拆卸包裝，然后繪畫號(hào)圖紙，以后等張三收到貨的時(shí)候，再按照?qǐng)D紙進(jìn)行組裝。（數(shù)據(jù)的表示、壓縮、加密，解密，解壓）
③會(huì)話層：再發(fā)貨前，客服人員在平臺(tái)上給張三發(fā)了一句：你確定購買了嗎？張三回復(fù)，已確定。那客服人員就可安排進(jìn)行發(fā)貨了。（建立、管理、中止會(huì)話）
④傳輸層：客服要發(fā)貨了，需要尋找一家合適的快遞公司吧，客服不需要知道東西怎么到張三那邊，他只需要知道，東西能順利送到就行了。快遞公司就是傳輸層所表示的協(xié)議（定義傳輸數(shù)據(jù)的協(xié)議端口號(hào)）
⑤網(wǎng)絡(luò)層：快遞公司在客服那邊拿到東西后，需要進(jìn)行發(fā)貨，初始地在深圳，收貨地在南京，他可以選擇多重的路線方式，可以空運(yùn)，可以海運(yùn)，可以火車，還可以漂流瓶。（地址的尋址，也就是IP地址，不同網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)現(xiàn)路徑選擇）
⑥數(shù)據(jù)鏈路層：貨物到達(dá)了南京的派送點(diǎn)，這個(gè)時(shí)候快遞小哥拿到了東西，他就需要根據(jù)上面的門牌號(hào)以及電話號(hào)碼，尋找到張三的具體地址，然后再進(jìn)行派件（硬件地址的尋址，也就是MAC地址，差錯(cuò)校驗(yàn)）
⑦物理層：不管快遞小哥以什么方式把東西送到張三那邊，他總需要上路吧，他騎車也是在路上，開車也是在路上，這個(gè)路包括海陸空。所以這個(gè)路就是傳輸?shù)拿浇?#xff08;建立、維護(hù)，斷開物理連接）
三、TCP/IP五層模型
1、TCP/IP五層模型
五層模型跟七層模型類似，將七層模型的三層（應(yīng)用層、表示層、會(huì)話層）融合成了一層（應(yīng)用層），每一層分工明確，且都有者自己的層對(duì)應(yīng)的設(shè)備
2、TCP/IP協(xié)議族的組成
協(xié)議主要在于上三層（應(yīng)用層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層）。下面講解層次主要的協(xié)議
2.1 應(yīng)用層
●HTTP協(xié)議：網(wǎng)頁訪問協(xié)議，屬于明文訪問的協(xié)議
●HTTPS協(xié)議：網(wǎng)頁訪問協(xié)議，屬于密文訪問的協(xié)議
2.2 傳輸層
●TCP協(xié)議：安全、穩(wěn)定建立連接（如：視頻）
●UDP協(xié)議：高效（如：QQ）
2.3 網(wǎng)絡(luò)層
●IP：ipv4等協(xié)議，遵循一定的邏輯地址協(xié)議
●ARP協(xié)議：將IP地址解析為MAC地址的協(xié)議
●ICMP協(xié)議：是一種面向無連接的協(xié)議，用于傳輸出錯(cuò)報(bào)告控制信息，比如：在cmd窗口ping其它網(wǎng)絡(luò)時(shí)，返回的數(shù)據(jù)。
2.4 數(shù)據(jù)鏈路層、物理層
●IEEE 802.3 :有限局域網(wǎng)（以太網(wǎng)）標(biāo)準(zhǔn)
●IEEE 802.11:無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)
四、數(shù)據(jù)的封裝與解封裝
1、數(shù)據(jù)的封裝
數(shù)據(jù)的封裝，是由上層到下層進(jìn)行封裝的，上圖所示的是TCP/IP的五層模型封裝圖，我們以此圖進(jìn)行講解。
●應(yīng)用層：人機(jī)交換窗口，把我們的語言輸入到計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)再將收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制后再進(jìn)行壓縮、加密。再建立會(huì)話。（此處對(duì)于七層參考模型，一起解釋了上三層的含義）
●傳輸層：將上層數(shù)據(jù)加上TCP頭部（協(xié)議端口號(hào)），封裝成數(shù)據(jù)段，傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)層。
●網(wǎng)絡(luò)層：將上層數(shù)據(jù)加上源IP地址與目標(biāo)IP地址，封裝成數(shù)據(jù)包，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)鏈路層。
●數(shù)據(jù)鏈路層：將上層數(shù)據(jù)加上源mac地址與目標(biāo)mac地址，封裝成數(shù)據(jù)幀，傳輸?shù)轿锢韺?/p>
●物理層：因?yàn)橐陨蟼鬏敹际嵌M(jìn)制，需要將二進(jìn)制，轉(zhuǎn)化為比特流的形式在網(wǎng)線中進(jìn)行傳輸。到此過程，全部封裝已經(jīng)結(jié)束。
2、數(shù)據(jù)的解封裝
數(shù)據(jù)的解封裝，是由下層到上層進(jìn)行解封裝的。
●物理層：將比特流轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制語言，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)鏈路層。
●數(shù)據(jù)鏈路層：接收到物理層傳來的數(shù)據(jù)，先查看目的MAC地址與自己是否匹配，如果不匹配，則將數(shù)據(jù)丟棄，如果匹配，拆除MAC頭部，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)層。
●網(wǎng)絡(luò)層：接收到數(shù)據(jù)鏈路層傳來的數(shù)據(jù)，先查看目標(biāo)IP地址與自己是否匹配，如果不匹配，則丟棄，如果匹配，拆除IP頭部，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絺鬏攲印?/p>
●傳輸層：接收到網(wǎng)絡(luò)層傳來的數(shù)據(jù)，先查看協(xié)議端口號(hào)與自己是否匹配，不匹配則丟棄，匹配，拆除IP頭部，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綉?yīng)用層。
●應(yīng)用層：接收到輸出層傳來的數(shù)據(jù)，建立會(huì)話，將數(shù)據(jù)解壓、解密后，再把數(shù)據(jù)由二進(jìn)制語言轉(zhuǎn)化為我們語言顯示在窗口上。自此，我們的數(shù)據(jù)解封裝已全部完成。
3、PDU（協(xié)議數(shù)據(jù)單元）
協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU（Protocol Data Unit）是指對(duì)等層次之間傳遞的數(shù)據(jù)單位。
●物理層的 PDU是數(shù)據(jù)位（bit），
●數(shù)據(jù)鏈路層的 PDU是數(shù)據(jù)幀（frame），
●網(wǎng)絡(luò)層的PDU是數(shù)據(jù)包（packet），
●傳輸層的 PDU是數(shù)據(jù)段（segment），
●其他更高層次的PDU是數(shù)據(jù)（data）。
4、數(shù)據(jù)封裝與解封裝總體概述
pc1電腦：
●pc1與pc2之間通信，假設(shè)PC1發(fā)送消息到PC2上，如何進(jìn)行發(fā)送的？
●PC1應(yīng)用層：pc1上面發(fā)送數(shù)據(jù)“你還好嗎？”，計(jì)算機(jī)將其轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制后進(jìn)行壓縮加密，并且與pc2建立會(huì)話。
●PC1傳輸層：接收到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)加上協(xié)議端口號(hào)（TCP或UDP）封裝成數(shù)據(jù)段傳輸?shù)絺鬏攲印?/p>
●PC1網(wǎng)絡(luò)層：接到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)加上源和目標(biāo)IP地址封裝成數(shù)據(jù)包，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)鏈路層
●PC1數(shù)據(jù)鏈路層：接收到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)加上源和目標(biāo)MAC地址封裝成數(shù)據(jù)幀，傳輸?shù)轿锢韺印?/p>
●PC1物理層：接收到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為比特流發(fā)送給交換機(jī)
a交換機(jī)：
●a交換機(jī)物理層：收到數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)解封裝轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制發(fā)送給數(shù)據(jù)鏈路層
●a交換機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層：查看源MAC地址是否和自己匹配，匹配的話重新封裝新的MAC地址，傳輸給物理層。
●a交換機(jī)物理層：接收數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為比特流傳輸給a路由器物理層
a路由器：
●a路由器物理層：接收到數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制，然后發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)層（名義上是發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)層，但是實(shí)際上，還是需要經(jīng)過數(shù)據(jù)鏈路層，因?yàn)閿?shù)據(jù)是一層一層封裝，如果想要查看網(wǎng)路層的ip地址，那還需要先解封裝mac地址的頭部）
●a路由器數(shù)據(jù)鏈路層：解封裝mac地址的頭部
●a路由器網(wǎng)絡(luò)層：查看目標(biāo)ip地址找誰，根據(jù)目標(biāo)ip地址進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)路徑，尋找最佳路徑，然后再進(jìn)行封裝，傳輸給路由器物理層（同理，也是需要經(jīng)過數(shù)據(jù)鏈路層的）
●a路由器數(shù)據(jù)鏈路層：封裝MAC地址頭部，傳輸?shù)铰酚善魑锢韺?/p>
●a路由器物理層：將數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)化為比特流，發(fā)送到b路由器的物理層
b路由器：
●b路由器物理層：將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)鏈路層
●b路由器數(shù)據(jù)鏈路層：將數(shù)據(jù)解封裝，查看mac地址后，再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)層
●b路由器網(wǎng)絡(luò)：將數(shù)據(jù)解封裝后，查看目標(biāo)ip地址，然后將數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，再發(fā)送給數(shù)據(jù)鏈路層
●b路由器數(shù)據(jù)鏈路層：將數(shù)據(jù)封裝目標(biāo)mac地址，然后傳輸給物理層
●b路由器物理層：將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制傳輸給b交換機(jī)的物理層
b交換機(jī)：
●b交換機(jī)物理層：將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制，然后發(fā)送給數(shù)據(jù)鏈路層
●b交換機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層：將數(shù)據(jù)解封裝mac地址，查看mac地址后，再重新封裝mac地址，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿锢韺?/p>
●b交換機(jī)物理層：將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為比特流形式，傳輸?shù)絧c2的物理層
pc2電腦：
●pc2物理層：將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制形式，傳輸?shù)綌?shù)據(jù)鏈路層
●pc2數(shù)據(jù)鏈路層：將數(shù)據(jù)解封裝mac地址頭部，查看mac地址頭部信息后，再將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)層
●pc2網(wǎng)絡(luò)層：將數(shù)據(jù)解封裝ip地址頭部，查看目標(biāo)ip地址后，將數(shù)據(jù)發(fā)送到傳輸層。
●pc2傳輸層：將數(shù)據(jù)解封裝后查看協(xié)議端口號(hào)，將數(shù)據(jù)發(fā)送到應(yīng)用層
●pc2應(yīng)用層：建立會(huì)話列表，將數(shù)據(jù)解密，解壓后轉(zhuǎn)化為我們可識(shí)別語言后，顯示在窗口上。
五、點(diǎn)到點(diǎn)、端到端
1、點(diǎn)到點(diǎn)
點(diǎn)到點(diǎn)通信是針對(duì)數(shù)據(jù)鏈路層或網(wǎng)絡(luò)層來說的，因?yàn)閿?shù)據(jù)鏈路層只負(fù)責(zé)直接相連的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的通信，一個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)鏈路層接受ip層數(shù)據(jù)并封裝之后，就把數(shù)據(jù)幀從鏈路上發(fā)送到與其相鄰的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)是基于MAC地址和或者IP地址，是指一個(gè)設(shè)備發(fā)數(shù)據(jù)給與該這邊直接連接的其他設(shè)備，這臺(tái)設(shè)備又在合適的時(shí)候?qū)?shù)據(jù)傳遞給與它相連的下一個(gè)設(shè)備，通過一臺(tái)一臺(tái)直接相連的設(shè)備把數(shù)據(jù)傳遞到接收端。
根據(jù)上圖所示，
點(diǎn)到點(diǎn)可以看成為：PC1到路由器A，或路由器A到路由器B，路由器B到路由器C，路由器C到PC2。
2、端到端
端到端是進(jìn)程到進(jìn)程之間的通信（傳輸層）。端到端通信是針對(duì)傳輸層來說的，傳輸層為網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)提供端到端的通信。因?yàn)闊o論tcp還是udp，都要負(fù)責(zé)把上層交付的數(shù)據(jù)從發(fā)送端傳輸?shù)浇邮斩?#xff0c;不論其中間跨越多少節(jié)點(diǎn)。只不過tcp比較可靠而udp不可靠而已。所以稱之為端到端，也就是從發(fā)送端到接收端。
根據(jù)上圖所示，
端到端就是：PC1到PC2。
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的第一讲：计算机七层参考模型的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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