计算机网络OSI和TCP/IP分层模型

一、分层思想

将复杂的过程分解为几个相对单一的子过程

• 流程更加清晰，简单化
• 便于发现问题，并针对性解决问题

二、OSI七层参考模型（数据包走向从上往下）

OSI（Open System Interconnect），即开放式系统互连

OSI模型的分层结构总共为七层，从高到低依次为应用层（Application Layer）、表示层（Presentation Layer）、会话层（Session Layer）、传输层(Transport Layer)、网络层(Network Layer)、数据链路层(Data Link Layer)、物理层(Physical Layer)。

第七层应用层

网络服务与最终用户的一个接口（用户操作）,进行人机交互，把人的语言输入到计算机当中。

第六层表示层

数据的表示、安全、压缩（人的语言翻译成二进制语言）, 将接受到的数据翻译成二进制组成的计算机语言，并对数据进行压缩和解压，数据加密和解密等工作。

第五层会话层

建立、管理、终止会话。管理是否允许不同机器上的用户之间建立会话连接关系。

第四层传输层

定义传输数据的的协议端口号，以及流控和差错校验（防火墙、端到端）
将上层数据分片并加上端口号封装成数据段，或通过对报文头中的端口识别，实现网络不同主机上的用户进程之间的数据

第三层网络层

寻找逻辑IP地址，实现不同网络之间的路径选择（路由器）
将上层数据加上源和目的方的逻辑IP地址封装成数据包，实现数据从源端到目的端的传输

第二层数据链路层

建立逻辑连接，进行硬件地址寻址、差错校验等功能（交换机 网卡）
将上层数据加上源和目的方的物理MAC封装成数据包，实现数据从源端到目的端的传输

第一层物理层

建立、维护、断开物理连接（网卡，网线，光纤，集成器，中继器，调制解调器）
报文头部和上层数据信息都是由二进制组成的，物理层将这些二进制数字组成的比特流转换成电信号在网络中传输

三、TCP/IP协议族的组成

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议）是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议，而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇， 只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性，所以被称为TCP/IP协议。 TCP/IP协议在一定程度上参考了OSI的体系结构。OSI模型共有七层，从下到上分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。但是这显然是有些复杂的，所以在TCP/IP协议中，它们被简化为了五个层次。应用层、表示层、会话层三个层次提供的服务相差不是很大，所以在TCP/IP协议中，它们被合并为应用层一个层次。由于传输层和网络层在网络协议中的地位十分重要，所以在TCP/IP协议中它们被作为独立的两个层次。

应用层：

HTTP(超文本传输协议)：80
HTTPS: 443
FTP（文本传输协议）：20（传输） 21（远程）
TFTP（简单文件传输协议）：69
SMTP（简单邮件传输协议）：25
SNMP（简单网络管理协议）：161
DNS(域名系统)：53

传输层：

TCP(传输控制协议):协议应用的端口及其协议功能 安全传输
UDP（用户数据报协议）：协议应用的端口及其协议功能 高效传输

网络层：

ICMP(网际控制报文协议)： 用于验证网络是否畅通
IGMP(网际组管理协议): 用于主机与组播路由器之间组播通信
IP(网际协议): 协议及其功能
ARP(地址解析协议): 用于在局域网中根据IP地址获取物理地址
PARP(逆地址解析协议): 用于在局域网中通过APR表根据物理地址请求IP地址

四、数据的封装与解封装

1.数据的封装

当我们在七层协议最上层，主机A想和其它主机通信， 比如telnet到主机B，各层都为数据打包后再封装上自己能识别的数据标签,现在我们来说说这个关系：

1.将人的语言转化成二进制语言，传输到传输层；
2.传输层接收到数据后，由于Internet使用TCP协议，加上本层的TCP报头，以便目标主机能正确解包，构成数据段输送到网络层；
3.网络层接收到上层数据后，加上本层的IP头部，形成数据包传输到数据链路层；
4.数据链路层接收到的上层数据，再次加上本层的MAC头部，形成数据帧传输到物理层；
5.无论是以上新加的头部还是之前的数据，都是二进制数据，要在物理层将其转换成电信号以便于在网络中传输

2.数据的解封装

1.需将物理层中的电信号转换成二进制数据，当数据到达目的节点，依次向上传；
2.数据链路层收到数据服务单元后，查看目标MAC地址，判断是否与自己的MAC地址吻合，如果吻合，MAC头部将被拆掉，反之，终端设备则会数据丢失；
3.到达网络层，查看目标IP地址，判断是否与自己的IP地址吻合，如果吻合，IP头部将被拆掉并上传到传输层，反之，终端设备也会丢失数据；
4.传输层再将数据拆掉TCP头部后传输至应用层，再恢复为原有数据。

五、网络中典型的硬件设备

六、百度访问流程

从家里连接路由器/TP-LINK/ADSL等有线设备的时候，使用 ① 物理层的那种"网线" 接入到 ② 数据链路层二层交换机（基于MAC地址通讯的原理）/③ 网络层三层交换机或路由器设备之后（基于MAC地址/基于IP-port转发）的方式接入公网环境，然后使用④ 逻辑地址寻址（IP:PORT）的方式定位到百度服务器的位置（DNS不知道有没有学，学的话加上）⑤ 通过TCP的三次握手四次挥手与百度网站建立连接，再以HTTP/HTTPS协议的方式传输数据