网络协议安全：OSI七层模型分层及作用，数据封装与解封过程，数据传输过程。-Toy模板网

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「作者简介」：2022年北京冬奥会中国代表队，CSDN Top100，学习更多干货，请关注专栏《网络安全自学教程》

这一章节我们需要知道OSI分哪七层，每层的作用，知道数据在七层模型中是怎样传输的，封包和解封过程，数据包在每一层是怎么封装和解封的。

OSI（Open System Interconnect ）是国际标准化组织ISO制定的开放系统互联参考模型。

它把网络分为七层，从下往上依次是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。

其中下面的四层是底层协议，负责「创建链路」，处理实际的信息传输；上面三层是高层协议，负责「处理应用请求」。

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分层是计算机领域中，用来解决复杂问题的一种「思维方式」。

每层负责一些「独立」的功能，可以把复杂问题简单化。各层相互独立，单独制定标准，每一层的变化不会影响其他层。

「物理层」定义了物理链路的电气特性，将比特流转成电压。这一层的设备有：光纤、双绞线、中继器、集线器（HUB）。

「数据链路层」负责物理寻址，根据Mac地址转发数据包。这一层的设备有：网卡、网桥、交换机（Switch）。

「网络层」负责路由寻址，根据IP地址转发数据包。这一层的设备有：路由器（Router）、三层交换机。

「传输层」负责建立逻辑链接，通过端口来区别不同的应用和服务。

「会话层」负责会话（Session）的建立、维持和终止。

「表示层」负责数据的加密、解密，数据格式的转换。这一层定义了很多编码，比如：ASCLL编码、Unicode编码。

「应用层」负责处理应用请求。这一层有很多应用协议，像FTP、HTTP这种需要提供可靠服务的协议底层是基于TCP实现的；而SNMP、DNS这种可靠性要求不是那么高的协议，底层是基于UDP实现的。

OSI七层模型按照「从上往下」的顺序「封装」数据：

传给接收方后，再按照「从下往上」的顺序「解封」数据，一层一层的拆掉报头，然后往上传。

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数据实际传输时，中间要经过交换机、路由器等设备，经过的设备不同，数据的封装和解封操作也会不一样。

发送方封装完数据，用物理网卡以「电信号」的形式通过网线传给交换机。
交换机将「电信号」「转换」成「二进制」，根据数据帧头部的Mac地址寻址；这个将二进制转换成电信号操作，从逻辑上看，就是从物理层走到数据链路层了。看完MAC地址以后，再把成「二进制」「转换」成「电信号」，发送给路由器。
路由器会拆掉MAC头部，把「数据帧」「解封」成「数据包」，根据IP头里的IP地址进行路由；这个解封的操作，从逻辑上看，就是从数据链路层走到网络层了。看完IP地址以后，再添上IP头部，「封装」成「数据帧」，再把「数据帧」从「二进制」「转换」成「电信号」，传给下一跳路由器。
然后再重复这个步骤，直到传给接受者的电脑，解封数据。