OSI是Open Systems Interconnection的首字母缩写。它是一个概念模型，定义了不同通信系统的标准通信协议。简单地说，它是一个模型，使来自不同供应商的计算机系统能够使用标准协议相互通信。
这个模型有一个七层的结构，每一层都有特定的功能。这些层是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、演示层和应用层。
- 物理层。在物理介质上传输原始比特流。
- 数据链路层。定义了网络上的数据格式。
- 网络层。决定数据传输的物理路径。
- 传输层。使用TCP和UDP协议来传输数据。
- 会话层。维护连接并控制端口和会话。
- 表现层。确保数据是可用的格式。数据加密在此层进行。
- 应用层。应用程序和用户可以访问网络服务。
以上提到的所有层一起发挥作用，将数据从一个计算机系统传输到另一个计算机系统。
在这篇文章中，我们将详细讨论网络层。同时，我们将向你介绍网络层的不同功能和服务。
所以，让我们开始吧!
什么是网络层？
网络层是OSI模型的第三层。它负责将数据包从源头传输到目的地。换句话说，它为两个系统之间跨越多个链接或网络的通信提供数据路由路径。
此外，该层负责处理来自传输层的服务请求，并将其转发给数据链路层。它还管理网络流量问题，如交换、路由和数据包的拥堵。
OSI模型的第3层同时存在于源网络和目的网络中。在发送方，该层接受来自传输层的数据包，将其分割并封装为数据报，并将其转发到数据链路层。在接收方，该层对数据报进行解封装，提取数据包，并将其传输到相应的传输层。
功能
以下是OSI模型中网络层的主要功能。
- 路由。该功能从所有可用的路径中确定最佳的最优路径，将数据包从源头传输到目的地。
- 逻辑寻址。OSI模型的网络层将发送方和接收方的逻辑地址添加到每个数据包的标题中。逻辑寻址的主要目的是为了区分源系统和目的系统。
- 互联网络。该功能在连接到不同网络的两个设备之间建立逻辑连接。
- 分片。该功能将来自传输层的大数据包分成几个小包，以便它们能通过不同的网络到达目的地。
网络层的服务
OSI模型的第三层只提供两个主要服务，即分组和路由及转发。
1.打包
打包是在源头将从传输层收到的数据封装成网络层的数据包，并在目的地将网络层数据包的有效载荷解封装的过程。这里，有效载荷是指从上层收到的数据。
最初，源主机向数据包（从传输层接收）添加头，其中包含源和目的地的逻辑地址。同时，它还将网络层协议要求的所有其他信息添加到有效载荷的头中。之后，它将有效载荷传输到数据链路层。
在另一边，目的地主机从数据链路层接收网络层数据包，将其解压缩，并将其传送到传输层。
在这整个过程中，路由器不能改变或修改源主机和目的主机的本地地址。
2.路由和转发
路由和转发是两种不同的服务，它们之间有直接的联系。
在一个网络中，从源头到目的地有多条路线。网络层的责任是确定数据包在源和目的地之间的最佳路径或路线，我们把这个过程称为路由。
转发指的是路由器对其一个接口上收到的数据包所采取的行动。一般来说，路由器使用一个决策表来对数据包进行操作。这个表也被称为转发表，有时也被称为路由表。
每当路由器收到来自其附属网络之一的数据包时，它就将该数据包转发到另一个附属网络。
网络层服务的优势
- 分组化使数据包很容易从源头传输到目的地。
- 它消除了数据通信系统中的单一故障点。
- 网络层的路由器通过创建碰撞和广播域，大大减少了网络流量。
- 转发服务使数据包在网络中从一个主机传输到另一个主机。
希望从网络层获得的服务
以下是网络层应该提供的服务。
1.错误控制
在网络层实现错误控制机制是可能的，但不建议这样做。这是因为数据包在网络中的每个路由器上都是碎片化的，这使得错误检查效率很低。
2.流量控制
流量控制机制控制着源端在不超载的情况下向目的地发送的数据量。如果发送方产生数据的速度非常高，超过了接收方的消费能力，接收方就会被发送方的数据所淹没。为了避免接收方的数据过载，接收方应该向发送方发送反馈信息，说它已经被数据淹没了。
3.拥塞控制
当发送方向接收方传输的数据报数量超过网络或路由器的容量时，就会发生拥堵。这里，数据报是一个与分组交换网络相关的传输单元。它由报头和有效载荷部分组成。
如果拥堵持续下去，可能会出现源系统崩溃的情况，而没有数据报被交付。
网络层协议
网络层支持各种协议。以下是一些最流行的协议。
1.ARP
ARP是地址解析协议的首字母缩写。该协议的主要功能是将动态IP地址映射到局域网（LAN）中的永久MAC地址（物理机器地址）。它将32位地址转换为48位地址，反之亦然。这是因为IPv4中的IP地址是32位；但是，MAC地址是48位。
此外，该协议在OSI模型的第2层和第3层工作。MAC地址存在于第二层（数据链路层），而IP地址在OSI模型的第三层。
2.RARP
反向地址解析协议是RARP的完整形式。当局域网（LAN）中的主机或物理机器想知道它的IP地址时，它可以使用反向地址解析协议。它将设备的物理地址发送到一个专门的RARP服务器，该服务器主动监听RARP请求，并且与设备的地址存在于同一个局域网中。
3.3.ICMP
ICMP是互联网控制信息协议的缩写。OSI模型第3层的网络设备，如路由器，使用这个协议来诊断网络通信问题。当一些网络问题阻碍了数据包的传递时，它们使用ICMP向源IP地址产生错误信息。
简单地说，这个协议的主要目的是验证数据包是否到达了预期的目的地。此外，ICMP在错误报告和测试中很有用。它在分布式拒绝服务（DDoS）中也很有用。
4.4.IGMP
IGMP是Internet Group Message Protocol的首字母缩写。该协议使各种设备能够共享一个IP地址，以便接收相同的数据。主机和相邻的路由器使用IGMP来实现使用互联网协议版本4（IPv4）的网络上的组播通信。在组播通信中可以有单个或多个发送方和接收方。
5.IPv4和IPv6
互联网协议（IP）是一种能够在互联网上从一台计算机向另一台计算机传输数据的协议。或者说，互联网协议（IP）是一套路由和寻址数据包的规则，以便它们能够穿越网络并到达正确的目的地。
IP的两个版本是IPv4和IPv6。IPv4是一个32位寻址方案，而IPv6是一个128位寻址方案。
结论
网络层是OSI模型的第三层，负责将数据包从源头传输到目的地。它为每个数据包确定从源主机到目的主机的最佳最优路线。此外，网络层还执行其他功能，如内部联网、逻辑寻址和分片。
当涉及到服务时，OSI的这一层提供了分组和路由，以及转发。然而，它必须改进其错误控制、流量控制和拥堵控制服务。
希望你发现这篇文章有助于更好地理解OSI模型的网络层。如果有任何疑问，请随时在下面的评论区留言。
常见问题
1.列出TCP/IP模型的各层。
TCP/IP模型有四个层次。它们如下。
- 网络接入或链接层
- 互联网层
- 传输或主机到主机层
- 应用或进程层
2.网络层包含哪些硬件设备？
OSI模型第3层的硬件设备是路由器、交换机和网桥。
3.网络层中的数据以何种形式传输？
网络层中的数据是以数据包的形式传输的。
