OSI七層模式簡單通俗理解

這個模型學了好多次，總是記不住。今天又看了一遍，發現用歷史推演的角度去看問題會更有邏輯，更好記。本文不一定嚴謹，可能有錯漏，主要是拋磚引玉，幫助記性不好的人。總體來說，OSI模型是從底層往上層發展出來的。

這個模型推出的最開始，是是因為美國人有兩臺機器之間進行通信的需求。

需求1：

科學家要解決的第一個問題是，兩個硬件之間怎麽通信。具體就是一臺發些比特流，然後另一臺能收到。

於是，科學家發明了物理層：

主要定義物理設備標準，如網線的接口類型、光纖的接口類型、各種傳輸介質的傳輸速率等。它的主要作用是傳輸比特流(就是由1、0轉化為電流強弱來進行傳輸，到達目的地後在轉化為1、0，也就是我們常說的數模轉換與模數轉換)。這一層的數據叫做比特。

需求2：

現在通過電線我能發數據流了，但是，我還希望通過無線電波，通過其它介質來傳輸。然後我還要保證傳輸過去的比特流是正確的，要有糾錯功能。

於是，發明了數據鏈路層：

定義了如何讓格式化數據以進行傳輸，以及如何讓控制對物理介質的訪問。這一層通常還提供錯誤檢測和糾正，以確保數據的可靠傳輸。

需求3：

現在我能發正確的發比特流數據到另一臺計算機了，但是當我發大量數據時候，可能需要好長時間，例如一個視頻格式的，網絡會中斷好多次（事實上，即使有了物理層和數據鏈路層，網絡還是經常中斷，只是中斷的時間是毫秒級別的）。

那麽，我還須要保證傳輸大量文件時的準確性。於是，我要對發出去的數據進行封裝。就像發快遞一樣，一個個地發。

於是，先發明了傳輸層（傳輸層在OSI模型中，是在網絡層上面）

例如TCP，是用於發大量數據的，我發了1萬個包出去，另一臺電腦就要告訴我是否接受到了1萬個包，如果缺了3個包，就告訴我是第1001，234，8888個包丟了，那我再發一次。這樣，就能保證對方把這個視頻完整接收了。

例如UDP，是用於發送少量數據的。我發20個包出去，一般不會丟包，所以，我不管你收到多少個。在多人互動遊戲，也經常用UDP協議，因為一般都是簡單的信息，而且有廣播的需求。如果用TCP，效率就很低，因為它會不停地告訴主機我收到了20個包，或者我收到了18個包，再發我兩個！如果同時有1萬臺計算機都這樣做，那麽用TCP反而會降低效率，還不如用UDP，主機發出去就算了，丟幾個包你就卡一下，算了，下次再發包你再更新。

TCP協議是會綁定IP和端口的協議，下面會介紹IP協議。

需求4：

傳輸層只是解決了打包的問題。但是如果我有多臺計算機，怎麽找到我要發的那臺？或者，A要給F發信息，中間要經過B，C，D,E，但是中間還有好多節點如K.J.Z.Y。我怎麽選擇最佳路徑？這就是路由要做的事。

於是，發明了網絡層。即路由器，交換機那些具有尋址功能的設備所實現的功能。這一層定義的是IP地址，通過IP地址尋址。所以產生了IP協議。

需求5：

現在我們已經保證給正確的計算機，發送正確的封裝過後的信息了。但是用戶級別的體驗好不好？難道我每次都要調用TCP去打包，然後調用IP協議去找路由，自己去發？當然不行，所以我們要建立一個自動收發包，自動尋址的功能。

於是，發明了會話層。會話層的作用就是建立和管理應用程序之間的通信。

需求6：

現在我能保證應用程序自動收發包和尋址了。但是我要用Linux給window發包，兩個系統語法不一致，就像安裝包一樣，exe是不能在linux下用的，shell在window下也是不能直接運行的。於是需要表示層（presentation），幫我們解決不同系統之間的通信語法問題。

需求7：

OK，現在所有必要條件都準備好了，我們可以寫個android程序，web程序去實現需求把。

補充：

Socket：

這不是一個協議，而是一個通信模型。其實它最初是伯克利加州分校軟件研究所，簡稱BSD發明的，主要用來一臺電腦的兩個進程間通信，然後把它用到了兩臺電腦的進程間通信。所以，可以把它簡單理解為進程間通信，不是什麽高級的東西。主要做的事情不就是：

A發包：發請求包給某個已經綁定的端口（所以我們經常會訪問這樣的地址182.13.15.16:1235，1235就是端口）；收到B的允許；然後正式發送；發送完了，告訴B要斷開鏈接；收到斷開允許，馬上斷開，然後發送已經斷開信息給B。

B收包：綁定端口和IP；然後在這個端口監聽；接收到A的請求，發允許給A，並做好接收準備，主要就是清理緩存等待接收新數據；然後正式接收；接受到斷開請求，允許斷開；確認斷開後，繼續監聽其它請求。

可見，Socket其實就是I/O操作。Socket並不僅限於網絡通信。在網絡通信中，它涵蓋了網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層——其實這都不需要記，因為Socket通信時候用到了IP和端口，僅這兩個就表明了它用到了網絡層和傳輸層；而且它無視多臺電腦通信的系統差別，所以它涉及了表示層；一般Socket都是基於一個應用程序的，所以會涉及到會話層和應用層。

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