计算机网络参考模型和数据封装与解封装概论

一、分层模型

1、分层的思想

分层思想把节点间复杂的问题分成若干个相对简单的问题，逐一解决每个问题对应的每一层，每一层实现一定的功能，相互协作即可实现复杂任务，分层思想就是把复杂的问题简单化清晰化。

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2、OSI参考模型

国际标准化组织（ISO）在1984年颁布了开放系统互连（OSI）参考模型，OSI是一个开放式体系结构，它将网络分为7层：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。

1.应用层：应用层是网络服务与最终用户的一个接口

人机交互窗口，把人的语言输入到计算机中

2.表示层：表示层的主要作用就是数据的表示、安全和压缩

将接收到的数据翻译成二进制数组成的计算柷语言,并对数据进行
压缩和解压、数据加密和解密等工作

3.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

4.传输层：定义传输数据的协议端口号，以及进行流控和差错校验

将上层应用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,实现网络中不同主机上的用户进程之间的数据通信

5.网络层：进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择

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

6.数据链路层：进行逻辑连接、硬件地址寻址、差错校验等功能

将上层数据加上源和目的方的物理(MAC)地址封裝成数据帧,MAC地址是用来
标识网卡的物理地址,建立数据链路；当发现数据错误时,可以重传数据帧

7.物理层：建立，维护，断开物理连接

报文头部和上层数据信息都是由二进制数组成的,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终中传输

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3、点到点/端到端的通信

• 点对点的通信→可以看作主机到主机之间的通讯
  （网络层以下的通讯为点对点通讯）
• 端到端的通信→可以看作端口到端口的通讯
  （传输层的通讯为端到端的通讯）

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4、OSI模型 VS TCP/IP模型

TCP/IP是传输控制协议/网络互联网协议的简称。早期TCP/IP模型是分为四层，应用层、传输层、互联网层、网络接口层。后来借鉴OSI七层参考模型，有划分网络接口层划分为数据链路层和物理层。

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5、TCP/IP协议族

应用层	HTTP FTP TFTP SMTP SNMP DNS
传输层	TCP IP
网络层	IP ICMP IGMP RARP ARP
数据链路层及物理层	IEEE 802.3(有线) IEEE802.11（无线）

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二、传输过程

1、数据封装过程

应用层、表示层、会话层为软件应用
1.传输层将应用数据加上TCP（加入端口号） 封装成 数据段
2.网络层将数据段加上IP（源和目的IP） 封装成 数据包
3.数据链路层将数据包加上MAC（源和目的MAC） 封装成 数据帧
4.物理层将数据帧转换成比特流进行转换成电信号在网络中传输

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2、解封装

解封装其实就是封装过程的逆向：在物理层，首先将比特流装换成数据帧，数据链路层将查看目标MAC地址，判断是否与自己的MAC地址吻合，地址吻合则拆除数据的MAC头部，并将剩下的数据传输上到网络层，网络层核实目标IP，IP吻合则拆除数据的IP头部，并将剩下的数据传输上到传输层，传输层根据TCP判断数据段送往哪个应用程序，应用层还原发送者的最原始信息

其实分层思想很简单，就像我们平时吃到的面包，从原材料，到我们桌子上的面包，也是通过分层思想，把整个流程分割成若干个相对简单的任务，去解决每一层对应的任务，其实和我们的封装过程很像