计算机网络是一个非常复杂的系统，涉及许多组成部分
主机、路由器、链路、应用、协议、硬件/软件

OSI参考模型

OSI参考模型

OSI（开放式系统互联通信参考模型/Open System Interconnection Reference Model），目的是支持异构网络系统的互联互通，是异构网络系统的国际标准；
是一种概念模型，

7层功能，每一层完成特定的网络功能
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OSI参考模型解释的通信过程

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协议规定了在对等的层级之间数据如何传递和解析
协议是对等的，数据传输是垂直的

应用层、表示层、会话层、传输层是不需要中间系统进行实现的，我们通常称之为端到端系统

OSI参考模型 数据封装过程

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Q：为什么需要添加控制信息
A：构造协议数据单元（PDU）

控制信息主要包括：

  • 地址信息：标识发送端/接收端
  • 差错检测编码：用于差错检测或者纠正
  • 协议控制：实现协议功能的附加信息，例如：优先级，服务质量和安全控制等

接口层功能

物理层功能

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通过物理介质进行传输相关比特
物理层需要解决以下问题：

  • 接口特性：
    • 机械特性
    • 电气特性
    • 功能特性
    • 规程特性
  • 比特编码
  • 数据率
  • 比特同步
    • 时钟同步
  • 传输模式
    • 单工（Simplex）
    • 半双工（half-duplex）
    • 全双工（full-duplex）

数据链路层功能

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接受网络层数据单元，加头加尾，传输到物理层
Q：数据链路层需要解决的问题：
A：需要具备以下功能

  • 负责结点-结点数据传输
  • 组帧
  • 物理寻址：在帧头中增加发送端/接收端的物理地址标识数据
  • 流量控制：避免流量淹没
  • 差错控制：检测并重传损坏或者丢失的帧，并避免重复帧
  • 访问（接入）控制：在任意给定时刻决定哪一个设备拥有链路（物理介质）控制使用权

网络层功能

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Q：网络层需要具备的功能
A：

  • 负责源主机到目的主机数据分组交付
    • 可能会跨越多个网络
  • 逻辑寻址
  • 路由
    • 路由器互联网络，并路由分组至最终的目的主机
    • 路径选择
  • 分组转发

端到端层功能

传输层功能

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负责 源——目的（端到端）
功能：

  • 分段与重组
  • SAP寻址：确保将完整报文提交给正确进程
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  • 连接控制
  • 流量控制
  • 差错控制

会话层功能

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对话控制
同步

功能是最少的一层，不会独立存在

表示层功能

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处理两个系统交换信息的语法和语义问题

  • 数据表示转换
  • 加密/解密
  • 压缩/解压缩

不会独立存在

应用层功能

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支持用户通过用户代理（浏览器/邮件）或者网络接口进行使用网络服务
Q：典型应用层服务包括哪些
A：包括如下：

  • 文件传输（FTP）
  • 电子邮件（SMTP）
  • Web（HTTP）
  • ……