网络七层协议的通俗理解

 

OSI七层模式简单通俗理解

 

这个模型学了好屡次，老是记不住。今天又看了一遍，发现用历史推演的角度去看问题会更有逻辑，更好记。本文不必定严谨，可能有错漏，主要是抛砖引玉，帮助记性很差的人。整体来讲，OSI模型是从底层往上层发展出来的。

 

这个模型推出的最开始，是是由于美国人有两台机器之间进行通讯的需求。

 

需求1：

 

科学家要解决的第一个问题是，两个硬件之间怎么通讯。具体就是一台发些比特流，而后另外一台能收到。

 

因而，科学家发明了 物理层：

 

主要定义物理设备标准，如网线的接口类型、光纤的接口类型、各类传输介质的传输速率等。它的主要做用是传输比特流(就是由一、0转化为电流强弱来进行传输，到达目的地后在转化为一、0，也就是咱们常说的数模转换与模数转换)。这一层的数据叫作比特。

 

需求2：

 

如今经过电线我能发数据流了，可是，我还但愿经过无线电波，经过其它介质来传输。而后我还要保证传输过去的比特流是正确的，要有纠错功能。

  

因而，发明了 数据链路层：

 

定义了如何让格式化数据以进行传输，以及如何让控制对物理介质的访问。这一层一般还提供错误检测和纠正，以确保数据的可靠传输。

 

需求3：

 

如今我能发正确的发比特流数据到另外一台计算机了，可是当我发大量数据时候，可能须要好长时间，例如一个视频格式的，网络会中断好屡次（事实上，即便有了物理层和数据链路层，网络仍是常常中断，只是中断的时间是毫秒级别的）。

 

那么，我还需要保证传输大量文件时的准确性。因而，我要对发出去的数据进行封装。就像发快递同样，一个个地发。

 

因而，先发明了 传输层（传输层在OSI模型中，是在网络层上面）

 

例如TCP，是用于发大量数据的，我发了1万个包出去，另外一台电脑就要告诉我是否接受到了1万个包，若是缺了3个包，就告诉我是第1001，234，8888个包丢了，那我再发一次。这样，就能保证对方把这个视频完整接收了。

 

例如UDP，是用于发送少许数据的。我发20个包出去，通常不会丢包，因此，我无论你收到多少个。在多人互动游戏，也常常用UDP协议，由于通常都是简单的信息，并且有广播的需求。若是用TCP，效率就很低，由于它会不停地告诉主机我收到了20个包，或者我收到了18个包，再发我两个！若是同时有1万台计算机都这样作，那么用TCP反而会下降效率，还不如用UDP，主机发出去就算了，丢几个包你就卡一下，算了，下次再发包你再更新。

 

TCP协议是会绑定IP和端口的协议，下面会介绍IP协议。

 

需求4：

 

传输层只是解决了打包的问题。可是若是我有多台计算机，怎么找到我要发的那台？或者，A要给F发信息，中间要通过B，C，D,E，可是中间还有好多节点如K.J.Z.Y。我怎么选择最佳路径？这就是路由要作的事。

 

因而，发明了 网络层。即路由器，交换价那些具备寻址功能的设备所实现的功能。这一层定义的是IP地址，经过IP地址寻址。因此产生了IP协议。

  

需求5：

 

如今咱们已经保证给正确的计算机，发送正确的封装事后的信息了。可是用户级别的体验好很差？难道我每次都要调用TCP去打包，而后调用IP协议去找路由，本身去发？固然不行，因此咱们要创建一个自动收发包，自动寻址的功能。

 

因而，发明了 会话层。会话层的做用就是创建和管理应用程序之间的通讯。

 

需求6：

 

如今我能保证应用程序自动收发包和寻址了。可是我要用Linux给window发包，两个系统语法不一致，就像安装包同样，exe是不能在linux下用的，shell在window下也是不能直接运行的。因而须要 表示层（presentation），帮咱们解决不一样系统之间的通讯语法问题。

 

需求7：

 

OK，如今全部必要条件都准备好了，咱们能够写个android程序，web程序去实现需求把。

 

补充：

 

Socket：

 

这不是一个协议，而是一个通讯模型。其实它最初是伯克利加州分校软件研究所，简称BSD发明的，主要用来一台电脑的两个进程间通讯，而后把它用到了两台电脑的进程间通讯。因此，能够把它简单理解为进程间通讯，不是什么高级的东西。主要作的事情不就是：

 

A发包：发请求包给某个已经绑定的端口（因此咱们常常会访问这样的地址182.13.15.16:1235，1235就是端口）；收到B的容许；而后正式发送；发送完了，告诉B要断开连接；收到断开容许，立刻断开，而后发送已经断开信息给B。

 

B收包：绑定端口和IP；而后在这个端口监听；接收到A的请求，发容许给A，并作好接收准备，主要就是清理缓存等待接收新数据；而后正式接收；接受到断开请求，容许断开；确认断开后，继续监听其它请求。

 

可见，Socket其实就是I/O操做。Socket并不只限于网络通讯。在网络通讯中，它涵盖了网络层、传输层、会话层、表示层、应用层——其实这都不须要记，由于Socket通讯时候用到了IP和端口，仅这两个就代表了它用到了网络层和传输层；并且它无视多台电脑通讯的系统差异，因此它涉及了表示层；通常Socket都是基于一个应用程序的，因此会涉及到会话层和应用层。