动图：带你认识 OSI 模型

如何通过互联网发送数据？这与 OSI 模型有什么关系？TCP/IP 如何适应这一点？

OSI（Open Systems Interconnection）模型是一个用于描述计算机网络协议体系结构的概念模型，由国际标准化组织（ISO）在20世纪80年代提出并定义。它将计算机网络通信过程划分为七个不同的层次，每个层次负责执行特定的功能，从而实现网络中的数据传输。

以下是OSI模型的七个层次：

1.物理层（Physical Layer）：这一层处理物理传输媒介（如电缆、光纤等）上的比特流传输，主要关注数据的物理传输和电信号的编码。

2.数据链路层（Data Link Layer）：数据链路层负责在相邻节点之间可靠地传输数据帧，通过物理地址（MAC地址）来识别网络设备，并处理数据帧的传输错误。

3.网络层（Network Layer）：网络层负责在不同网络之间进行数据包的路由和转发，通过IP地址来标识和定位主机，实现不同网络之间的通信。

4.传输层（Transport Layer）：传输层提供端到端的数据传输服务，负责分割和重组数据、建立和维护端到端的连接，以及处理数据的可靠性、流量控制和拥塞控制。

5.会话层（Session Layer）：会话层负责建立、管理和终止应用程序之间的会话连接，提供会话控制和同步功能。

6.表示层（Presentation Layer）：表示层负责数据的格式化、编码和加密，确保不同系统之间的数据能正确地解释和处理。

7.应用层（Application Layer）：应用层提供网络服务和应用程序之间的接口，包括电子邮件、文件传输、远程登录等各种网络应用。

每个层次都有特定的功能和协议，数据在不同层次之间通过封装和解封装来传输。OSI模型提供了一个通用的框架，使不同厂商开发的计算机网络设备和协议能够互相兼容和交互操作。尽管实际上的网络协议体系结构并不完全符合OSI模型，但它仍然是理解计算机网络通信原理的重要参考和基础。

在计算机网络中，协议和标准是实现网络通信所必需的重要概念。它们定义了网络设备和系统之间的通信规则、数据格式、控制流程等，以确保网络的正常运行和互操作性。下面详细解释协议和标准的含义和作用：

协议（Protocol）：

协议是一组规则和约定，用于在网络中实现数据传输和通信。
它规定了数据的格式、传输方式、操作流程、错误处理等细节，以确保发送方和接收方能够理解和解释数据。
协议可以被视为一种交流语言，确保网络中的各个节点之间能够相互理解和协同工作。
例如，传输控制协议（TCP）是一种用于可靠数据传输的协议，它规定了数据的分段、序列号、确认机制等，以确保数据的完整性和可靠性。
标准（Standard）：

标准是一份正式的文件或规范，定义了在特定领域中应遵循的技术、规则和流程。
它提供了一种共同的参考和规范，使得不同厂商和组织能够在相同的技术基础上进行开发和实现。
标准通常由国际标准化组织（ISO）、互联网工程任务组（IETF）等组织制定，并经过广泛的讨论和协商，以确保其广泛的适用性和可接受性。
例如，以太网是一种局域网标准，定义了在以太网上进行数据传输所需遵循的物理层和数据链路层协议。
协议和标准在网络中起着关键的作用：

互操作性：协议和标准确保不同厂商和组织的设备和系统能够相互通信和交互操作，实现互操作性。
统一规范：协议和标准提供了一种统一的规范，确保网络中的各个组件按照相同的规则进行通信和操作。
网络安全：协议和标准定义了安全性和加密机制，以确保数据在传输过程中的保密性、完整性和认证。
可扩展性：协议和标准为网络的发展提供了可扩展性，新的技术和功能可以在现有的框架下进行扩展和添加。
常见的协议和标准包括但不限于以太网（Ethernet）、传输控制协议/互联网协议（TCP/IP）、超文本传输协议（HTTP）、域名系统（DNS）、简单网络管理协议（SNMP）等。这些协议和标准在计算机网络中扮演重要的角色，支持各种网络应用和服务的正常运行。

封装（Encapsulation）和解封装（Decapsulation）是OSI模型中数据在不同层次之间传输时所采用的处理方式。这两个概念描述了数据在通过网络协议栈的每个层次时，如何添加或去除相应的首部（Header）或尾部（Trailer）信息。

封装（Encapsulation）：

封装是指在发送端将数据从应用层开始逐层添加首部或尾部信息的过程，使其逐渐形成一个数据包（Packet）或帧（Frame）的结构。
每个层次在封装过程中会添加特定的首部或尾部信息，用于传递必要的控制信息和数据描述，以便在接收端进行正确的解封装和处理。
例如，当数据从应用层向下传输到传输层时，传输层会在数据上添加传输层首部（如TCP首部），以标识端口号、序号、校验和等信息。
解封装（Decapsulation）：

解封装是指在接收端将数据从物理层开始逐层去除首部或尾部信息的过程，使其逐渐恢复为原始的数据格式。
每个层次在解封装过程中会去除相应的首部或尾部信息，并将剩余的数据传递给上一层进行进一步的处理和传输。
例如，当数据从物理层向上传输到数据链路层时，数据链路层会去除物理层的首部（如MAC地址），并将剩余的数据传递给网络层。
数据包或帧的结构：

随着数据在网络协议栈中的封装，每个层次会在数据上添加特定的首部或尾部，形成一个具有层次结构的数据包或帧。
每个首部或尾部包含了特定的字段和信息，用于传递控制信息、地址信息、校验和等。
在接收端的解封装过程中，每个层次会根据相应的首部或尾部信息来识别和提取所需的数据，并将剩余的数据传递给上一层。
封装和解封装的过程使数据能够在不同层次之间进行传输和处理，每个层次负责特定的功能和服务。通过封装和解封装，不同的网络设备和协议能够互相兼容和交互操作，从而实现了网络的正常通信。

实际网络协议体系结构：

实际的网络协议体系结构通常是基于OSI模型进行设计和实现的，但并不严格遵循七层结构，而是更加简化或合并了一些层次。
最常见的网络协议体系结构是TCP/IP协议栈，它将OSI模型的网络层、传输层和应用层合并为一个网络层和一个应用层。
OSI模型的优点：

提供了一个通用的框架，使不同厂商的设备和协议能够互操作和兼容。
便于网络协议的设计、开发和维护。
促进了网络标准化和互联网的发展。