生动形象讲解 OSI 七层模型和两主机传输过程?

我们假设每个个体就是一台电脑,我们生活中的物品就是电脑中保存的文件。我们有一天想要与世界上其他地方的人交换货物,我们会用什么方法呢?

我们首先会看我们想要交换什么样的物品,如果是电子产品,可能会上苏宁易购,如果是书本,可能会上当当网,如果是服装裤子,可能会上淘宝或京东,如果是生活中的小玩意,可能会上咸鱼。这些电商平台为我们交换货物提供了专用的通道和规则,我们称这些平台为应用层。(应用层作用:为网络用户之间的通信提供专用的程序和协议)

提供不同服务的电商平台

假设我们最终选择在淘宝上卖给别人一个衣柜。而衣柜太大了不易邮递,我们要找木匠将衣柜拆分成一个个零部件,并封装、打包,附上组装说明书。对方在收到你的邮件后,也会找木匠按照说明书拆封、组装,让它重新成为一个完整的衣柜。木匠的拆分/组装是为了衣柜更方便的传输,我们称木匠工作在表示层。(表示层作用:提供数据压缩、解压、加密等服务,为应用层提供语法选择,语法转换)

拆分衣柜的木匠

木匠封装好了物品,会让客服在阿里旺旺中问一句:“您好,您确定够买了吗?如果您确定的话我就点确认下单,正式发货了。” 如果对面此时点了退款,那就不必发货了,如果对面回复“是”或没有回复,那么客服默认发货。发货的具体时间和数量是由客服决定的,客服可以选择当天全部发出去,也可以选择用两天时间分批次发出去。当然,对面也可以选择接收物品的时间(我们都有快递到了不能去取的经历)。而只有收件人在网上点击“确认接收”后,整个购买流程才会结束。客服的工作是确认订单的开始/结束时间以及货物的发送/接收数量的,我们称客服工作在会话层。(会话层作用:建立、管理和终止表示层实体之间的会话连接)

确认收货的页面

以上,用户购买流程结束了。剩下的是如何将货物发送过去的问题。同理,在电脑中,前三步之后用户的操作便结束了,剩下的是信息如何在网络中传递的问题。因此,我们把前三层叫做OSI模型中的上层结构

那么货物要如何传递呢?那么远,客服肯定不能自己去送,客服会联系快递公司。如果是不能丢失的重要邮件,客服会选择EMS邮寄;如果是要求速度的隔日达,客服可能会选择顺丰快递。快递公司的作用是保证你的货物能被对方顺利接收,快递公司就是我们常说的传输层,起到一个承上启下的作用。(传输层作用:为会话层提供可靠的、无误的数据传输) 传输层是OSI模型中的中间层。

提供不同服务的快递公司

快递公司收到了快件通知,会查看订单上的地址信息:“发件地址:北京市,收件地址:上海市”。此时,分拨中心会根据地址选择运输路径,计算途经哪几个分拨中心能最快/路径最短的将货物送达。分拨中心根据地址信息提供路径选择,我们说分拨中心工作在网络层。(网络层作用:基于IP地址为数据的传输进行网络间的路由选择)

北京到上海的路径选择

快递公司收到快递订单后,会派快递小哥到发件人所在地址,根据发件人的姓名和电话联系到发件人,取走货物,送往当地分拨中心。同理,当货物到达收件地的分拨中心后,当地的快递小哥会根据收件人的姓名和电话联系到收件人,将货物安全送达。快递小哥是通过姓名和电话(相当于Mac地址)联系到个人的,我们说快递小哥工作在数据链路层。(数据链路层作用:物理地址寻址,为网络层提供数据传送服务)

快递小哥

货物运输途中,都由司机大哥开不同的卡车、汽车、三轮车运送。我们说司机大哥和交通工具们工作在物理层。(物理层作用:为数据传输提供物理媒体,进行数据的实际传输)

司机大哥和他的交通工具

从快递公司接收货物开始,后面的所有流程都是货物在城市内/城市间的运输过程。在网络内也一样,从传输层建立连接开始,后面的所有流程都是数据包在网络内/网间的传递,与操作用户本身再无关系。因此,我们把后三层叫做OSI模型中的下层结构。

然而实际生活中,我们往往不会分那么细,老板,木匠,客服的活往往一个人就做了。运输过程也是一样,快递小哥经常客串司机的角色。

嘿嘿,想不到吧 都是我一个人哦

其实网络中也是一样。从电脑的角度来看,如果一台电脑要给另一台电脑发送文件,它首先会查看发送内容,通过发送内容选择发送平台。比如发送邮件用Email,发送图片用QQ。不同的应用程序有着不同的通信协议(Email——SMTP,Web——Http,文件传输——Ftp等),这些通信协议都工作在应用层。

使用不同应用层协议的APP

假设我们决定用QQ发送一张图片,我们电脑会在传送前先在后台对这张图片进行编码、加密和压缩,这一过程工作在表示层。

用QQ传送文件时,我们会被问到“是否发送”,对面也会看到“是否接收”。如果接收失败,会告诉你发送失败,问你是否重传;接收成功后,也会有对话框告诉你发送成功。这些,都工作在会话层。

确认发送对话框

这边确定发送,那边也确定接收后,会通过TCP/UDP协议建立通道,保证传输的可靠性。TCP/UDP协议工作在传输层。

文件在网络传输过程中,通过IP地址,由路由器选择传输路径,路由器工作在网络层。

路由器

文件在网络传输过程中,在网内通过物理地址(Mac地址)由交换机进行数据的传送。交换机工作在数据链路层。

交换机

网线/光纤负责发送比特流,提供信息传送的物理介质。

同样,网络中,我们也可以把前三层总结到一起,称为应用层。把后两层总结到一起,称为数据链路接口层或网络接口层。这样,就把繁琐的OSI七层结构转化为了精简的TCP/IP四层结构。

总结:应用层——电商平台(应用软件中对应的SMTP,Http,Ftp等应用层协议)

表示层——木匠(负责数据压缩、编码)

会话层——秘书(负责文件发送/接收)

传输层——快递公司(EMS——TCP;顺丰——UDP)

网络层——分拨中兴(路由器)

数据链路层——快递小哥(交换机)

物理层——司机大哥和交通工具(网线/光纤)

作者:薛定谔不在家
链接:https://www.zhihu.com/question/24002080/answer/410983148
来源:知乎

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