简洁易懂——网络七层协议

国际标准化组织ISO于1984年提出了OSI（Open Ssystem Interconnection Reference Model,开放系统互联参考模型）。OSI很快成为计算机网络通信的基础模型。

OSI依层次结构来划分：第一层，物理层；第二层，数据链路层；第三层，网络层；第四层，传输层；第五层，会话层；第六层，表示层；第七层，应用层。层次结构如下图。

物理层

物理层负责连接计算机与设备或者计算机与计算机，比如网卡与通讯电路的连接，它描述了设备的机械标准，比如接口类型、每一条线的电气特性、以什么速率、带宽发送。它传输的是比特流，这些比特流是透明的、无意义的、有差错的。主要任务是确定与传输媒体接口的一些特性，主要有一下几种。

1）机械特性。指明接口所用接线器的形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等，机械特性是指实体间硬件连接口的特性。
2）电气特性。指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围，比如单极性、双极性等。主要处理信号产生、传输速率、信号失真、编码。
3）功能特性。指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。反映物理接口各条信号线的用途，其标准有CCITT规定。标准包括①接口线功能规定方法：每条接口有一个和有多个功能两种规定②接口线功能分类：数据、控制、定时和接地。
4）规程特性。指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。反映了利用接口进行传输位流的全过程及事件发生的可能顺序，涉及信号传输方式。

数据链路层

数据链路层是OSI参考模型的第二层，它在发送时把数据变成帧（接收时把帧变成数据），具有错误检测功能、识别数据。比如：我准备从学校A送10个人到学校B，带队的人穿绿色衣服，那么学校B就需要找出带队的穿绿色衣服的那队人（识别），组合成需要的信息。

数据链路层发送的都是电信号。

它在物理层提供的通信接口与电路连接服务的基础上，将易出错的数据电路构筑成相对无差错的数据链路，以确保DTE（数据终端设备）与DTE之间、DTE与网络之间有效、可靠地传送数据信息。为了实现这个目标，数据链路层的功能就是实现系统实体间（设备之间）信息块的正确传输，通过进行必要的同步控制、差错控制、流量控制，为网络层提供可靠、无错误的数据信息。

1）帧同步。数据链路层会在传输的信息中加入一个特殊的头部和尾部，称为帧头部，标志着帧起始和终止。帧同步是指收方应当从收到的比特流中准确地区分帧起始和终止。
2）链路管理。数据链路的建立、链路的维持和释放三个主要方面。
当网络中的两个结点要进行通信时，数据的发送方必须确知接收方是否已处在准备接受的状态。为此通信双方必须先要交换一些必要的信息，以建立一条基本的数据链路。在传输数据时要维持数据链路，而在通信完毕时要释放数据链路。
3）差错控制。在链路传输帧过程中，可能会出现到达帧为错误帧或帧丢失的情况。表现为节点失效、协议使用吴晓、传输干扰引起的差错以及信息丢失等。差错的出现一般是突发性的、难以检查和纠正，所以系统必须对差错进行及时的控制及恢复。常用的差错控制方法又反馈检测、检错重发。
4）流量控制。为了是信息在网络中尽可能快地和均匀地流动，避免网络数据传输过程中出现过载和死锁即阻塞，就要对通信流量进行控制。
5）透明传输。对所传输的数据，无论他们是什么样的比特组合起来的，在数据链路上都应该能够传输，这就是透明传输。
6）识别数据和控制信息。多数情况下数据和控制信息处于同一帧中，并且它们由同一通信信道传输，因此，要有使接收方能识别他们的方法和措施。
7）寻址。在多点连接进行数据传输时，要保证每一帧被送到正确的地方，接收方能够知道谁是发送方，这就是需要具有寻址功能。

网络层

通过路由选择算法，为报文或分组通过通信子网选择最适当的路径，且只能保证数据送出，不保证可靠性。

一般的，数据链路层是解决同一子网内节点之间的通信，而网络层主要解决不同子网之间的通信（比如在广域网之间通信）。
这一层定义的是IP地址，通过IP地址寻址。

传输层

主要任务是：向用户提供可靠的端到端的差错和流量控制，保证报文的正确传输。传输层的作用是向高层屏蔽下层数据通信的细节，即向用户透明地传送报文。该层常见的协议：TCP/IP中的TCP协议和UDP协议。传输层提供会话层和网络层之间的传输服务，这种服务从会话层获得数据，并在必要时，对数据进行分割。然后，传输层将数据传递到网络层，并确保数据能正确无误地传送到网络层。因此，传输层负责提供两节点之间数据的可靠传送，当两节点的联系确定之后，传输层则负责监督工作。综上，传输层的主要功能如下：监控服务质量。

传输层保证一次连接的完整。

会话层

主要任务是：向两个实体的表示层提供建立和使用连接的方法。将不同实体之间的表示层 的连接称为会话。因此会话层的任务就是组织和协调两个会话进程之间的通信，并对数据交换进行管理。 用户可以按照半双工、单工和全双工的方式建立会话。当建立会话时，用户必须提供他们想要连接的远程地址。而这些地址与MAC（介质访问控制子层）地址或网络层的逻辑地址不同，它们是为用户专门设计的，更便于用户记忆。

会话层把一次传输分成多个连接，会话层保证一次传输的完整，传输层保证每一次连接的完整。

表示层

对应用层的命令和数据进行解释，对各种语法赋予相应的含义，并按照一定的格式传送给会话层。其主要功能是“处理用户信息的表示问题，如编码、数据格式转换和加密解密”等。

应用层

直接向用户提供服务，完成用户希望在网络上完成的各种工作。负责完成网络中应用程序与网络操作系统之间的联系，建立与结束使用者之间的联系，并完成网络用户提出的各种网络服务及 应用所需的监督、管理和服务等各种协议。

 

对等层之间的规则称为：协议。

下层对上层是透明的，即上层不知道下层做了什么。

 

 

借鉴：

https://www.cnblogs.com/wxgblogs/p/5641643.html

https://www.cnblogs.com/carlos-mm/p/6297197.html

https://blog.csdn.net/u011774517/article/details/67631439