计算机网络面试——网络模型

前言

计算机网络的核心是各种网络协议，而这些网络协议与网络模型中的各层分工也息息相关。

网络层次划分

网络模型.jpg

国际标准化组织（ISO）在1978年提出了“开放系统互联参考模型”，即著名的OSI/RM模型（Open System Interconnection/Reference Model）。除了标准的OSI七层模型外，TCP/IP的四层模型和五层模型也很常见。无论哪种模型，每一层都有自己专属的协议，进行任务分工以及上下层沟通。由于OSI七层模型是标准的网络层次划分，所以，以SOI为例从下向上介绍。

1）物理层

激活、维持、关闭通信端点之间的机械特性、电气特性、功能特性以及过程特性。该层为上层协议提供了一个传输数据的可靠的物理媒体。简单的说，物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。

• 相关设备：中继器（Repeater，也叫放大器）和集线器。

2）数据链路层

向网络层服务，最基本的服务是将源自网络层的数据可靠的传输到相邻节点的目标机网络层。数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括：物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。

• 数据链路层为网络层提供可靠的数据传输；
• 基本数据单位：帧；
• 主要的协议：以太网协议；
• 相关设备：网桥，交换机

3）网络层

网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传送，具体功能包括寻址和路由选择、连接的建立、保持和终止等。归纳为，路径选择、路由及逻辑寻址

• 网络层负责对子网间的数据包进行路由选择，以及拥塞控制、网际互连等功能；
• 基本数据单位：IP数据报
• 涉及协议：
  　　IP协议（Internet Protocol，因特网互联协议）;
  　　ICMP（Internet Control Message Protocol，因特网控制报文协议）;
  　　ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）;
  　　RARP（Reverse Address Resolution Protocol，逆地址解析协议）
• 相关设备：路由器

4）传输层

传输层负责将上层数据分段并提供端到端的、可靠的或不可靠的传输。此外，传输层还要处理端到端的差错控制和流量控制问题。

• 基本数据单位：段/报文
• 协议：
  　　TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）
  　　UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）
• 相关设备：网关

5）会话层

会话层管理主机之间的会话进程，即负责建立、管理、终止进程之间的会话。会话层还利用在数据中插入校验点来实现数据的同步。

6）表示层

表示层对上层数据或信息进行变换以保证一个主机应用层信息可以被另一个主机的应用程序理解。表示层的数据转换包括数据的加密、压缩、格式转换等。

7）应用层

为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。
在TCP/IP模型中，会话层、表示层、应用层被总称为应用层，其重点包括：

• 数据传输基本单位：报文；
• 相关协议：
  　　FTP（文件传送协议）
  　　Telnet（远程登录协议）
  　　DNS（域名解析协议）
  　　SMTP（邮件传送协议）
  　　POP3协议（邮局协议）
  　　HTTP协议（Hyper Text Transfer Protocol，超文本传输协议）

总结

核心部分为，网络层（发送数据），传输层（收集数据），应用层（离用户最近）

物理层：RJ45、CLOCK、IEEE802.3 （中继器，集线器，网关）
数据链路：PPP、FR、HDLC、VLAN、MAC （网桥，交换机）
网络层：IP、ICMP、ARP、RARP、OSPF、IPX、RIP、IGRP（路由器）
传输层：TCP、UDP、SPX
会话层：NFS、SQL、NETBIOS、RPC
表示层：JPEG、MPEG、ASCII
应用层：FTP、DNS、Telnet、SMTP、HTTP、WWW、NFS

参考文章

计算机网络基础知识点总结
计算机网络常见面试题