计算机网络复习总结：什么是OSI7层模型、5层模型、TCP/IP 4层模型，各层协议导航

以你之姓@ 2023-03-02 07:45 212阅读 0赞

个人总结整理相关计算机网络知识点，出发点是各类问题以及比较重要的部分。

### 一、OSI 七层模型 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjA5Mjc4Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70]  
OSI 的七层模型从上到下依次是：

*  应用层
 *  表示层
 *  会话层
 *  运输层
 *  网络层
 *  数据链路层
 *  物理层

> 七层模型开始是某美国组织定的标准，强调的是理论，各个层需要完成的功能都很清晰，实现起来麻烦。  
> 如果一开始只是两个物理机器在通信，显然物理层就足够了，但是会出现一系列的问题，逐渐发展，计算机的最终目的已经发展到应用层，就催生了一层一层的累加，所以就需要进行区分，产生了分层，以及每一层的功能重点。

##### 各层的功能： #####

**1 应用层：**

按照应用层协议，构建报文，往下传递。这层解决的是应用之间的交互问题。  
重点的协议有：**Http协议**。

**2 表示层：**

比如Linux给Windows发包，不同系统语法不一致，导致无法通信。所以表示解决的就是不同系统之间通信的语法问题，来格式化数据。

**3 会话层：**

建立并管理应用程序之间的通信，自动收发包、自动寻址，解决会话同步问题等。

**4 运输层（传输层）：**

因为计算机传输的数据量庞大，不得不分割，运输层解决的就是进程间基于网络的通信问题，将数据分为**报文段**，这层还要保证有序、重传等问题。重点的协议有**TCP/UDP**。

**5 网络层：**

因为互联网很庞大，不同网络之间的交互涉及各类问题，就需要网络层指导传输路径、隔断等等，网络层解决的是分组在多个网络上传输的问题。路由器工作在网络层，网络层的数据单位是**分组**。重点的协议有**IP协议**。

**6 数据链路层：**

因为物理层的传输会产生错传，丢失等问题，数据链路层通过格式化数据传输、减错等等，来保证传输的准确，这一层解决的是一个网络上的数据传输问题。**交换机**工作在这一层。传输的数据单位是 **帧** 。

**7 物理层：**

物理层就是解决的两个物理机器传输比特流的，0101010这种形式，传输的数据单位是 **比特**，物理层还决定以何种方式传输比特。在这一层工作的计算机组件有：**网卡**。这一层定义的标准就是各种传输介质的速率，光纤的接口类型等。

> ##### 哪一层提供的是端到端的服务？ #####
> 
> 运输层，因为运输层解决的是进程间的通信问题，进程的不同就是端口的不同。

### 二、什么是四层模型 ###

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###### 四层模型就指的是TCP/IP协议族采用的分层架构。 ######

相比宏观理论的OSI模型，TCP/IP协议族关注计算机上根据协议如何开发程序，更实际。

> （在OSI标准完善的时候，TCP/IP已经官方商用了，因此后来成为了实际上的标准）

之所以叫TCP/IP协议是因为这两个核心，代表整个协议族。

其中：

1.  应用层对应了OSI七层模型中的应用、表示、会话；
2.  运输层采用TCP/UDP协议，对应OSI的运输层；
3.  网际层对应OSI的网络层，因为TCP/IP模型在这一层采用的是IP协议，IP协议的翻译中文就是 **网际协议**，所以改名叫网际层；
4.  网络接口层是为了互联世界上不同的网络接口，有线以太网、无线wifi等等，没有具体的限定只有几种，实际上我们关注的TCP/IP协议族只是**上面三层**。

TCP/IP协议族的各层解决的问题，也是和OSI七层模型中的定义类似的，不过进行了合并。  
少了一项就是不再关注物理层的比特传输。

### 三、什么是五层模型 ###

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjA5Mjc4Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70]

五层模型实际上是为了学习计算机原理，教学方面课本上有五层模型，结合了理论的七层和应用最多的四层模型，折中出来了一个五层模型，毕竟四层模型不关注物理层了，但是底层知识需要了解。

### 四、计算机网络各层有哪些重要的协议 ###

##### 4.1 如果用TCP/IP的四层架构来进行常用协议的举例 #####

**应用层协议：**

HTTP（超文本传输协议）、TFTP（ 简单文件传输协议）, FTP（文件传输协议）, SMTP（简单邮件传送协议：邮件发送）IMAP（因特网邮件访问协议：邮件读取）、DHCP（动态主机配置协议）域名系统（DNS协议、DNS使用的传输协议既可为TCP又可为UDP）

**运输层协议：**

TCP（传输控制协议）, UDP（用户数据报协议）

**网际层协议：**

IP协议, ICMP（网际控制报文协议）, ARP协议（地址解析协议）, RARP（ 反向地址转换协议）

**网络接口层协议：**

底层网络定义的各种协议。

##### 4.2 如果使用五层架构 #####

和上面的分类有所不同，上层相差不大，只是要把数据链路层的协议拿出来补充。

**数据链路层的协议：**

MAC（媒体介入控制协议，采用这个协议使主机都有唯一标识，因此有了MAC地址）、PPP（点对点协议）、实现可靠传输的停止等待、回退N帧、选择重传协议等。

### 五、浏览器输入URL后，按下回车键到显示页面的过程 ###

**竖直**来看：

*  客户机输入的 url 会封装成请求报文，结合上面的计算机网络层次，经历了应用层对域名的解析，然后将报文一步一步向下曾传递，添加各种首部，经过运输、网际、网络接口层，通过网络和中间可能的路由器，**送到服务器**；
 *  服务器从下向上将数据进行拆解，获取到请求之后，发回相应的响应报文，同样经历向下的过程，**返回客户机**；
 *  客户机从下到上将数据拆解，最后由浏览器引擎将数据解析渲染，**显示在页面中**。

这个步骤里，谁干了什么事，那就是各层的协议在工作。  
涉及到的具体协议，**水平**来看：

*  **应用层**的**DNS解析**：浏览器会依据URL逐层查询DNS服务器缓存，解析URL中的域名对应的IP地址。DNS的缓存从近到远依次是浏览器缓存、系统缓存、路由器缓存、IPS服务器缓存、域名服务器缓存、顶级域名服务器缓存。从哪个缓存找到对应的IP直接返回，不再查询后面的缓存。
 *  **应用层**的**HTTP请求**：浏览器发出读取文件的请求，会交给服务器处理。
 *  **运输层**的**TCP**：客户机发起TCP连接，这个过程其实就是**三报文握手**的过程。这个是包装在上层请求之前的。等到响应已经完全收到，浏览器就会发起TCP的释放连接请求，这个过程也就是**四报文挥手**。
 *  **网际层**的**IP协议**：DNS解析出的IP地址就是服务器的IP地址。

### 六、需要详细掌握的重要协议（待填坑） ###

**TCP协议：**

TCP协议的内容包括了流量控制（滑动窗口机制）、拥塞控制、超时重传、运输连接管理（三报文握手、四报文挥手）。[点此查看详细][Link 1]

**UDP协议：**

面向应用报文的协议，主要问题集中在和TCP的差异和适用场景。（[点此查看详情][Link 2]

**IP协议：**

给因特网上的所有主机分配唯一的标识符，主要问题是IP数据报的内容，如何封装其他的协议，帮助转发。版本：IPv4、IPv6.（[点此查看详情][Link 3]

**HTTP协议：**

超文本传输协议，定义浏览器进程向服务器发送请求的文档的一系列规则，主要问题是报文格式里面的信息。（[点此查看详情][Link 4]

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MjA5Mjc4Nw_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230208/8e2eef337c1c42e9ae0edc4c9628882c.png
[Link 1]: https://blog.csdn.net/weixin_42092787/article/details/107655205
[Link 2]: https://blog.csdn.net/weixin_42092787/article/details/107668987
[Link 3]: https://blog.csdn.net/weixin_42092787/article/details/107844633
[Link 4]: https://blog.csdn.net/weixin_42092787/article/details/107816276