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OSI网络通信模型详解

news 来源：原创 2025/6/27 6:35:06

OSI 模型就是把这整个过程拆解成了 7 个明确分工的步骤，每一层只负责自己那一摊事儿，这样整个系统才能顺畅运转，出了问题也容易找到“锅”在谁那。

核心比喻：寄快递 📦

想象你要把一份重要的礼物（你的数据）寄给远方的朋友（另一台电脑）。

🚚 第 1 层：物理层 - 修路和开车

  • 人话： 负责把电脑连起来的“物理道路”和“跑在上面的车”。就是网线、光纤、无线电波（WiFi）、网卡这些看得见摸得着的东西。

  • 职责： 把电脑里的 0 和 1 转换成物理信号（比如电脉冲、光信号、无线电波）在“路”上跑，或者把接收到的物理信号转换回 0 和 1。

  • 寄快递比喻： 修公路、造卡车、规定卡车能跑多快、用什么燃料。它只管“车”能不能在“路”上跑起来，不管车上装的是什么货，也不管货要送到哪个城市。

  • 关键词： 网线、光纤、集线器、中继器、信号、比特流。

📬 第 2 层：数据链路层 - 同城快递站

  • 人话： 负责在同一个小区或街道里（同一个局域网内）准确地把包裹送到邻居家。解决“怎么找到隔壁老王”的问题。

  • 职责：

    • 把物理层传来的 0/1 信号打包成一个个小包裹（叫“帧”）。

    • 给每个小包裹写上 源地址 和 目标地址（这个地址叫 MAC 地址，是网卡身份证，全球唯一）。

    • 检查包裹在传输过程中有没有损坏（比如被干扰了）。

    • 协调同一“小区”里多台电脑谁先发包裹，避免堵车（冲突）。

  • 寄快递比喻： 你们小区的快递站。他们认识小区里每家每户的门牌号（MAC地址）。负责把寄给你的包裹准确送到你家门口，检查包裹在小区运输途中有没有破损。也负责协调小区里多个快递员送件不撞车。

  • 关键词： MAC地址、交换机、网桥、帧。

🗺 第 3 层：网络层 - 跨城市物流中心

  • 人话： 负责把包裹从你的城市送到朋友的城市。解决“走哪条路最快最便宜”的问题。

  • 职责：

    • 给你的大包裹（数据包）写上 源IP地址 (你的电脑地址) 和 目标IP地址 (你朋友的电脑地址)。

    • 规划从你的城市到你朋友城市的最佳路线（路由选择）。包裹在路上可能会经过很多中转站（路由器）。

    • 如果包裹太大，物流中心会把它拆成几个小包裹；朋友那边的物流中心会再把它拼起来。

  • 寄快递比喻： 大型物流转运中心（比如顺丰分拨中心）。它只关心包裹的 出发城市（源IP） 和 目的城市（目的IP）。它决定包裹是走空运还是陆运，走哪条高速公路最快最不堵（路由）。它负责把大箱子拆成小箱子装车，到了目的地再拼回来。

  • 关键词： IP地址、路由器、数据包、路由。

✈ 第 4 层：传输层 - 快递公司客服与运输方式

  • 人话： 负责端到端的可靠或快速送达。解决“包裹怎么送”和“丢了怎么办”的问题。

  • 职责：

    • 选择运输方式：

      • TCP (可靠挂号信)： 保证包裹一定送到、按顺序送到、没损坏。速度稍慢，适合重要文件（如网页、邮件）。会先打电话确认朋友在家（建立连接），包裹送到要签收确认，丢了会重发。

      • UDP (普通明信片)： 不保证一定送到、按顺序送到、没损坏。速度超快，适合实时性要求高的（如直播、语音通话）。直接扔进邮筒，爱到不到。

    • 管理数据流，避免发送方发太快把接收方淹没。

  • 寄快递比喻： 你选择快递公司（顺丰-可靠/TCP vs 邮政平邮-快速但可能丢/UDP）。顺丰客服（TCP）会确保包裹安全无误送达，有确认机制。邮政平邮（UDP）便宜快速，但可能丢失或顺序错乱。

  • 关键词： TCP、UDP、端口号（区分电脑上的不同应用，比如微信用8080端口收消息，浏览器用80端口看网页）、段。

📞 第 5 层：会话层 - 打电话约定取送时间

  • 人话： 负责建立、管理和终止两个应用程序之间的“对话”。解决“我们现在开始聊，聊完拜拜”的问题。

  • 职责：

    • 建立连接：就像打电话，先拨通（建立会话）。

    • 维持连接：保持通话畅通。

    • 有序对话：确保你说一句，对方听到一句，按顺序来（同步）。

    • 结束连接：聊完了，挂电话（终止会话）。

  • 寄快递比喻： 你和朋友打电话约定：“我现在要开始给你寄礼物了哦！”（建立会话），中间保持联系沟通进展（维持会话），最后说“礼物都寄完啦！”（终止会话）。确保整个“寄礼物”这件事有始有终。

  • 关键词： 会话、建立、维持、终止、同步点。（这层在现代协议如TCP/IP中功能常被合并到传输层或应用层，概念上独立但实现上不那么明显）

📝 第 6 层：表示层 - 礼物翻译和包装

  • 人话： 负责数据的“翻译”和“化妆”。解决“你朋友看不懂你的方言或礼物包装风格”的问题。

  • 职责：

    • 翻译： 把数据转换成对方能理解的格式。比如你的电脑图片是JPEG格式，朋友电脑只认识PNG，这层负责转换。

    • 加密/解密： 给礼物加个密码锁（加密），只有你朋友有钥匙能打开（解密）。

    • 压缩/解压缩： 把礼物体积压缩小一点，方便运输，到了目的地再拆开。

  • 寄快递比喻： 礼物包装店。负责把礼物（数据）包装成符合目的地风俗的样子（格式转换），或者给礼物盒加把锁（加密），或者把大毛绒玩具抽真空压缩（压缩）。

  • 关键词： 加密、解密、压缩、解压缩、格式转换（JPEG, MPEG, ASCII等）。

🎯 第 7 层：应用层 - 你和你朋友

  • 人话： 这是你直接打交道的那一层！代表具体的网络应用和服务。解决“你想干嘛”的问题。

  • 职责： 提供用户接口和网络服务。

    • 你用的软件：浏览器（访问网站）、微信（聊天）、邮箱软件（发邮件）、QQ音乐（听歌）。

    • 这些软件利用下面6层提供的服务来完成你的指令。

  • 寄快递比喻： 你（发送方） 和 你朋友（接收方）。你想寄礼物（使用应用），你朋友想收礼物（使用应用）。你们决定了要寄什么（数据内容），但不关心包裹是怎么经过层层转运送到的（下面6层的细节）。

  • 关键词： HTTP (网页)、SMTP/POP3 (邮件)、FTP (文件传输)、DNS (域名解析)、Telnet、微信、浏览器、各种APP。

🌟 总结一下 OSI 七层模型的核心思想

  1. 分层： 把复杂的网络通信拆成7个独立、分工明确的步骤。

  2. 各司其职： 每一层只干自己该干的活，不用操心其他层的事（层与层之间有清晰的接口）。

  3. 下层服务上层： 下面的层（比如物理层）为紧挨着的上层（数据链路层）提供服务。数据链路层又为网络层服务，以此类推。

  4. 封装与解封装： 发送数据时，数据从应用层开始，从上往下走，每经过一层，该层就给它加一个“包装盒”（头部信息，可能还有尾部）。接收数据时，数据从下往上走，每经过一层，就拆掉对应层的“包装盒”，最终还原出原始数据给应用层。

  5. 便于理解和排错： 哪一层出了问题，就去找哪一层的原因，不用大海捞针。也方便不同厂商只专注于某一层的设备开发（比如做交换机的专注链路层，做路由器的专注网络层）。

📌 重要提示

  • 理论模型： OSI 模型是一个理论框架和参考模型，用于理解和设计网络协议。实际的网络协议栈（如统治互联网的 TCP/IP 协议栈）并不是严格对应这7层，通常被简化为4层或5层（把OSI的应用层、表示层、会话层合并为一层应用层）。但理解OSI七层模型对深刻理解网络原理至关重要。

  • 为什么学它？ 即使实际协议不完全对应，OSI模型提供了最清晰、最系统的视角来理解网络通信中不同环节的作用和相互关系。无论是学习网络、配置设备还是排查故障，这个分层思想都是基石。

现在再看网络通信，是不是感觉清晰多了？就像拆解一个精密的快递流程！ 😄

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编程日记 2025/6/26 16:31:25

北京京东，看看难度

最近由于三大外卖平台“打仗”&#xff0c;优惠券多到数不过来&#xff0c;一日三餐每个平台各点一单哈哈哈&#xff0c;正好最近组织内部还有朋友在北京的京东面试过&#xff0c;分享一下她的面经&#xff08;Java岗&#xff09;&#xff1a; 1. Kafka消息不丢失问题&#xf…...

编程日记 2025/6/27 0:50:57

RPGMZ游戏引擎 如何手动控制文字显示速度

直接上代码 const _Window_Base_prototype_initialize Window_Base.prototype.initialize;Window_Base.prototype.initialize function(rect) {_Window_Base_prototype_initialize.call(this, rect);this.文字速度缓冲 0;}; this.文字速度缓冲 0; 进行缓冲 Window_Base…...

编程日记 2025/6/25 5:51:38

linux线程同步

互斥锁 同步与互斥概述** 现代操作系统基本都是多任务操作系统&#xff0c;即同时有大量可调度实体在运行。在多任务操作系统中&#xff0c;同时运行的多个任务可能&#xff1a; 都需要访问/使用同一种资源 多个任务之间有依赖关系&#xff0c;某个任务的运行依赖于另一个任…...

编程日记 2025/6/25 6:00:38

大内存对电脑性能有哪些提升

在科技飞速发展的今天&#xff0c;电脑已经成为我们生活和工作中不可或缺的伙伴。无论是日常办公、追剧娱乐&#xff0c;还是进行复杂的游戏和专业设计&#xff0c;电脑的性能都至关重要。而在影响电脑性能的众多因素中&#xff0c;内存大小常常被人们忽视。 多任务处理更流畅…...

编程日记 2025/6/25 5:53:08

什么是“微博养铁粉”以及如何增加微博铁粉

发了个发微博养铁工具_微博养铁粉的定义 微博养铁粉是指粉丝通过与博主的互动&#xff0c;成为博主的铁粉。铁粉是微博推出的一种反映粉丝与博主之间亲密度的互动产品。成为铁粉后&#xff0c;粉丝的评论权重增加&#xff0c;更容易上前排&#xff0c;点赞和评论的效果也会更好…...

编程日记 2025/6/26 23:53:45