第二章 OSI七层模型及TCP/IP四层模型
本章主要介绍了OSI七层分层的目的是什么以及各层次的功能，具体讲述了OSI分层与TCP/IP四层模型是什么关系，以及在分组网络中是如何传输的。
一、OSI七层模型分层的原因
OSI七层网络：分成7层是从技术角度上去细分的。分层主要有如下功能：
1、各层之间是独立的。
2、灵活性好。
3、结构上可分隔开 。
4、易于实现和维护。
5、能促进标准化工作。
二、OSI各层的功能
（1）应用层：
http,telnet，dns,ftp，ssh,smtp，pop3，https，cifs,nfs。用户自行开发的私有协议。应用层的协议是为上层的应用程序提供网络功能的。HTTP协议支持通过浏览器进行文本信息的传送。CRT能够调用telnet协议完成远程的登陆。
操作系统在设置了DNS之后可以完成域名的解析。FTP协议本身可以被多种不同的软件进行调用。（比方说大家经常用邮件客户端去收发邮件，邮件在收发的过程中使用的协议是smtp协议，简单收发邮件协议smtp，pop3，但是装的邮件客户端有非常多种，比如手机QQ邮箱，网易邮箱客户端，但是他们在底层调用的协议都是smtp或者pop3协议）
（2）表示层：
表示层是用来实现数据格式的定义，可以让在不同的系统之间去做数据的翻译和理解。比方说windows系统能不能访问Linux系统上的文件。可以的。我用linux系统搭建一个ftp服务器，我用windows系统下载下来。文件下载到windows系统后，我能不能正常的使用和访问这个文件，还是可以的。
表示层就是一种数据标准。我们的操作系统可以在这些标准之间去做文件的翻译，格式的翻译。可以让不同架构的设备呢，都能够处理这些数据。像我们的MP3、MP4、WORD这种各种各样的文件格式，都在表示层去完成他的定义，还可以实现数据的加密和解密，压缩和解压缩这些功能，当然这也是应用程序本身所具备的功能。
（3）会话层：
会话层是用来建立维护管理会话连接。最典型的例子就是我们的操作系统。我们的操作系统能不能同时运行多个不同的任务。可以。每一个程序在运行的过程中，在操作系统里面，都会给他分配一个PID，然后会给每一个后台运行的程序分配内存资源。每一个程序之间的数据是不是要实现一个隔离。互相的不会产生干扰。我在用迅雷下载文件的时候，用FTP也在下，可以。这两个不同的程序在运行的过程中，他们下下来的数据也是可以区分出来的。所以最典型的例子就是我们的操作系统。他是用来对我们的主机资源进行统一的管理，资源的分配，资源的回收。
所以对于通信来讲，上面的三层都是独立的，同时也是不可或缺的。
下面四层，传输层、网络层、数据链路层、物理层，这些是网络工程师必须要学的内容了。
（4）传输层：
传输层的主要的两个功能：1.实现网络复用和分用 2.保证数据传输的可靠性一个主机正常要分配一个IP地址，但是这个IP地址可以有很多用途。这就是传输层在里面起的一个非常关键的作用。一个地址能够重复的被使用，能够重复的被人访问，同时一个地址，也能提供多种不同的服务供别人访问。一个叫复用，一个叫分用。
（5）网络层：
网络层的主要功能有：1、负责通信设备的标识 2、负责数据传递时路径的选择和放环。负责设备的定位和寻址，网络就是要把数据从一个主机发送给另一个主机。如何在通信中标识这个主机和区分这个主机的呢？有IP地址，就像快递单子一样，寄件人的地址和收件人的地址都得有。
（6）数据链路层：
数据链路层的主要功能有：1、负责数据如何从链路上一个接口发送给同一条链路上的另外一个接口。网络的组建离不开链路，要把设备通过链路组建起来才能组成网络，网络的基本组成单位是由设备和链路组成的。数据链路层是网络的最小单位。链路层只要是负责数据在链路上的1号接口发送给2号接口。而网络层是负责如何将数据从A发送到B。如果链路层的传输如果都传不出去，还能够只靠网络把数据传出去吗？数据链路层负责数据如何从链路上一个接口发送给同一条链路上的另外一个接口。网络层是负责将数据从一个主机发送给另一个主机的整个数据传输过程。
（7）物理层：
物理层：主要就是把我们的数据转换成物理信号。比如光信号、电信号、无线信号，在链路上能够发出去就行了。
三、TCP/IP四层模型
TCP/IP网络：站在普通用户的角度上去讲，从用户的视角去理解这个网络的。TCP/IP分层分为四层应用层、传输层、网络层、数据链路层。TCP/IP传输过程，应用层（HTTP客户端）、传输层（TCP/UDP协议）、网络层（IP协议）、数据链路层（MAC）。
1、应用层：对应于OSI的上三层，应用层，表示层、会话层。
2、传输层：通信过程中资源的复用和分用还是要有的。所以传输层还是得保留着。也就是OSI的传输层和TCP/IP的传输层都需要有。
3、网络层：对网络中的设备，对通信中的各个设备进行标识，以及数据在网络中的选路和放环，也是必不可少的。
4、网络接口层（数据链路层）：对于用户来讲，链路层和物理层也不需要进行明确的区分。
四、数据的封装以及传输过程
数据发送的过程需要对数据进行封装，如上图所示，数据—数据段—数据包—数据帧—数据流（比特流）
其实我初学时也很奇怪，在我们电脑里面数据就是0和1，同时要通过网络把它变成比特流，也就是把它变成电信号或者光信号传出去。那他到底在变成电信号之前，我们设备对这些数据进行哪些响应的处理呢？我们应用层的数据是如何的进行逐层的被处理，最终再变成电信号的呢？
网络有两种数据传输的方式：1、基于电路转发的网络。2、基于分组转发的网络 IP网络就是基于分组转发的。
电路交换的特点：电路交换必定是面向连接的。电路交换的三个阶段：建立连接、通信、释放连接。电路交换，就是把一条电话线转接到另一条电话线，是它们连通起来，这个线路是专门给A电话机用的，无论A电话机在不在使用，其他电话机都不能用。电路交换传送计算机数据效率低，原因是计算机数据具有突发性，这导致通信线路的利用率很低。
现在交换机与交换机之间的线备在这里，你不使用的时候别人也在用。也就是说这根线给别人进行共享。那么是怎么做到的呢？为什么电路交换不能这么做呢？因为现在我们做的是不在做电路交换，而是分组转发。就是把每个用户产生的数据，以分组的方式，在链路上进行转发，不同的用户分组的报文共享这条链路被转发出去。所以你不用的时候别人也在用，所以这个叫分组转发。
分组交换的主要特点：在发送端，先把较长的报文划分成较短的，固定长度的数据段。在每个数据段前面添加成首部构成分组。分组交换网以“分组”作为数据传输单元。IP网络的分组，其实指的就是数据帧，也就是应用层的数据最终要变成一个一个数据帧才能在链路层被发出去。
基于分组转发网络， 以帧（分组）为单位进行转发。那么究竟是怎么分的呢？首先把我们的上层应用，应用层把我们准备发送出去的数据进行分段把他变成一个个的PDU，我们把应用层分段的数据叫做PDU（协议数据单元）。应用层把这个分成PDU之后，把它交给下层的传输层进行进一步的处理，打上传输层的必要信息。
数据链路层就是控制数据在物理链路上的传输。链路层的协议有很多：PPP、FR(帧中继)、ETH、HDLC。帧的格式有可能不一样，都可以封装我们网络层的IP报文。
ETH(以太网)有两种帧格式：1.ETH_II 2.IEEE802.3 电脑的网卡和交换机是都支持的。设备都是能够支持传输的。一般网络协议使用802.3帧格式，也可以用eht II，协议开发人员确定。
用户普通的数据绝大数使用ETH II帧格式。
设备根据Type/Length的取值判断帧的格式。Type/Length>=1536 ETH-II，Type/Length<=1500 IEEE802.3。类型这里是用来描述的上层协议的类型。
ETH-II型的帧：一个帧成帧的最小长度。数据部分最小长度是46字节，不能比46字节再小了。数据字节最大是1500B，所以以太网数据帧的长度在64-1518字节之间。ETHII帧不需要TYpe描述长度。
ETH-II帧type字段的用途：1.标识帧格式 ， 取值必须>=1536 2.标识网络层的协议类型 比如 0x0806 ARP， 0x0800 IP协议，0x86dd IPv6
ETH802.3帧格式 802.3帧 length字段的用途：
1、标识帧格式，取值必须小于等于1500
2、标识帧的大小。length后续内容的总大小。
LLC逻辑链路控制由目的服务访问节点DSAP、源服务访问节点SSAP和Control字段组成。
SNAP由机构代码和类型字段组成。Org Code三个字节都是0。Type字段的含义与ETHII中的Type字段相同。IEEE802.3根据DSAP和SSAP字段的取值又可以分为以下几类。
1）当DSAP和SSAP都去特定值0xff时，802.3帧就变成了Netware-ETHERNET帧，用来承载NetWare类型的数据。
2）当DSAP和SSAP都去特定值0xaa时，802.3帧就变成了ETHERNET-SNAP帧，ETHERNET-SNAP帧可以用于传输多种协议。
3）DSAP和SSAP其他的取值均为纯IEEE802.3帧
Org Code是用来标识厂家的，比如是思科还是华为，这是给厂家作为私有协议用的，只有私有协议才需要，标识是哪个厂家的协议，叫做机构。机构开发了什么样类型的协议呢，叫做私有协议的类型或者定义。如生成树协议是标准化的协议，不是华为的也不是思科的，所以就不需要放SNAP这个字段。否则对于标准协议来说，就在DSAP和SSAP里面对它进行说明就行了。文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-793731.html
总结
以上就是本章要讲的内容，本文主要介绍了OSI七层模型和TCP/IP四层模型，并详细讲解了报文在链路中进行封装和传输的过程。便于对网络通信有个整体的初步认知。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-793731.html
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