网络协议五层模型（一）—2018-08-03

前文中我们简单的说明了一下什么是网络协议，也顺势提到了因为信号传递的转换配合，不同的介质和过程中需要使用不同的协议，对信号进行逐步的处理，今天我们对网络协议的具体分类进行了解。

目前主流的网络协议应该有三种分类：OSI七层模型，TCP/IP四层模型，五层体系结构。

1. OSI七层模型：应用层（Application）、表示层（Presentation）、会话层（Session）、传输层（Transport）、网络层（Network）、数据链路层（Data Link）、物理层（Physical）
2. TCP/IP四层模型：应用层、运输层、网际层和网络接口层。从实质上讲，只有上边三层，网络接口层没有什么具体的内容
3. 五层体系结构：应用层、运输层、网络层、数据链路层和物理层。五层协议是OSI和TCP/IP的综合，实际应用还是TCP/IP的四层结构，为了方便可以把下两层称为网络接口层。

我们今天主要讲解的是五层模型，它是一个综合的模型其他的两种也会涉及到。

物理层

在这里需要解释的是什么是物理？所谓的物理是从硬件上来进行考虑的，计算机和计算机之间进行沟通，需要通过物理介质，光纤，电缆或者电磁波，这些都是真实存在的物理媒介。我们通过这些媒介可以传递信息的物理信号，亮度、电压或者振幅。我们都应该知道数字通信中传递的实际上都是电压信号，通过电压这种物理信号来传递二进制的0和1，高电压代表1，低电压代表0。

这就是物理层。

而物理层协议简单可以认为分为两个部分：

1. 使用电压代表1，低电压代表0传递信息
2. 设备需要有相应的接口，用来接收物理信号，并解读成为0/1序列

连接层（数据链路层）

物理层解决的了电压信号向数字信号的传递和信号识别问题，那么另一个问题来了，经过物理层协议的处理得到的是一串二进制的信号，要怎么来处理这些信号呢？如果不做一定的协议约定，那么单纯的二进制0和1是没有任何意义的，所以我们必须规定对信号的解读方式，这就是数据链路层协议的内容，例如多少个电信号算一组？每个信号位有何意义？等。

所以我们总结一下数据链路层的核心功能：确定了0和1数字信号的分组方式。

在连接层，信息以帧(frame)为单位传输。所谓的帧，是一段有限的0/1序列。连接层协议的功能就是识别0/1序列中所包含的帧。比如说，根据一定的0/1组合识别出帧的起始和结束。在帧中，有收信地址(Source, SRC)和送信地址(Destination, DST)，还有能够探测错误的校验序列(Frame Check Sequence)。当然，帧中最重要的最重要是所要传输的数据 (payload)。这些数据往往符合更高层协议，供网络的上层使用。与数据相配套，帧中也有数据的类型(Type)信息。连接层协议不关心数据中到底包含什么。帧就像是一个信封，把数据包裹起来。

以太网(Ethernet)和WiFi是现在最常见的连接层协议。通过连接层协议，我们可以建立局域的以太网或者WiFi局域网，并让位于同一局域网络中的两台计算机通信。连接层就像是一个社区的邮差，他认识社区中的每一户人。社区中的每个人都可以将一封信(帧)交给他，让他送给同一社区的另一户人家。

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我不能保证每一个地方都是对的，但是可以保证每一句话，每一行代码都是经过推敲和斟酌的。希望每一篇文章背后都是自己追求纯粹技术人生的态度。
永远相信美好的事情即将发生。