计算机网络网络层概念总结图_计算机网络中的七层协议是什么谢谢

A. 详解图解计算机网络177 个名词

大家好，我是伟哥。上篇《60 张图详解 98 个常见的网络概念》有一段时间了，现在重新汇总整理，把最近提到的网络名词也加上。同时为了方便阅读，增加了大量的配图，让网络小白也能轻松理解。考虑到 177 个网络名词加上 123 张图，文章的篇幅就很长了，有必要分类整理下，于是按照网络分层结构，加上分层的扩展内容，把所有名词分成了 15 个小类，方便查阅。

1、 电路交换 ：在通信开始前，通信双方要在网络上建立专属信道来发送数据，信道至少会持续到通信结束才会断开。

2、 包交换 ：又叫做分组交换，是将数据分为多个消息块（即数据包），再通过网络对每个数据块进行单独传输选路。

3、 网络协议 ：为在网络中传输数据而对数据定义的一系列标准或规则。

4、 协议栈 ：网络协议的具体定义或具体实现。

5、 万维网 （ WWW ）：可以通过 URL 地址进行定义、通过 HTTP/HTTPS 协议建立连接、通过互联网进行访问的网页资源空间。

6、 局域网 （ LAN ）：在一个有限区域内实现终端设备互联的网络。

7、 城域网 （ MAN ）：规模大于局域网，覆盖区域小到一个方圆数千米的大型园区，大到一个城市圈的网络。

8、 广域网 （ WAN ）：跨越大范围地理区域建立连接的网络。

9、 互联网 （ Internet ）：通过各种互联网协议为全世界成千上万的设备建立互联的全球计算机网络系统。

10、 物联网 （ IoT ）：通过内置电子芯片的方式，将各种物理设备连接到网络中，实现多元设备间信息交互的网络。

11、 云计算 （ Cloud Computing ）：通过互联网为计算机和其它设备提供处理资源共享的网络。

12、 大数据 （ Big Data ）：通过汇总的计算资源对庞大的数据量进行分析，得出更加准确的预测结论，并用来指导实践。

13、 SDN ：指控制平面和数据平面分离，并通过提升网络编程能能力，使网络管理方式更优。

14、 数据平面/转发平面 ：指网络设备中与判断如何转发数据和执行数据转发相关的部分。

15、 控制平面 ：指网络设备中与控制设备完成转发工作的相关部分。

1、 操作系统 ：一种安装在智能设备上，为操作智能设备消除硬件差异，并为程序提供可移植性的软件平台。

2、 图形用户界面 （ GUI ）：指用户在大部分情况下可以通过点击图标等可视化图形来完成设备操作的软件界面。

3、 命令行界面 （ CLI ）：指用户需要通过输入文本命令来完成设备操作的软件界面。

4、 RAM ：随机存取存储器的简称，也叫做内存。安装在数通设备上与安装在计算机中的作用相同，即用于存储临时文件，断电内容消失。

5、 Flash ：安装在数通设备上，与计算机硬盘的功能类似，用来存放包括操作系统在内的大量文件。

6、 NVRAM ：非易失随机存取存储器的简称。用来保存数通设备的启动配置文件，断电不会消失。

7、 Console 接口 ：即控制台接口，通过 Console 线缆连接自己的终端和数通设备的 Console 接口，使用终端模拟软件对数通设备进行本地管理访问。

1、 OSI 模型 ：为规范和定义通信网络，将通信功能按照逻辑分为不同功能层级的概念模型，分为 7 层。

2、 TCP/IP 模型 ：也叫做互联网协议栈，是目前互联网所使用的通信模型，由 TCP 协议和 IP 协议的规范发展而来，分为 4 层。

3、 应用层 ：指 OSI 模型的第 7 层，也是 TCP/IP 模型的第 4 层，是离用户最近的一层，用户通过应用软件和这一层进行交互。理论上，在 TCP/IP 模型中，应用层也包含了 OSI 模型中的表示层和会话层的功能。但表示层和会话层的实用性不强，应用层在两种模型中区别不大。

4、 传输层 ：指 OSI 模型的第 4 层，也是 TCP/IP 模型的第 3 层，在两个模型中区别不大，负责规范数据传输的功能和流程。

5、 网络层 ：指 OSI 模型的第 3 层，这一层是规范如何将数据从源设备转发到目的设备。

6、 数据包 ：经过网络层协议封装后的数据。

7、 数据链路层 ：OSI 模型的第 2 层，规范在直连节点或同一个局域网中的节点之间，如何实现数据传输。另外，这一层也负责检测和纠正物理层在传输数据过程中造成的错误。

8、 数据帧 ：经过数据链路层协议封装后的数据。

9、 物理层 ：OSI 模型的第 1 层，这一层的服务是规范物理传输的相关标准，实现信号在两个设备之间进行传输。

10、 互联网层 ：TCP/IP 协议中的第 2 层，功能与 OSI 模型中的网络层类似。

11、 网络接入层 ：TCP/IP 协议中的第 1 层，作用是定义数据如何在两个直连节点或同一个局域网的节点之间传输，TCP/IP 模型中的这一层结合了 OSI 模型中数据链路层和物理层的功能。

12、封装：发送方设备按照协议标准定义的格式及相关参数添加到转发数据上，来保障通信各方执行协议标准的操作。

13、 解封装 ：接收方设备拆除发送方设备封装的数据，还原转发数据的操作。

14、头部：按照协议定义的格式封装在数据上的协议功能数据和参数。

1、 双绞线 ：将两根互相绝缘的导线按一定规格缠绕在一起，以便它们互相冲抵干扰，从而形成的通信介质。

2、光纤：为实现数据通信，利用全反射原理传输光线的玻璃纤维载体。

3、 IEEE 802.3 ：IEEE 组织定义的以太网技术标准，即有线网络标准。

4、 IEEE 802.11 ：IEEE 组织定义的无线局域网标准。

5、 奇偶校验 ：接收方对比接收的数据与原始数据时，检测数据的二进制数位中 “ 1 ” 的奇偶个数是否相同，从而判断数据与发送时是否一致的校验方式。

6、 校验和 ：接收方对比接收的数据与原始数据的校验和是否相同，判断数据与发送时是否一致的校验方式。

7、 循环冗余校验 ：接收方通过多项式除法判断数据与发送时是否一致的校验方式。

8、 共享型以太网 ：所有连网设备处在一个冲突域中，需要竞争发送资源的以太网环境。

9、 二进制 ：逢 2 进位、只有 0 和 1 表示数字的计数系统。

10、 十六进制 ：逢 16 进位、用 0 ~ F 表示数字的计数系统。

11、 冲突域 ：通过共享媒介连接在一起的设备，共同构成的网络区域。在这个区域内，同时只能一台设备发送数据包。

12、 交换型以太网 ：连网设备互相之间不需要竞争发送资源，而是分别与中心设备两两组成点到点连接的以太网环境。

13、 MAC 地址 ：长度 48 位，固化在设备硬件上，用十六进制表示的数据链路层地址。

14、 广播域 ：在这个区域中，各个节点都可以收到其它节点发送的广播数据包。

B. 计算机网络第四章（网络层）

4.1、网络层概述

简介

网络层的主要任务是实现网络互连，进而实现数据包在各网络之间的传输

这些异构型网络N1~N7如果只是需要各自内部通信，他们只要实现各自的物理层和数据链路层即可

但是如果要将这些异构型网络互连起来，形成一个更大的互联网，就需要实现网络层设备路由器

有时为了简单起见，可以不用画出这些网络，图中N1~N7，而将他们看做是一条链路即可

要实现网络层任务，需要解决一下主要问题：

网络层向运输层提供怎样的服务（“可靠传输”还是“不可靠传输”）

在数据链路层那课讲过的可靠传输，详情可以看那边的笔记：网络层对以下的分组丢失、分组失序、分组重复的传输错误采取措施，使得接收方能正确接受发送方发送的数据，就是可靠传输，反之，如果什么措施也不采取，则是不可靠传输

网络层寻址问题

路由选择问题

路由器收到数据后，是依据什么来决定将数据包从自己的哪个接口转发出去？

依据数据包的目的地址和路由器中的路由表

但在实际当中，路由器是怎样知道这些路由记录？

由用户或网络管理员进行人工配置，这种方法只适用于规模较小且网络拓扑不改变的小型互联网

另一种是实现各种路由选择协议，由路由器执行路由选择协议中所规定的路由选择算法，而自动得出路由表中的路有记录，这种方法更适合规模较大且网络拓扑经常改变的大型互联网

补充网络层（网际层）除了 IP协议外，还有之前介绍过的地址解析协议ARP ，还有网际控制报文协议ICMP ，网际组管理协议IGMP

总结

4.2、网络层提供的两种服务

在计算机网络领域，网络层应该向运输层提供怎样的服务（“ 面向连接 ”还是“ 无连接 ”）曾引起了长期的争论。

争论焦点的实质就是：在计算机通信中，可靠交付应当由谁来负责？是网络还是端系统？

面向连接的虚电路服务

一种观点：让网络负责可靠交付

这种观点认为，应借助于电信网的成功经验，让网络负责可靠交付，计算机网络应模仿电信网络，使用面向连接的通信方式。

通信之前先建立虚电路 (Virtual Circuit)，以保证双方通信所需的一切网络资源。

如果再使用可靠传输的网络协议，就可使所发送的分组无差错按序到达终点，不丢失、不重复。

发送方发送给接收方的所有分组都沿着同一条虚电路传送

虚电路表示这只是一条逻辑上的连接，分组都沿着这条逻辑连接按照存储转发方式传送，而并不是真正建立了一条物理连接。

请注意，电路交换的电话通信是先建立了一条真正的连接。

因此分组交换的虚连接和电路交换的连接只是类似，但并不完全一样

无连接的数据报服务

另一种观点：网络提供数据报服务

互联网的先驱者提出了一种崭新的网络设计思路。

网络层向上只提供简单灵活的、无连接的、尽最大努力交付的数据报服务。

网络在发送分组时不需要先建立连接。每一个分组（即 IP 数据报）独立发送，与其前后的分组无关（不进行编号）。

网络层不提供服务质量的承诺。即所传送的分组可能出错、丢失、重复和失序（不按序到达终点），当然也不保证分组传送的时限。

发送方发送给接收方的分组可能沿着不同路径传送

尽最大努力交付

如果主机（即端系统）中的进程之间的通信需要是可靠的，那么就由网络的主机中的运输层负责可靠交付（包括差错处理、流量控制等）。

采用这种设计思路的好处是：网络的造价大大降低，运行方式灵活，能够适应多种应用。

互连网能够发展到今日的规模，充分证明了当初采用这种设计思路的正确性。

虚电路服务与数据报服务的对比

对比的方面虚电路服务数据报服务

思路可靠通信应当由网络来保证可靠通信应当由用户主机来保证

连接的建立必须有不需要

终点地址仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号每个分组都有终点的完整地址

分组的转发属于同一条虚电路的分组均按照同一路由进行转发每个分组独立选择路由进行转发

当结点出故障时所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作出故障的结点可能会丢失分组，一些路由可能会发生变化

分组的顺序总是按发送顺序到达终点到达终点时不一定按发送顺序

端到端的差错处理和流量控制可以由网络负责，也可以由用户主机负责由用户主机负责

4.3、IPv4

概述

分类编制的IPv4地址

简介

每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号 net-id ，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号 host-id ，它标志该主机（或路由器）。

主机号在它前面的网络号所指明的网络范围内必须是唯一的。

由此可见，一个 IP 地址在整个互联网范围内是唯一的。

A类地址

B类地址

C类地址

练习

总结

IP 地址的指派范围

一般不使用的特殊的 IP 地址

IP 地址的一些重要特点

(1) IP 地址是一种分等级的地址结构。分两个等级的好处是：

第一，IP 地址管理机构在分配 IP 地址时只分配网络号，而剩下的主机号则由得到该网络号的单位自行分配。这样就方便了 IP 地址的管理。

第二，路由器仅根据目的主机所连接的网络号来转发分组（而不考虑目的主机号），这样就可以使路由表中的项目数大幅度减少，从而减小了路由表所占的存储空间。

(2) 实际上 IP 地址是标志一个主机（或路由器）和一条链路的接口。

当一个主机同时连接到两个网络上时，该主机就必须同时具有两个相应的 IP 地址，其网络号 net-id 必须是不同的。这种主机称为多归属主机 (multihomed host)。

由于一个路由器至少应当连接到两个网络（这样它才能将 IP 数据报从一个网络转发到另一个网络），因此一个路由器至少应当有两个不同的 IP 地址。

(3) 用转发器或网桥连接起来的若干个局域网仍为一个网络，因此这些局域网都具有同样的网络号 net-id。

(4) 所有分配到网络号 net-id 的网络，无论是范围很小的局域网，还是可能覆盖很大地理范围的广域网，都是平等的。

划分子网的IPv4地址

为什么要划分子网

在 ARPANET 的早期，IP 地址的设计确实不够合理：

IP 地址空间的利用率有时很低。

给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏。

两级的 IP 地址不够灵活。

如果想要将原来的网络划分成三个独立的网路

所以是否可以从主机号部分借用一部分作为子网号

但是如果未在图中标记子网号部分，那么我们和计算机又如何知道分类地址中主机号有多少比特被用作子网号了呢？

所以就有了划分子网的工具：子网掩码

从 1985 年起在 IP 地址中又增加了一个“ 子网号字段 ”，使两级的 IP 地址变成为三级的 IP 地址。

这种做法叫做划分子网 (subnetting) 。

划分子网已成为互联网的正式标准协议。

如何划分子网

基本思路

划分子网纯属一个单位内部的事情。单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。

从主机号借用若干个位作为子网号 subnet-id，而主机号 host-id 也就相应减少了若干个位。

凡是从其他网络发送给本单位某个主机的 IP 数据报，仍然是根据 IP 数据报的目的网络号 net-id，先找到连接在本单位网络上的路由器。

然后此路由器在收到 IP 数据报后，再按目的网络号 net-id 和子网号 subnet-id 找到目的子网。

最后就将 IP 数据报直接交付目的主机。

划分为三个子网后对外仍是一个网络

优点

1. 减少了 IP 地址的浪费 2. 使网络的组织更加灵活 3. 更便于维护和管理

划分子网纯属一个单位内部的事情，对外部网络透明，对外仍然表现为没有划分子网的一个网络。

子网掩码

(IP 地址) AND (子网掩码) = 网络地址重要，下面很多相关知识都会用到

举例

例子1

例子2

默认子网掩码

总结

子网掩码是一个网络或一个子网的重要属性。

路由器在和相邻路由器交换路由信息时，必须把自己所在网络（或子网）的子网掩码告诉相邻路由器。

路由器的路由表中的每一个项目，除了要给出目的网络地址外，还必须同时给出该网络的子网掩码。

若一个路由器连接在两个子网上，就拥有两个网络地址和两个子网掩码。

无分类编址的IPv4地址

为什么使用无分类编址

无分类域间路由选择 CIDR (Classless Inter-Domain Routing)。

CIDR 最主要的特点

CIDR使用各种长度的“ 网络前缀 ”(network-prefix)来代替分类地址中的网络号和子网号。

IP 地址从三级编址（使用子网掩码）又回到了两级编址。

如何使用无分类编址

举例

路由聚合（构造超网）

总结

IPv4地址的应用规划

给定一个IPv4地址快，如何将其划分成几个更小的地址块，并将这些地址块分配给互联网中不同网络，进而可以给各网络中的主机和路由器接口分配IPv4地址

定长的子网掩码FLSM（Fixed Length Subnet Mask）

划分子网的IPv4就是定长的子网掩码

举例

通过上面步骤分析，就可以从子网1 ~ 8中任选5个分配给左图中的N1 ~ N5

采用定长的子网掩码划分，只能划分出2^n个子网，其中n是从主机号部分借用的用来作为子网号的比特数量，每个子网所分配的IP地址数量相同

但是也因为每个子网所分配的IP地址数量相同，不够灵活，容易造成IP地址的浪费

变长的子网掩码VLSM（Variable Length Subnet Mask）

无分类编址的IPv4就是变长的子网掩码

举例

4.4、IP数据报的发送和转发过程

举例

源主机如何知道目的主机是否与自己在同一个网络中，是直接交付，还是间接交付？

可以通过目的地址IP 和源地址的子网掩码进行逻辑与运算得到目的网络地址

如果目的网络地址和源网络地址相同，就是在同一个网络中，属于直接交付

如果目的网络地址和源网络地址不相同，就不在同一个网络中，属于间接交付，传输给主机所在网络的默认网关（路由器——下图会讲解）,由默认网关帮忙转发

主机C如何知道路由器R的存在？

用户为了让本网络中的主机能和其他网络中的主机进行通信，就必须给其指定本网络的一个路由器的接口，由该路由器帮忙进行转发，所指定的路由器，也被称为默认网关

例如。路由器的接口0的IP地址192.168.0.128做为左边网络的默认网关

主机A会将该IP数据报传输给自己的默认网关，也就是图中所示的路由器接口0

路由器收到IP数据报后如何转发？

检查IP数据报首部是否出错：

若出错，则直接丢弃该IP数据报并通告源主机

若没有出错，则进行转发

根据IP数据报的目的地址在路由表中查找匹配的条目：

若找到匹配的条目，则转发给条目中指示的吓一跳

若找不到，则丢弃该数据报并通告源主机

假设IP数据报首部没有出错，路由器取出IP数据报首部各地址字段的值

接下来路由器对该IP数据报进行查表转发

逐条检查路由条目，将目的地址与路由条目中的地址掩码进行逻辑与运算得到目的网络地址，然后与路由条目中的目的网络进行比较，如果相同，则这条路由条目就是匹配的路由条目，按照它的下一条指示，图中所示的也就是接口1转发该IP数据报

路由器是隔离广播域的

4.5、静态路由配置及其可能产生的路由环路问题

概念

多种情况举例

静态路由配置

举例

默认路由

举例

默认路由可以被所有网络匹配，但路由匹配有优先级，默认路由是优先级最低的

特定主机路由

举例

有时候，我们可以给路由器添加针对某个主机的特定主机路由条目

一般用于网络管理人员对网络的管理和测试

多条路由可选，匹配路由最具体的

静态路由配置错误导致路由环路

举例

假设将R2的路由表中第三条目录配置错了下一跳

这导致R2和R3之间产生了路由环路

聚合了不存在的网络而导致路由环路

举例

正常情况

错误情况

解决方法

黑洞路由的下一跳为null0，这是路由器内部的虚拟接口，IP数据报进入它后就被丢弃

网络故障而导致路由环路

举例

解决方法

添加故障的网络为黑洞路由

假设。一段时间后故障网络恢复了

R1又自动地得出了其接口0的直连网络的路由条目

针对该网络的黑洞网络会自动失效

如果又故障

则生效该网络的黑洞网络

总结

4.6、路由选择协议

概述

因特网所采用的路由选择协议的主要特点

因特网采用分层次的路由选择协议

自治系统 AS ：在单一的技术管理下的一组路由器，而这些路由器使用一种 AS 内部的路由选择协议和共同的度量以确定分组在该 AS 内的路由，同时还使用一种 AS 之间的路由选择协议用以确定分组在 AS之间的路由。

自治系统之间的路由选择简称为域间路由选择，自治系统内部的路由选择简称为域内路由选择

域间路由选择使用外部网关协议EGP这个类别的路由选择协议

域内路由选择使用内部网关协议IGP这个类别的路由选择协议

网关协议的名称可称为路由协议

常见的路由选择协议

C. 计算机网络的组成包括哪几个部分网络由哪三部分组成

上帝视角

计算机网络

如上图就是一张简单的计算机网络，那么什么是计算机网络呢？

网络的定义：

网络是由若干节点和连接这些节点的链路构成，表示诸多对象及其相互联系。

在我看来计算机网络通俗地讲就是通过传输介质将分布在各个地方的计算机和网络设备连接起来，实现数据通信、资源共享的一张网络。

计算机网络主要包括三部分：

1、计算机 （可以包括客户端、服务器）

2、网络设备 （路由器、交换机、防火墙等）

3、传输介质（可以分为有线和无线的）

按照地域范围可以对网络进行如下分类:

局域网 ：小范围内的私有网络，一个家庭内的网络、一个公司内的网络、一个校园内的网络都属于局域网。

广域网：把不同地域的局域网互相连接起来的网络。运营商搭建连接远距离区域的广域网。

互联网：由世界各地的局域网和广域网连接起来的网络。互联网是一个开放、互联的网络，不属于任何个人和任何机构。

OSI参考模型&TCP/IP参考模型

计算机网络是按照什么标准实现数据的传输通信的呢？这个就不得不提今天的主题OSI参考模型和TCP/IP分层模型。

OSI参考模型分为七层从下往上分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层

TCP/IP分层模型分为四层从下往上分别是：网络接口层、网络层、传输层、应用层

OSI参考模型各层的作用

物理层:

是参考模型中的最底层，主要定义了系统的电气、机械、过程和功能标准。如：电压、物理数据速率、最大传输距离、物理联接器和其他的类似特性。

物理层传输的基本单位是比特流，即0和1，也就是最基本的电信号或光信号，是最基本的物理传输特征。

计算机的世界里只有0和1, 正如你现在所看这篇文章的文字, 存储在计算机中也是一大串0和1的组合. 但是这些数字不能在真实的物理介质中传输的, 而需要把它转换为光信号或者电信号, 所以这一层负责将这些比特流(0101)与光电信号进行转换.

物理层示例图

数据链路层：

传输的基本单位为“帧”，将比特组合成字节，再将字节组合成帧，使用链路层地址（以太网使用MAC地址）来访问介质，并为网络层提供差错控制和流量控制服务。

数据链路层由MAC(介质访问控制子层)和LLC(逻辑链路控制子层)组成。

介质访问控制子层的主要任务是规定如何在物理线路上传输帧。（和物理层相连）

数据链路控制子层主要负责逻辑上识别不同协议类型，并对其进行封装。也就是说数据链路控制子层会接受网络协议数据、分组的数据报并且添加更多的控制信息，从而把这个分组传送到它的目标设备。（和网络层对接）

数据链路层示例图

网络层：

传输的基本单位为“数据包”，提供IP地址，负责把数据包从源网络传输到目标网络的路由选择工作。

IP协议是网络层中的核心协议。IP协议非常简单，仅仅提供不可靠、无连接的传送服务。

网络层示例图

传输层：

传输的基本单位为“段”，提供面向连接或非面向连接的数据传递以及进行重传前的差错检测。

传输层示例图

会话层：

负责建立、管理和终止表示层实体之间的通信会话。该层的通信由不同设备中的应用程序之间的服务请求和响应组成。

会话层示例图

表示层：

提供各种用于应用层数据的编码和转换功能，确保一个系统的应用层发送的数据能被另一个系统的应用层识别。

表示层示例图

应用层：

OSI参考模型中最靠近用户的一层，为应用程序提供网络服务。

应用层示例图

最介质后用一张图概括

数据封装/解封装

PC1和PC2需要进行数据通信？那么PC1发送给PC2的数据包需要根据OSI参考模型至上而下进行数据封装，PC2收到数据包至下而上进行解封装

这里的封装和解封装的概念可以使用寄快递和取快递类比，中间的传输介质就是物流公司。

寄快递的时候是不是需要将物品层层包装起来，其实就是数据包封装的过程；取快递的时候需要拆解包裹，这个其实就是数据包解封装的过程。

OSI模型每一层对应的数据名称

传输介质

网络传输介质是指在网络中传输信息的载体，常用的传输介质分为有线传输介质和无线传输介质两大类。

不同的传输介质具有不同的特性，这些特性直接影响到通信的诸多方面，如线路编码方式、传输速度和传输距离；

常用的传输介质分为有线传输介质和无线传输介质

有线传输介质是指在两个通信设备之间实现的物理连接部分，它能将信号从一方传输到另一方，有线传输介质主要有双绞线、同轴电缆和光纤。双绞线和同轴电缆传输电信号，光纤传输光信号。

同轴电缆：

同轴电缆是一种早期使用的传输介质，同轴电缆的标准分为两种，10BASE2和10BASE5。这两种标准都支持10Mbps的传输速率，最长传输距离分别为185米和500米。一般情况下，10Base2同轴电缆使用BNC接头，10Base5同轴电缆使用N型接头。

现在，10Mbps的传输速率早已不能满足目前企业网络需求，因此同轴电缆在目前企业网络中很少应用。这两种以太网已基本被淘汰，企业网中也几乎不再使用它们。

双绞线：

双绞线由两条互相绝缘的铜线组成，其典型直径为1mm。这两条铜线拧在一起，就可以减少邻近线对电气的干扰。双绞线即能用于传输模拟信号，也能用于传输数字信号，其带宽决定于铜线的直径和传输距离。

与同轴电缆相比双绞线（Twisted Pair）具有更低的制造和部署成本，因此在企业网络中被广泛应用。

双绞线可分为屏蔽双绞线(Shielded Twisted Pair，STP)和非屏蔽双绞线(Unshielded Twisted Pair，UTP)。屏蔽双绞线在双绞线与外层绝缘封套之间有一个金属屏蔽层，可以屏蔽电磁干扰。

双绞线有很多种类型，不同类型的双绞线所支持的传输速率一般也不相同。

例如，3类双绞线支持10Mbps传输速率；5类双绞线支持100Mbps传输速率，满足快速以太网标准；超5类双绞线及更高级别的双绞线支持千兆以太网传输。

双绞线使用RJ-45接头连接网络设备。为保证终端能够正确收发数据，RJ-45接头中的针脚必须按照一定的线序排列。

线序：白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕

光纤：

光纤是由纯石英玻璃制成的。纤芯外面包围着一层折射率比芯纤低的包层，包层外是一塑料护套。光纤通常被扎成束，外面有外壳保护。光纤的传输速率可达100Gbit/s.

双绞线和同轴电缆传输数据时使用的是电信号，而光纤传输数据时使用的是光信号。

光纤支持的传输速率包括10Mbps，100Mbps，1Gbps，10Gbps，甚至更高。

根据光纤传输光信号模式的不同，光纤又可分为单模光纤和多模光纤。

单模光纤只能传输一种模式的光，不存在模间色散，因此适用于长距离高速传输。

如下图所示：黄色为单模光纤。

多模光纤允许不同模式的光在一根光纤上传输，由于模间色散较大而导致信号脉冲展宽严重，因此多模光纤主要用于局域网中的短距离传输。

如下图所示：橙色为多模光纤。

无线传输介质指我们周围的自由空间。我们利用无线电波在自由空间的传播可以实现多种无线通信。在自由空间传输的电磁波根据频谱可将其分为无线电波、微波、红外线、激光等，信息被加载在电磁波上进行传输。无线传输的介质有：无线电波、红外线、微波、卫星和激光。

无线传输的优点在于安装、移动以及变更都较容易，不会受到环境的限制。但信号在传输过程中容易受到干扰和被窃取，且初期的安装费用较高。

MAC地址

什么是MAC地址

如同每一个人都有一个名字一样，每一台网络设备都用物理地址来标识自己，这个地址就是MAC地址。MAC地址也叫物理地址，大多数网卡厂商把MAC地址烧入了网卡的ROM中。

网络设备的MAC地址是全球唯一的。

MAC地址组成

MAC地址长度为48比特，通常用十六进制表示。

MAC地址包含两部分：

1、前24比特是组织唯一标识符（OUI，Organizationally Unique Identifier），由IEEE统一分配给设备制造商。例如，华为的网络产品的MAC地址前24比特是0x00e0fc。

2、后24位序列号是厂商分配给每个产品的唯一数值，由各个厂商自行分配（这里所说的产品可以是网卡或者其他需要MAC地址的设备）。

MAC地址作用

数据链路层基于MAC地址进行帧的传输。发送端使用接收端的MAC地址作为目的地址发送数据帧。

IP地址

大家都知道计算机都会有一个IP地址，只有配置了IP地址的主机才可以上网，IP地址的获取可以手动静态配置，也可以通过DHCP动态获取IP地址。

如下图所示，本机是自动获取IP地址的，如果使用静态的方式配置IP地址，需要配置IP地址、子网掩码、默认网关。

如何查看本机动态获取的地址呢？

通过cmd打开命令提示符，输入“ipconfig”,如下图所示可以看到本机获取的IP地址为192.168.1.25, 子网掩码为255.255.255.0，网关为192.168.1.1。

上面查询到的地址是私网地址，那么如何查看自己的公网地址呢？如下图，本机使用的公网地址是114.252.113.101，使用的是北京联通的地址。

什么是IP地址

IP地址（Internet Protocol Address）是指互联网协议地址，又叫网际协议地址。

IP地址是IP协议（IP协议是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议）提供的一种统一的地址格式，它为互联网上的每一个网络和每一台主机分配一个逻辑地址，以此来屏蔽物理MAC地址的差异。

IP地址就像是我们的家庭住址一样，如果你要写信给一个人，你就要知道他（她）的地址，这样邮递员才能把信送到。计算机发送信息就好比是邮递员，它必须知道唯一的“家庭地址”才能不至于把信送错人家。只不过我们的地址是用文字来表示的，计算机的地址用二进制数字表示。

IP地址作用

IP地址用来标识网络中的设备，具有IP地址的设备可以在同一网段内或跨网段通信。（后续会介绍网络中的主机如何通过IP地址进行通信的）

IP地址包括两部分，第一部分是网络号，表示IP地址所属的网段，第二部分是主机号，用来唯一标识本网段上的某台网络设备。

IP地址表示

IPv4地址为32比特的二进制数，通常用点分十进制表示

IP地址是一个32位的二进制数，通常被分割为4个“8位二进制数”（也就是4个字节）。

IP地址通常用“点分十进制”表示成（a.b.c.d）的形式，其中，a,b,c,d都是0~255之间的十进制整数。

例：点分十进IP地址（100.4.5.6），实际上是32位二进制数（

01100100.00000100.00000101.00000110）。

二进制和十进制转换：

例如：100=64+32+4=2^6+2^5+2^2 ,那么100的二进制就是 0110 0100 。

IP地址分类

IPv4地址被划分为A、B、C、D、E五类，每类地址的网络号包含不同的字节数。

A类，B类，和C类地址为可分配IP地址，每类地址支持的网络数和主机数不同。

比如，A类地址可支持126个网络，每个网络支持2^24 （16,777,216 )个主机地址，另外每个网段中的网络地址和广播地址不能分配给主机。

C类地址支持200多万个网络，每个网络支持256个主机地址，其中254个地址可以分配给主机使用。

D类地址为组播地址。主机收到以D类地址为目的地址的报文后，且该主机是该组播组成员，就会接收并处理该报文。

各类IP地址可以通过第一个字节中的比特位进行区分。

如A类地址第一字节的最高位固定为0，B类地址第一字节的高两位固定为10，C类地址第一字节的高三位固定为110，D类地址第一字节的高四位固定为1110，E类地址第一字节的高四位固定为1111。

私有地址、特殊地址:

IPv4中的部分IP地址被保留用作特殊用途。

为节省IPv4地址，A， B， C类地址段中都预留了特定范围的地址作为私网地址。

现在，世界上所有终端系统和网络设备需要的IP地址总数已经超过了32位IPv4地址所能支持的最大地址数4，294，967，296。为主机分配私网地址节省了公网地址，可以用来缓解IP地址短缺的问题。企业网络中普遍使用私网地址，不同企业网络中的私网地址可以重叠。默认情况下，网络中的主机无法使用私网地址与公网通信；当需要与公网通信时，私网地址必须转换成公网地址。

私有地址范围:

10.0.0.0~10.255.255.255

172.16.0.0~172.31.255.255

192.168.0.0~192.168.255.255

还有其他一些特殊IP地址，如127.0.0.0网段中的地址为环回地址，用于诊断网络是否正常。IPv4中的第一个地址0.0.0.0表示任何网络255.255.255.255是0.0.0.0网络中的广播地址。

特殊地址

127.0.0.0 ~ 127.255.255.255

0.0.0.0

255.255.255.255

子网掩码:

上面介绍到IP地址由网络部分和主机部分组成，那么如何区分呢？子网掩码用于区分网络部分和主机部分。

子网掩码与IP地址的表示方法相同。

每个IP地址和子网掩码一起可以用来唯一的标识一个网段中的某台网络设备。子网掩码中的1表示网络位，0表示主机位。

例如：子网掩码 255.128.0.0表示网络位为9位，主机位为23位。

默认子网掩码：

每类IP地址有一个缺省子网掩码。

A类地址的缺省子网掩码为8位，即第一个字节表示网络位，其他三个字节表示主机位。

B类地址的缺省子网掩码为16位，因此B类地址支持更多的网络，但是主机数也相应减少。

C类地址的缺省子网掩码为24位，支持的网络最多，同时也限制了单个网络中主机的数量。

ARP协议

一台主机要发送数据给另一台主机时，必须要知道目的主机的网络层地址（即IP地址）。IP地址由网络层来提供，但是仅有IP地址是不够的。
IP数据报文必须封装成帧才能通过数据链路进行发送。数据帧必须要包含目的MAC地址，因此发送端还必须获取到目的MAC地址。那么如何获取对方的mac地址呢？
通过ARP（Address Resolution Protocol）协议可以根据IP地址获取对方的MAC地址。如上图所示：
主机A（ip为10.0.0.1）要和主机C（ip为10.0.0.3）通信，数据包经过主机A的封装后发给主机C，我们知道主机A封装数据时除了要知道对方的IP地址，还需要知道对方的MAC地址，这时候就需要借助ARP协议了。
下面我们看下ARP是如何获取主机C的MAC地址的？
1、ARP请求：
主机A首先会去检查ARP缓存表（ARP缓存用来存放IP地址和MAC地址的关联信息）中是否存在主机C的MAC地址。
本例中由于是第一次通信，主机A的ARP缓存表中没有主机C的MAC地址。
这时主机A会发送ARP request报文（广播报文）来获取主机C的MAC地址。
之前已经讲过广播的概念的，广播报文只会在广播域中传播，路由器可以隔离广播域。你知道以太网数据帧在网络中如何发送和接收的吗？一文带你搞懂它
ARP request报文封装在以太帧里。
帧头中的源MAC地址为发送端主机A的MAC地址。此时，由于主机A不知道主机C的MAC地址，所以目的MAC地址为广播地址FF-FF-FF-FF-FF-FF。
ARP request报文中包含源IP地址、目的IP地址、源MAC地址、目的MAC地址，其中目的MAC地址的值为0。
ARP Request报文会在整个网络上传播，该网络中所有主机包括网关都会接收到此ARP request报文。网关将会阻止该报文发送到其他网络上。
本例中主机B和主机C都会收到主机A发送的ARP广播请求报文。
2、ARP应答：
主机B收到主机A发送的ARP广播请求报文，查看目的IP不是自己会丢弃，但是会在自己的ARP缓存表中记录主机A的IP和MAC的映射关系，在主机B上通过命令arp -a 可以查询到；
主机C发现目的IP是自己，会在自己的ARP缓存表中记录主机A的IP和MAC的映射关系，并会向主机A单播回应ARP Reply报文。
主机A收到主机C的回应报文后后会在自己的ARP缓存表中记录主机C的IP和MAC的映射关系，下次发送数据是就可以查询到主机C的MAC。
ARP Reply报文中的源协议地址是主机C自己的IP地址，目标协议地址是主机A的IP地址，目的MAC地址是主机A的MAC地址，源MAC地址是自己的MAC地址，同时Operation Code被设置为reply。
ARP Reply报文通过单播传送。

TCP协议

我们知道TCP是传输层协议，用于为应用层提供服务，通过端口号可以唯一标识一个应用。

什么是TCP?

TCP 是面向连接的,提供端到端可靠性服务的传输层协议。

面向连接：

面向连接中通信中，会在在两个端点之间建立了一条可靠的数据通信信道。

电话就是一种面向连接的服务，双方建立连接后才能够通话，可以确保对方听到你说话；而发短信就不是一种面向连接的服务，你随时可以发送短信，但是不能确保对方及时收到。

端到端可靠:

保证从发送端发送的报文都可以被目的端收到，哪怕被丢弃，也可以让发送端重传;

为什么需要TCP,TCP可以解决什么问题?

IP 层是“不可靠”的，它只负责数据包的发送，但它不保证数据包能够被接收、不保证网络包的按序交付、也不保证网络包中的数据的完整性。

如果需要保障网络数据包的可靠性，那么就需要由上层（传输层）的 TCP 协议来负责。

因为 TCP 是一个工作在传输层的可靠数据传输的服务，它能确保接收端接收的网络包是无损坏、无间隔、非冗余和按序的。后续会讲TCP协议是如何确保数据包的可靠传输的？

TCP报文格式

我们知道待发送的数据是根据TCP/IP四层模型层层封装的，那么TCP协议是如何封装的？下面我们看下TCP的报文格式。

如图所示为TCP报文头格式。

TCP数据段由TCP Header（头部）和TCP Data（数据）组成。TCP最多可以有60个字节的头部，如果没有Options字段，正常的长度是20字节。

下面我们一起看下TCP头部的各个字段：

1、16位源端口号：源主机的应用程序使用的端口号。

2、16位目的端口号：目的主机的应用程序使用的端口号。每个TCP头部都包含源和目的端的端口号，这两个值加上IP头部中的源IP地址和目的IP地址可以唯一确定一个TCP连接。

TCP允许一个主机同时运行多个应用进程。每台主机可以拥有多个应用端口，每对端口号、源和目标IP地址的组合唯一地标识了一个会话。

端口分为知名端口和动态端口。

有些网络服务会使用固定的端口，这类端口称为知名端口，端口号范围为0-1023。如FTP、HTTP、Telnet、SNMP服务均使用知名端口。

动态端口号范围从1024到65535，这些端口号一般不固定分配给某个服务，也就是说许多服务都可以使用这些端口。只要运行的程序向系统提出访问网络的申请，那么系统就可以从这些端口号中分配一个供该程序使用。

3、32位序列号：用于标识从发送端发出的不同的TCP数据段的序号。可以解决网络包乱序问题。

数据段在网络中传输时，它们的顺序可能会发生变化；接收端依据此序列号，便可按照正确的顺序重组数据。

假定主机A和B进行tcp通信，A传送给B一个tcp报文段中，序号值被系统初始化为某一个随机值ISN，那么在该传输方向上（从A到B），后续的所有tcp报文段中的序号值都会被设定为ISN加上该报文段所携带数据的第一个字节在整个字节流中的偏移。例如某个TCP报文段传送的数据是字节流中的第1025~2048字节，那么该报文段的序号值就是ISN+1025。

4、32位确认序列号：用于标识接收端确认收到的数据段。确认序列号为成功收到的数据序列号加1。用来解决不丢包的问题。

假定主机A和B进行tcp通信，那么A发出的tcp报文段不但带有自己的序号，也包含了对B发送来的tcp报文段的确认号。反之也一样。若确认号=N，则表明：到序号N-1为止的所有数据都已正确收到。

5、4位头部长度：表示头部占32bit字的数目，它能表达的TCP头部最大长度为60字节。

6、6位标志位：

URG：紧急指针是否有效。它告诉系统此报文段中有紧急数据，应尽快传送（相当于高优先级的数据），而不要按原来的排队顺序来传送。

例如，已经发送了很长的一个程序在远端的主机上运行。但后来发现了一些问题，需要取消该程序的运行。因此用户从键盘发出中断命令（Control+c）。如果不使用紧急数据，那么这两个字符将存储在接收TCP的缓存末尾。只有在所有的数据被处理完毕后这两个字符才被交付接收方的应用进程。这样做就浪费了许多时间。

当URG置为1时，发送应用进程就告诉发送方的TCP有紧急数据要传送。于是发送方TCP就把紧急数据插入到本报文段数据的最前面，而在紧急数据后面的数据仍时普通数据。这时要与首部中紧急指针字段配合使用。

ACK：表示确认号是否有效，携带ack标志的报文段也称确认报文段，仅当ACK=1时确认号字段才有效。当ACK=0时，确认号无效。TCP规定，在连接建立后所有的传送的报文段都必须把ACK置1。

PSH：提示接收端应用程序应该立即从tcp接受缓冲区中读走数据，为后续接收的数据让出空间。

当两个应用进程进行交互式的通信时，有时在一端的应用进程希望在键入一个命令后立即就能收到对方的响应。在这种情况下，TCP就可以使用推送操作。这时，发送方TCP把PSH置1，并立即创建一个报文段发送出去。接收方TCP收到PSH=1的报文段，就尽快地交付接收应用进程，而不再等到整个缓存都填满了后向上交付。虽然应用程序可以选择推送操作，但推送还很少使用。

RST：表示要求对方重建连接。带RST标志的tcp报文段也叫复位报文段。

当RST=1时，表明TCP连接中出现严重差错（如由于主机崩溃或其他原因），必须释放连接，然后再重新建立运输连接。RST置1还用来拒绝一个非法的报文段或拒绝打开一个连接。

SYN：表示建立一个连接，携带SYN的tcp报文段为同步报文段。在连接建立时用来同步序号。

当SYN=1而ACK=0时，表明这是一个连接请求报文段。对方若同意建立连接，则应在相应的报文段中使用SYN=1和ACK=1。因此，SYN置为1就表示这是一个连接请求。

FIN标志：表示告知对方本端要关闭连接了。用来释放一个连接。

当FIN=1时，表明此报文段的发送方的数据已发送完毕，并要求释放运输连接。

7、16位窗口大小：表示接收端期望通过单次确认而收到的数据的大小。由于该字段为16位，所以窗口大小的最大值为65535字节，该机制通常用来进行流量控制。

窗口值是【0，2^16-1]之间的整数。窗口指的是发送本报文段的一方的接收窗口（而不是自己的发送窗口）。

窗口值告诉对方：从本报文段首部中的确认号算起，接收方目前允许对方发送的数据量。之所以要有这个限制，是因为接收方的数据缓存空间是有限的。

总之，窗口值作为接收方让发送方设置其发送窗口的依据。并且窗口值是经常在动态变化着。

8、16位校验和：校验整个TCP报文段，包括TCP头部和TCP数据。该值由发送端计算和记录并由接收端进行验证。

9、16位紧急指针：是一个正的偏移量。它和序号字段的值相加表示最后一个紧急数据的下一字节的序号。因此这个字段是紧急指针相对当前序号的偏移量。发送紧急数据时会用到这个。

紧急指针仅在URG=1时才有意义，它指出本报文段中的紧急数据的字节数（紧急数据结束后就是普通数据）。

因此，紧急指针指出了紧急数据的末尾在报文段中的位置。当所有紧急数据都处理完时，TCP就告诉应用程序恢复到正常操作。值得注意的是，即使窗口为零时也可发送紧急数据。

10、选项：长度可变，最长可达40字节。当没有使用“选项”时，TCP的首部长度是20字节。

UDP协议

什么是UDP？

UDP 是User Datagram Protocol的简称，中文名是用户数据报协议，是OSI（Open System Interconnection，开放式系统互联）参考模型中一种无连接的传输层协议，传输可靠性没有保证。

UDP报文头

UDP报文分为UDP报文头和UDP数据区域两部分。报头由源端口、目的端口、报文长度以及校验和组成。

UDP头部的标识如下：

16位源端口号：源主机的应用程序使用的端口号。

16位目的端口号：目的主机的应用程序使用的端口号。

16位UDP长度：是指UDP头部和UDP数据的字节长度。因为UDP头部长度为8字节，所以该字段的最小值为8。

16位UDP校验和：该字段提供了与TCP校验字段同样的功能；该字段是可选的。

为什么需要UDP？

UDP(User Datagram Protocol)传输与IP传输非常类似，它的传输方式也是”Best Effort“的，所以UDP协议也是不可靠的。

我们知道TCP就是为了解决IP层不可靠的传输层协议，既然UDP是不可靠的，为什么不直接使用IP协议而要额外增加一个UDP协议呢？

1、一个重要的原因是IP协议中并没有端口(port)的概念。IP协议进行的是IP地址到IP地址的传输，这意味者两台计算机之间的对话。但每台计算机中需要有多个通信通道，并将多个通信通道分配给不同的进程使用。一个端口就代表了这样的一个通信通道。UDP协议实现了端口，从而让数据包可以在送到IP地址的基础上，进一步可以送到某个端口。

2、对于一些简单的通信，我们只需要“Best Effort”式的IP传输就可以了，而不需要TCP协议复杂的建立连接的方式(特别是在早期网络环境中，如果过多的建立TCP连接，会造成很大的网络负担，而UDP协议可以相对快速的处理这些简单通信）

3、在使用TCP协议传输数据时，如果一个数据段丢失或者接收端对某个数据段没有确认，发送端会重新发送该数据段。TCP重新发送数据会带来传输延迟和重复数据，降低了用户的体验。对于迟延敏感的应用，少量的数据丢失一般可以被忽略，这时使用UDP传输将能够提升用户的体验。

D. 计算机网络（三）——网络层

网络层的目的是实现在任意结点间进行数据报传输，它的目的与链路层、物理层不是一样的吗？但是通过它数据可以在更大的网络中传输。

为了能使数据更好地在更大的网络中传输，网络层主要实现三个功能： 异构网络互联 、 路由与转发 和 拥塞控制 。

我们知道，在物理层、链路层，可以使用不同的传输介质和拓扑结构将几台、十几台主机连接在一起形成一个小型的局域网，把这些组成结构不完全相同的局域网称为异构网，因此将它们连接扩大成更大的网络，需要一个类似转接头的设备——路由器，路由器不仅仅可以连接异构网，还能隔离冲突域和广播域，依照IP地址转发。

下图对集线器、网桥、交换机和路由器能否隔离冲突域和广播域进行比较：

路由器作为连接多个网络的结点，不仅需要完成对数据的分组转发，还要选择传输路径，因此路由器主要由 路由选择 和 分组转发 组成。

网络层最重要的功能是 路由与转发 功能。路由也就是选择一条合适的路，转发则是在这条路上遵守协议。这有点像从某个多个国家的交界城市自驾，选其中一条路，那么就遵守这个国家的交通协议。

数据通过一个又一个路由器到达目的地址，路由器怎么知道数据应该从哪个端口出发才能到达目的地呢？这就需要构造路由表。
路由表有两种构造方式：静态和动态。

一个个小网络可以构成一个区域，足够多的区域互连成一个网络，多个网络又形成巨大的互联网。要想让数据高效在网络中传输，采用“分而治之”的理念。
将互联网分为许多较小的自治系统，系统有权决定自己内部采用什么路由协议，这便是层次路由。通过层次路由便可以采用灵活的协议传输数据。数据在自治系统内传输采用 内部网关协议 而自治系统之间则采用 外部网关协议 。

内部网关协议有两种协议： 路由信息协议（RIP） 和 开放最短路径优先协议（OSPF）

外部网关协议则是边界网关协议（BGP）。内部网关协议服务某个自治系统，范围较小，所以尽可能有效地从源站送到目的站，也就是找到一条最佳路径。而外部网关协议需要面对更大的网络范围和网络环境，因此更关注的找到比较好的路径，也就是不能兜圈子。

BGP工作原理：

将三种路由协议进行比较：

构建大规模、异构网络的互联网除了硬件的支持外，还需要建立协议以实现数据报传输服务——IP协议。
目前IP协议有两个版本：IPv4和IPv6。

现在主流的IP协议版本还是IPv4。

IP数据报主要由首部和数据部分组成，由TCP报文段封装到数据部分，再在前端加上一些描述信息的首部，其格式如下图：

IP协议使用分组转发，当报文过大时需要分片。分片的思路如下：

如果把IP数据报看作是信，那么首部中的源地址与目的地址则分别是发信地址和邮件地址。为了方便路由计算这些地址，并且使IP地址足够使用，因此将IP地址进行分类。

IP地址的格式 ： {<网络号>,<主机号>}，网络号标志主机所连接的网络，主机号标志该主机，每个IP地址都是唯一的。

IP地址分类 如下：

通过分类，可以计算每个网络中最大的主机数：

网络地址转换（NAT）是一种转换机制，将专用网络地址转换为公用地址，目的是为了对外隐藏内部管理的IP地址，这样不仅可以保证网络安全，还可以解决IP地址不足问题。
当路由器接收到的目的地址是私有地址则一律不进行转发，而如果是公用地址，则是用NAT转换表将源IP及端口号映射成全球IP号，然后从WAN端口发送到因特网上。

IP地址有A、B、C类网络号，如果把A类网络号分给一个广播域，那么这个广播域可以接入16,777,212台主机，然而一个广播域不可能融入这么多台主机，因为这样会导致广播域过饱和而瘫痪，而只给其分配一定数量的网络号，则会浪费大量的IP地址。因此在IP地址中增加一个“子网号字段”，将IP地址划分为三级，即IP地址={<网络号>,<子网号>,<主机号>}，也就是从主机号中借用几个比特号作为子网号，这个子网号是对内划分的，对外仍旧表现为二级IP地址。

主机或路由器如何判断一个网络是否进行子网划分了呢？——利用子网掩码。

CIDR是 无分类 域间路由器选择，目的是消除A、B、C类网络划分，这样可以大幅度提高IP地址空间利用率。相比较子网掩码划分，它更加灵活。

上图中，如果R1收到前缀为206.1的IP地址，它只需要转发给R2，具体发往网络1还是网络2，则由R2计算得出。

通过IP地址，可以将数据从某个网络传输到目的网络，但是把信息发送给哪台主机呢？由于路由器的隔离，IP网路没办法使用广播方式查找MAC地址，只有通过链路层的MAC地址以广播方式寻址。
因此，IP协议还包括三个协议—— ARP、DHCP和ICMP ，共同配合完成数据转发。

IPv6是解决IP地址耗尽的根本手段。它与IPv4的报文形式差别如下图：

IPv6与IPv4地址通信示意图：

在通信过程中，如果分组过量而导致网路性能下降，会产生拥塞。

拥塞的控制方式：

E. 28 张图详解网络基础知识：OSI、TCP/IP 参考模型（含动态图）

1、网络协议

其实协议在我们生活中也能找到相应的影子。

举个例子，有 2 个男生准备追求同一个妹子，妹子来自河南，讲河南话，还会点普通话；一个男生来自胡建，讲闽南语，也会点普通话；另一个男生来自广东，只讲粤语；

协议一致，沟通自如

语言不通，无法沟通

你们猜猜？最后谁牵手成功了？答案肯定是来自胡建的那位，双方可以通过 普通话 进行沟通，表达内容都能理解。而来自广东的帅哥只会讲粤语，不会普通话，妹子表示听不懂，就无法进行沟通下了。

每个人的成长环境不同，所讲的语言、认知、理解能力也就不同。为了使来自五湖四海的朋友能沟通自如，就需要大家协商，认识某一个语言或规则，彼此能互相理解，这个语言就是普通话。

通过这个例子，大家可以这样理解：

把普通话比作“协议”、把聊天比作“通信”，把说话的内容比作“数据”。

相信这样类比，大家就知道，协议是什么了？

简单地说，就是程序员指定一些标准，使不同的通信设备能彼此正确理解、正确解析通信的内容。我们都知道计算机世界里是二进制，要么 1，要么 0，那为啥可以表达丰富多彩的内容呢？

也是因为协议，不同字段，不同组合，可以解析不同意思，这就依然协议，让协议来正确处理。

例如，我们使用手机连 WiFi 来刷抖音，使用的是 802.11（WLAN）协议，通过这个协议接入网络。如果你所连的 WIFI 是不需要手动设置 IP 地址，是通过自动获取的，就使用到了 DHCP 协议，这样你的手机算上接入了 局域网， 如果你局域网内有台 NAS 服务器，存放了某些不可描述的视频资源，你就可以访问观看了，但这时你可能无法访问互联网资源，例如，你还想刷会抖音，看看妹子扭一扭，结果出现如下画面：

出现这种画面，说明无法使用 互联网， 可能是无线路由器没有设置好相关协议，比如： NAT、PPPoE 协议（上网账号或密码设置错误了），只有设置正确了，就可以通过运营商（ISP）提供的线路把局域网接入到互联网中，实现手机可以访问互联网上的资源（服务器）。玩微信撩妹子、刷抖音看妹子。

网络协议示意图

延伸阅读

1、局域网：最显着的特点就是范围有限，行政可控的区域可以是一所高校、一个餐厅、一个园区、一栋办公楼或一个家庭的私有网络。

2、城域网：原本是介意局域网和广域网之间，实际工作中很少再刻意去区分城域网和广域网了，所以这边不再介绍。

3、广域网：简单说就是负责把多个局域网连接起来，它的传输距离长距离传输，广域网的搭建一般是由运营商来。

4、互联网：把全世界上提供资源共享的 IT 设备所在网络连接起来，接入了互联网就可以随时随地访问这些资源了。

5、物联网：把所有具有联网功能的物体都接入互联网就形成了物联网。如空调联网，就可以远程控制空调；汽车联网，就可以远程获取行程数据。

总结一下吧！我们可以把电脑、手机等 IT 设备比喻做来自五湖四海的人们，大家都通过多种语言（网络协议）实现沟通（通信）。所有人要一起交流，就用普通话，大家都能理解。所有胡建人在一起，就用闽南语进行沟通，彼此也能理解。这么的方言，就好比计算机网络世界里也有这么多协议，只是不同协议用在不同地方。

好奇的同学，可能就会问，那网络协议是由谁来规定呢？这就需要提到一个组织，ISO。这个组织制定了一个国际标准，叫做 OSI 参考模型，如下，很多厂商都会参考这个制定网络协议。

OSI 参考模型图

2、OSI 参考模型

既然是模型，就好比模范一样，大家都要向它学习，以它为原型，展开学习研究。前面我们也提到了一些协议，这么多协议如果不进行归纳，分层，大家学习起来是不是感觉很凌乱？

所以 OSI 参考模型就是将这样复杂的协议整理并进行分层，分为易于理解的 7 层，并定义每一层的服务内容，协议的具体内容是规则。上下层之间通过接口进行交互，同一层之间通过协议进行交互。相信很多网络工程师在今后工作中遇到问题，讨论协议问题还会用到这个模型展开讨论。所以说，对于计算机网络初学者来说，学习了解 OSI 参考模型就是通往成功的第一步。

OSI 参考模型分层功能

7.应用层

为应用程序提供服务并规定应用程序中通信相关的细节，OSI 的最高层。包括文件传输、Email、远程登录等协议。程序员接触这一层比较多。

应用层示例图

6.表示层

主要负责数据格式的转换，为上下层能够处理的格式。如编码、加密、解密等。

表示层示例图

5.会话层

即负责建立、管理和终止通信连接（数据流动的逻辑通路），数据分片、重组等传输的管理。

会话层示例图

4.传输层

保证可靠传输，不需要再路由器上处理，只需再通信双方节点上进行处理，如处理差错控制和流量控制。

传输层示例图

3.网络层

主要负责寻址和路由选择，将数据包传输到目的地。

网络层示例图

2.数据链路层

负责物理层面上互连、节点之间的通信传输，将0 、 1 序列比特流划分为具有意义的数据帧传输给对端。这一层有点类似网络层，网络层也是基于目的地址来传输，不同是：网络层是将数据包负责在整个网络转发，而数据链路层仅是在网段内转发，所以大家抓包会发现，源目 MAC 地址每经过一个二层网段，都会变化。

数据链路层示例图

1.物理层

负责 0、1 比特流（0、1 序列）与电压高低电平、光的闪灭之间的互相转换，为数据链路层提供物理连接。

物理层示例图

OSI 为啥最后没有得到运用呢？其实最主要的原因，是 OSI 模型出现的比 tcp/ip 出现的时间晚，在 OSI 开始使用前，TCP/IP 已经被广泛的应用了。如果要换成 OSI 模型也不太现实。其次是 OSI 是专家们讨论，最后形成的，由于没有实践，导致该协议实现起来很复杂，很多厂商不愿意用 OSI，与此相比，TCP/IP 协议比较简单，实现起来也比较容易，它是从公司中产生的，更符合市场的要求。综合各种因素，最终 OSI 没有被广泛的应用。

下面我们来看看 TCP/IP 与 OSI 分层之间的对应关系及相应的协议：

4.应用层

从上图，可以知道 TCP/IP 四层模型，把应用层、表示层、会话层集成再一起了，该层的协议有：HTTP 、 POP3 、 TELNET 、 SSH 、 FTP 、 SNMP 等。

目前，大部分基于 TCP/IP 的应用都是 客户端/服务端 架构。一般我们把提供资源服务的那一侧叫服务端，发起访问服务资源的这一侧叫客户端。

应用层

3.传输层

主要职责就是负责两端节点间的应用程序互相通信，每个节点上可能有很多应用程序，例如，登录了微信，又打开了网页，又打开迅雷看看，那数据到达后怎么正确传送到相应的应用程序呢？那就需要 端口号 来正确识别了。传输层中最为常见的两个协议分别是传输控制协议 TCP （Transmission Control Protocol）和用户数据报协议 UDP （User Datagram Protocol）

面向连接 顾名思义，就是建立连接，什么时候建立连接呢？就是在通信之前需要先建立一条逻辑的通信链路。就跟我们平时打电话一样，得先拨通，通了之后即链路建立好了，这条链路只有你和对方可以在这条链路传播说话内容。挂电话后，这条链路也就断开了。

面向无连接 无连接，即通信之前不需要建立连接，直接发送即可。跟我们以前写信很像，不需要管对方在不在？直接写信寄过去就可以了。

面向连接传输

面向无连接传输

2.网络层

主要职责就是将数据包从源地址发送到目的地址。

在网络传输中，每个节点会根据数据的 IP 地址信息，来判断该数据包应该由哪个接口（网卡）发送出去。各个地址会参考一个发出接口列表， MAC 寻址中所参考的这张表叫做 MAC 地址转发表 ，而 IP 寻址中所参考的叫做 路由表 。MAC 地址转发表根据自学自动生成。路由控制表则根据路由协议自动生成。MAC 地址转发表中所记录的是实际的 MAC 地址本身，而路由表中记录的 IP 地址则是集中了之后的网络号（即网络号与子网掩码）。

1.网络接口层

在 TCP/IP 把物理层和数据链路层集成为 网络接口层 。主要任务是将上层的数据封装成帧发送到网络上，数据帧通过网络到达对端，对端收到后对数据帧解封，并检查帧中包含的 MAC 地址。如果该地址就是本机的 MAC 地址或者是广播地址，则上传到网络层，否则丢弃该帧。

封装与解封装

所谓的封装，其实就跟你寄快递的时候，给物品加上纸盒包装起来或者快件到站点，快递员贴一层标签的过程。在网络上，就是上层的数据往下送的时候，下层会添加头部，不过，只有在二层，不仅会加上头部，还会在上层数据尾部添加 FCS。

封装

所谓解封装，就如同你收到快件一样，一层一层地拆外包装，直到看到快件。网络也是，一层一层地拆掉头部，往上层传送，直到看到数据内容。

解封装

我们把应用层的数据封装传输层头部后的报文，称为段；

把段封装网络层头部后的报文，称为包；

把包封装以太网头部和帧尾，称为帧。

F. osi模型的七个层次

osi模型的七个层次：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。开放式系统互联通信参考模型（简称OSI模型）是一种概念模型，由国际标准化组织提出，一个试图使各种计算机在世界范围内互连为网络的标准框架，定义于ISO/IEC 7498-1。

OSI模型简介

一、模型定义

开放式系统互联通信参考模型（英语：Open System Interconnection Reference Model，缩写为 OSI），简称为OSI模型（OSI model），一种概念模型，由国际标准化组织提出，一个试图使各种计算机在世界范围内互连为网络的标准框架。定义于ISO/IEC 7498-1。

二、层次划分

根据建议X.200，OSI将计算机网络体系结构划分为以下七层，标有1～7，第1层在底部。这七层分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

1、物理层: 将数据转换为可通过物理介质传送的电子信号相当于邮局中的搬运工人。

2、数据链路层: 决定访问网络介质的方式。

3、网络层: 使用权数据路由经过大型网络相当于邮局中的排序工人。

4、传输层: 提供终端到终端的可靠连接相当于公司中跑邮局的送信职员。

5、会话层: 允许用户使用简单易记的名称建立连接相当于公司中收寄信、写信封与拆信封的秘书。

6、表示层: 协商数据交换格式相当公司中简报老板、替老板写信的助理。

7、应用层: 用户的应用程序和网络之间的接口。

最后总结，通过以上关于osi模型的七个层次内容介绍后，相信大家会对osi模型的七个层次有个新的了解,更希望可以对你有所帮助。

G. 计算机网络中的七层协议是什么谢谢

OSI是一个开放性的通行系统互连参考模型，他是一个定义的非常好的协议规范。OSI模型有7层结构，每层都可以有几个子层。下面我简单的介绍一下这7层及其功能。
OSI的7层从上到下分别是
7 应用层
6 表示层
5 会话层
4 传输层
3 网络层
2 数据链路层
1 物理层
其中高层，既7、6、5、4层定义了应用程序的功能，下面3层，既3、2、1层主要面向通过网络的端到端的数据流。下面我给大家介绍一下这7层的功能：
（1）应用层：与其他计算机进行通讯的一个应用，它是对应应用程序的通信服务的。例如，一个没有通信功能的字处理程序就不能执行通信的代码，从事字处理工作的程序员也不关心OSI的第7层。但是，如果添加了一个传输文件的选项，那么字处理器的程序员就需要实现OSI的第7层。示例：telnet，HTTP,FTP,WWW,NFS,SMTP等。
（2）表示层：这一层的主要功能是定义数据格式及加密。例如，FTP允许你选择以二进制或ASII格式传输。如果选择二进制，那么发送方和接收方不改变文件的内容。如果选择ASII格式，发送方将把文本从发送方的字符集转换成标准的ASII后发送数据。在接收方将标准的ASII转换成接收方计算机的字符集。示例：加密，ASII等。
（3）会话层：他定义了如何开始、控制和结束一个会话，包括对多个双向小时的控制和管理，以便在只完成连续消息的一部分时可以通知应用，从而使表示层看到的数据是连续的，在某些情况下，如果表示层收到了所有的数据，则用数据代表表示层。示例：RPC，SQL等。
（4）传输层：这层的功能包括是否选择差错恢复协议还是无差错恢复协议，及在同一主机上对不同应用的数据流的输入进行复用，还包括对收到的顺序不对的数据包的重新排序功能。示例：TCP，UDP，SPX。
（5）网络层：这层对端到端的包传输进行定义，他定义了能够标识所有结点的逻辑地址，还定义了路由实现的方式和学习的方式。为了适应最大传输单元长度小于包长度的传输介质，网络层还定义了如何将一个包分解成更小的包的分段方法。示例：IP,IPX等。
（6）数据链路层：他定义了在单个链路上如何传输数据。这些协议与被讨论的歌种介质有关。示例：ATM，FDDI等。
（7）物理层：OSI的物理层规范是有关传输介质的特性标准，这些规范通常也参考了其他组织制定的标准。连接头、针、针的使用、电流、电流、编码及光调制等都属于各种物理层规范中的内容。物理层常用多个规范完成对所有细节的定义。示例：Rj45，802.3等。
OSI分层的优点：
（1）人们可以很容易的讨论和学习协议的规范细节。
（2）层间的标准接口方便了工程模块化。
（3）创建了一个更好的互连环境。
（4）降低了复杂度，使程序更容易修改，产品开发的速度更快。
（5）每层利用紧邻的下层服务，更容易记住个层的功能。
大多数的计算机网络都采用层次式结构，即将一个计算机网络分为若干层次，处在高层次的系统仅是利用较低层次的系统提供的接口和功能，不需了解低层实现该功能所采用的算法和协议；较低层次也仅是使用从高层系统传送来的参数，这就是层次间的无关性。因为有了这种无关性，层次间的每个模块可以用一个新的模块取代，只要新的模块与旧的模块具有相同的功能和接口，即使它们使用的算法和协议都不一样。
网络中的计算机与终端间要想正确的传送信息和数据，必须在数据传输的顺序、数据的格式及内容等方面有一个约定或规则，这种约定或规则称做协议。网络协议主要有三个组成部分：
1、语义：

是对协议元素的含义进行解释，不同类型的协议元素所规定的语义是不同的。例如需要发出何种控制信息、完成何种动作及得到的响应等。
2、语法：
将若干个协议元素和数据组合在一起用来表达一个完整的内容所应遵循的格式，也就是对信息的数据结构做一种规定。例如用户数据与控制信息的结构与格式等。
3、时序：
对事件实现顺序的详细说明。例如在双方进行通信时，发送点发出一个数据报文，如果目标点正确收到，则回答源点接收正确；若接收到错误的信息，则要求源点重发一次。
70年代以来，国外一些主要计算机生产厂家先后推出了各自的网络体系结构，但它们都属于专用的。
为使不同计算机厂家的计算机能够互相通信，以便在更大的范围内建立计算机网络，有必要建立一个国际范围的网络体系结构标准。
国际标准化组织ISO 于1981年正式推荐了一个网络系统结构----七层参考模型，叫做开放系统互连模型(Open System Interconnection，OSI)。由于这个标准模型的建立,使得各种计算机网络向它靠拢, 大大推动了网络通信的发展。
OSI 参考模型将整个网络通信的功能划分为七个层次，见图1。它们由低到高分别是物理层(PH)、链路层(DL)、网络层(N)、传输层(T)、会议层(S)、表示层(P)、应用层(A)。每层完成一定的功能，每层都直接为其上层提供服务，并且所有层次都互相支持。第四层到第七层主要负责互操作性，而一层到三层则用于创造两个网络设备间的物理连接.
1.物理层
物理层是OSI的第一层，它虽然处于最底层，却是整个开放系统的基础。物理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。
1.1媒体和互连设备
物理层的媒体包括架空明线、平衡电缆、光纤、无线信道等。通信用的互连设备指DTE和DCE间的互连设备。DTE既数据终端设备，又称物理设备，如计算机、终端等都包括在内。而DCE则是数据通信设备或电路连接设备，如调制解调器等。数据传输通常是经过DTE——DCE，再经过DCE——DTE的路径。互连设备指将DTE、DCE连接起来的装置，如各种插头、插座。LAN中的各种粗、细同轴电缆、T型接、插头，接收器，发送器,中继器等都属物理层的媒体和连接器。
1.2物理层的主要功能
1.2.1为数据端设备提供传送数据的通路,数据通路可以是一个物理媒体,也可以是多个物理媒体连接而成.一次完整的数据传输,包括激活物理连接,传送数据,终止物理连接.所谓激活,就是不管有多少物理媒体参与,都要在通信的两个数据终端设备间连接起来,形成一条通路.
1.2.2传输数据.物理层要形成适合数据传输需要的实体,为数据传送服务.一是要保证数据能在其上正确通过，二是要提供足够的带宽(带宽是指每秒钟内能通过的比特(BIT)数),以减少信道上的拥塞.传输数据的方式能满足点到点,一点到多点,串行或并行,半双工或全双工，同步或异步传输的需要.
1.3物理层的一些重要标准
物理层的一些标准和协议早在OSI/TC97/C16 分技术委员会成立之前就已制定并在应用了,OSI也制定了一些标准并采用了一些已有的成果.下面将一些重要的标准列出,以便读者查阅.ISO2110:称为"数据通信----25芯DTE/DCE接口连接器和插针分配".它与EIA(美国电子工
业协会)的"RS-232-C"基本兼容。ISO2593:称为"数据通信----34芯DTE/DCE----接口连接器和插针分配"。ISO4092:称为"数据通信----37芯DTE/DEC----接口连接器和插针分配".与EIARS-449兼容。CCITT V.24:称为"数据终端设备(DTE)和数据电路终接设备之间的接口电路定义表".其功能与EIARS-232-C及RS-449兼容于100序列线上.
2.数据链路层
数据链路可以粗略地理解为数据通道。物理层要为终端设备间的数据通信提供传输媒体及其连接.媒体是长期的,连接是有生存期的.在连接生存期内,收发两端可以进行不等的一次或多次数据通信.每次通信都要经过建立通信联络和拆除通信联络两过程.这种建立起来的数据收发关系就叫作数据链路.而在物理媒体上传输的数据难免受到各种不可靠因素的影响而产生差错,为了弥补物理层上的不足,为上层提供无差错的数据传输,就要能对数据进行检错和纠错.数据链路的建立,拆除,对数据的检错,纠错是数据链路层的基本任务。
2.1链路层的主要功能
链路层是为网络层提供数据传送服务的,这种服务要依靠本层具备的功能来实现。链路层应具备如下功能:
2.1.1链路连接的建立，拆除，分离。
2.1.2帧定界和帧同步。链路层的数据传输单元是帧,协议不同,帧的长短和界面也有差别，但无论如何必须对帧进行定界。
2.1.3顺序控制,指对帧的收发顺序的控制。
2.1.4差错检测和恢复。还有链路标识,流量控制等等.差错检测多用方阵码校验和循环码校验来检测信道上数据的误码,而帧丢失等用序号检测.各种错误的恢复则常靠反馈重发技术来完成。
2.2数据链路层的主要协议
数据链路层协议是为发对等实体间保持一致而制定的,也为了顺利完成对网络层的服务。主要协议如下：
2.2.1ISO1745--1975:"数据通信系统的基本型控制规程".这是一种面向字符的标准,利用10个控制字符完成链路的建立，拆除及数据交换.对帧的收发情况及差错恢复也是靠这些字符来完成.ISO1155, ISO1177, ISO2626, ISO2629等标准的配合使用可形成多种链路控制和数据传输方式.
2.2.2ISO3309--1984:称为"HDLC 帧结构".ISO4335--1984:称为"HDLC 规程要素 ".ISO7809--1984:称为"HDLC 规程类型汇编".这3个标准都是为面向比特的数据传输控制而制定的.有人习惯上把这3个标准组合称为高级链路控制规程.
2.2.3ISO7776:称为"DTE数据链路层规程".与CCITT X.25LAB"平衡型链路访问规程"相兼容.
2.3链路层产品
独立的链路产品中最常见的当属网卡,网桥也是链路产品。MODEM的某些功能有人认为属于链路层,对些还有争议.数据链路层将本质上不可靠的传输媒体变成可靠的传输通路提供给网络层。在IEEE802.3情况下，数据链路层分成了两个子层，一个是逻辑链路控制，另一个是媒体访问控制。下图所示为IEEE802.3LAN体系结构。
AUI=连接单元接口 PMA=物理媒体连接
MAU=媒体连接单元 PLS=物理信令
MDI=媒体相关接口
3.网络层
网络层的产生也是网络发展的结果.在联机系统和线路交换的环境中，网络层的功能没有太大意义.当数据终端增多时.它们之间有中继设备相连.此时会出现一台终端要求不只是与唯一的一台而是能和多台终端通信的情况,这就是产生了把任意两台数据终端设备的数据链接起来的问题,也就是路由或者叫寻径.另外,当一条物理信道建立之后,被一对用户使用,往往有许多空闲时间被浪费掉.人们自然会希望让多对用户共用一条链路，为解决这一问题就出现了逻辑信道技术和虚拟电路技术.
3.1网络层主要功能
网络层为建立网络连接和为上层提供服务,应具备以下主要功能：
3.1.1路由选择和中继.
3.1.2激活,终止网络连接.
3.1.3在一条数据链路上复用多条网络连接,多采取分时复用技术 .
3.1.4差错检测与恢复.
3.1.5排序,流量控制.
3.1.6服务选择.
3.1.7网络管理.
3.2网络层标准简介
网络层的一些主要标准如下：
3.2.1 ISO.DIS8208:称为"DTE用的X.25分组级协议"
3.2.2 ISO.DIS8348:称为"CO 网络服务定义"(面向连接)
3.2.3 ISO.DIS8349:称为"CL 网络服务定义"(面向无连接)
3.2.4 ISO.DIS8473:称为"CL 网络协议"
3.2.5 ISO.DIS8348:称为"网络层寻址"
3.2.6 除上述标准外,还有许多标准。这些标准都只是解决网络层的部分功能,所以往往需要在网络层中同时使用几个标准才能完成整个网络层的功能.由于面对的网络不同,网络层将会采用不同的标准组合.
在具有开放特性的网络中的数据终端设备,都要配置网络层的功能.现在市场上销售的网络硬设备主要有网关和路由器.
4.传输层
传输层是两台计算机经过网络进行数据通信时,第一个端到端的层次，具有缓冲作用。当网络层服务质量不能满足要求时，它将服务加以提高，以满足高层的要求；当网络层服务质量较好时，它只用很少的工作。传输层还可进行复用，即在一个网络连接上创建多个逻辑连接。传输层也称为运输层.传输层只存在于端开放系统中,是介于低3层通信子网系统和高3层之间的一层,但是很重要的一层.因为它是源端到目的端对数据传送进行控制从低到高的最后一层.
有一个既存事实，即世界上各种通信子网在性能上存在着很大差异.例如电话交换网,分组交换网,公用数据交换网，局域网等通信子网都可互连,但它们提供的吞吐量,传输速率,数据延迟通信费用各不相同.对于会话层来说,却要求有一性能恒定的界面.传输层就承担了这一功能.它采用分流/合流，复用/介复用技术来调节上述通信子网的差异,使会话层感受不到.
此外传输层还要具备差错恢复，流量控制等功能,以此对会话层屏蔽通信子网在这些方面的细节与差异.传输层面对的数据对象已不是网络地址和主机地址,而是和会话层的界面端口.上述功能的最终目的是为会话提供可靠的,无误的数据传输.传输层的服务一般要经历传输连接建立阶段,数据传送阶段,传输连接释放阶段3个阶段才算完成一个完整的服务过程.而在数据传送阶段又分为一般数据传送和加速数据传送两种。传输层服务分成5种类型.基本可以满足对传送质量,传送速度,传送费用的各种不同需要.传输层的协议标准有以下几种：
4.1 ISO8072:称为"面向连接的传输服务定义"
4.2 ISO8072:称为"面向连接的传输协议规范"
5.会话层
会话层提供的服务可使应用建立和维持会话，并能使会话获得同步。会话层使用校验点可使通信会话在通信失效时从校验点继续恢复通信。这种能力对于传送大的文件极为重要。会话层,表示层,应用层构成开放系统的高3层，面对应用进程提供分布处理，对话管理,信息表示,恢复最后的差错等.
会话层同样要担负应用进程服务要求，而运输层不能完成的那部分工作,给运输层功能差距以弥补.主要的功能是对话管理，数据流同步和重新同步。要完成这些功能,需要由大量的服务单元功能组合,已经制定的功能单元已有几十种.现将会话层主要功能介绍如下.
5.1为会话实体间建立连接。为给两个对等会话服务用户建立一个会话连接,应该做如下几项工作：
5.1.1将会话地址映射为运输地址
5.1.2选择需要的运输服务质量参数(QOS)
5.1.3对会话参数进行协商
5.1.3识别各个会话连接
5.1.4传送有限的透明用户数据
5.2数据传输阶段
这个阶段是在两个会话用户之间实现有组织的,同步的数据传输.用户数据单元为SSDU,而协议数据单元为SPDU.会话用户之间的数据传送过程是将SSDU转变成SPDU进行的.
5.3连接释放
连接释放是通过"有序释放","废弃"，"有限量透明用户数据传送"等功能单元来释放会话连接的.会话层标准为了使会话连接建立阶段能进行功能协商，也为了便于其它国际标准参考和引用,定义了12种功能单元.各个系统可根据自身情况和需要，以核心功能服务单元为基础,选配其他功能单元组成合理的会话服务子集.会话层的主要标准有"DIS8236:会话服务定义"和"DIS8237:会话协议规范".
6.表示层
表示层的作用之一是为异种机通信提供一种公共语言，以便能进行互操作。这种类型的服务之所以需要，是因为不同的计算机体系结构使用的数据表示法不同。例如，IBM主机使用EBCDIC编码，而大部分PC机使用的是ASCII码。在这种情况下，便需要会话层来完成这种转换。
通过前面的介绍,我们可以看出,会话层以下5层完成了端到端的数据传送,并且是可靠,无差错的传送.但是数据传送只是手段而不是目的,最终是要实现对数据的使用.由于各种系统对数据的定义并不完全相同,最易明白的例子是键盘,其上的某些键的含义在许多系统中都有差异.这自然给利用其它系统的数据造成了障碍.表示层和应用层就担负了消除这种障碍的任务.
对于用户数据来说,可以从两个侧面来分析,一个是数据含义被称为语义,另一个是数据的表示形式,称做语法.像文字,图形,声音,文种,压缩,加密等都属于语法范畴.表示层设计了3类15种功能单位,其中上下文管理功能单位就是沟通用户间的数据编码规则,以便双方有一致的数据形式,能够互相认识.ISO表示层为服务,协议,文本通信符制定了DP8822,DP8823,DIS6937/2等一系列标准.
7.应用层
应用层向应用程序提供服务，这些服务按其向应用程序提供的特性分成组，并称为服务元素。有些可为多种应用程序共同使用，有些则为较少的一类应用程序使用。应用层是开放系统的最高层,是直接为应用进程提供服务的。其作用是在实现多个系统应用进程相互通信的同时,完成一系列业务处理所需的服务.其服务元素分为两类:公共应用服务元素CASE和特定应用服务元素SASE.CASE提供最基本的服务,它成为应用层中任何用户和任何服务元素的用户，主要为应用进程通信,分布系统实现提供基本的控制机制.特定服务SASE则要满足一些特定服务,如文卷传送,访问管理,作业传送,银行事务,订单输入等.
这些将涉及到虚拟终端,作业传送与操作,文卷传送及访问管理,远程数据库访问,图形核心系统,开放系统互连管理等等.应用层的标准有DP8649"公共应用服务元素",DP8650"公共应用服务元素用协议",文件传送,访问和管理服务及协议.
讨论：OSI七层模型是一个理论模型，实际应用则千变万化，因此更多把它作为分析、评判各种网络技术的依据；对大多数应用来说，只将它的协议族（即协议堆栈）与七层模型作大致的对应，看看实际用到的特定协议是属于七层中某个子层，还是包括了上下多层的功能。
这样分层的好处有：
1.使人们容易探讨和理解协议的许多细节。
2.在各层间标准化接口，允许不同的产品只提供各层功能的一部分，（如路由器在一到三层），或者只提供协议功能的一部分。（如Win95中的Microsoft TCP/IP）
3. 创建更好集成的环境。
4. 减少复杂性，允许更容易编程改变或快速评估。
5. 用各层的headers和trailers排错。
6.较低的层为较高的层提供服务。
7. 把复杂的网络划分成为更容易管理的层。

H. 计算机网络的基本组成是什么

服务器、工作站、通信设备、传输介质

I. OSI七层型的层次结构是什么

OSI七层型从低到高依次是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

1、应用层：网络服务与最终用户的一个接口。

2、表示层：数据的表示、安全、压缩。（在五层模型里面已经合并到了应用层），格式有，JPEG、ASCll、EBCDIC、加密格式等。

3、会话层：建立、管理、终止会话。（在五层模型里面已经合并到了应用层），对应主机进程，指本地主机与远程主机正在进行的会话。

4、传输层：定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错校验。

协议有：TCP、UDP，数据包一旦离开网卡即进入网络传输层。

5、网络层：进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择。

协议有：ICMP、IGMP、IP（IPV4、IPV6）。

6、数据链路层：建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能。将比特组合成字节进而组合成帧，用MAC地址访问介质，错误发现但不能纠正。

7、物理层：建立、维护、断开物理连接。

TCP/IP 层级模型结构，应用层之间的协议通过逐级调用传输层、网络层和物理数据链路层而可以实现应用层的应用程序通信互联。

计算机网络网络层概念总结图