必需懂的OSI参考模型，到底是什么玩意儿

在很久很久以前，企业级通讯设备的协议是不互通的。HP，IBM等厂商都根据自己的协议生产了不同的软硬件。这样做也是因为数据通讯的保密性，但是这样做有一个弊端，就是不同品牌的设备之间相互通讯非常困难。

举个例子，以前的中国，阎锡山为了做山西土皇帝，山高皇帝远，在自己势力范围内建造窄轨铁路，蒋介石国军的火车无法进入山西境内，无法便利调动军队、物资，实现一人独大的军阀割据格局。以互联网的眼光看，如果标准轨道铁路网是一个互联网，那阎锡山的窄轨铁路就是一个自我封闭的局域网，为了打破这种非标准化的私有标准，需要制定一个大家都遵守的国际标准。

为了解决“各自为战”的局面，国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)，发起了国际通讯协议标准。初衷是为了让各大厂商之间的设备遵循这个规定，生产出的设备可以畅通无阻地互相通信。

这个统一的协议称之为：OSI参考模型

OSI参考模型分为七层

每一层都有他的目的和作用，下面我们逐一介绍一下。

应用层

这里说的是提供应用程序进程的网络接口。首先要理解接口的定义。这里的接口不是指路由器交换机这种设备的物理接口，而是指逻辑上的。举个例子，如果你使用浏览器，浏览器上会有标签页，刷新，收藏等按钮。如果你想打开一个新标签页，就可以点击加号。

这种叫UI(User Interface)用户接口。意思是用户和机器交互的接口。

如果我想要做某个操作，我需要电脑能够给我提供操作的空间，例如我想打开新的标签页，我就需要浏览器这个程序上有个加号。

同样的，我的应用程序想要通过网络传输一些数据，也是需要类似的“接口”的。这个接口由应用层提供。典型的例如HTTP就是应用层协议。它可以让网页的内容在服务器和客户端之间传输。

表示层

这里表示层的主要作用是协商数据传输时使用的编码。我们还是拿HTTP这种常用的协议来举例子。在浏览网页时，我们可以查看网页上的各种信息，像图片，文字，视频等。

那么在传输时，浏览器是如何知道图片以及文字的表达形式呢，传过来的那么多信息，程序是如何知道传的是图片还是文字还是视频呢？

这就依靠我们表示层给出的信息来识别。我们一起来看一下网页的源代码。

这边可以在第五行看到这样一段代码:charset=utf-8

简单介绍一下UTF-8

这是一种字符的编码方式，它支持英文，简中，繁重，日文韩文等不同国家的语言，使他们能够正常在网页中显示，这都是表示层的功劳。

会话层

会话层的作用很简单，在程序间建立，管理和结束会话。何为会话呢？我打开QQ和朋友聊天这是一种会话，聊天的同时我还在使用浏览器看视频，这是另一种会话。

这两种会话的流量都是通过网络传输过来的，那么如何保证聊天的流量不会发送给浏览器，视频的流量又不会发给QQ呢？这一般是操作系统层面去实现的事情。

每个应用程序都有属于自己的PID(进程号)这些号码在系统中是唯一的，所以系统根据进程号来区分不同的会话。

传输层

主要是提供端到端的通信，可靠的传输以及流控。上面的三层我们一般也统称应用层。因为都是应用程序或者操作系统帮我们完成的，跟网络没有什么太大的关系。而传输层起到一个承上启下的作用。

网络层

网络层主要的作用是路由数据包，选择一条最佳的路径以及提供逻辑地址去选路。典型的像IP地址就是一种逻辑地址，是人为规定的，可以随意更改。

数据链路层

这里不太好理解给出的定义是接入媒体，可以把这里的Media理解为硬件，接入硬件，需要提供一个接入硬件的方式。

例如在以太网中，数据链路层使用MAC地址，而MAC地址是每个以太网设备在被制造出来时都会有的一个硬件地址，这便是接入硬件的意义。因为最终数据还是要发送到设备上的某个接口的，光靠三层的逻辑地址是不够的。

物理层

这里物理层主要是定义电器特性，比方说线速，电压等等物理特性。

以上就是OSI参考模型

总的来说它将网络通信这个复杂的过程通过分层给模块化了，每一层都有自己的任务，就像寄快递一样。

总结

先将要寄的东西打包，这是应用层的数据。那么现在到了传输层，主要是提供一种传输方式。类似我们在寄快递的时候选择空运或者陆运。空运比较贵嘛，但是快，陆运便宜但是慢。这边只是一个比喻，实际肯定没有这么简单。

传输层主要会使用TCP和UDP两种协议。那么在选择完了传输方式后，就需要填写发件人（源地址）和收件人（目标地址）了。填写完毕以后交给快递公司，他们会把快递由一个转运中心发往另一个转运中心，并不是直接从源发往目标。这里的转运中心其实就到二层了。

在传输过程中，像以太网中的MAC地址，是会不停变化的，就像一个快递由上海发往武汉，会先到上海的某个集散中心，然后发往武汉，然后又在武汉的集散中心转几圈，最后发往离目标最近的快递点，然后才开始配送，最终送到收件人手上。