计算机网络基础之OSI七层参考模型（三、传输层、网络层、数据链路层、物理层）

OSI第四层：传输层及介绍
     Transport Layer,主要提供端到端的连接方式，传输层的PDU为：Segment（报文段）,传输层主要功能如下：

     1）、可靠的传输方式

     2）、不可靠的传输方式

     3）、数据包重组



     
端到端（end - to - end）

      端到端指的是两台网络设备之间。

      端到端的概念不仅仅是一根网线两端的两台电脑，他是逻辑的，可能是跨地域的。

      比如：你家在北京，你给你上海的一个朋友传一个文件，这时候你们俩之间需要建立一个连接，可能是通过qq，可能是通过FTP……虽然中间经过了电信、网通等ISP，但是对于通讯的两端来说，北京的你和你上海的朋友之间，这就是一个端到端的连接。

     
OSI传输层中“可靠的传输方式”：

     传输控制协议：TCP（Transmission Control Protocol）

     TCP之所以称为可靠的传输方式，是因为在使用TCP传递数据之前，会双方各自建立一条相互信任的通道，用来传递数据。

 

比如： A、B使用TCP作为传输层传输方式传递数据，流程大致概括如下： A向B打一个招呼，说：你好，我想跟你建立一个tcp的连接，可以吗？ B接收到A的招呼，如果愿意建立连接，会说：你好，可以的。 A给B发的连接就建立成功了。 B在向A回答的时候，也会同时向A提出建立连接的申请（因为TCP是全双工的，双向的）： B会向A说：你好，我也想跟你建立一个TCP的连接，可以吗？ A除了之前接收到B给自己的确认，还会接收到B发过来的申请，A收到这个申请后，会向B发出一个确认。 这时，B与A的连接也建立成功了。 这个过程叫做“TCP三次握手”，当双方都确认建立这个连接之后，就开始传递数据了。。 这就是可靠的传输方式。

 

    
OSI层中“不可靠的传输方式”

     用户数据报协议：UDP（User Datagram Protocol）

     如果选择UDP来传递数据，不会向TCP一样先建立一个连接，而是直接传递，不管对方是否存在，也不管对方是否正常。

比如： A、B使用UDP传递数据，流程如下： A直接将数据传递给B，之前不会打任何的招呼。 不管B能否接收到这个数据。 这样的传输方式并不可靠。

 

OSI第三层：网络层及介绍
       网络层，Network Layer，OSI网络层功能：负责设备的IP地址寻址，寻找网络中目的的位置，并在去往目的的多条路径中选择一条最佳的路径。IP寻址功能也可以称为路由功能。



       当一个从应用层发起的数据包，封装到OSI网络层之后，会封装上一个网络层的头部，网络层的头部中，就包括逻辑地址等信息。

       OSI网络层封装的IP包头中有很多内容，其中最主要的有三部分：

      1）、源地址：发起的这个数据包的那台设备的地址，源IP在传送至目的之前是不会改变的；

      2）、目的地址：我要访问的是谁？

      3）、协议号：上层使用的是什么协议？

     这里根据路由的过程，简单举一个生活中的例子：

     A在武汉，写了一封信，要寄给上海的朋友B。

     A首先把信拿到武汉的邮局去，丢到邮筒里。

     武汉的邮递员来到邮筒把信取走，然后通过飞机或者火车或者汽车之类的交通工具把信带到上海，由上海邮局接收。

     最后上海的邮递员将信送到了上海的朋友B手上。

     解析：

     这封信就相当于是一个数据包，A是源IP，B是目的IP，武汉邮局通过交通工具将信送到上海的过程相当于是路由。

     在坐火车从武汉至上海的过程中，可能有多条铁路可以走，可以经过不同的城市到上海。这就是有多条可路由的路径。

     选择了这么多路径中最快的一趟火车去上海，相当于是选择了其中一条最佳路径。

     这就是三层路由的原理。

     OSI网络层的PDU为：Packet （数据包）

 

OSI第二层：数据链路层功能及介绍
       数据链路层，Data Link Layer，OSI数据链路层主要有四个功能：

       1）、协商：两端设备连接上线缆之后，设备默认是不知道对端使用的是什么协议的，会通过数据链路层发送协商包来确认对端是否与自己的协议一致；

       2）、流量控制：

       3）、差错控制：当数据封装到OSI数据链路层时，会作一个校验，然后再传到对端，对端接收下来之后，也会作一个校验，以确认数据传递过来的时候是一个正常的数据。

       4）、物理寻址：在OSI数据链路层中，有很多种二层的协议中都有地址，比如以太网的MAC地址，Frame-Relay的DLCI等等。

概括点来说，OSI数据链路层起到了一个承上启下的作用。既翻译了网络层的命令，又指定了物理层的链路传输方式。

数据链路层的PDU为：Frame（帧，数据帧）

OSI第一层：物理层功能及介绍
      物理层，Physical Layer，OSI物理层功能：定义了网络通信接口及介质的标准，以及将上层封装的数据转换为bit的二进制方式进行传输    

      OSI物理层的传输单位为比特（bit），即一个二进制位（“0”或“1”）。这些比特的传输必须依赖于传输设备和物理线缆等媒介。

      物理层并不仅仅是指肉眼看得见的物理设备，还有一层最主要的意思，那就是指：在物理介质上为上一层（数据链路层）提供一条传输比特流的物理连接。

      简单的一句话理解：OSI物理层就是为数据链路层提供传输比特流的物理连接。

参考资料：

1、维基百科：http://zh.wikipedia.org/wiki/OSI%E6%A8%A1%E5%9E%8B

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