网工小白笔记|第一章OSI参考模型学习笔记

介绍OSI参考模型各层作用介绍：

OSI参考模型又叫开放系统互联参考模型（Open System Interconnection/Reference Model，OSI/RM），他主要分为七层，通过这七层的不同的功能来向使用者阐述网络通信的原理。从PC端的应用软件，到双绞线传输0和1的数据流其中所有用户所不透明的过程都可以通过七层模型来得到了解。

七层模型主有物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

在学习的过程中，我找到了大学上计算机网络课时的教学书，也查阅了一些网站资料，理解起来依旧比较生涩，教学书上的内容较为笼统官方，不易查询。好在在学习过程中，及时向导师百哥提问，才有所解答。记录以下今日所学的七层模型。

物理层：

物理层人如其名，表达的是数据在“物理”上的传输方式，所有数据在不同的网线上面传输的过程，就是物理层的表示。物理层通过各类指标定义了四类特征：机械特征、电气特征、功能特征和规程特征。

机械特征：网线的接口是什么，网线的介质是什么，都可以被理解为机械特征。（外型）

电气特征：各种网线接口上限定的电压范围。（电压电流）

功能特性：网线上出现某种规律的电平的电压时，都代表什么（有规律的电流都代表什么）

规程特性：在数据以电流形式传输时，谁会优先传输（指传输的顺序）

物理层主要定义了数据以比特流传输时候使用的介质。数据单位是比特。

物理层主要在关于传输介质及其特性上。

数据链路层：

物理层是使用什么介质传播，那数据链路层就是将两个底层交换设备之间的线路转换成为逻辑的传输线路，提供点到点的服务。数据链路层，数据指的是数据帧，链路指的是相邻的两个结点的物理线路，是通过传输介质实打实连接的两个相邻结点。数据链路是物理链路再加上必要的通讯协议而组成的逻辑链路。

MAC地址是什么？MAC地址有48比特长，12位的16进制组成；是每一台PC上面独一无二的名字，每个设备只会有一个MAC地址，世界上不会有两个相同MAC地址的设备。

以太网就是基于二层的网络结构，在以太网之中，二层交换设备都是通过识别MAC地址来进行通信的。

数据链路层定义了点到点之间的传输，构建了逻辑上的线路。数据单位是帧。数据链路层的网络主要通过MAC地址进行识别和传输。

数据链路层通过点对点的方式，描述了最近的两个终端之间的传输。以太网（LAN）就是建立在二层通信之上的，主要设备为交换机。

网络层：

网络层的功能主要是路由寻址和流量控制。路由是计算一台主机到另外一台主机的路程，通过一些协议来寻找最适合的路径的过程就是路由。

在网络层的数据传输中，相对于数据链路层，增加了一个IP地址的概念。

IP地址指互联网协议地址，也可被称为网际协议地址，他是一个逻辑存在的地址。他为每一台主机赋予一个逻辑地址（可以改变），来取代MAC（独一无二的）地址进行通信。主要应用在网络层之间的传输，在网络层中专用的名字。

起初在大学课堂学习IP地址的时候就是一脸懵逼，为什么不使用MAC地址进行通信，而去使用所谓的IP地址呢？

IP地址的存在是为了屏蔽MAC地址上的一些差异（手机、电脑之间的MAC地址是存在差异的），使得每一台主机，都可以利用IP地址来实现公平公正的通信。

网络层最主要的功能是提供理由选择，选择到达目的主机的最优路径，并沿着路径传输数据包。同时还提出了IP地址作为每一台主机的逻辑地址，用来方便网络层统一指路。

传输层：

传输层是实现可靠的端到端数据分段传输和组装，主要提供差错控制和流量控制。端到端的传输就已经开始无视掉下面三层是如何运作的了。他不管数据是怎么传输到目的主机的，他只关注数据到达之后，数据本身有没有出现错误。传输层提供一系列协议来解决数据传输中出现的错误，来验证数据到达目的主机之后的正确性。

传输层把最上层丢下来的数据包，通过附加一些特殊的协议在数据上用来验证查错，当目的主机收到数据时，会通过传输层附加的协议来对数据包进行检测，确保数据的完整性和正确性。

传输层用于实现端到端之间的通信，用于保证数据包的完整性和安全性。

会话层：

会话层允许不同机器上的用户来建立会话，包括对话中的记录和控制，都由会话层来完成。

在介绍会话层的时候，导师百哥举了一个非常恰当的例子：他说淘宝只能只用支付宝支付，而不能使用微信支付，说明淘宝和支付宝开放了会话层接口，却没有和微信开放会话层接口。

用于不同机器之间的用户建立对话。

表示层：

表示层为数据提供加密解密、压缩解压缩和特定的数据转化格式；

百哥说过，表示层提供的编码格式，就像是用JPG的编码格式来表示图片数据，用MP3的编码格式来表示声音数据。表示层中的加密功能是可以独创的，可以以只有自己知道的编码格式来对一个数据进行编码。

为数据提供加密解密、压缩解压和提供对应的编码格式。

应用层：

应用层OSI参考模型的最高层，是直接针对用户的需要，用户的数据，用户使用网络看到的图片文字和声音，都是来自应用层的数据。例如，你在使用QQ时，给对方发送信息，对方就能通过QQ接受到信息。

应用层直接与用户交流，为用户之间提供逻辑的对等通信。

总结：

OSI参考模型从用户到线路具体的描述了整个网络通信的过程。数据从应用层开始逐个向下包装，到达目标主机之后，又逐个向上解开包装，到达用户手中的时候，又变成了一个完好的数据。

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