同步发布:Hedon丨计算机网络丨(一)计算机网络模型 (排版更佳!)

1. OSI 开放式互联参考模型(7层协议)

计算机网络丨(一)计算机网络模型_会话层

物理层:物理的方式连接网络节点(网卡,网线,集线器,中继器,调制解调器)
物理层的作用是实现相邻计算机节点之间比特流的透明传送,尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异。

【白话:解决两台物理机之间的通讯需求,(机器 A 往机器 B 发送比特流,机器 B 可以收到比特流)就是物理层需要做的事情。它还定义了物理设备的标准,如网线的类型,光纤的接口类型,各种传输介质的传输速率等等。将二进制比特流转化成电流强弱进行传输,到达目的地后,再转化为比特流。(数模转换–模数转换)】

数据链路层:局域网内的数据传输(网桥,交换机)
负责建立和管理节点间的链路。主要功能是:通过各种控制协议,将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。

【白话:在比特流传输的过程中,会产生错传,漏传的可能,所以需要数据链路层进行格式化数据控制。检错功能确保可靠性。并且这一层将比特流组成为帧,交换机对帧解码,并根据其中的信息,发送到正确的接收方。】

网络层:不同网络之间的数据传输(路由器)
其主要任务是:通过路由选择算法,为报文或分组通过通信子网选择最适当的路径。

【白话:随着网络节点的增加,点对点通信可能会通过多个节点,所以找到目标节点,选择最佳路径,就是关键。网络层就是将网络地址翻译成对应的物理地址,并决定如何从发送方路由到接收方。本层传输的数据是数据包。(IP协议)】

传输层:TCP/UDP 协议(最重要)
该层是通信子网和资源子网的接口和桥梁。该层的主要任务是:向用户提供可靠的端到端的差错和流量控制,保证报文的正确传输。传输层的主要功能:监控服务质量。

【白话:随着网络通信需求的进一步扩大,在通信过程中可能会发送大量的数据,如海量文件传输,而网络在通信过程中或许会中断很多次,为了保障准确性,所以需要对发送的数据进行切分,切分成一个一个的段落(segment)。为了解决保障段落的顺序,以及丢失问题,传输层便诞生了。主要是传输协议控制,流量控制,速率控制等功能。对于大文件会按照网络能处理的最大尺寸,将数据包分片,比如以太网不能接收1500字节的数据包,所以传输的时候强制分割为较小的数据片,然后进行排序,按照一定的序列号进行发送,保障接收方按照正确的顺序接收。(tcp协议)】

会话层:半双工、单工和全双工
是用户应用程序和网络之间的接口,主要任务是:向两个实体的表示层提供建立和使用连接的方法,组织和协调两个会话进程之间的通信,并对数据交换进行管理。

【白话:对于计算机来说,以上四层已经足够满足基本功能,但是对于用户交互,我们不想每次都调用tcp去打包,调用ip协议去找路由,自己去发送。所以我们需求自动收发包,自动寻址的功能,所以建立了会话层。会话层主要是管理应用程序之间的通信。】

表示层:解密编码压缩格式
它对来自应用层的命令和数据进行解释,对各种语法赋予相应的含义,并按照一定的格式传送给会话层。其主要功能是“处理用户信息的表示问题,如编码、数据格式转换和加密解密”等。

【白话:对于不同操作系统之间,如linux和windows之间,他们的通信语法是不一样的,所以为了兼容不同的系统之间的网络通信,我们使用表示层解决不同系统之间的通讯语法问题。在不同的系统中,将数据按照网络能够理解的方式进行格式化,当然,格式化的方法根据系统和选择的网络而异。】

应用层:http 调用
它是计算机用户,以及各种应用程序和网络之间的接口,其功能是直接向用户提供服务,完成用户希望在网络上完成的各种工作。

【白话:发送方晓得自己发送的是什么东西,字节数组有多长,但是,接收方不清楚,所以应用层规定了发送方和接收方必须使用一种固定长度的消息头,消息头必须使用某种固定格式的主程,而且消息头里必须记录消息体的长度等信息,旨在为消息接收方更方便地解析接收到的数据。(http 协议)】

2. TCP/IP 模型(4层协议)

[协议对比]

计算机网络丨(一)计算机网络模型_计算机网络_02

[传输过程]

计算机网络丨(一)计算机网络模型_会话层_03

[数据头部]

先自上而下,后自下而上处理数据头部:

计算机网络丨(一)计算机网络模型_数据_04