1. 网络模型剖析

OSI 网络模型

1. 什么是OSI网络模型

为了使得多种设备能通过网络相互通信，和为了解决各种不同设备在网络互联中的兼容性问题，国际标准化组织制定了开放式系统互联通信参考模型（Open System Interconnection Reference Model），也就是 OSI 网络模型

2. OSI网络模型是如何组成的

OSI 模型把网络通信的工作分为 7 层，从下到上分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。OSI 只是存在于概念和理论上的一种模型，它的缺点是分层太多，增加了网络工作的复杂性，所以没有大规模应用。后来人们对 OSI 进行了简化，合并了一些层，最终只保留了 4 层，从下到上分别是接口层、网络层、传输层和应用层，形成常用的 TCP/IP 模型。

3. OSI网络模型每一层的作用

• 应用层，负责给应用程序提供统一的接口；
• 表示层，负责把数据转换成兼容另一个系统能识别的格式；
• 会话层，负责建立、管理和终止表示层实体之间的通信会话；
• 传输层，负责端到端的数据传输；
• 网络层，负责数据的路由、转发、分片；
• 数据链路层，负责数据的封帧和差错检测，以及 MAC 寻址；
• 物理层，负责在物理网络中传输数据帧；

TCP/IP 网络模型

1.什么是 TCP/IP 网络模型

对于同一台设备上的进程间通信，有很多种方式，比如有管道、消息队列、共享内存、信号等方式，而对于不同设备上的进程间通信，就需要网络通信，而设备是多样性的，所以要兼容多种多样的设备，就需要有一套通用的网络协议。

2. TCP/IP 网络模型是如何组成的

3.TCP/IP 网络模型每一层的作用

1. 应用层（负责向用户提供一组应用程序，比如 HTTP、DNS、FTP 等）-> 数据分片

最上层，我们能直接接触的就是应用层（Application Layer）,像电脑或手机软件都是在应用层上实现的，所有应用层只需要专注为用户提供应用功能，如： HTTP,FTP,DNS 等，应用层是不关注数据是如何去运输的，而且应用层是工作在操作系统的用户态，运输层及以下则工作在内核态。

2. 运输层 （负责端到端的通信，比如 TCP、UDP 等）-> tcp|udp header+上层数据 -> 数据包

第二层，应用层的数据包会传给运输层，运输层（Transport Layer）是为应用层提供网络支持的，当两个不同设备的应用需要通信的时候，应用就把应用数据传给下一层，也就是运输层，运输层有两个协议TCP和UDP，当设备作为接收方时，传输层则要负责把数据包传给应用，但是一台设备上可能会有很多应用在接收或者传输数据，因此需要用一个编号将应用区分开来，这个编号就是端口

• TCP的全程叫运输控制协议，大部分的应用都是使用的TCP运输协议如：HTTP，TCP相对于UDP多了很多特性，如流量控制,超时重传,拥塞控制等，这些特性都是为了能保证数据包能可靠的运输给对方，当应用中需要传输的数据非常大，如果直接传输就不好控制，因此传输层的数据包大小超过MSS（TCP最大报文长度），就会将数据包分块，这样就算其中一个分块传输丢失或损坏只需重新发送这一个，而不是整个数据包，在TCP协议中，把每一个分块称为TCP段（TCP Segment）。

• UDP相对TCP要简单很多，只负责发送数据包，不保证数据包能否抵达对方，这样运输会提高运输效率，如果把TCP的特性在应用层实现也可以让UDP实现可靠运输。

3. 网络层 (负责网络包的封装、分片、路由、转发，比如 IP、ICMP 等) -> ip报头+tcp|udp header+上层数据 -> 数据段

第三层，传输层只负责服务好应用，作为应用间数据传输的媒介，帮助实现应用到应用的通信，而实际的传输功能就交给下一层，也就是网络层（Internet Layer），网络层最常使用的是 IP 协议（Internet Protocol），IP 协议会将传输层的报文作为数据部分，再加上 IP 包头组装成 IP 报文，如果 IP 报文大小超过 MTU（以太网中一般为 1500 字节）就会再次进行分片，得到一个即将发送到网络的 IP 报文。

4. 网络接口层 （负责网络包在物理网络中的传输，比如网络包的封帧、 MAC 寻址、差错检测，以及通过网卡传输网络帧等；）-> Mac地址+ip报头+tcp|udp header+上层数据 -> 数据帧

生成了 IP 头部之后，接下来要交给网络接口层（Link Layer）在 IP 头部的前面加上 MAC 头部，并封装成数据帧（Data frame）发送到网络上，MAC 头部是以太网使用的头部，它包含了接收方和发送方的 MAC 地址等信息，我们可以通过 ARP 协议获取对方的 MAC 地址，所以说，网络接口层主要为网络层提供「链路级别」传输的服务，负责在以太网、WiFi 这样的底层网络上发送原始数据包，工作在网卡这个层次，使用 MAC 地址来标识网络上的设备。

总结

由于 OSI 模型实在太复杂，提出的也只是概念理论上的分层，并没有提供具体的实现方案。比较常见，也比较实用的是四层模型，即 TCP/IP 网络模型