电脑网络模型

1. 我们常见的计算机网络设备工作在OSI参考模型的哪一层

我们常见的计算机网络设备工作在OSI参考模型的第三层。

OSI参考模型的数据传输过程分为三层：

1、第一层物理层：包括物理连网媒介 如双绞线、同轴电缆、电缆连线连接器等，计算机连网的基础，在这一层，数据还没有被组织。

（1）、中继器：它的作用是放大信号，补偿信号衰减，支持远距离的通信。

（2）、集线器：提供信号放大和中转的功能，有信号广播。中继器与集线器的区别在于连接设备的线缆的数量。一个中继器通常只有两个端口，而一个集线器通常有4至20个或更多的端口。

2、第二层数据链路层：它控制网络层与物理层之间的通信。

（1）、交换机：物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流控。

（2）、网卡：有帧的发送与接收、帧的封装与拆封、介质访问控制、数据的编码与解码以及数橘散据缓存的功能

3、第三层网络层其主要功能是将网络地址翻译成对应的物理地址。

（1）、路由器（网关）：连通不同的网络、选择信息传送的线路。圆租氏

（2）、三层交换机有路由功能，一次路由，多次转发。

(1)电脑网络模型扩展阅读：

1、划分原则

ISO为了更好的使网络应用更为普及，就推出了OSI参考模型，其含义就是推荐所有公司使用这个规范来控制网络，这样所有公司都有相同的规范，就型埋能互联了，提供各种网络服务功能的计算机网络系统是非常复杂的。

根据分而治之的原则，ISO将整个通信功能划分为七个层次，划分原则是：

（1）、网路中各节点都有相同的层次。

（2）、不同节点的同等层具有相同的功能。

（3）、同一节点内相邻层之间通过接口通信。

（4）、每一层使用下层提供的服务，并向其上层提供服务。

（5）、不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。

（6）、根据功能需要进行分层，每层应当实现定义明确的功能。

（7）、向应用程序提供服务。

2、模型用途：

（1）、OSI模型用途相当广泛，比如交换机、集线器、路由器等很多网络设备的设计都是参照OSI模型设计的。

（2）、网络设计者在解决网络体系结构时经常使用ISO/OSI（国际标准化组织/开放系统互连）七层模型，该模型每一层代表一定层次的网络功能，最下面是物理层，它代表着进行数据传输的物理介质，换句话说，即网络电缆，其上是数据链路层，它通过网络接口卡提供服务。

参考资料来源：

网络-OSI参考模型

2. 28 张图详解网络基础知识：OSI、TCP/IP 参考模型（含动态图）

目录

1、网络协议

其实协议在我们生活中也能找到相应的影子。

举个例子，有 2 个男生准备追求同一个妹子，妹子来自河南，讲河南话，还会点普通话；一个男生来自胡建，讲闽南语，也会点普通话；另一个男生来自广东，只讲粤语；

协议一致，沟通自如

语言不通，无法沟通

你们猜猜？最后谁牵手成功了？答案肯定是来自胡建的那位，双方可以通过 普通话 进行沟通，表达内容都能理解。而来自广东的帅哥只会讲粤语，不会普通话，妹子表示听不懂，就无法进行沟通下了。

每个人的成长环境不同，所讲的语言、认知、理解能力也就不同。为了使来自五湖四海的朋友能沟通自如，就需要大家协商，认识某一个语言或规则，彼此能互相理解，这个语言就是普通话。

通过这个例子，大家可以这样理解：

把普通话比作“协议”、把聊天比作“通信”，把说话的内容比作“数据”。

相信这样类比，大家就知道，协议是什么了？

简单地说，就是程序员指定一些标准，使不同的通信设备能彼此正确理解、正确解析通信的内容。我们都知道计算机世界里是二进制，要么 1，要么 0，那为啥可以表达丰富多彩的内容呢？

也是因为协议，不同字段，不同组合，可以解析不同意思，这就依然协议，让协议来正确处理。

例如，我们使用手机连 WiFi 来刷抖音，使用的是 802.11（WLAN）协议，通过这个协议接入网络。如果你所连的 WIFI 是不需要手动设置 IP 地址，是通过自动获取的，就使用到了 DHCP 协议，这样你的手机算上接入了 局域网， 如果你局域网内有台 NAS 服务器，存放了某些不可描述的视频资源，你就可以访问观看了，但这时你可能无法访问互联网资源，例如，你还想刷会抖音，看看妹子扭一扭，结果出现如下画面：

出现这种画面，说明无法使用 互联网， 可能是无线路由器没有设置好相关协议，比如： NAT、PPPoE 协议（上网账号或密码设置错误了），只有设置正确了，就可以通过运营商（ISP）提供的线路把局域网接入到互联网中，实现手机可以访问互联网上的资源（服务器）。玩微信撩妹子、刷抖音看妹子。

网络协议示意图

延伸阅读

1、局域网：最显着的特点就是范围有限，行政可控的区域可以是一所高校、一个餐厅、一个园区、一栋办公楼或一个家庭的私有网络。

2、城域网：原本是介意局域网和广域网之间，实际工作中很少再刻意去区分城域网和广域网了，所以这边不再介绍。

3、广域网：简单说就是负责把多个局域网连接起来，它的传输距离长距离传输，广域网的搭建一般是由运营商来。

4、互联网：把全世界上提供资源共享的 IT 设备所在网络连接起来，接入了互联网就可以随时随地访问这些资源了。

5、物联网：把所有具有联网功能的物体都接入互联网就形成了物联网。如空调联网，就可以远程控制空调； 汽车 联网，就可以远程获取行程数据。

总结一下吧！我们可以把电脑、手机等 IT 设备比喻做来自五湖四海的人们，大家都通过多种语言（网络协议）实现沟通（通信）。所有人要一起交流，就用普通话，大家都能理解。所有胡建人在一起，就用闽南语进行沟通，彼此也能理解。这么的方言，就好比计算机网络世界里也有这么多协议，只是不同协议用在不同地方。

好奇的同学，可能就会问，那网络协议是由谁来规定呢？这就需要提到一个组织，ISO。这个组织制定了一个国际标准 ，叫做 OSI 参考模型，如下，很多厂商都会参考这个制定网络协议。

OSI 参考模型图

2、OSI 参考模型

既然是模型，就好比模范一样，大家都要向它学习，以它为原型，展开学习研究。前面我们也提到了一些协议，这么多协议如果不进行归纳，分层，大家学习起来是不是感觉很凌乱？

所以 OSI 参考模型就是将这样复杂的协议整理并进行分层，分为易于理解的 7 层，并定义每一层的 服务 内容，协议的具体内容是 规则 。上下层之间通过 接口 进行交互，同一层之间通过 协议 进行交互。相信很多网络工程师在今后工作中遇到问题，讨论协议问题还会用到这个模型展开讨论。所以说，对于计算机网络初学者来说，学习了解 OSI 参考模型就是通往成功的第一步。

OSI 参考模型分层功能

7.应用层

为应用程序提供服务并规定应用程序中通信相关的细节，OSI 的最高层。包括文件传输、Email、远程登录等协议。程序员接触这一层比较多。

应用层示例图

6.表示层

主要负责数据格式的转换，为上下层能够处理的格式。如编码、加密、解密等。

表示层示例图

5.会话层

即负责建立、管理和终止通信连接（数据流动的逻辑通路），数据分片、重组等传输的管理。

会话层示例图

4.传输层

保证可靠传输，不需要再路由器上处理，只需再通信双方节点上进行处理，如处理差错控制和流量控制。

传输层示例图

3.网络层

主要负责寻址和路由选择，将数据包传输到目的地。

网络层示例图

2.数据链路层

负责物理层面上互连、节点之间的通信传输，将0 、 1 序列比特流划分为具有意义的数据帧传输给对端。这一层有点类似网络层，网络层也是基于目的地址来传输，不同是：网络层是将数据包负责在整个网络转发，而数据链路层仅是在网段内转发，所以大家抓包会发现，源目 MAC 地址每经过一个二层网段，都会变化。

数据链路层示例图

1.物理层

负责 0、1 比特流（0、1 序列）与电压高低电平、光的闪灭之间的互相转换，为数据链路层提供物理连接。

物理层示例图

OSI 为啥最后没有得到运用呢？其实最主要的原因，是 OSI 模型出现的比 tcp/ip 出现的时间晚，在 OSI 开始使用前，TCP/IP 已经被广泛的应用了。如果要换成 OSI 模型也不太现实。其次是 OSI 是专家们讨论，最后形成的，由于没有实践，导致该协议实现起来很复杂，很多厂商不愿意用 OSI，与此相比，TCP/IP 协议比较简单，实现起来也比较容易，它是从公司中产生的，更符合市场的要求。综合各种因素，最终 OSI 没有被广泛的应用。

下面我们来看看 TCP/IP 与 OSI 分层之间的对应关系及相应的协议：

4.应用层

从上图，可以知道 TCP/IP 四层模型，把应用层、表示层、会话层集成再一起了，该层的协议有：HTTP 、 POP3 、 TELNET 、 SSH 、 FTP 、 SNMP 等。

目前，大部分基于 TCP/IP 的应用都是 客户端/服务端 架构。一般我们把提供资源服务的那一侧叫服务端， 发起访问服务资源的这一侧叫客户端。

应用层

3.传输层

主要职责就是负责两端节点间的应用程序互相通信，每个节点上可能有很多应用程序，例如，登录了微信，又打开了网页，又打开迅雷看看，那数据到达后怎么正确传送到相应的应用程序呢？那就需要 端口号 来正确识别了。传输层中最为常见的两个协议分别是传输控制协议 TCP （Transmission Control Protocol）和用户数据报协议 UDP （User Datagram Protocol）

面向连接 顾名思义，就是建立连接，什么时候建立连接呢？就是在通信之前需要先建立一条逻辑的通信链路。就跟我们平时打电话一样，得先拨通，通了之后即链路建立好了，这条链路只有你和对方可以在这条链路传播说话内容。挂电话后，这条链路也就断开了。

面向无连接 无连接，即通信之前不需要建立连接，直接发送即可。跟我们以前写信很像，不需要管对方在不在？直接写信寄过去就可以了。

面向连接传输

面向无连 接传输

2.网络层

主要职责就是将数据包从源地址发送到目的地址。

在网络传输中，每个节点会根据数据的 IP 地址信息，来判断该数据包应该由哪个接口（网卡）发送出去。各个地址会参考一个发出接口列表， MAC 寻址中所参考的这张表叫做 MAC 地址转发表 ，而 IP 寻址中所参考的叫做 路由表 。MAC 地址转发表根据自学自动生成。路由控制表则根据路由协议自动生成。MAC 地址转发表中所记录的是实际的 MAC 地址本身，而路由表中记录的 IP 地址则是集中了之后的网络号（即网络号与子网掩码）。

1.网络接口层

在 TCP/IP 把物理层和数据链路层集成为 网络接口层 。主要任务是将上层的数据封装成帧发送到网络上，数据帧通过网络到达对端，对端收到后对数据帧解封，并检查帧中包含的 MAC 地址。如果该地址就是本机的 MAC 地址或者是广播地址，则上传到网络层，否则丢弃该帧。

封装与解封装

所谓的封装，其实就跟你寄快递的时候，给物品加上纸盒包装起来或者快件到站点，快递员贴一层标签的过程。在网络上，就是上层的数据往下送的时候，下层会添加头部，不过，只有在二层，不仅会加上头部，还会在上层数据尾部添加 FCS。

封装

所谓解封装，就如同你收到快件一样，一层一层地拆外包装，直到看到快件。网络也是，一层一层地拆掉头部，往上层传送，直到看到数据内容。

解封装

我们把应用层的数据封装传输层头部后的报文，称为 段 ；

把段封装网络层头部后的报文，称为 包 ；

把包封装以太网头部和帧尾，称为 帧 。

3. 计算机网络的参考模型有几层

OSI(开放系统互连)参考模型七个层次是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

OSI将计算机网络体系结构(architecture）划分为以下七层：

物理层：将数据转换为可通过物理介质传送的电子信号相当于邮局中的搬运工人。

数据链路层：决定访问网络介质的方式。在此层将数据分帧，并处理流控制。本层指定拓扑结构并提供硬件寻址，相当于邮局中的装拆箱工人。哪渗

网络层：使用权数据路由经过大型网络 相当于邮局中的排序工人。

传输层：提供终端到终端的可靠连接 相当于公司中跑邮局的送信职员。

会话层：允许用户使用简单易记的名称建立连接 相当于公司中收寄信、写信封与拆信封的秘书。

表示层：协商数据交换格式，相当公司中简报老板、替老板写信的助理。

应用层：用户的应用程序和网络之间的接口。

(3)电脑网络模型扩展阅读

OSI参考模型的优点

1、分工合作，责任明确

性质相似的工作划分在同一层，性质相异的工作则划分到不同层。如此一来，每一层所负责的工作范围，都区分李缓誉得很清楚，彼此不会重叠。万一出了问题，很容易判断是哪一层没做好，就应该先改善该层的工作，不至于无从着手。

2、对等交谈

对等是指所处的层级相同，对等交谈意指同一层找同一层谈，例如：第3层找第3层谈、第4层找第4层谈，依此类推。所以某一方的第N层只与对方的第N层交谈，是否收到、解读自己所送出的信息即可，完全不必关心对方的第N-1层或第N+1层会如何做，因为那是由一方的第N-1层与第N+1层来处理。

其实，双方以对等身份交谈是常用的规则，这样的最大好处是简化了各层所负责的事情。因此，通信协议是对等个体通信时的一切约定。

3、逐层处理，层层负责

既然层次分得很清楚，处理事情时当然应该按部就班，逐层处理，决不允许越过上一层，或是越过下一层。因此，第N层收到数据后，一定先把数据进行处理，才会将数据向上传送给第N+1层，如果收到第N+1层传下来的数据，也是处理无误后才向下传给第N-1层。

任何一层收到数据时，都可以相信上一层或下一层已经做完它们该做的事，层级的多少还要考虑效率与实际操作的难易，并非层数越多越好。

4. 计算机网络的七层模型是什么

应用层
网络服务与最终用户的一个接口。
协议有：HTTP FTP TFTP SMTP SNMP DNS TELNET HTTPS POP3 DHCP
表示层
数据的表示、安全、压缩。（在五层模型里面已经合并到了应用层）
格式有，JPEG、ASCll、EBCDIC、加密格式等[2]
会话层
建立、管理、终止会话。（在五层模型里面已经合并到了应用层）
对应主机进程，指本地主机与远程主机正在进行的会话
传输层
定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验。
协议有：TCP UDP，数据包一旦离开网卡即进入网络传输层
网络层
进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择。
协议有：ICMP IGMP IP（IPV4 IPV6）
数据链路层
建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验[3] 等功能。（由底层网络定义协议）
将比特组合成字节进而组合成帧，用MAC地址访问介质，错误发现但不能纠正。
物理层
建立、维护、断开物理连接。（由底层网络定义协议）