TCP/IP 网络精讲：OSI七层模型（第二课）

内容简介

1、前言

2、第1部份第2课：互联网的创建，OSI7层模型

3、第1部份第3课预告：OSI第1层，连接你的机器

前言

PS：昨天做了课程大纲以后，发现这个坑挖得有点大。不过既然挖了，岂有不跳之理。男子汉1言既出，就甚么马也难追了。

今天我们就来学习： 《OSI7层模型》

昨天说到，目前全球有18亿网民，互联网的范围已是超乎想象般宏大。

那末问题来了：

我们怎样实现在这么多的机器之间通讯呢？

怎样能够不在这数据的迷宫里失去方向呢？

我们1起来学习，以期找到问题的答案。

首先我们来理解互联网是怎样创建的，和使用甚么规范来很好地组织这么多信息。

第1部份第2课：互联网的创建，OSI7层模型

假想1下，假设你可以在任什么时候候通讯，和任何人通讯，岂不是很棒。这就是互联网的初衷。

平时，当我们身处1个10人小组，会感到表达自己的观点有点困难。如果是100人，就更困难。假设有1000人，那几近就听不到你说话了。但是互联网就是要向不可能挑战，要能够做到：在任什么时候刻，同时和任何人通讯。固然了，要到达这个目的，必须要建立1个复杂的通讯系统，使得各台机器之间能够相互对话。

但是这样的1个通讯模型如何构建呢？

我们可以从最熟习的通讯方式开始理解。

来盘点1下1般的通讯方式吧：

• 说话

• 打电话

• 邮件

• 飞鸽传书 →_→

• 等等

接下来，让我们试着来理解，在这些通讯方式中，有哪些基本要素是我们通讯活动所必不可少的。

说话的方式，我们需要：

• 说话者

• 听话者

• 传声媒介（空气）

打电话的方式，跟说话是类似的，除我们还需要1个在说话和电子学之间的中介。实际上，我们要把说话的声音转成电信号，电信号通过电话线等传播介质到达接收者那1端，然后转为声音被听见。在这里有1个信息的封装。 

我们可以举邮件的例子来看1下这个封装信息的系统，在邮件收发时我们需要：

• 寄件人

• 收件人

• 传播介质（信）

• 容器（信封）

• 中介（邮局）
  

是否是渐渐能理解我们通讯需要甚么条件了。

问题又来了：

我们对电脑也能这样利用吗？

怎样才能让大家可以同时发出讯息呢？

我们能够即时和地球另外一真个某人通讯吗？  

接下来我们就看1下网络的先驱者们如何把人类通讯的原理“利用”到电脑的通讯中。

他们把所有研究的成果重组，创建了1个标准，所有连到互联网的人都要遵照，这个标准就是：OSI7层模型。  

OSI7层模型，听上去是否是很帅？这个标准诞生在1984年，只比我早了3年诞生（不谨慎暴露了自己的年龄 →_→）。

聪明的读者或许注意到了，这个标准比互联网的出现晚了很久。 

缘由很简单：OSI7层模型是在人们有了很多机器之间通讯的经验以后才能够诞生的。因此这个标准不但能够适用于现有的通讯，也适用于将来的通讯及其可能的演进。它的目的是使通讯标准化，以保证机器最大化的演进潜力和协同工作能力。

听起来很不错，但是到底OSI7层模型是甚么啊？

OSI7层模型是1个标准，规定了机器（主要是电脑）之间如何通讯。因此假设你想要让你的洗碗机和洗衣机通讯的话，就需要遵从OSI模型，或最少从OSI模型取得启发。这意味着需要遵从分层的通讯方式。

这里的层又是甚么呢？

OSI模型是1个分层的模型，就是说它分为几个部份，每部份称为1层，每层扮演固定的角色，就像下图所看到的：

OSI7层模型

上图中，我们可以看到OSI有7层，每层名字都不1样。

为何是7层，不是14层或250层？

还记得之条件到的吗？我们知道要通讯，需要有固定数目的组分，比如 发送者，接收者，语言，等等。网络的先驱者们设计了用于构建通讯系统的主要元素，他们发现数目定为7最适合。因此OSI的每层都有特定的分工，这7层合起来就能够使1台机器和另外一台通讯。

下面我们来看1下这7层各自的细节。

第1层或物理层

• 名字： 物理层

• 作用：为通讯提供传播媒介

• 辅助作用：没有

• 相干装备：集线器（也就是常说的Hub）

第2层或数据链路层

• 名字： 数据链路层

• 作用：使局域网中的机器相互连接

• 辅助作用：侦测传输毛病

• 相干装备：交换机（也就是常说的Switch）

第3层或网络层

• 名字： 网络层

• 作用：使各个网络相互连接

• 辅助作用：分割传输的数据包

• 相干装备：路由器（也就是常说的Router）

第4层或传输层

• 名字： 传输层

• 作用：管理利用程序的连接

• 辅助作用：保证连接的有效建立

• 相干装备：没有

第5层或会话层

• 我们不在意！

是的，你没有看错：我们不在意第5层。

在第4层以上的，除第7层，我们都不在意。固然了，我也有些夸大。但是第5层和第6层不在本课程斟酌范围以内。

缘由很简单：

OSI7层模型是1个理论模型，今天的互联网使用的实际模型是TCP/IP模型，而后者不使用OSI的第5层和第6层，因此我们疏忽它们。

好，我想你应当理解了。固然了，第7层我们需要斟酌。其实正是为了这第7层上的利用程序我们才大费周章，构建这个模型。是的，第7层就是老总，就得服侍着，就是这么任性 →_→

第7层或利用层：

• 名字： 利用层

• 作用：没有

• 辅助作用：没有

• 相干装备：代理（也就是常说的Proxy）

甚么？第7层居然没有作用！那“服侍”它干吗？说白了，这1层就是展现我们构建通讯架构所要服务的所有利用程序。

因此，第7层我们也不多做研究，而是把重心放在提供服务和引导数据传递的第1⑷层。其实，还有1种说法是把1⑷层合称为“网络层”。由于正是这4层负责引导数据从1台机器传递到另外一台机器，以供机器上的属于第7层的利用程序使用。

在深入理解这4层之前，很有必要提1下使用OSI模型的两个原则：

1. 每层都是相对独立的

2. 每层只能和相邻的层通讯

“每层都是相对独立的”：

其所产生的影响是某1层所用的信息不能被另外一层使用。例如，对某些有1定网络知识的读者来讲，应当知道IP地址是属于第3层的，就不能被另外的层所使用。

这样规定的好处是可以方便通讯方式的变革。

想象1下，今天你使用互联网，虽然你可能其实不了解它的原理，但实际上你使用的是第3层的IPv4（Internet Protocol Version 4，第4代互联网协议）这个协议。未来，我们将从IPv4演进到IPv6（第6代互联网协议，相比第4代的32位地址空间，可以到达128位地址空间）。这时候，假设我们除第3层之外，在另外一些层中也用到了IPv4，那我们除要改第3层的协议，我们也要改其他凡是用到IPv4协议的层，就会很麻烦。

保持各层的相对独立性可使得我们更换1层所关联的协议时，无需更改其他的层。

“每层只能和相邻的层通讯”：

为了理解这个原则，我们必须了解机器是怎样利用OSI模型来通讯的。

想象以下场景：

你坐在电脑前，打开你的阅读器。你在阅读器的地址栏里输入1个网址，那个网站就出现了。

虽然你其实不知情，但其实你就在使用OSI模型。

大体来讲，位于OSI第7层的利用程序（此处是阅读器），与第1⑷层（合称“网络层”）对话，以便这4层把机器上的利用程序所要的信息从远真个机器上（比如google.com的服务器）传输过来。

在1个传输进程中，我们会逾越OSI模型的各层，从上到下。

因而可知，多亏了第2个原则，我们能保证在信息的传输进程中，OSI模型的各层都会被逾越，也就保证每层的作用都能得到实现。固然了，差不多是这样。由于实际上对互联网，OSI模型是1个理论模型，第7层实际上是跳过5，6层而直接和底下4层通讯的。所以是 7 -> 4 -> 3 -> 2 -> 1 。

好了，今天的课程就到这里。

总结1下需要记住的知识点：

• OSI7层模型是1个规范，其规定了机器之间如何通讯

• OSI模型是1个理论模型，互联网实际使用的是TCP/IP模型

• OSI模型有7层

• 每层都有1个特定的作用

• 第1⑷层合称为“网络层”

• 每层相对独立
  

• 每层只能和相邻的层通讯

• 当传输数据时，我们从OSI的最上层遍历到最下层，在另外一个机器那里，曾是相反的方向，从最下层到最上层

第1部份第3课预告：OSI第1层，连接你的机器

现在你应当对OSI7层模型有了1个大体的了解。

下1课，我们就深入其中，学习OSI第1层（物理层）的细节。

明天见啦！

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