简介
为了学习TCP/IP相关的知识，我们必须对网络有一个基础的了解。本文只介绍关于OSI参考模型和网络基本构成的内容。
OSI参考模型
OSI（Open System Interconnect），即开放式系统互连。 一般都叫OSI参考模型，是ISO组织在1985年研究的网络互连模型。该体系结构标准定义了网络互连的七层框架（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层），即OSI开放系统互连参考模型。
OSI参考模型分工明确、责任清晰但却是一种理想型的网络结构模型，由于分层过于细致，所以在实际的生活中并不适合，因此才出现了简易版的TCP/IP结构的模型。但是TCP/IP结构的模型脱胎于OSI参考模型，所以我们必须要了解OSI模型才能理解TCP/IP结构的模型。
OSI的七个分层
OSI的模型分为七个层次，分别为：
- 应用层： 该层针对于计算机应用的协议，为应用程序提供服务并规定应用程序中通信相关的细节。包括文件传输、电子邮件、远程登陆等协议。
- 表示层： 该层负责设备固有的数据格式和网络标准数据格式之间的转换。由于不同设备对于同一比特流解释结果可能会不同。比如文字流、图像、声音等，它们在我们生活中是以不同的形态出现的，但在网络传输过程中，他们必须被转换成比特流才能进行传输。
- 会话层： 该层负责通信管理，负责建立和断开连接，即何时建立连接，何时断开连接以及保持多久的连接。
- 传输层： 该层管理两个节点之间的数据传输。负责可靠运输，即确保数据被可靠地传输到目标地址。也就是说传输过程中出现数据丢失或损坏，传输层会做出合适的操作来确保目标节点能够完整的接收到数据。
- 网络层： 该层只负责地址管理与路由选择，我们可以参考生活中的快递小哥，他们会根据你包裹上的地址将包裹经由各个快递网点，最后顺利地送到你家楼下的菜鸟驿站中。
- 数据链路层： 负责互联设备之间的数据传送，同样我们可以参考快递中的运输车，车子只负责在两个相连的公路上运输包裹。
- 物理层： 负责0、1比特流与电压的高低之间地转换
OSI参考模型通信举例
我们用一个邮件地发送过程来描述OSI七层模型地传输方式：
- 我们通过邮箱发送了一封邮件，发件人为A，目标地址为B，内容为早上好
- 应用层将该邮件交给了表示层，表示层将utf-8格式的邮件转换成了网络标准的传输格式
- 表示层完成邮件格式的转换后将包交给会话层，会话层会选择发送方式，假设不止这么一封邮件，那就可以选择一次发一封或者一次发多封
- 会话层决定了发送方式以后将包交给传输层，传输层负责与目标地址建立连接，我们TCP中的三次握手来确定可靠连接就是如此
- 网络层负责将包转发到目标地址所在的网络上
- 最后两层则负责网络层确定转发路径后实际执行发送数据行为的角色。
网络的构成要素
搭建一套网络需要各种各样的网络设备
| 设备 | 作用 |
|---|---|
| 网卡 | 使计算机连网的设备 |
| 中继器 | 从物理层上延长网络的设备 |
| 网桥（二层交换机） | 从数据链路上延长网络的设备 |
| 路由器（三层交换机） | 通过网络层来完成数据的转发 |
| 网关 | 转换协议的设备 |
网卡
任何一台计算机连接网络时，必须要使用网卡。在TCP/IP的网络模型中，物理层和数据链路层被归为一层，我们可以用数据链路层去称呼它，我们都知道在我们的网络中我们总是通过IP地址去访问到某台计算机，但是我们又知道每台计算机的ip并不是固定的，它会随着我们更换网口、重连wifi等等状况而改变，可问题来了，那我们如何能通过一个变化的地址来访问到目标计算机呢，这里就需要一个唯一标识叫做MAC地址，MAC地址是每一台计算机都唯一的，是有厂商在生产时之间焊在网卡上的，而现代网卡通常都是被直接焊制在主板上，因此我们通常认为一台计算机可以通过一个MAC来标识，因此，当ip数据包被发送到目标ip地址时，最后会通过mac地址来确认是由哪台计算机接收，只与为什么通过动态的ip获知mac地址我们后面会有描述。
中继器
中继器是在物理层面上对网络进行延长的设备。我们都知道一个常识，当我们离我们家中安装的wifi距离过远时，会出现信号过弱的情况，这其实不止适用于wifi，也适用于物理层面的网络电缆，毕竟任何事物的传输包括电在运输过程中都是存在能量损耗以及不可知的干扰的，当我们能量损耗完毕时，信号也就消失了，这就是为什么我们不能直接拉一条网线从南极到北极直接进行通信。因此我们需要借助中继器来将一段弱化的信号重新加强。
我们可以参考一下古代的驿站系统，每次边关战报都是数百里加急，但是马儿通常跑不了那么远，那怎么办，这时候就需要每个情报士兵在中途的每个驿站进行换马重新整备。这样才能够马不停蹄地跑到京城送情报啊。
网桥
网桥的作用适用于连接不同的两个网段，通常我们将一条物理网线作为一个网段，而不同网线之间的通信则需要通过网桥来进行桥接。
相对于中继器，网桥能够对发送的数据进行完整或者损坏的判定，假设数据损坏了我们将丢弃损坏的数据。
同时除了判断数据完整性的能力以外，网桥还能判断是否将数据发送给相邻的网段，这种网桥我们称之为自学式网桥，这类网桥会记住曾经通过自己转发的所有数据征的MAC地址，并保存到自己的内存表中，因此在转发数据时，可以判断目标数据需要转发到哪个网段里。
我们在使用时通常不会使用单个的网桥，而是通过一个交换机来实现网桥功能，交换机的每个接口都具有网桥的功能，所以一个交换机可以连接多个个网段。
路由器
路由器是在网络层面上连接两个网络，并对分组报问进行转发的设备。网桥是根据物理地址（MAC地址）进行处理，而路由器则是通过ip地址进行处理。
路由器可以连接不同的数据链路，比如连接两个以太网。
当我们向某个ip地址发送消息时，会通过不同的路由器根据其目标ip地址进行路由转发，直到将数据发送到目标ip地址所在的主机上。
网关
网关负责协议之间的转换以及数据的转发，一个典型的例子就是互联网邮件和手机邮件之间的转换服务，手机邮件有时使用的协议与我们电脑上所使用的协议并不相同，因此直接通信时无法通信的，需要网关来实现两种协议之间的适配
总结
以上就是本文对于网络基础知识的一些介绍，因为路由器、ip等知识点都需要一篇足够详细的文章进行描述，所以并不在此赘述，只是简单介绍其功能并引入一些生活中实质性的使用方式来提及。关于后面TCP/IP协议的具体使用与发送方式我们会另外做出描述。