分层结构

🔥 高优先级

OSI 模型是选择题的高频考点，需要理解每一层的功能。此外，还需要了解 TCP/IP 协议栈和 OSI 协议栈的不同 以及 协议数据单元的概念。

ISO/OSI 模型

OSI 参考模型 有 7 层 ，自下而上依次为【物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层】（记忆：物链网输会示用）。低三层统称为 通信子网 ，它是为了联网而附加的通信设备，完成数据的传输功能；高三层统称为 资源子网 ，它相当于计算机系统，完成数据的处理等功能。传输层 承上启下。

OSI 参考模型的层次结构如下图所示：

物理层

物理层的传输单位是 比特 ，功能是在物理媒体上为数据端设备透明地传输原始比特流，不用参与数据封装工作。为了实现该功能，物理层需要定义 硬件设备标准 ，如电缆类型、接口类型、电压标准等。

数据链路层

数据链路层的传输单位是 帧 ，两台主机之间的数据传输总是在一段一段的链路上传送的，这就需要使用专门的链路层协议。

数据链路层将网络层交来的 IP 分组封装成帧，并且可靠地传输到相邻结点的网络层。主要作用是加强物理层传输原始比特流的功能，将物理层提供的可能出错的物理连接改造为尽可能可靠的 数据链路 。数据链路层的功能可以概括为：物理寻址 、组帧 、差错控制 、点对点流量控制、数据重发和传输管理等。

网络层

网络层 （Netweork Layer）的传输单位是 数据报 ，它关心的是通信子网的运行控制，主要任务是把网络层的 协议数据单元 （分组）从源端传到目的端，为分组交换网上的不同主机提供通信服务。关键问题是对分组进行 路由选择 ，并实现整个网络的流量控制。

传输层

传输层 （Transport Layer）的传输单位是报文段或用户数据报，传输层负责主机中两个进程之间的通信，功能是为 端到端 连接提供可靠的传输服务，为 端到端 连接提供流量控制（端到端）、差错控制、服务质量、数据传输管理等服务。

数据链路层提供的是 点到点 的通信，传输层提供的是 端到端 的通信，两者不同。点到点 可以理解为主机到主机之间的通信；端到端的通信是指运行在 不同主机内的两个进程之间的通信 ，只有传输层及以上各层的通信才能称为端到端。

会话层

会话层 （Session Layer）允许不同主机上的各个进程之间进行会话。这 会话 这种服务主要为用户进程建立连接，并在连接上有序地传输数据，这就是 会话。

会话层负责管理主机间的会话进程，包括建立、管理及终止进程间的 检查点 机制来维持可靠会话，使通信会话在通信失效时从检查点继续恢复通信，即断点下载的原理。

表示层

表示层 主要处理在两个通信系统中交换信息的表示方式。不同机器采用的 编码 和表示方法不同，使用的数据结构也不同。为了使不同表示方法的数据和信息之间能互相交换，表示层采用抽象的标准方法定义数据结构，并采用标准的 编码 形式。此外，数据压缩 、加密和解密 也是表示层的功能。

应用层

应用层是 OSI 参考模型的最高层，是用户与网络的接口。应用层为特定类型的网络应用提供访问 OSI 参考模型环境的手段。因为用户的实际应用多种多样，这就要求 应用层 采用不同的应用 协议 来解决不同类型的应用要求，因此 应用层 是最复杂的一层，使用的 协议 也最多

TCP/IP 模型

TCP/IP 模型 从低到高依次为【网络接口层 （对应 OSI 参考模型 中的物理层和数据链路层）、网际层 、传输层 和 应用层 （对应 OSI 参考模型 中的会话层、表示层和应用层）】。TCP/IP 由于得到广泛应用而成为事实上的国际标准。TCP/IP 模型 的层次结构如下图所示：

TCP/IP 模型 与 OSI 模型 的不同点在于 网络接口层 和 应用层 ，可以理解为 TCP/IP 模型 中这两层涵盖了 OSI 协议 中多层的功能：

学习计算机网络时，我们往往采取折中的办法，即综合 OSI 参考模型 和 TCP/IP 模型 的优点，采用一种如下图所示的只有 5 层协议 的体系结构，即我们所熟知的【物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层】。

协议数据单元

在网络中，协议数据单元 （PDU ，Protocol Data Unit）是指在某一层协议中传输的数据单元。每一层在接收来自上一层的数据时，都会在其头部添加控制信息（称为首部 Header），然后将其当作一个新的 PDU 交给下一层处理。这就是所谓的 封装 过程。

注意

对于上表，首要的是掌握英文的名词表述，相比中文，这些表述更加统一和精准，中文翻译良莠不齐，常常有多种表述方式，但是表述的都是一个概念，能见词闻义即可。