计算机网络-OSI 七层模型

原创于 2025-07-30 18:31:25 发布 · 825 阅读

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

计算机网络的核心是 “分层协议栈”，最经典的是OSI 七层模型（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层）和实际应用中更常用的TCP/IP 四层模型（网络接口层、网络层、传输层、应用层）。

分层的目的是 “分工明确、各司其职”：

正常情况下，数据包必须经过完整的分层处理（封装→传输→解封装）才能完成通信。但在某些特殊需求下（如性能优化、底层调试），可以人为让数据包跳过部分层次，核心原因是：分层是逻辑上的分工，而非物理上的强制限制，底层硬件和驱动可以被直接操控。

可以把网络分层理解成 “快递运输的分工流程”—— 就像寄快递要经过 “发件人→快递点→中转站→目的地快递点→收件人” 多个环节，每个环节只干自己的事，网络通信也把复杂的传输过程拆成多个 “分层”，每层专注一件事，最后合力完成数据传递。

下面用 “你用微信给朋友发消息” 的例子，逐个解释每层的作用：

作用：处理 “人类能看懂的内容”，并按照应用自己的规则打包。
举例：你在微信里输入 “吃了吗？”，微信会先把这句话按照自己的聊天协议（比如加密、加上发送时间、头像信息等）处理成 “应用层数据”，就像你把想寄的文件装进一个写着 “给朋友的信” 的信封里。
常见协议：HTTP（网页）、FTP（传文件）、微信 / QQ 的私有协议等。

作用：给应用层的数据加上 “端口号”，确保数据能准确送到对方设备上的对应程序（比如微信、浏览器）。
举例：微信的应用层数据传到传输层后，会被加上 “源端口”（你手机上微信进程的端口，比如 12345）和 “目标端口”（你朋友手机上微信进程的端口，比如 67890）。这就像快递单上写 “收件人：朋友家，302 房间”（端口 = 房间号），确保快递不会送错房间。
常见协议：
- TCP：像 “挂号信”，传输前先确认对方收到，丢了会重发（适合聊天、文件传输等需要可靠的场景）；
- UDP：像 “普通平信”，发了就不管，速度快但可能丢（适合视频通话、游戏等需要快的场景）。

作用：给传输层的数据加上 “IP 地址”，负责找到 “对方设备” 在哪个网络位置。
举例：加上端口号的数据传到网络层后，会被加上 “源 IP”（你手机的 IP，比如 192.168.1.2）和 “目标 IP”（你朋友手机的 IP，比如 10.0.0.5）。这就像快递单上写 “收件人地址：北京市朝阳区 XX 小区”（IP = 小区地址），确保快递能找到大致区域。
核心协议：IP 协议（所以常说 “TCP/IP 协议”，IP 就是网络层的核心）。

作用：给网络层的数据加上 “MAC 地址”，负责在 “相邻设备” 之间传输（比如你家路由器→小区路由器→朋友家路由器）。
举例：带 IP 的数据传到数据链路层后，会被加上 “源 MAC”（你手机的网卡地址，比如 AA:BB:CC:DD:EE:FF）和 “目标 MAC”（你家路由器的 MAC 地址）。这就像快递在小区内传递时，快递员先看 “下一个中转站是小区门口的快递柜”（MAC = 快递柜的编号），确保能传到下一站。
常见场景：同一局域网内的设备通信（比如你手机连家里 WiFi，和路由器之间的传输）。

作用：把数据链路层的二进制数据转换成物理信号（比如网线里的电信号、WiFi 的无线电波、光纤里的光信号），通过物理介质（网线、空气、光纤）传输。
举例：数据链路层的二进制数据（010110...）被转换成电信号（高电平 = 1，低电平 = 0），通过你家的 WiFi 信号发出去，就像快递员把包裹装进货车，开上公路（物理介质 = 公路）。