计算机网络五层模型以及数据单元,计算机网络OSI模型、TCP/IP模型与5G协议

一、 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参考模型(OSI)，这是一个开放式的体系结构，将网络分为了七层。这七层分别是应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。

1.1 七层模型的功能

分层

功能

应用层

网络服务与最终用户的一个接口

表示层

数据的表示、安全、压缩

会话层

建立、管理、压缩

传输层

定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验

网络层

进行逻辑地址的寻址，实现不同网络之间的路径选择

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

物理层

建立、维护、断开物理连接

七层模型中的不同的每一层都有各自不同的功能，但是他们之间又相互联系，紧密配合，使网络空间得以正常运行。

1.2 七层模型每层的定义与解释

根据图片可以看出：

应用层、表示层和会话层属于应用层面；

传输层和网络层属于逻辑层面；

数据链路层和物理层属于硬件层面。

网络层及以下的通信为点对点的通信，可以理解为主机对主机的通信。

传输层的通信则为端对端的通信，可以理解为同一软件在不同终端上的通信。

注意：IP地址可变更，而MAC地址具有唯一性，不可变更。

但是随着时代的发展，OSI七层模型逐渐被TCP/IP五层模型所取代，即将OSI七层模型中的应用层，表示层和会话层合并成应用层。如下图所示：

二、5G协议

三种协议族:(TCP、UDP、IP)

三、各层的PDU协议数据单元

层

数据单元

传输层

数据段

网络层

数据包

数据链路层

数据帧

物理层

比特流(Bits)

四、传输数据的封装与解封装

1.1 封装过程

因每一层的传输数据单元不同，所以需要封装TCP报文头部，以此使下一层能够看懂识别。

传输层：传输层有TCP/IP两个协议，TCP(传输控制协议)和UDP(用户数据报协议)。TCP协议传输更加稳定可靠，UDP协议传输效率更高。所以，上层数据到达传输层后需要封装TCP头部或者UDP头部。

网络层：同理，上层数据到达这里需要封装IP头部。

TCP/IP定义了网络互联协议(IP)(英文是Internet Protocol)。而IP又由四个支撑协议组成：ARP(地址解析协议)，RARP(逆地址解析协议)，ICMP(网际控制报文协议)和IGMP(网际组管理协议)。

数据链路层：同理，上层数据到此需要封装MAC头部。

物理层：到达物理层就直接由计算机通过信号接收了。

下图就是封装的过程：

1.2 解封装过程

解封装就是将封装过程逆向进行，这边就不赘述了。可以通过下图直观了解。

下图为解封装过程：