深入解析OSI七层模型及各层工作原理（我只能帮你到这了）
深入解析OSI七层模型及各层工作原理（我只能帮你到这了）
一、什么是OSI七层模型？
我们需要了解互联网的本质是一系列的网络协议，这个协议就叫做OSI协议（开放系统互联(Open System Interconnection）），它是由ISO（国际标准化组织）定义的。
需要注意，随着时代的发展，OSI已经被TCP/IP 4层模型淘汰，在当今世界上并没有大规模的使用。
那么对于OSI，人们按照功能不同，分工不同，人为的将OSI的分为七层。实际上这七层是并不存在的，也就是说没有这些概念，而我们今天提到的七层概念，只是人为的划分而已。目的只是为了让大家更好地理解这些都是用来做什么的。
二、来来来 ！！举例带你理解
我们都知道OSI七层是这些（如下图），那么如何快速理解这OSI七层模型呢？我们举一个例子，将这七层模型直接套用进去就非常直观了。
1、分析过程：
应用层 最直观的理解就是人机交互界面，或者说是系统程序窗口。贾某将“你好”两个字输入电脑微信软件。
表示层。 计算机如何处理“你好”两个字？ 答案就是“翻译”！ 人类有人类的语言，计算机也有自己的语言。计算机是不懂汉语的，他只知道二进制的 0 和 1 ，那么贾某在计算机的微信上打了“你好”这两个字，计算机接收到后开始通过二进制转换成自己的语言。这一步就是翻译，当然，表示层还有其他的功能，例如安全加密，压缩等。
会话层。 计算机知道你要发送的东西之后，就需要准备发送了。那么，第一步就是要找到对方（乙某），并和对方建立会话关系。直接理解：会话属于软件层面，允许不同机器上的用户之间建立会话关系。
传输层。 传输层可理解为是同一个软件中的两个端口进行数据传输。我用微信发送的消息，你也需要用微信来接收。那么就是电脑端微信用户之间的传输。
网络层。 传输层已经准备就绪了，可是我们知道微信用户千千万，贾某和乙某中间还存在很多的其他用户，我们怎么实现贾某的文字就能准确的发送到乙某的微信上呢？ 这就是需要网络层的 IP 地址了。只要知道了乙某的 IP 地址，就可以选择最佳路径进行准确的数据传输了。
数据链路层。 网络层接收到数据后需要继续往下传输，需要使用工具，就是数据链路层的网卡，继续进行传输。
物理层 数据到达物理层后，变成信号传输。 数据到达目标主机后，开始进行一个逆向的过程。 即数据到达对方主机后，从物理层传输到数据链路层–网络层–传输层–会话层–表示层–应用层。 此时，数据到达乙某的电脑，乙某就可以看到甲某发送的“你好”两个字了。
二、了解数据传输过程，更快理解OSI
2.看图，直观了解数据是如何封装的。
因每一层的传输数据单元不同，所以需要封装TCP报文头部，以此使下一层能够看懂识别。 传输层：传输层有TCP/IP两个协议，TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。TCP协议传输更加稳定可靠，UDP协议传输效率更高。所以，上层数据到达传输层后需要封装TCP头部或者UDP头部。 网络层：同理，上层数据到达这里需要封装IP头部。 TCP/IP定义了网络互联协议（IP）(英文是Iternet Protocol)。而IP又由四个支撑协议组成：ARP(地址解析协议)，RARP(逆地址解析协议)，ICMP（网际控制报文协议）和IGMP（网际组管理协议）。 数据链路层：同理，上层数据到此需要封装MAC头部。 物理层：到达物理层就直接由计算机通过信号接收了。
3.看图，直观了解数据是如何解封装的。
三：深入理解OSI七层模型
第一层：物理层。 是参考模型的最低层。该层是网络通信的数据传输介质，由连接不同结点的电缆与设备共同构成。主要跟功能是：利用传输介质为数据链路层提供物理连接，负责处理数据传输并监控数据出错率，以便数据流的透明传输。传输数据的单位是比特（Bits）
机械性能：接口的形状，尺寸的大小，引脚的数目和排列方式等；
电气性能：接口规定信号的电压、电流、阻抗、波形、速率好平衡特性等；
工程规范：接口引脚的意义、特性、标准。
工作方式：确定数据位流的传输方式，如：半双工、全双工等。
物理层协议：美国电子工业协会（EIA）的RS232/RS422/RS423等；
国际电报电话咨询委员会（CCITT）的X.25/X.21等；
物理层的数据单位是位（BIT），典型设备时集线器HUB。
这主要是和硬件有关，与软件关系不大。
第二层：数据链路层。 是参考模型的第二层。主要功能是：在物理层提供的服务基础上，在通信的实体间建立数据链路连接，传输的数据单位是“帧”，并采用差错控制与流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。
链路层屏蔽传输介质的物理特征，使数据可靠传送。
内容包括介质访问控制、连接控制、顺序控制、流量控制、差错控制和仲裁协议等。
链路层协议有：协议有面向字符的通讯协议（PPP）和面向位的通讯协议（HDLC）。
仲裁协议：CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)、Token Bus、Token Ring
链路层数据单位是帧，实现对MAC地址的访问，典型设备是交换机SWITCH。
第三层：网络层。 是参考模型的第三层。主要功能是：为数据在节点之间传输创建逻辑链路，通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径，以及实现拥塞控制、网络互连等功能。
网络层管理连接方式和路由选择。
连接方式：虚电路和数据报服务。
虚电路是面向连接的，数据通讯一次路由，通过会话建立的一条通路。数据报是非连接的，每个数据报都有路由能力。网络层的数据单位是包，使用的是IP地址，典型设备时路由器Router。
这一层可以进行流量控制，但流量控制更多的是使用第二层或第四层。
第四层：传输层。 是参考模型的第四层。主要功能是：向用户提供可靠地端到端服务，处理数据包错误、数据包次序，以及其他一些关键传输问题。传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节。因此，它是计算机通信体系结构中关键的一层。
提供端到端的服务，可以实现流量控制、负载均衡。
传输层信息包括端口、控制字和校验和。
传输层协议主要是TCP和UDP。
传输层位于OSI的第四层，这层使用的设备时主机本身。
第五层：会话层。 是参考模型的第五层。主要功能是：负责维扩两个结点之间的传输连接，以便确保点到点传输不中断，以及管理数据交换等功能。
会话层主要内容时通过 绘画进行身份验证、绘画管理和确定通讯方式。一旦建立连接，会话层的任务就是管理会话。
第六层：表示层。 是参考模型的第六层。主要功能是：用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方法，主要包括数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。
表示层主要是解释通讯数据的意义，如代码转换、格式变换等，使不同的终端可以表示。
还包括加密与解密、压缩与解压等。
第七层：应用层。 是参考模型的最高层。主要功能是：为应用软件提供了很多服务，比如文件服务器、数据库服务、电子邮件与其他网络软件服务。
应用层应该是直接面向用户的程序或服务，包括系统程序和用户程序，比如www、FTP、DNS、POP3和SMTP等都是应用层服务。
数据再发送时是数据从应用层至物理层的一个大包的过程，接收时是数据从物理层至应用层的一个解包过程。
从功能角度可以分为三组：1/2层解决网络通信问题，3/4层解决传输问题，5/6/7层处理对应用进程的访问。
从控制角度可分为二组：1/2/3层是通信子网，4/5/6/7是主机控制层。
四、了解OSI七层模型历史。
OSI模型最初是因为美国人的两台机器之间有进行通信的需求。
需求1： 两个硬件之间如何进行通信，具体就是一台发比特流，另一台能够收到。于是就有了物理层：主要是定义设备标准，如网线的额接口类型、管线的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要租用是传输比特流，就是从1/0转化为电流强弱来进行传输，到达目的之后再转化为1/0，也就是我们常说的数模转换。这一层的数据是比特。
需求2： 现在通过电线我能发数据流了，但是我还是希望能通过无线电波，通过其他介质来进行传输。然后我还要保证传输过去的比特流是正确的，需要由纠正错误的功能。
数据链路层：定义了如何让格式化数据进行传输，以及如何让控制对物理介质的访问。这一层通常还提供错误检测和纠正，以确保数据的可靠传输。
需求3： 现在我能发正确的比特流数据到另一台计算机了，但是当我发大量数据的时候，可能需要很长时间，例如：一个视频格式的，网络会中断好多次，实际上，即使有了物理层和数据链路层，网络还是经常中断，只是中断的时间是毫秒级别的。
那么，我还需要保证传输大量文件时的准确性。于是，我要对发出去的数据进行封装。就像发快递一样，一个个发送。
于是，发明了传输层（传输层在OSI模型中，是在网络层面上）。
比如TCP，是用于发送大量数据的，我发出去一万个包，另一台电脑就需要告诉我是否接收到一万个包，如果缺少3个包，就告诉我是第1001/234/8888个包丢了，那我再发一次。这样，就能保证对方把这个视频完整接收了。
例如UDP，适用于发送少量数据的。我发20个包出去，一般不会丢包，所以 ，我不管你收到多少，在多人互动游戏中，也经常受到UDP协议，因为一般都是简单的额信息，而且有广播的需求。如果用TCP，效率就会很低，因为它会不停地告诉主机我收到20个包，或者18个包，再发我两个！如果同时有1万台计算机都这样做，那么用TCP反而会降低效率，还不如用UDP，主机发出去就算了，丢几个包就卡一下，算了，下次再发包更新。
TCP协议是会绑定IP和端口的协议，下面会介绍IP协议。
需求4： 传输层是解决了打包的问题。但是如果我有多台计算机，怎么能找到我要发的那台？或者A要给F发信息，中间要经过B/C/D/E，但是中间还有好多节点，如K/J/Z/Y.我怎么选择最佳路径？这就是路由要做的事情。
于是，发明了网络层，也就是路由器，交换那些具有寻址功能的设备所实现的功能。这一层定义的是IP复制，通过IP地址寻址，所以产生了协议。
需求5： 现在已经能够给指定计算机发送正确的封装过的信息了，但是用户级别的体验并不是很好？难道我每次都要调用TCP去打包，然后调用IP协议去找路由，自己去发？当然不行，所以我们要建立一个自动收发包，自动寻址的功能。
于是发明了会话层。会话层的作用就是建立和管理应用程序之间的通信。
需求6： 现在我能保证应用程序自动收发包和寻址了，但是我要用Linux给window发包，两个系统语法不一致，就像安装包一样，EXE不能在Linux下用，shell在window也也是不能直接运行的。
于是需要表示层，帮我们解决不同系统之间的通信语法问题。
需求7： 现在所有必要条件都准备好了，我们可以写个Android程序，web程序去实现需求吧。