lesson7-9计算机网络入门：从OSI七层到TCP/IP五层，一文搞懂网络分层与数据发送全过程

Lesson 7OSI 七层参考模型★★★★★考试重要程度⭐⭐⭐⭐⭐一、为什么要分层先不要看教材。我们先看一个生活中的例子。假设你在淘宝买了一双鞋。从下单到收到快递中间有哪些人你买家 ↓ 淘宝APP ↓ 支付宝 ↓ 商家 ↓ 快递公司 ↓ 快递员 ↓ 你收到鞋注意每个人都有自己的工作。例如没有任何一个人负责所有事情。为什么因为分工合作效率更高。网络也是一样。假设北京电脑发送你好到上海电脑。需要完成很多工作有人负责如果全部交给一个程序做几乎不可能。所以网络也采用分层思想。二、什么叫分层一句话把复杂的问题拆成多个简单的问题每一层只负责自己的任务。例如盖房子。屋顶 墙 楼板 地基每一层都有自己的职责。网络也是一样。三、OSI 七层模型OSIOpen Systems Interconnection中文开放系统互连参考模型它把网络分成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 物理层很多同学第一眼就开始背。千万不要先理解。四、为什么是七层我们来看一次真实的数据发送。假设你微信发送“你好”第一步 微信程序 处理消息。 ↓ 第二步 保证消息能够可靠送达。 ↓ 第三步 决定走哪条路。 ↓ 第四步 包装成数据帧。 ↓ 第五步 变成电信号。是不是每一步都不同所以教材把它拆成七层。五、七层到底负责什么现在不用记细节。先建立整体感觉。第七层应用层这是离用户最近的一层。例如微信 QQ 浏览器 FTP 邮箱你平时能看见的软件。都属于应用层。它负责让用户使用网络。例如浏览网页。发送邮件。聊天。第六层表示层很多教材这里讲得很抽象。其实一句话负责数据格式。例如电脑A发送UTF-8。电脑B只能看GBK。怎么办表示层负责转换。另外加密压缩。也属于表示层。第五层会话层一句话管理通信过程。例如微信视频。双方建立视频会话。什么时候开始什么时候结束都是会话层负责。到这里前三层都属于面向用户。第四层传输层★★★★★这是考试重点。它负责端到端通信。例如微信。QQ。浏览器。同时联网。数据不能混。怎么办传输层负责区分。以后会学习TCPUDP都是这里。第三层网络层★★★★★一句话负责找路。例如北京到上海。怎么走经过哪些路由器网络层决定。以后学习IP。路由。都是这里。第二层数据链路层一句话负责相邻设备通信。例如电脑↓交换机交换机↓交换机它负责这一小段。不是全国。第一层物理层最底层。负责真正发送。例如010101 ↓ 电信号 ↓ 光信号 ↓ 无线电波都是物理层。六、七层可以分成三大部分这是最好理解的方法。用户 ↓ 应用层 表示层 会话层 ↑ 负责应用 ──────────── 传输层 ↑ 负责可靠传输 ──────────── 网络层 数据链路层 物理层 ↑ 负责真正运输这样记就容易很多。七、发送过程★★★★★例如北京电脑发送你好它会这样应用层 ↓ 表示层 ↓ 会话层 ↓ 传输层 ↓ 网络层 ↓ 数据链路层 ↓ 物理层 ↓ 网络 ↓ 另一台电脑 物理层 ↑ 数据链路层 ↑ 网络层 ↑ 传输层 ↑ 会话层 ↑ 表示层 ↑ 应用层注意发送从上往下。接收从下往上。八、为什么分层有好处① 降低复杂度② 每层独立③ 易于维护④ 易于升级例如以后HTTP升级。不用改IP。因为它们不在一层。九、考试重点OSI模型共有几层答案七层。负责路由的是网络层。负责用户应用的是应用层。负责电信号的是物理层。负责端到端通信的是传输层。十、记忆口诀★★★★★很多教材都有口诀。最经典应 表 会 传 网 链 物或者应表会传网链物一定要背熟。十一、本课总结必须记住OSI 七层模型 7 应用层 —— 用户使用网络 6 表示层 —— 数据格式、加密、压缩 5 会话层 —— 建立和管理会话 4 传输层 —— 端到端通信★★★★★ 3 网络层 —— 路由、寻址★★★★★ 2 数据链路层 —— 相邻节点通信 1 物理层 —— 比特、电信号层次一句话职责应用层用户使用网络表示层数据格式统一会话层管理会话传输层可靠地把数据交给对方程序网络层找路、选择路径数据链路层把数据送到下一跳物理层把 0 和 1 变成信号发送出去只要这七句话理解了后面学习 TCP/IP 时就会非常轻松。Lesson 8TCP/IP 五层模型★★★★★重要程度⭐⭐⭐⭐⭐一、先回答一个问题我们昨天学了OSI 七层 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层那么现实中的互联网是不是严格按照这七层工作不是。实际上互联网使用的是 TCP/IP 协议族。因此教材为了方便学习通常采用TCP/IP 五层模型二、为什么变成五层因为OSI 中有两层在现实中基本没有单独实现。还记得吗应用层 表示层 会话层实际上很多程序例如浏览器、微信自己完成了所以表示层会话层一起并入应用层。于是七层变五层。三、TCP/IP 五层模型先背名字。应用层 ↑ 传输层 ↑ 网络层 ↑ 数据链路层 ↑ 物理层是不是比七层简单很多四、OSI 与 TCP/IP 对照★★★★★这是考试必考。OSI 七层TCP/IP 五层应用层应用层表示层应用层会话层应用层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层所以TCP/IP 的应用层 OSI 的应用层 表示层 会话层。★★★★★一定会考。五、每层到底负责什么现在开始学习真正的重要内容。以后HTTPTCPIPMAC都会放进来。第一层应用层最接近用户。例如浏览网页 发微信 发邮件 下载文件以后学习HTTP HTTPS DNS FTP SMTP都属于应用层。例如打开https://www.baidu.com浏览器就是应用层软件。应用层一句话让用户能够使用网络。第二层传输层负责端到端通信。什么意思举个例子。电脑里同时运行微信 QQ 浏览器 网易云音乐它们都在联网。网络怎么知道哪个数据属于微信哪个属于浏览器传输层负责区分。以后会学习TCP UDP都是传输层协议。传输层一句话负责可靠TCP或快速UDP地把数据交给正确的应用程序。第三层网络层这是互联网真正工作的地方。负责寻找最佳路径。例如北京发送数据到上海。可能北京 ↓ 天津 ↓ 济南 ↓ 上海也可能北京 ↓ 郑州 ↓ 南京 ↓ 上海到底走哪条网络层决定。以后学习IP ICMP ARP 路由都属于这里。网络层一句话负责寻址和路由。第四层数据链路层很多同学容易和网络层混。记住网络层负责北京到上海。数据链路层负责这一小段。例如电脑 ↓ 交换机或者交换机 ↓ 路由器都是数据链路层。以后学习MAC地址 以太网 PPP都是这里。数据链路层一句话负责相邻节点之间的数据传输。第五层物理层真正发信号。例如网线。光纤。无线。它负责010101 ↓ 电信号 ↓ 光信号 ↓ 无线电波物理层一句话负责发送和接收比特流。六、数据到底怎样走假设浏览器发送GET /index.html它会这样应用层 │ │ HTTP 请求 ▼ 传输层 │ │ TCP 加上端口等信息 ▼ 网络层 │ │ IP 加上源IP、目的IP ▼ 数据链路层 │ │ 加上 MAC 地址 ▼ 物理层 │ │ 转成电信号、光信号 ▼ 网络传输到达对方以后再物理层 ↑ 数据链路层 ↑ 网络层 ↑ 传输层 ↑ 应用层恢复原来的数据。七、每层都要加一层包装这个概念非常重要叫封装Encapsulation想象你寄快递。里面是一封信。然后放进信封。↓放进纸箱。↓贴快递单。↓装车。每一层都增加一点信息。网络也是一样。应用层 数据 ↓ TCP ↓ IP ↓ MAC ↓ 电信号每一层都会增加自己的信息。考试后面会专门讲。八、考试重点★★★★★TCP 属于哪一层答案传输层。IP 属于哪一层答案网络层。HTTP 属于哪一层答案应用层。MAC 地址属于哪一层答案数据链路层。电信号属于哪一层答案物理层。九、必须会背的表★★★★★TCP/IP 层主要作用典型协议应用层用户使用网络HTTP、HTTPS、DNS、FTP、SMTP传输层端到端通信TCP、UDP网络层寻址、路由IP、ICMP、ARP数据链路层相邻节点通信Ethernet、PPP、MAC物理层比特传输网线、光纤、无线十、本课总结请记住下面这张图。TCP/IP 五层 应用层 │ HTTP HTTPS DNS │ 传输层 │ TCP UDP │ 网络层 │ IP │ 数据链路层 │ Ethernet MAC │ 物理层 │ 网线 光纤 无线Lesson 9 第一章综合复习★★★★★今天只有一个目标让你知道数据到底是怎么从你的电脑到达另一台电脑的。如果这个故事听懂了第一章就真正学会了。第一步为什么要有计算机网络假设现在没有网络。小明在北京。小红在上海。小明想发“晚上一起吃饭。”怎么办不能。因为两台电脑没有连接。于是计算机网络出现了。定义考试必背计算机网络是利用通信设备和线路将地理位置不同、功能独立的计算机连接起来在网络协议控制下实现数据通信和资源共享的系统。这里面有四个关键词考试写简答题时这四个词尽量都写出来。第二步网络由什么组成网络不是只有网线。它包括计算机网络 ├── 硬件 ├── 软件 ├── 协议★★★★★ └── 数据这里最重要的是协议。为什么因为没有统一规则。大家就无法通信。例如HTTPTCPIP都是协议。第三步网络有多大网络按照覆盖范围LAN局域网 ↓ MAN城域网 ↓ WAN广域网 ↓ Internet例如你家LAN。学校通常也是大型局域网。全球Internet。考试喜欢问Internet属于什么答案广域网。第四步网络里面怎么连接这里就是网络拓扑。例如总线 星型 环型 树型 网状现在家庭。公司。学校机房。基本都是星型拓扑。中心设备交换机。考试特别喜欢考。第五步网络好不好怎么评价教材给出速率 ↓ 带宽 ↓ 吞吐量 ↓ 时延 ↓ 利用率这里一定要区分带宽理论速度。例如100Mbps。吞吐量实际速度。一般小于带宽。因为网络拥堵。时延四部分发送 传播 处理 排队考试经常让你区分发送时延和数据大小有关。传播时延和距离有关。第六步数据怎么发送这里有三种方式。电路交换 ↓ 报文交换 ↓ 分组交换★★★★★互联网采用分组交换。为什么因为效率高。线路利用率高。容错能力强。第七步为什么还要分层如果所有事情都由一个程序负责。例如发微信 ↓ 找路 ↓ 加密 ↓ 发送 ↓ 信号转换是不是太复杂于是OSI提出七层。后来互联网采用TCP/IP五层。第八步TCP/IP五层这是考试重点。应用层 ↓ 传输层 ↓ 网络层 ↓ 数据链路层 ↓ 物理层以后所有协议都会放进来。例如应用层 HTTP DNS FTP ↓ 传输层 TCP UDP ↓ 网络层 IP ↓ 数据链路层 MAC ↓ 物理层 光纤 网线第九步真正的数据发送过程★★★★★这是整个第一章最重要的一张图。假设你打开浏览器输入www.baidu.com发生什么第一步浏览器产生HTTP请求。属于应用层。第二步TCP收到。负责建立连接。保证可靠。第三步IP收到。负责找路。决定怎么去百度。第四步数据链路层找到下一跳。加MAC地址。第五步物理层发送电信号。或者光信号。于是真正出去。到百度服务器以后反着来。物理层 ↑ 数据链路层 ↑ 网络层 ↑ 传输层 ↑ 应用层最后网页显示。是不是感觉整个故事连起来了第一章最容易混淆的知识点★★★★★① 速率 ≠ 带宽 ≠ 吞吐量记住速率单位时间传输的数据量。带宽理论最大传输能力。吞吐量实际达到的传输能力。关系吞吐量 ≤ 带宽。② 发送时延 ≠ 传播时延发送看数据大小。传播看距离。口诀数据大看发送距离远看传播。③ 网络层 ≠ 数据链路层网络层北京到上海。数据链路层北京站到天津站。网络层负责整体路线。数据链路层负责每一小段。④ OSI 七层 ≠ TCP/IP 五层OSI理论模型。TCP/IP实际互联网使用。考试如果问Internet采用什么模型答案TCP/IP。第一章知识树计算机网络 │ ├── 网络基础 │ ├── 定义 │ ├── 功能 │ └── 组成 │ ├── 网络分类 │ ├── LAN │ ├── MAN │ └── WAN │ ├── 网络拓扑 │ ├── 星型 │ ├── 总线 │ ├── 环型 │ ├── 树型 │ └── 网状 │ ├── 性能指标 │ ├── 带宽 │ ├── 吞吐量 │ ├── 时延 │ └── RTT │ ├── 数据交换 │ ├── 电路交换 │ ├── 报文交换 │ └── 分组交换 │ └── 网络体系结构 ├── OSI七层 └── TCP/IP五层