一、网络通信的本质

当两台主机通信时，数据要经过一系列协议的处理与封装，从高层到低层逐层传递，最终经由物理介质发送到对方主机，对方再逐层解封装还原。

“封装与解封装” 是网络通信的核心过程。

可以理解为：

数据像一封信，信封上写着目的地、邮票、收件人等信息，每一层协议都添加或解释其中一部分内容。

二、OSI七层模型（Open System Interconnection）

OSI（开放系统互联参考模型）由 ISO（国际标准化组织） 制定，用于指导网络协议的设计。

三、层级详解

物理层（Physical Layer）

功能：负责比特流的物理传输。

主要任务：定义电压、电缆规格、速率、信号调制等。

典型设备：网线（RJ45）、光纤、集线器（Hub）、中继器（Repeater）。

数据单位：比特（bit）。

示例：把“1”和“0”转换成电信号或光信号进行传输。

数据链路层（Data Link Layer）

功能：负责点对点传输、成帧、差错检测（但不纠错）。

关键概念：MAC地址（物理地址）。

典型协议：Ethernet、PPP、HDLC、VLAN。

典型设备：交换机（Switch）。

数据单位：帧（Frame）。

举例：

当主机A要给同网段主机B发数据，数据链路层会加上B的MAC地址，确保帧能在局域网中正确送达。

网络层（Network Layer）

功能：负责寻址（IP地址）与路由选择，实现不同网络之间的通信。

典型协议：

IP（Internet Protocol）

ICMP（错误与诊断）

ARP/NDP（地址解析）

路由协议：RIP、OSPF、BGP

典型设备：路由器（Router）。

数据单位：包（Packet）。

示例：

把数据从局域网A通过公网转发到局域网B（跨网段通信）。

传输层（Transport Layer）

功能：提供端到端的可靠传输服务。

主要协议：

TCP（Transmission Control Protocol）可靠、有序、面向连接。

UDP（User Datagram Protocol）无连接、快速、但不可靠。

端口号（Port）：用来区分主机内不同的应用服务（如HTTP用80端口）。

数据单位：段（Segment）。

示例：

TCP三次握手、四次挥手、流量控制、拥塞控制。

会话层（Session Layer）

功能：建立、管理和终止应用程序之间的会话。

常见功能：会话恢复、同步、断点续传。

示例协议：NetBIOS、RPC、SQL会话。

现实中：TCP/IP模型中会话层常与应用层合并。

表示层（Presentation Layer）

功能：数据格式转换、编码解码、加密解密。

常见任务：

把ASCII转换为EBCDIC

JPEG图片编码

SSL/TLS加密传输

示例协议：SSL、TLS、MPEG、JPEG。

现实中：与应用层合并使用。

应用层（Application Layer）

功能：直接为用户提供网络服务。

典型协议：

HTTP/HTTPS：网页访问

FTP：文件传输

SMTP/POP3/IMAP：电子邮件

DNS：域名解析

数据单位：数据（Data）。

四、数据封装与解封装过程

当应用层产生数据时，每一层都会添加自己的头部信息：

五、OSI模型与TCP/IP模型对应关系

六、层级设备举例