网络基础「连环问」

OSI 和 TCP/IP 网络分层模型

1、OSI 七层网络模型

网络七层模型是一个标准，而非实现。

1. 物理层（Physical Layer）：负责传输比特流，即将比特流转换为电信号或光信号，通过物理介质传输数据。
2. 数据链路层（Data Link Layer）：负责传输数据帧，控制数据的传输和接收，进行差错检测和纠正。
3. 网络层（Network Layer）：负责寻址和路由，将数据包传输到目标地址，实现不同网络之间的通信。
4. 传输层（Transport Layer）：负责提供可靠的端到端数据传输服务，保证数据的完整性和可靠性。
5. 会话层（Session Layer）：负责建立、管理和维护会话，提供数据交换和同步服务。
6. 表示层（Presentation Layer）：负责数据格式转换和数据加密解密等操作，确保数据的可读性和安全性。
7. 应用层（Application Layer）：负责应用程序间的交互，提供各种网络服务，如电子邮件、文件传输等。

通过这种分层结构，不同层次之间的功能清晰明确，每个层次只需要关注自己的任务，降低了网络开发和维护的复杂度，同时也方便了不同厂商的产品之间的兼容性。

2、TCP/IP 四层模型

1. 链路层（Link Layer）（也称网络接口层）：负责物理层和数据链路层之间的通信。它定义了物理设备如何实现数据通信以及如何访问网络介质，包括MAC地址和LAN协议的定义等。主要的协议有Ethernet和802.11 Wi-Fi等。
2. 网络层（Internet Layer）：负责数据在不同网络之间的传输，它通过定义IP地址和路由器等协议，实现了网络互连和数据分组交换等功能。主要协议有IP、ICMP、ARP、RARP等。
3. 传输层（Transport Layer）：负责应用程序之间的端到端数据传输，提供数据可靠性和正确性保证的协议。最常用的协议是TCP、UDP。
4. 应用层（Application Layer）：提供网络服务和最终用户的接口，包含了HTTP、FTP、SMTP、DNS、Telnet、SSH等协议。

网络接口层的传输单位是帧（frame），IP 层的传输单位是包（packet），TCP 层的传输单位是段（segment），HTTP 的传输单位则是消息或报文（message）。但这些名词并没有什么本质的区分，可以统称为数据包。

由于OSI模型的过于复杂，实际上并没有被广泛使用，TCP/IP模型则是现实中最流行的网络模型之一，被广泛应用于互联网和其他计算机网络中。

3、TCP/IP 五层模型

1. 物理层
2. 数据链路层
3. 网络层
4. 传输层
5. 应用层

各层作用与OSI七层模型相似。

4、为什么网络要分层？

网络分层指的是将网络功能划分为不同的层次，每一层都负责特定的任务，并且只与相邻的层进行通信。这种设计方式有很多好处，其中最重要的好处是能够使网络更加模块化、可扩展和易于维护。以下是分层的好处：

1. 分离关注点：分层后的网络可以将不同的功能划分到不同的层次中，使得每个层次负责的任务更加清晰，这样可以帮助设计人员更好地管理和维护网络。
2. 简化设计：采用分层的网络设计方法可以将复杂的网络分解为简单的部分，每个部分只需要关注自己的任务，从而降低设计的复杂度，简化设计。
3. 提高灵活性：由于每个层次只与相邻的层进行通信，因此可以轻松地更改或替换某个层次的实现，而不会影响其它层的功能，从而提高了网络的灵活性。
4. 易于扩展：由于网络是分层的，因此向网络添加新的功能或调整现有的功能只需要在相应的层次进行，而不需要改变整个网络的结构。

总之，网络分层提供了一种有效的方式来组织网络功能，并使网络更加容易设计、管理、扩展和维护。同时，它也能够帮助标准化协议和接口，从而实现不同网络设备之间的互操作性。