網絡七層協議的通俗理解

 

OSI七層模式簡單通俗理解

 

這個模型學了好屢次，老是記不住。今天又看了一遍，發現用歷史推演的角度去看問題會更有邏輯，更好記。本文不必定嚴謹，可能有錯漏，主要是拋磚引玉，幫助記性很差的人。整體來講，OSI模型是從底層往上層發展出來的。

 

這個模型推出的最開始，是是由於美國人有兩臺機器之間進行通訊的需求。

 

需求1：

 

科學家要解決的第一個問題是，兩個硬件之間怎麼通訊。具體就是一臺發些比特流，而後另外一臺能收到。

 

因而，科學家發明了 物理層：

 

主要定義物理設備標準，如網線的接口類型、光纖的接口類型、各類傳輸介質的傳輸速率等。它的主要做用是傳輸比特流(就是由一、0轉化爲電流強弱來進行傳輸，到達目的地後在轉化爲一、0，也就是咱們常說的數模轉換與模數轉換)。這一層的數據叫作比特。

 

需求2：

 

如今經過電線我能發數據流了，可是，我還但願經過無線電波，經過其它介質來傳輸。而後我還要保證傳輸過去的比特流是正確的，要有糾錯功能。

  

因而，發明了 數據鏈路層：

 

定義瞭如何讓格式化數據以進行傳輸，以及如何讓控制對物理介質的訪問。這一層一般還提供錯誤檢測和糾正，以確保數據的可靠傳輸。

 

需求3：

 

如今我能發正確的發比特流數據到另外一臺計算機了，可是當我發大量數據時候，可能須要好長時間，例如一個視頻格式的，網絡會中斷好屢次（事實上，即便有了物理層和數據鏈路層，網絡仍是常常中斷，只是中斷的時間是毫秒級別的）。

 

那麼，我還需要保證傳輸大量文件時的準確性。因而，我要對發出去的數據進行封裝。就像發快遞同樣，一個個地發。

 

因而，先發明瞭 傳輸層（傳輸層在OSI模型中，是在網絡層上面）

 

例如TCP，是用於發大量數據的，我發了1萬個包出去，另外一臺電腦就要告訴我是否接受到了1萬個包，若是缺了3個包，就告訴我是第1001，234，8888個包丟了，那我再發一次。這樣，就能保證對方把這個視頻完整接收了。

 

例如UDP，是用於發送少許數據的。我發20個包出去，通常不會丟包，因此，我無論你收到多少個。在多人互動遊戲，也常常用UDP協議，由於通常都是簡單的信息，並且有廣播的需求。若是用TCP，效率就很低，由於它會不停地告訴主機我收到了20個包，或者我收到了18個包，再發我兩個！若是同時有1萬臺計算機都這樣作，那麼用TCP反而會下降效率，還不如用UDP，主機發出去就算了，丟幾個包你就卡一下，算了，下次再發包你再更新。

 

TCP協議是會綁定IP和端口的協議，下面會介紹IP協議。

 

需求4：

 

傳輸層只是解決了打包的問題。可是若是我有多臺計算機，怎麼找到我要發的那臺？或者，A要給F發信息，中間要通過B，C，D,E，可是中間還有好多節點如K.J.Z.Y。我怎麼選擇最佳路徑？這就是路由要作的事。

 

因而，發明了 網絡層。即路由器，交換價那些具備尋址功能的設備所實現的功能。這一層定義的是IP地址，經過IP地址尋址。因此產生了IP協議。

  

需求5：

 

如今咱們已經保證給正確的計算機，發送正確的封裝事後的信息了。可是用戶級別的體驗好很差？難道我每次都要調用TCP去打包，而後調用IP協議去找路由，本身去發？固然不行，因此咱們要創建一個自動收發包，自動尋址的功能。

 

因而，發明了 會話層。會話層的做用就是創建和管理應用程序之間的通訊。

 

需求6：

 

如今我能保證應用程序自動收發包和尋址了。可是我要用Linux給window發包，兩個系統語法不一致，就像安裝包同樣，exe是不能在linux下用的，shell在window下也是不能直接運行的。因而須要 表示層（presentation），幫咱們解決不一樣系統之間的通訊語法問題。

 

需求7：

 

OK，如今全部必要條件都準備好了，咱們能夠寫個android程序，web程序去實現需求把。

 

補充：

 

Socket：

 

這不是一個協議，而是一個通訊模型。其實它最初是伯克利加州分校軟件研究所，簡稱BSD發明的，主要用來一臺電腦的兩個進程間通訊，而後把它用到了兩臺電腦的進程間通訊。因此，能夠把它簡單理解爲進程間通訊，不是什麼高級的東西。主要作的事情不就是：

 

A發包：發請求包給某個已經綁定的端口（因此咱們常常會訪問這樣的地址182.13.15.16:1235，1235就是端口）；收到B的容許；而後正式發送；發送完了，告訴B要斷開連接；收到斷開容許，立刻斷開，而後發送已經斷開信息給B。

 

B收包：綁定端口和IP；而後在這個端口監聽；接收到A的請求，發容許給A，並作好接收準備，主要就是清理緩存等待接收新數據；而後正式接收；接受到斷開請求，容許斷開；確認斷開後，繼續監聽其它請求。

 

可見，Socket其實就是I/O操做。Socket並不只限於網絡通訊。在網絡通訊中，它涵蓋了網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層——其實這都不須要記，由於Socket通訊時候用到了IP和端口，僅這兩個就代表了它用到了網絡層和傳輸層；並且它無視多臺電腦通訊的系統差異，因此它涉及了表示層；通常Socket都是基於一個應用程序的，因此會涉及到會話層和應用層。