一、網(wǎng)絡(luò)的目的

網(wǎng)絡(luò)的目的是為了實(shí)現(xiàn)主機(jī)到主機(jī)的通信。

最簡(jiǎn)單的通信方式是拿一根網(wǎng)線，兩頭分別插在兩臺(tái)主機(jī)上，然后將主機(jī)A IP地址配為192.168.1.20，將主機(jī)B IP地址配為192.168.1.23，然后這兩臺(tái)主機(jī)就可以互相通信了，他們?cè)谝粋€(gè)局域網(wǎng)內(nèi)。這是最簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)兩臺(tái)主機(jī)互通的方式。

二、OSI網(wǎng)絡(luò)模型

OSI網(wǎng)絡(luò)模型是ISO組織定義的國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)模型，其目的是為了制定全球統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)模型標(biāo)準(zhǔn)，讓全球內(nèi)的國(guó)家、組織可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互通。

OSI模型一共分為七層，如下圖所示：

那么為什么網(wǎng)絡(luò)模型要分層呢？就像一個(gè)公司要分很多部門一樣，每個(gè)部門各司其職，網(wǎng)絡(luò)模型分層的目的也是為了這樣，另外分層還能達(dá)到降低復(fù)雜性、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、工程模塊化、快速發(fā)展、易于學(xué)習(xí)掌握等目的。

但是我們也知道，公司的每個(gè)部門之間不可能是完全獨(dú)立的，部門和部門之間肯定是有一定聯(lián)系的。所以在OSI七層模型中，相鄰層之間也都是有聯(lián)系的，比如，物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層等等，他們之間都是有一定聯(lián)系的。這個(gè)聯(lián)系就叫做服務(wù)接入點(diǎn)，簡(jiǎn)稱SA(service access)。所以正是因?yàn)橄噜弮蓪又g有SA，這兩層之間才會(huì)有聯(lián)系。相鄰兩層之間必須有服務(wù)接入點(diǎn)。

三、OSI 七層網(wǎng)絡(luò)模型作用

1、物理層

物理層雖然是整個(gè)模型的最底層，但是他的作用是非常大的。物理層的作用就是保證雙向傳輸，雙向通訊。就好像修路一樣，把兩個(gè)地方之間的路修通，至于上邊是跑貨車、跑車、自行車等等，就不管了。由于OSI模型是為了制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的，所以在物理層也有很多統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，包括電氣特性統(tǒng)一、機(jī)械特性統(tǒng)一、功能特性統(tǒng)一、規(guī)程特性統(tǒng)一這四個(gè)方面。一定要在這四個(gè)層面上建立起高度的統(tǒng)一，才能夠?qū)崿F(xiàn)網(wǎng)絡(luò)在全球范圍內(nèi)互通的目標(biāo)。

（1）電氣特性統(tǒng)一

什么是電氣特性統(tǒng)一呢？ 所謂電氣特性就是定義電氣的標(biāo)準(zhǔn)。比如我們的二頭插座、三頭插座，我們都知道三頭插座中其實(shí)是連著三根線，分別是地線、火線和零線。地線是接地的，它的作用就是把產(chǎn)生的靜電導(dǎo)到地面上，從而保證安全。其他兩根線也有各自的作用。所以電氣特性統(tǒng)一就是把火線、地線、零線這三種線的標(biāo)準(zhǔn)和功能統(tǒng)一起來(lái)。

（2）機(jī)械特性統(tǒng)一

世界上插頭形狀都是二孔或三孔的，即使是歐標(biāo)、美標(biāo)形狀也都是幾乎一樣的。我們沒(méi)有見(jiàn)過(guò)五角形、月亮形、菱形的插頭。所以世界上各個(gè)國(guó)家生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)電氣大小、規(guī)格、尺寸等機(jī)械特性都是要完全一樣的，這就是機(jī)械特性統(tǒng)一。

（3）功能特性

例如網(wǎng)線里邊其實(shí)是有八根線的，每根線顏色不同所代表的功能也不一樣，這就是功能特性。

（4）規(guī)程特性

例如各個(gè)廠商生產(chǎn)的水晶頭規(guī)格必須完全一樣。

所以物理層的作用就是提供了網(wǎng)絡(luò)的雙向通訊，為雙向傳輸提供了有保障的通路。其中定義了四個(gè)統(tǒng)一的特性：電氣特性、機(jī)械特性、功能特性、規(guī)程特性。

2、數(shù)據(jù)鏈路層

交換機(jī)就是工作在二層數(shù)據(jù)鏈路層。鏈路層主要有三個(gè)功能。

(1) 它提供了通訊過(guò)程中要用到的MAC地址。計(jì)算機(jī)在通信過(guò)程中，一共要用到兩個(gè)地址，一個(gè)是邏輯IP地址，一個(gè)是物理MAC地址，MAC地址就是由數(shù)據(jù)鏈路層提供的。MAC: media access control 。MAC地址就是物理地址，而物理地址其實(shí)就是我們的網(wǎng)卡地址。

(2)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)。數(shù)據(jù)鏈路層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被稱為數(shù)據(jù)幀。

(3)提供錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制。例如通過(guò)交換機(jī)，兩個(gè)PC在相互通信，PC1作為發(fā)送方，PC2作為接收方，交換機(jī)會(huì)對(duì)發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)，如果它發(fā)現(xiàn)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有丟失的情況，它會(huì)通知接收方丟失的數(shù)據(jù)并通知發(fā)送方重傳數(shù)據(jù)。

交換機(jī)僅有連接內(nèi)網(wǎng)的功能。比如我們教室里有40個(gè)同學(xué)，我們有一個(gè)48端口的交換機(jī)，如果每個(gè)同學(xué)拿一根網(wǎng)線插在交換機(jī)上，那么這40個(gè)同學(xué)是可以互相通信的，但是沒(méi)法訪問(wèn)外網(wǎng)。如果要訪問(wèn)外網(wǎng)，就需要用到路由器。

3、網(wǎng)絡(luò)層

路由器工作在第三層網(wǎng)絡(luò)層。網(wǎng)絡(luò)層一共有四個(gè)功能

（1）提供邏輯IP地址。

（2）連接不同的媒介類型（內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)），使不同的媒介之間可以相互通信。比如我們的路由器一端連接著企業(yè)內(nèi)網(wǎng)，一端連接著外網(wǎng)，此時(shí)路由器的功能就是連接內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)，使之能夠相互通信。所以網(wǎng)絡(luò)層的第二個(gè)作用就是連接不同的媒介類型，內(nèi)網(wǎng)和外網(wǎng)就是不同的媒介。?

（3）根據(jù)路由器運(yùn)行的不同的路由協(xié)議選擇最佳路徑。比如說(shuō)早上起來(lái)從家到公司上班，可以有好多條路可以走，如果是開(kāi)車的人，可能會(huì)選擇不堵車的路，如果是坐公交的 人，會(huì)選擇盡量換乘少的路，所以可以得到一個(gè)結(jié)論，從同一個(gè)源到同一個(gè)目的地，根據(jù)出行方式不同，可以有不同的所謂的最佳路徑。在我們的網(wǎng)絡(luò)層也是同一個(gè)道理，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)層中，一共有6種動(dòng)態(tài)路由協(xié)議，每一種路由協(xié)議都有自己不同的選路的方式，比如說(shuō)RIP路由協(xié)議，這個(gè)協(xié)議選路的方式就是哪近走哪，還有的協(xié)議是根據(jù)最大帶寬來(lái)選擇最佳路徑。所以工作在網(wǎng)絡(luò)層的路由器，就會(huì)根據(jù)自己身上運(yùn)行的不同路由協(xié)議來(lái)選擇自己認(rèn)為的最佳路徑。

（4）在選好的最佳路徑上負(fù)責(zé)路由數(shù)據(jù)包。

4、傳輸層

傳輸層的功能是它提供了端口號(hào)碼的概念（port）。什么是端口號(hào)碼呢？ 比如我用微信給小A發(fā)信息，小A用微信接收并查看，但是誰(shuí)規(guī)定的我同微信給他發(fā)的信息，他必須用微信接收呢？他為什么不打開(kāi)QQ，word接收呢？這個(gè)就是傳輸層規(guī)定的。換句話說(shuō)，在通信的過(guò)程中，我們需要MAC地址和IP地址來(lái)通信，我們還需要知道對(duì)方的MAC和IP，因?yàn)槲倚枰狹AC和IP才能找到你，所以可以理解為這兩個(gè)地址是定位你存在的。但是找到你只代表能ping通你，但是我要怎么和你發(fā)生通信和服務(wù)請(qǐng)求呢？IANA規(guī)定，網(wǎng)絡(luò)中的每一種應(yīng)用或者每服務(wù)都有自己的一個(gè)或者多個(gè)固定的端口號(hào)碼，比如網(wǎng)頁(yè)一般是80端口，SMTP是25端口，DNS是53端口，F(xiàn)TP是20,21端口等等。我們可以根據(jù)端口號(hào)來(lái)識(shí)別對(duì)應(yīng)的服務(wù)。比如微信是3346端口，我在給小A發(fā)信息時(shí)，數(shù)據(jù)中會(huì)帶著3346的端口號(hào)，所以小A的電腦會(huì)根據(jù)端口號(hào)也用微信接收信息。

網(wǎng)絡(luò)工程師一般重點(diǎn)關(guān)注上述四層，也就是最下4層。

5、會(huì)話層

會(huì)話層的作用是負(fù)責(zé)在應(yīng)用程序之間建立維護(hù)并拆除會(huì)話連接。

6、表示層

表示層的作用是負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)加密。其提供了四種常見(jiàn)的加密方式。

（1）對(duì)稱加密： 加密方與解密方使用相同的密鑰

（2）非對(duì)稱加密：一把私鑰、N種公鑰

（3）HASH 256加密

（4）光密

7、應(yīng)用層

給用戶和抽象的網(wǎng)絡(luò)之間提供一個(gè)接口，使用戶可以通過(guò)使用應(yīng)用程序、app來(lái)使用整個(gè)的6層網(wǎng)絡(luò)模型。

大家如果缺乏機(jī)器訓(xùn)練的話，可以去cnaaa看看！