OSI七层模型详解

OSI七层模型

​ 互联网的本质就是一系列的网络协议，这个协议就叫OSI协议（一系列协议），按照功能不同，分工不同，人为的分层七层。实际上这个七层是不存在的。划分这个模型的意义只是为了让开发者明白每一层是干什么的。每一层都运行不同的协议，协议就是我们通信的标准。实际上还有人把它划成五层、四层。

• 按照七层划分：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。
• 按照五层划分：应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。
• 按照四层划分：应用层、传输层、网络层、网络接口层。

接下来我们按照五层划分来进行详细介绍。

物理层

​ 物理层的功能主要是基于电特性发送高低电压(电信号)，高电压对应数字1，低电压对应数字0。中间的物理链接可以是光缆、电缆、双绞线、无线电波。中间传的是电信号，即010101。一组物理层数据称为“位”。单纯的电信号没有意义，必须要对其进行分组，8位一组，物理层是不能对其进行分组的，因此就需要数据链路层来处理。

数据链路层

​ 数据链路层的目的就是为了对电信号进行分组，该层遵循（Ethernet）以太网协议，Ethernet有以下几个规定：

• 一组数据称之为：帧
• 帧分为两部分：头 + 数据；头包含：源地址与目标地址，该地址为MAC地址
• 但凡接入互联网的主机必须有一块网卡，每块网卡在出厂时都烧好一个独一无二的地址，该地址称之为MAC地址

注意：以太网的工作方式为广播方式。

网络层

​ 网络层的功能是为了引入一套新的地址用来区分不同的广播域／子网，这套地址即网络地址。所遵循的协议为IP协议，该协议有以下几个规定：

• 一组数据称之为：包
• 包分为：头 + 数据；头包括： 源地址与目标地址，该地址为IP地址

IP协议规定了接入互联网的任何一台计算机都必须有一个ip地址。ip地址在目前分为v4版本和v6版本，v6版本是在v4版本所能表示的范围不够用的时候才出现的。

ip地址：
	ipv4：
    	最小：0.0.0.0
        最大：255.255.255.255
        本机回环地址：127.0.0.1 (只有在本机访问本机才会用这个地址)
    ipv6:表示的范围非常大

补充1：如何查看电脑本机IP？
win + r => cmd => ipconfig

补充2：公网ip和内网ip

公网ip是公开的，需要购买才能够使用，而内网ip就是我们平常所用的局域网，一般以192.168开头。

传输层

​ 传输层的功能是建立端口到端口的通信。传输层所使用的协议为TCP协议、UDP协议。

​ 补充：端口范围0-65535，0-1023为系统占用端口，1024-8000为常用软件使用，例如mysql数据库的端口为3306等，8000以后就是我们可以自定义使用。

​ 有了Mac地址+IP地址+端口，我们就能确定世界上独一无二的一台计算机上的应用程序

​ 注意：一个端口在同一时刻不能被重复使用。

常用软件的端口号

应用程序	FTP	TFTP	TELNET	SMTP	DNS	HTTP	SSH	MYSQL
熟知端口	21,20	69	23	25	53	80	22	3306
传输层协议	TCP	UDP	TCP	TCP	UDP	TCP	TCP	TCP

TCP协议

​ 也叫流式协议，可靠协议，最主要的特点就是三次握手建立连接，四次挥手断开连接。

UDP协议

​ 不可靠协议，没有传输通道一说，和TCP协议相比，安全性比较差。

总结：

TCP:
    1. 数据安全可靠
    2. 速度慢
UDP:
    1. 数据不安全，也不可靠
    2. 速度快

应用层

​ 应用层功能是规定应用程序的数据格式。简单来说，我们现在所使用的应用程序即为应用层。

补充：

五层模型传输过程：

以太网封装过程：