【计算机网络笔记】TCP/IP参考模型基本概念，包括五层参考模型

系列文章目录

什么是计算机网络？
什么是网络协议？
计算机网络的结构
数据交换之电路交换
数据交换之报文交换和分组交换
分组交换 vs 电路交换
计算机网络性能（1）——速率、带宽、延迟
计算机网络性能（2）——时延带宽积、丢包率、吞吐量/率
计算机网络体系结构概念
OSI参考模型基本概念
OSI参考模型中非端-端层（物理层、数据链路层、网络层）功能介绍
OSI参考模型中端-端层（传输层、会话层、表示层、应用层）功能介绍

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TCP/IP参考模型的四个层次

TCP/IP参考模型有四个层次。

TCP/IP参考模型特点是：Everything over IP。即所有的应用其实都是架构在IP之上的。IP之上是传输层的两个协议TCP和UDP，所有网络应用又是基于TCP或UDP，网络接口层并没有定义具体的协议，它只要求一点：具体的网络只要能够封装IP分组，能够将IP分组从一点传到另一点（比如从一个主机传到另一个主机或从一个路由器传到另一个路由器）就OK。

TCP/IP的这个特点，恰恰是Internet网络得以快速发展的重要因素。

实际应用中，倾向于将网络接口层打开，这样就有了5层参考模型。

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5层参考模型

5层参考模型综合 OSI 和 TCP/IP 的优点。OSI参考模型的优点是从理论上将网络的概念、结构和过程描述的非常清晰。TCP/IP的优点就是实用，Internet网络就是这么构建的。

5层参考模型是现在网络中，无论在理论上还是实现上，都是应用最多的，或者经常参考的模型。

5层参考模型从功能上更加清晰，非常清晰地能看到哪些协议属于哪些层：

• 应用层: 支持各种网络应用。比如FTP, SMTP, HTTP。
• 传输层: 进程-进程的数据传输。比如两个典型的协议TCP, UDP。
• 网络层: 源主机到目的主机的数据分 路由与转发。包括IP协议、路由协议等。
• 链路层：相邻网络元素（主机、交换 机、路由器等）的数据传输。比如以太网（Ethernet）、802.11 (WiFi)、 PPP。
• 物理层：比特传输。

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5层模型的数据封装过程

那5层模型所解释的数据的封装和传输的过程是什么？如下图所示。

源主机和目的主机实现5层的功能，交换机实现2层，路由器实现3层。

应用层的数据就是用户发送的数据，称为报文(message)。报文到传输层以后，加上传输层头所构造的协议数据单元（PDU）就成为段(segment)，进一步交给网络层，再加上网络层头构造成数据报（datagram)，进一步交给链路层，加头加尾构造成帧(frame)。最后交给物理层，就成了一个一个比特了。

从下到上还原的过程就是去掉头部信息或尾部信息的过程。