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网络模型
OSI 七层模型
OSI(Open Systems Interconnection)是 ISO 提出的参考模型。它用于划分职责和理解协议,不是今天互联网的实际协议栈。
| 层级(由低到高) | 核心职责 | 常见示例 |
|---|---|---|
| 物理层 | 用电、光、无线信号传输比特 | 网线、光纤、无线电、集线器 |
| 数据链路层 | 同一链路内成帧、MAC 寻址、差错检测 | Ethernet、Wi‑Fi、交换机、ARP |
| 网络层 | 跨网络的逻辑寻址与路由 | IP、ICMP、路由器 |
| 传输层 | 端到端传输、可靠性、复用 | TCP、UDP、端口 |
| 会话层 | 建立、管理与恢复会话 | RPC 会话控制(概念层) |
| 表示层 | 数据编码、压缩、加密 | TLS、JSON/Protobuf 编码(职责常被应用实现) |
| 应用层 | 直接为应用提供网络服务 | HTTP、DNS、SMTP、FTP |
记忆方式:物、链、网、传、会、表、应。
TCP/IP 四层模型
互联网工程中更常用 TCP/IP 模型。它通常划分为四层;也有教材将最底层拆分,称为五层模型。
| TCP/IP 层 | 对应 OSI | 职责与协议 |
|---|---|---|
| 应用层 | 应用、表示、会话 | HTTP(S)、DNS、SMTP、FTP、SSH |
| 传输层 | 传输 | TCP、UDP、QUIC(运行在 UDP 之上) |
| 网际层 | 网络 | IP、ICMP、IGMP;负责路由与 IP 寻址 |
| 网络接口层 | 数据链路、物理 | 以太网、Wi‑Fi、MAC、物理介质 |
数据封装与解封装
发送时,上层数据逐层附加控制信息;接收时反向剥离:
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应用数据
↓ 加 TCP/UDP 首部
TCP 段(segment)/ UDP 数据报(datagram)
↓ 加 IP 首部
IP 数据报(packet)
↓ 加链路层首部与尾部
帧(frame) → 比特流- 端口标识主机上的进程/服务;IP 标识网络中的接口或主机;MAC 用于本地二层链路投递。
- 路由器主要处理三层 IP 包;交换机主要转发二层帧。实际设备可能具备更多层能力。
面试速答
TCP/IP 和 OSI 的区别?
OSI 是理论参考模型,细分为七层;TCP/IP 是互联网实际采用的协议族和分层模型,通常为四层。TCP/IP 的应用层合并了 OSI 的应用、表示、会话层,网络接口层合并了数据链路和物理层。
为什么要分层?
分层把复杂通信拆成相对独立的职责:上层不必关心底层硬件细节,底层替换时只要接口不变就不会影响上层;也便于标准化、复用、排错。不过分层不是绝对隔离,性能优化时可能出现跨层协作。