或許這樣能幫你瞭解 OSI 七層模型

hello~親愛的觀衆老爺們你們好！慣例先說說爲什麼寫這個主題，緣起於其次後端同事的一次抓包分享。固然咯，當時對於網絡編程的術語各類不明覺厲，只能尷尬地笑着。對於最基礎的 OSI模型，只知道由七層組成，但每一層是什麼，有什麼用途，有什麼協議徹底是不清楚的。於是知恥然後，經過看書與查資料補充了相關的知識，也就有了這篇文章。

可能有觀衆老爺會問，前端知道這個有什麼用，平時基本用不上不是麼？這個卻是事實，咱們平時通常只接觸應用層的HTTP協議， 底層的協議咱們能夠絕不關心。但有些場景仍是須要一些底層知識的。好比前端通常優化有一條原則是，儘可能少發請求，那麼爲什麼少發請求就能優化加載，它的開銷究竟是什麼？又好比最近產品但願uv打點同一計算機惟一，但極可能用戶會採用不一樣客戶端使用該產品，研發該如何啪啪啪打產品臉。仔細思考一下，其實很多情景也須要一點底層知識，於是不要書到用時方恨少啊~

本文會介紹七層模型中每層相關的協議，也會經過快遞公司的比喻形容每層的做用。但願你們有所收穫。

基礎知識

OSI（Open System Interconnect），即開放式系統互聯。 通常都叫OSI參考模型，是ISO（國際標準化組織）組織在1985年研究的網絡互聯模型。該體系結構標準定義了網絡互連的七層框架（物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層），即ISO開放系統互連參考模型。在這一框架下進一步詳細規定了每一層的功能，以實現開放系統環境中的互連性、互操做性和應用的可移植性。

以上是百度 OSI 模型 的歸納，此處暫時只須要記住模型有7層，首層是物理層，最後是應用層便可。那麼，不一樣層之間是如何組織和通訊的呢？且看下圖：

發送方從最高層開始，從上到下按順序傳輸數據，每一層接收到由上層處理的數據時，添加該層的首部並可能會對數據進行處理（如表示層）。而接收端則將順序反過來，從首層開始，將數據的內容與該層對應的首部拆開，傳給上一層。看起來很繞對吧？簡單理解能夠這樣，想象A將要寄一個易碎品寄給B，A所在的快遞站寄件時有由七我的組成的打包流程，每一個人只管接收上一我的的打包好的物件，並在外面套一個大一點盒子，傳給下一我的。當物件寄到B所在的快遞站時，一樣也有七我的負責拆盒子，每一個人只拆一個，最後將物件給到B手上。這樣是否是簡單易懂了？

當時我看到這裏時，不知道看官大人是否與我有同樣的疑問：其實這麼分層，不一樣層之間確定有差很少的處理邏輯，處理也麻煩，有必要分層嗎？然而這個問題也很好理解，分層後，如若某層產生變化，也不會波及整個系統。咱們也知道，每一層其實都有不一樣的協議，若是各層混合在一塊兒，切換協議就無從談起，每次更換某一層，都須要改造整個系統。這和前端爲什麼要使用框架，讓咱們按 MVC 或 MVVM 分層組織代碼是一個道理的。明確界定各層的做用，有助於系統的健壯性。

那麼每一層到底有什麼協議，又有什麼做用呢？先從最高層往下看。

應用層

做爲前端，應用層確定是最熟悉的。它的做用是爲應用程序提供服務並規定應用程序中通信相關的細節，也就是爲應用提供服務。常見的協議有 HTTP，FTP，TELNET、SMTP 等。

咱們平常開發中，接觸的協議主要以 HTTP 爲主，那麼把瀏覽器看做一個應用，當用戶發起請求時，經過 HTTP協議得到數據以供瀏覽器使用，這就是應用層的用途。而請求時發生錯誤，對錯誤進行處理，也是應用層須要負責的。

這一層能夠想象成快遞公司的收件員，當客戶（應用）打電話（發起請求）給收件員（應用層）時，收件員能夠根據用戶的不一樣需求提供不一樣的服務（不一樣協議），好比隔天送達、指定時間送達等等。

表示層

表示層的做用是將應用處理的信息轉換爲適合網絡傳輸的格式，或者未來自下一層的數據轉換爲上層能處理的格式。它主要負責數據格式的轉換。具體來講，就是講設備固有的數據格式轉換爲網絡標準格式。常見的協議有 ASCII、SSL/TLS 等。

做用看起來可能比較繞，但實際上是挺好理解的。我只會說中文，而日本友人只會說日文，那麼咱們兩個是沒法交流的。但若是咱們都會說英文，交流時我先在內心想好要說的話是什麼，再用英語說出來，日本友人聽到英文，在內心轉換爲日語，他就能弄懂個人意思，此時表示層就是各自在內心轉化語言。而瀏覽器請求回一堆數據，是解析成文本仍是圖片，就由表示層決定。數據的壓縮、加密、打包等功能也都在這層完成。

這一層至關於快遞公司的打包員。若是快遞（數據）太臃腫，他會在不破壞快遞的狀況下壓扁（壓縮）它。若是客戶注重安全線，全能的快遞公司還能用密碼箱（ SSL/TLS）打包快遞再快送。固然，打包員會肯定，目的地快遞站的拆包員，能無損地拆開包裹，將快遞交給用戶。

會話層

會話層做用是負責創建和斷開通訊鏈接（數據流動的邏輯通路），以及數據的分割等數據傳輸相關的管理。常見的協議有 ADSP、RPC 等。

會話層可看做是快遞公司的調度員。他管理着此次快遞的相關的信息。例如此次客戶要發100噸沙土（數據），發到哪，究竟是一車一車發、仍是用輪船一次運過去。這些都是他的職責。而運完以後，相關信息（鏈接）也能夠被銷燬了，這也是調度員的職責。

傳輸層

傳輸層起着可靠傳輸的做用。只在通訊雙方節點進行處理，而不需在路由器上處理。此層有兩個具備表明性的協議： TCP 與 UDP。

TCP 協議提供可靠的通訊傳輸，簡單說就是確認目標能通訊的狀況下才會傳輸數據（所以須要三次握手），傳輸過程若是丟了數據，也會重發。而 UDP 協議則否則，不會確認目標可否通訊，只會根據協議發到對方地址的端口。至於對方收不收到，丟不丟包，一律無論。

傳輸層有一個重要做用，就是指定通訊端口。以請求服務器數據爲例，服務器有處理多種協議的能力，如以前應用層所說的HTTP，FTP，TELNET 等，但到底你是用什麼協議呢？服務器並不知道。但若是你指定了端口，如 80，服務器就會知道你是想用 HTTP 協議的，天然會轉給對應協議的處理程序進行處理。

做比喻的話，能夠將傳輸層看做是快遞公司的跟單員。負責任的跟單員（使用 TCP 協議）會保證快遞送到客戶手上，若是送不到就讓公司再發一次。不負責任的跟單員（使用 UDP 協議）層只管將快遞送到客戶指定的地方，無論快遞是否送到客戶手上。

網絡層

網絡層負責將數據傳輸到目標地址。目標地址可使多個網絡經過路由器鏈接而成的某一個地址。所以這一層主要負責尋址和路由選擇。主要由 IP、ICMP 兩個協議組成。

網絡層將數據從發送端的主機發送到接收端的主機，兩臺主機間可能會存在不少數據鏈路，但網絡層就是負責找出一條相對順暢的通路將數據傳遞過去。傳輸的地址使用的是IP地址。IP地址和咱們的住址有點類似，咱們的住址能夠從省到市再到街逐步縮小範圍，直至咱們住址。IP地址也有這樣的能力，經過不斷轉發到更近的IP地址，最終能夠到達目標地址。如何選擇這條路，就看網絡層了。

這比如是快遞公司的路線規劃者。快遞公司有不少集散中心，根據集散中心的狀況（是否擁堵），找出一條通過n個集散中心的路徑將貨物（數據）沿路運過去。

數據鏈路層

該層負責物理層面上互連的節點之間的通訊傳輸。例如與1個以太網相連的兩個節點間的通信。常見的協議有 HDLC、PPP、SLIP 等。

數據鏈路層會將0、1序列劃分爲具備意義的數據幀傳送給對端（數據幀的生成與接收）。舉個例子可能會更好理解，暫且把須要傳輸的數據看做爲不一樣來源的水，若是直接倒入池子中時，是沒法從新分辨出不一樣來源的水的。但若是將不一樣來源的灌入瓶子中並打上記號，那就能區分出不一樣來源的水。這也就是爲何要劃分爲具備意義的數據幀傳送給對端。同時要注意的是，數據鏈路層只負責將數據運送給物理相連的兩端，並不負責直接發送到最終地址。

數據鏈路層能夠看做是快遞公司的司機，他們駕駛着汽車，將打包好的貨物（數據幀）從一個城市（物理節點）運輸到另外一個城市。

物理層

物理層負責0、1比特流（0、1序列）與電壓高低、光的閃滅之間的互換。典型的協議有 RS 232C、RS 449/422/423、V.24 和 X.21、X.21bis 等。

看着高大上，實際上是將數據的0、1轉換成電信號或者光信號。經過光纖、雙絞線甚至是無限電波等介質傳輸到指定的地址。而傳輸過程當中的集線器、中繼器、調制解調器等，也屬於物理層的傳輸介質。物理層是 OSI 七層模型的物理基礎，沒有它就談不上數據傳輸了。

物理層就是由實物所承載的，因此做比喻的話，公路、汽車和飛機等承載貨物（數據）的交通工具，就是物理層的象徵。

至此，OSI 七層模型的功能與協議就簡單地介紹完了~

小結

上文只是 OSI 七層模型一些粗淺的介紹，但願能幫到你更好地理解它。然而因爲篇幅所限與本人能力不足，七層模型中有不少細節仍未涉及，如需深刻了解，還應該仔細閱讀相關資料，加深對各層模型的認識。

感謝各位看官大人看到這裏~但願本文對你有所幫助。因爲我對這方面的知識接觸不深，於是不免有錯漏，但願各位dalao打我臉，讓我知道哪裏的理解有誤，保證很快更正哦~謝謝！

參考資料

圖解TCP/IP

互聯網協議入門（一）

開放系統互連參考模型