网络的分层思想和数据封装与解封装概论
网络的分层思想和数据封装与解封装概论
1、网络的分层思想
什么是分层，分层的目的又是什么？
对于网络的分层，很多新手小白可能不太理解为什么要分层。
其实呢，我们所知道的网络数据传输，是一件很复杂的事情，而我们现在处在一个网络高速发展的时代，有时候，一旦网络传输出了问题，就得找到问题出在哪里。
这个时候，就有人提出了分层的想法，就是把复杂的网络数据传输过程分解为几个功能相对简单的单一的小过程。
这样的分层，不仅使整个网络传输的过程更加清晰的呈现在大众眼中，而且也更容易发现和处理在平时生活中出现的网络问题。
2、关于OSI分层模型的概念
2.1、什么是OSI分层模型呢？
OSI分层模型是国际标准化组织（ISO）于1984年颁布的开放系统互联（OSI）参考模型，这个参考模型，将网络传输分为七个层次。
2.2、那每一层都是什么含义呢？
我们从下向上来依次简单解释：
- 物理层：
物理层的主要功能就是完成比特流的传输。简单的来说，物理层就是一个建立、维护和终止物理传输的层面。
- 数据链路层：
数据链路层是一个进行逻辑连接、进行硬件地址（物理地址）寻址、差错校验等功能为一体的层面。
这一层使用的是物理地址寻址，也就是大家常见的MAC地址，在这一层使用的交换机，因为在第二层，所以也叫二层交换机。
在这一层，传输内容是处在同一个网段进行数据通信，识别的是MAC地址，而不识别IP地址。
- 网络层：
网络层是用路由器进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择，从而进行数据从源端到目的端传输的层面。
- 传输层：
传输层是一个定义传输数据的协议端口号，以及进行流控和差错校验的层面。
简单的来说就是接收端用户需要哪些协议来识别所接受的传输数据，就要看这一层了。
- 会话层：
会话层是建立、管理和终止不同机器上的用户之间会话的层面。
- 表示层：
表示层的主要作用就是数据的表示、安全和压缩。
简单来说，就是这一层，能够让接收到不是自己机器的标准编码的数据能够在自己的机器上用标准编码表现出来，同时也涉及了数据的加密、解密、压缩、解压等工作。
- 应用层：
应用层是网络服务与最终用户的一个接口。
简单来说，就是把计算机编码转换成用户所熟知的各种应用。
2.3、交换机与路由器的区别是什么？
在上面的分层中，我们看到，第二层数据链路层用的是交换机，但是到了第三次我们就用到了路由器，那它们到底有什么区别呢？
区别1：
交换机：实现的是同一网段的数据通信。
路由器：实现的是不同网段的数据通信。
区别2：
交换机是根据MAC地址实现MAC地址转发。
路由器是根据路由表来实现路由转发。
3、关于TCP/IP模型和协议簇
3.1、什么是TCP/IP模型呢？
上面我们了解了OSI模型，接下来我们来了解一下TCP/IP模型。
在这里，我们可以发现，TCP/IP模型和OSI模型的区别就在于TCP/IP模型把上三层统统合并起来称为应用层。
3.2、TCP/IP协议簇的组成有哪些？
关于TCP/IP协议簇的组成：
- 应用层：HTTP、FTP、TFTP、SMTP、SNMP、DNS
- 传输层：TCP、UDP
- 网络层：ICMP、IGMP、TP、ARP、RARP
- 数据链路层及物理层：由底层网络定义的协议
3.3、简单介绍下常用协议
- 网络层协议：
- ICMP：网际控制报文协议。主要功能是用来网络通信检测和信息反馈。
- IGMP：国际组管理协议，主要功能是组播。
- ARP：地址解析协议。主要用于传输数据时，已知目标IP，但是目标MAC未知的情况。
- RARP：逆地址解析协议。主要用于传输数据时，已知目标MAC，但是目标IP未知的情况。
- 传输层：
- TCP：传输控制协议。TCP协议的传输安全和可靠性较高，但是相对时延较多。
- UDP：用户数据报协议。UDP协议的传输效率较高，相对的时延较少。
- 应用层：
应用层有很多常见的协议，例如HTTP（超文本传输协议）、FTP（文件传输协议）、DNS（域名系统）等。
4、数据的封装与解封装
4.1、什么是数据的封装？
数据的封装到底是什么样的呢？
大家能看的出来，这是一个自上而下的过程。
举个例子来给大家简单说明下，比如南京某个区的一个小区发现了新冠肺炎患者，需要向北京汇报，那么上层数据就是某某小区患者，而TCP头部就是向上汇报时，需要先汇报到南京的某个区政府，IP头部就是汇报完区政府之后，再向上往南京市政府汇报，MAC头部就是接着向江苏省政府汇报，最后发给北京。
4.2、解封装
解封装就是封装的反向。
举个例子来给大家简单说明下，比如北京收到南京某个区的一个小区发现了新冠肺炎患者的报告，给与了隔离措施，那么就会先发给省政府，接着省政府发给南京政府，再向南京某个区发送，最后到达南京某个区的某某小区，这样就一层层的收到了隔离措施。