前面我们已经和大家讲完了计算机网络里面的一些常见设备，大家有没有想过，这些设备之间是如何互相沟通的呢？它们又是怎样能够理解彼此的呢？别急，我慢慢和大家说。

网络互连模型

网络诞生之初，通常只有同一家厂商生产的计算机才能互相通信，此时只能采用 DECnet 方案或者是 IBM 的方案，但是这两个方案之间并不互通，也就是说，在那个年代，如果我们的网络已经用了 DECnet 的方案，那么整个网络就只能用 DECnet 的方案，新增设备也只能用这个方案。直到上个世纪七十年代末，国际标准化组织（ISO）开发了开放式系统互联模型，也就是 OSI 参考模型，才让不同厂商之间的设备能够通信。OSI 参考模型是理想的模型，不过现实中中还是 TCP/IP 模型使用更多。但这篇文章依旧会以 OSI 参考模型的讲述为主，大家理解其中一个模型，就能理解其他的模型了。

参考模型的优点

OSI 模型旨在以协议的形式帮助厂商生产可互相操作的网络设备和软件，让不同厂商的网络能够协同工作，也让运行不同操作系统的主机之间可以互相通信。比如说咱们办公室，有的同事电脑是 MacOS 系统，有的是 Windows 系统，还有各种手机，运行 Linux 系统的服务器，只要是网络可达，完全可以正常通信。

比如我们公司会有很多部门，并有一套执行标准，规定了每个部门的任务，比如说谁去面对客户，谁来实现客户需求，谁负责员工保障等。每个部门就相当于 OSI 参考模型中的层，每层的工作虽然不一样，但是都是为了同样的战略目标——通信。而且每个部门无法独立存在，必须和其他部门协同工作才可以完成任务。这套执行标准就是我们的 OSI 参考模型。这个模型并不是一个物理模型，而是一个逻辑模型，并不是说我们从物理上给分了七层，而是和我们公司的执行标准一样，是一组指导原则，帮助我们完成工作。

使用这样的分层模型有很多优点：每一层可以各司其职，这样有助于组件开发；并且标准化网络组件，就不会出现我们前面所说的各个厂商之间完全无法通信的情况；而且可以避免修改其中一层而影响其他层的状况。

OSI 七层模型

OSI 模型是主要的网络架构模型，分为七层：

从上到下依次为，应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。

1. 应用层就是用户和计算机交流的场所，比如说文件传输和电子邮件等应用，都是应用层的工作。仅当马上需要访问网络时，这一层才会发挥作用，如果是访问本机上已保存的文件，是不需要用到应用层的。
2. 表示层承担着翻译工作，它会将来自应用层的数据转换成所有计算机都通用的标准格式，并对数据进行加密。
3. 会话层负责建立、管理和终止会话的工作，还能将用户数据分开。
4. 传输层提供端到端的数据传输服务，在互联网中的发送主机和接收主机之间建立逻辑连接，同时也会控制流量，防止流量太大而导致数据丢失的情况出现，在这一层还会区分不同的应用程序，通过端口号进行标记。
5. 网络层就是逻辑寻址，确定最佳的数据传输路径。
6. 数据链路层提供数据的物理传输，进行局域网内部的物理寻址，并处理错误通知。
7. 物理层的作用就是发送和接受原始比特流，比如说咱们第一篇文章说到的传输介质，就是工作在物理层。

这么说大家会不会觉得不太好理解呢？简单来说，越是上层就越靠近用户，越是底层就越接近硬件。比如说应用层就是直接和用户接触的，物理层的比特流就可以直接通过硬件传输了。OSI 参考模型是在协议前设计的，具有通用性，且概念清晰，但是过于复杂了，在 TCP/IP 网络中有更加简洁的模型。

TCP/IP 参考模型

TCP/IP 模型和 OSI 参考模型一样，都采用的是层次结构的方式，对应关系如下图，

相对于 OSI 来说是不是更简单一点呢？但是 TCP/IP 模型是有了协议再定义的模型，并不适用于非 TCP/IP 网络。

消息要经历什么才能送到你面前呢

以手机发消息为例，

1. 首先要打开一个沟通软件，当我们执行打开软件这个操作的时候，就是由应用层来完成和我们的交互。
2. 然后输入信息，输入的信息叫做用户数据，然后这个数据会在表示层被“翻译”成计算机可识别的 ASCII 码。
3. 当我们按完了发送按钮，剩下来就是机器的事情了，在传输之前，需要先建立会话连接才能传输数据，这就是会话层的工作了。会话层建立会话，产生相应的主机进程传给传输层。
4. 传输层将以上信息加上端口号以便目的主机辨别，得知具体应由本机的哪个任务来处理。这时候信息还没有发出去，被交给了网络层。
5. 在网络层加上 IP 地址使数据能确认应到达具体某个主机，选路也发生在这一层，确认应发给谁之后我们还要知道该怎么去，也就是会查地图，选一条最优的路。
6. 到了数据链路层后，数据前面会再被加上 MAC 地址，用于在局域网内部寻找具体主机，最后数据被转成比特流信息，从而在网络上传输。比特流长什么样呢？其实就是 010101010…… 这种，因为我们手机、电脑还有上文提到的网络设备，里面都是电路板，而电路板只有开合两个状态，对应着 0 和 1，所以只有这样的比特流才可以通过硬件传播。
7. 数据被网络上的各个主机接收之后，主机会看一眼是不是找自己的，如果不是就丢掉，如果是找自己的就会查看端口号，判断由哪个进程来处理该信息。比如说微信发的消息就会去找微信，不会说 QQ 收到了微信的消息。

消息的发送和接受只是一瞬间，可是在这个瞬间里面它们经历过揉碎重组，还被加上了各种各样的“帽子”，不能被正确接收的消息还会被丢掉，所以说再收到消息的时候，多少看一眼吧，毕竟它历经千辛万苦才被送到你面前。

我们的数据传输原理基础部分已经结束了，大家是不是又产生了很多新的疑问呢？比如说为什么有 MAC 地址又有 IP 地址，到底以哪个为准呢？有地址是不是也要有地图才会找到目的地呢？下一篇文章会为大家讲述在 OSI 参考模型的第二层，数据是怎么找到路的。

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入网指南 01 | 一文读懂你身边的「网络」