一、七层分层的思想

1.分层的背景

计算机界刚开始成立的时候，由于各个计算机厂商都采用自己厂商私有的网络模型。以自己产品统一性来挽住客源，对计算机行业造成了一定的影响。给通讯带来了许多麻烦，随后两大国际组织:国际电报与电话咨询委员会(CCITT)，与国际标准化组织(ISO)对于制定计算机网络标准方面起到了很大的作用。1974年ISO发布了著名的ISO/IEC 7498标准,这定义了网络互联的七层框架，也就是OIS参考模型。

2.背景的特性

模块化设计：每个层级都有特定的功能，因此可以单独设计、实现和维护每个层级，而不会对其他层级造成影响。这种模块化使得系统更易于理解、维护和扩展。

标准化：每个层级都有标准化的接口和协议，这样不同厂商的设备和软件可以遵循相同的规范进行设计和实现，从而实现互操作性。

灵活性：通过将整个通信过程分解为不同的层级，可以更容易地对网络进行修改和升级，而不会对整个系统产生过大的影响。

降低复杂性：分层设计使得每个层级的功能相对简单明了，可以专注于特定的任务，从而降低了整个系统的复杂性。

提高可靠性：由于每个层级都有清晰的功能和责任，因此故障隔离和问题诊断变得更加容易，从而提高了系统的可靠性和稳定性。

二、OSL参考模型

1.OSI参考模型是一个开放的体系结构，按照功能不同，分工不同，人为的分为七层。实际上这个七层是不存在的。没有这七层的概念，只是人为的划分出来的构想，区分出来的目的只是让你明白哪一层是干什么用的。（该七层分为：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。）

1.应用层：网络服务和最终用户的一个接口，为应用程序提供网络服务。（例如当你在使用微信聊天，将人类的高级语言输入到电脑里）

2.表示层：负责数据的表示、加密和解密，以及数据压缩。（该层用于将接收到的人类语言翻译成二进制数据，并且对其指定数据的存储格式、加密格式，解密压缩等等工作）

3.会话层：该层负责建立、管理和终止会话。建立了不同操作系统的之间的会话，通过一些协议去判断符合确定你的两个软件之间是否可以进行通信（两个微信之间进行通信）

4.传输层：负责端到端的通信服务，包括数据分割、流量控制和错误恢复。将上层数据分片并加上端口号封装成数据段，或通过对报文头中的端口识别，实现网络中不同主机上的用户进程之间的数据通信。

(1)可靠传输：传输数据前需要建立连接，稳定性强，传输性慢。例如：打电话tcp.

(2)不可靠传输：数据可以直接发送，稳定性不高，传输性快。例如：发消息udp。

5.网络层：负责在多个网络间进行数据包的传输和路由选择，将上层数据加上源和目的方的逻辑（IP）地址封装成数据包，实现数据从源端到目的端的传输（分拣员，分拣到底数据走哪条路更快）

6.数据链路层：负责在相邻节点间的可靠连接，处理帧的寻址、错误检测和修正。将上层数据加上源和目的方的物理(MAC）地址封装成数据帧，MAC地址是用来标识网卡的物理地址，建立数据链路;当发现数据错误时，可以重传数据帧。

7.物理层：负责在物理媒介上传输原始比特流，涉及电气、机械、过程和布局规范。

层次模型	作用	数据单元	主要设备
物理层	建立、维护、断开物理连接	比特流	网卡
数据链路层	进行硬件地址寻址，差错校验等功能	数据帧	交换机
网络层	进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择	数据包	路由器
传输层	定义传输数据的协议端口号，以及流量和差错校验	数据段
会话层	建立、管理、中止会话	message
表示层	数据的表示、压缩、格式化、加密	message
应用层	网络服务与最终用户的一个接口	message

应用层、表示层、会话层为高三层，是面向用户的

网络层、数据链路层、物理层为低三层，是面向硬件的

网络层及以下的通信为点到点通信（主机与主机）

传输层的通信为端到端（端口到端口）

三、TCP/IP参考模型

另外一个著名的模型是 TCP/IP 模型。TCP/IP 是传输控制协议/网际协议（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）的简称

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议）是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议，而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇，只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性，所以被称为TCP/IP协议。

TCP/IP 4层模型（思科）
TCP/IP 5层模型（华为）

四、TCP/IP协议族的组成

模型层	协议
物理层	IEEE802.3有线局域网（以太网） IEEE802.11无线局域网标准
数据链路层	Point-to-Point Protocol
网络层	IP （ICMP IGMP ARP RARP）
传输层	TCP UDP
应用层	HTTP FTP TFTP SMTP SNMP DNS

物理层：

IEEE802.3有线局域网（以太网）
IEEE802.11无线局域网标准

数据链路层：

点对点协议（Point-to-Point Protocol） PPP协议是目前广域网上应用最广泛的协议之一，它的优点在于简单、具备用户验证能力、可以解决IP分配等。

网络层：

IP协议：（Internet Protocol，网际协议），而 IP 又由四个支撑协议组成：

ARP（地址解析协议）：是将IP地址转换成物理mac地址的协议
RARP（逆地址解析协议）：是根据物理mac地址转换成IP地址的协议
ICMP（网际控制报文协议）：ping 网络连通性检测检测网络连通性
IGMP（网际组管理协议）：一个组播协议，该协议运行在主机和组播路由器之间

单播：1对1发消息私聊

组播：只对一部分人发消息全班中的某一组

广播：对所有人发消息全班

传输层：

TCP ：传输控制协议可靠协议（安全性高，速度慢）
UDP：用户数据报协议不可靠协议（安全性不高，速度快）

应用层：

HTTP（超文本传输协议）：是一个简单的请求-响应协议，现在主要的场景是web服务，就是网页的传输，默认使用tcp的80端口 http
HTTPs：是以安全为目标的 HTTP 通道，在HTTP的基础上通过传输加密和身份认证保证了传输过程的安全性，默认使用tcp的443端口当当买书，
FTP文件传输协议：FTP（ File Transfer Protocol）提供交互式的访问，允许客户指明文件的类型与格式，并允许文件具有存取权限，默认使用tcp的20，21端口
TFTP简单文件传输协议：是一个小而易于实现的文件传送协议，TFTP只支持文件传输，不支持交互，没有庞大的命令集。也没有目录列表功能，以及不能对用户进行身份鉴别，默认使用udp的69端口
SNMP简单网络管理协议：是专门设计用于在 IP 网络管理网络节点（服务器、工作站、路由器、交换机及HUBS等）的一种标准协议，默认使用udp的161端口
SMTP简单邮件传输协议：一组用于从源地址到目的地址传送邮件的规则，并且控制信件的中转方式，用于邮件的发送，默认使用tcp的25端口
POP3邮局协议版本3：用于邮件的接收，默认使用tcp的110端口
telnet远程登陆协议：一种字符模式的终端服务，可以使用户通过网络进入远程主机或网络设备，然后对远程主机或设备进行操作，默认使用tcp的23端口
ssh安全的远程登陆协议，默认使用tcp的22端口ssh
DNS 域名解析系统：将域名和IP地址相互映射，默认使用tcp和udp的53端口 www.baidu.com ip地址 dns udp tcp 程序进程：运行中的程序0-65535
DHCP（动态主机配置协议）是一个局域网的网络协议。指的是由服务器控制一段IP地址范围，客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的IP地址和子网掩码，默认使用udp的67和68端口。分配ip地址

五、数据封装与解封装过程

1.数据封装过程

应用层：将应用信息转换成二进制数据进行分片。

传输层：将二进制数据分割成小的数据段，在数据前封装PCT报文头部，数据头部关键信息端口号（数据段）

网络层：在上一层数据的基础上封装IP头部，IP头部关键信息 IP地址（数据包）

数据链路层：接受上层数据包，在此之前加MAC头部，并且加装上数据完整性校验，MAC头部关键信息 MAC地址（数据帧）

物理层：二进制组成的比特流化成电信号。

OSI参考模型和TCP/IP协议