【计算机网络】OSI 七层网络参考模型

OSI（Open Systems Interconnection）七层网络参考模型是一种用于描述计算机网络通信的框架，将网络通信划分为七个不同的层次，每个层次负责不同的功能。

以下为 OSI 七层网络参考模型的简单表格：

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|       OSI 层级         |                功能                       |            协议                    |
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|    7. 应用层           |  用户界面、应用服务和通信                     |  HTTP、FTP、SMTP、POP3、Telnet、    |
|                       |                                           |  SSH、DNS、SNMP 等                 |
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|    6. 表示层           |  数据转换、加密、压缩                        |  SSL/TLS、JPEG、GIF、MPEG、         |
|                       |                                           |  ASCII、Unicode 等                 |
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|    5. 会话层           |  建立、管理和终止会话                        |  NetBIOS、RPC、PPTP、SMB、          |
|                       |                                           |  NFS、SQL 等                       |
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|    4. 传输层           |  分段、流量控制、错误检测和恢复                |  TCP、UDP、SCTP、SPX、RTP 等        |
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|    3. 网络层           |  路由、寻址、路径选择                        |  IP、ICMP、OSPF、BGP、EIGRP 等      |
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|    2. 数据链路层        |  帧封装、物理地址、错误检测和修复              |  以太网、Wi-Fi、PPP、HDLC、          |
|                       |                                           |  ARP、VLAN 等                      |
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|    1. 物理层           |  物理媒介、信号传递                          |  以太网电缆、光纤等                  |
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以下是每个层次的详细解释：

物理层（Physical Layer）：

物理层是网络模型的最底层，负责传输原始比特流，以及在物理媒介上发送和接收数据。它涉及电压、电流、物理连接、传输速率等方面的规范。

在这一层，数据仅以比特形式传输，没有任何逻辑结构。物理层的设备有网卡，网线，集线器，中继器等。

这一层获取他们对应的传送信号，电压等，转换成二进制数，但是数据还未组织，仅作为原始的电气电压。处理单位为bit，传输的是比特流。

物理层信道：

有线信道

明线：平行架设在电线杆上的架空线路。传输损耗低，但是易受外界环境干扰。
对称电缆：由多对双绞线组成的线缆。
同轴电缆：以低损耗的方式传输模拟信号和数字信号。如电视广播系统、长途电话传输系统以及局域网互联等。
光纤：由玻璃或塑料制成的纤维，利用光在这些纤维中以全反射原理传输的光传导工具。

无线信道

以辐射无线电波为传输方式。主要有地波传输，天波传输和视距传输。例如：卫星通讯，电台广播。

数据链路层（Data Link Layer）：

数据链路层负责将原始比特流转化为帧，以便在物理媒介上传输。它还处理物理层可能出现的错误，并提供一些基本的流量控制和错误检测功能。

MAC（Media Access Control）子层控制着数据在共享媒介上的访问。（MAC地址：每个网卡的唯一标识，明确发送者和接收者，直到数据内容和进行分组）通过广播的形式传播，局域网的所有计算机都能收到消息。

可以通过ipconfig -all进行查看：
在这里插入图片描述

网络层（Network Layer）：

网络层负责数据包的路由和转发，以便在不同的网络之间进行通信。它决定了数据的最佳路径，以及如何处理可能的拥塞。IP（Internet Protocol）是在这一层工作的协议，它赋予设备唯一的IP地址。采用IP协议，目前从 IPv4 过渡到 IPv6 。

两个作用：

寻址：对网络层而言，使用IP地址来唯一标识互联网上的设备，网络层依靠IP地址进行相互通信（类似于数据链路层的MAC地址）。
路由：在同一个网络中的内部通信并不需要网络层设备，仅仅靠数据链路层就可以完成相互通信，对于不同的网络之间相互通信则必须借助路由器等三层设备。

传输层（Transport Layer）：

传输层提供端到端的通信，定义端口号，负责数据的分段、传输控制和流量管理。它可以实现可靠的数据传输（如TCP）或者无连接的数据传输（如UDP），并为应用程序提供数据的完整性和顺序性。可以把 TCP 比作打电话，电话接通、通话、结束挂断整个过程都是可靠的，也可以把 UDP 比作写信，对方能否收到，信发出的顺序等都是不可靠的。这一层常被称为数据段。

TCP 是面向连接的协议，是可靠的，因为TCP会进行三次握手四次挥手，但是这样会降低速度。

UDP 具有较好的实时性，效率比TCP高。UDP是没有三次握手四次挥手的，故此不稳定，但是速度快，常用于直播，游戏。

会话层（Session Layer）：

会话层管理不同设备之间的会话，并确保数据的同步和传输。它负责建立、维护和终止应用程序之间的通信会话，并处理错误恢复和数据同步。

会话层包含了一种称为检查点（Checkpoint）的机制来维持可靠会话。检查点定义了一个最接近成功通信的点，并且定义了当发生内容丢失或损坏时，需要回滚以便恢复丢失或损坏数据的点，即断点下载的原理。

表示层（Presentation Layer）：

表示层处理数据的格式转换（解码编码）、加密和压缩，以便不同系统上的应用程序可以互相通信。它确保数据的语法和语义正确，使得应用程序能够正确解释和显示接收到的数据。

应用层（Application Layer）：

应用层是网络模型的最顶层，直接与用户应用程序交互。

它包含了各种应用程序，如Web浏览器、电子邮件客户端等。在这一层，用户可以进行各种网络活动，如浏览网页、发送电子邮件等。

还或者例如：ajax调用接口发送http请求，域名系统DNS，webSocket长连接，SSH协议。常被称为报文。

OSI七层模型的每个层次都有特定的功能，它们共同协同工作，使得不同的设备和应用程序能够在网络上进行通信。