互聯網的本質就是一系列的網絡協議，這個協議就叫OSI協議（一系列協議），按照功能不同，分工不同，人爲的分層七層。實際上這個七層是不存在的。沒有這七層的概念，只是人爲的劃分而已。區分出來的目的只是讓你明白哪一層是幹什麼用的。
每一層都運行不同的協議。協議是幹什麼的，協議就是標準。
實際上還有人把它劃成五層、四層。
七層劃分爲：應用層、表示層、會話層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層、物理層。
五層劃分爲：應用層、傳輸層、網絡層、數據鏈路層、物理層。
四層劃分爲：應用層、傳輸層、網絡層、網絡接口層。
物理層：
字面意思解釋：物理傳輸、硬件、物理特性。在深圳的你與北京的朋友聊天，你的電腦必須要能上網，物理體現是什麼？是不是接一根網線，插個路由器，北京的朋友那邊是不是也有根網線，也得插個路由器。也就是說計算機與計算機之間的通信，必須要有底層物理層方面的連通，就類似於你打電話，中間是不是必須得連電話線。
中間的物理鏈接可以是光纜、電纜、雙絞線、無線電波。中間傳的是電信號，即010101...這些二進制位。
底層傳輸的010010101001...這些二級制位怎麼才能讓它有意義呢？
要讓這些010010101001...有意思，人爲的分組再適合不過了，8位一組，發送及接收都按照8位一組來劃分。接收到8位爲一組的話，那麼就可以按照這8位數來做運算。如果沒有分組，對方接收的計算機根本就不知道從哪一位開始來做計算，也解析不了收到的數據。我發了16位你就按照16位來做計算嗎？我發100位你就按照100位做計算嗎？沒什麼意義是吧。因此要想讓底層的電信號有意義，必須要把底層的電信號做分組。我做好8位一組，那麼我收到數據，我就知道這幾個8位做一組，這幾個8位做一組。那麼每個8位就可以得到一個確定的數。分組是誰幹的活呢？物理層幹不了，這個是數據鏈路層乾的。
數據鏈路層
早期的時候，數據鏈路層就是來對電信號來做分組的。以前每個公司都有自己的分組方式，非常的亂，後來形成了統一的標準（標準就是協議），即以太網協議Ethernet。
Ethernet規定
一組電信號稱之爲一個數據包，或者叫做一個“幀”
每一數據幀分成：報頭head和數據data兩部分
head包含：（固定18個字節）
發送者（源地址，6個字節）
接收者（目標地址，6個字節）
數據類型（6個字節）
data包含：（最短46字節，最長1500字節）
數據包的具體內容
head長度+data長度=最短64字節，最長1518字節，超過最大限制就分片發送。
這就像寫信，發送者的地址（源地址）就是你家的地址，接收者地址（目標地址）就是對方的收信地址，你家的路由器就相當於郵局。其實在計算機通信中的源地址和目標地址指的是mac地址。
Mac地址的由來：
head中包含的源和目標地址由來：Ethernet規定接入Internet的設備都必須具備網卡，發送端的和接收端的地址便是指網卡的地址，即Mac地址。
每塊網卡出廠時都被燒錄上一個實際上唯一的Mac地址，長度爲48位2進制，通常由12位16進制數表示，（前六位是廠商編碼，後六位是流水線號）
有了mac地址以後，計算機就可以通信了，假設一個教室就是一個局域網（隔離的網絡），這個教室裏面有幾臺計算機，計算機的通信和人的通信是一個道理，把教室裏面的人都比作一個個計算機，假設教室裏面的人都是瞎子，其實計算機就是瞎子的，計算機通信基本靠吼，現在我要找教室裏面的飛哥要戰狼2的片，然後我就吼一聲，說我要找飛哥要戰狼2的片，戰狼2的片就屬於我的數據，但是我在發的時候我是不是要標識我是誰，我要找誰，我是誰就是我的mac地址，我要找誰就是飛哥的mac地址，這兩個地址做數據包的頭部，再加上數據戰狼2的片就構成了一個數據幀。
這個數據包封裝好以後就往外發，到物理層以後就全部轉成二級制，往外發是怎麼發的呢？就是靠吼。即“我是Edison，我找飛哥要戰狼2的片”。這麼吼了一嗓子以後，全屋子的人都能聽到，這就是廣播。
計算機底層，只要在一個教室裏（一個局域網），都是靠廣播的方式，吼。
局域網的理解：什麼是互聯網，互聯網就是由一個個局域網組成，局域網內的計算機不管是對內還是對外都是靠吼，這就是數據鏈路層的工作方式-----廣播。
廣播出去以後，所有人都聽得見，所有人都會拆開這個包，讀發送者是誰，接收者是誰，只要接收者不是自己就丟棄掉。對計算機來說，它會看自己的Mac地址，飛哥收到以後，他就會把片發給我，發送回來同樣採用廣播的方式了，靠吼。
同一個教室（同一個局域網）的計算機靠吼來通信，那不同教室的計算機又如何？
比如說局域網1的pc1與局域網2的pc10如何通信？你在教室1（局域網1）吼，教室2（局域網2）的人肯定是聽不見的。這就是跨網絡進行通信，數據鏈路層就解決不了這個問題了，這就得靠網絡層出面了。
在講網絡層之前，其實基於廣播的這種通信就可以實現全世界通信了，你吼一聲，如果全世界是一個局域網，全世界的計算機肯定可以聽得見，從理論上似乎行得通，如果全世界的計算機都在吼，你想一想，這是不是一個災難。因此，全世界不能是一個局域網。於是就有了網絡層。
網絡層：
網絡層定義了一個IP協議，
你想，我是這個教室的一個學生，我想找隔壁教室一個叫老王的學生，我也不認識老王，那怎麼辦，我吼？老王在另外一個教室肯定是聽不到的。找教室的負責人，這個教室的負責人就負責和隔壁教室的負責人說話，說我們教室的有個學生要找你們教室的老王。往外傳的東西交給負責人就可以了，內部的話上面已經提到，通過廣播的方式，對外的東西廣播失效。教室的負責人就是網關，網關即網絡關口的意思。
Mac地址是用來標識你這個教室的某個位置，IP地址是用來標識你在哪個教室（哪個局域網）。你要跨網絡發包你是不是要知道對方的IP地址，比如你要訪問百度，你肯定得知道百度服務器的IP地址。計算機在發包前，會判斷你在哪個教室，對方在哪個教室，如果在一個教室，基於mac地址的廣播發包就OK了；如果不在一個教室，即跨網絡發包，那麼就會把你的包交給教室負責人（網關）來轉發。Mac地址及IP地址唯一標識了你在互聯網中的位置。
數據鏈路層中會把網絡層的數據包封裝到數數據鏈路層的數據位置，然後再添加上自己的包頭，再發給物理層，物理層發給網關，網關再發給對方教室的網關，對方教室的網關收到後在那個教室做廣播。
在數據鏈路層看，數據封裝了兩層，跟玩俄羅斯套娃有點類似，一層套了一層。
最終變成
現在來看另一個問題，在吼之前怎麼知道對方的Mac地址？這就得靠ARP協議。
ARP協議的由來：在你找飛哥要片之前，你的先幹一件事，想辦法知道飛哥的Mac地址。即你的機器必須先發一個ARP包出去，ARP也是靠廣播的方式發，ARP發送廣播包的方式如下：
局域網中怎麼獲取對方的Mac地址：
肯定要知道對方的IP地址，這是最基本的，就像你要訪問百度，肯定得知道百度的域名，域名就是百度的IP地址。自己的IP可以輕鬆獲得，自己的Mac也輕鬆獲取，目標Mac爲12個F，我們叫廣播地址，表達的意思是我想要獲取這個目標IP地址172.16.10.11的機器的Mac地址。Mac爲12個F代表的是一種功能，這個功能就是獲取對方的MAC地址，計算機的Mac永遠不可能是12個F。假設是在本教室廣播，一嗓子吼出去了，所有人開始解包，只有IP地址是172.16.10.11的這個人才會返回他的Mac地址，其他人全部丟棄。發回來源Mac改成飛哥自己的Mac地址，同時把飛哥的Mac地址放在數據部分。
跨網絡怎麼獲取對方的Mac地址：
通過IP地址區分，計算機運算判斷出飛哥不在同一個教室，目標IP就變成了網關的IP了。網關的IP在計算機上配死了，可以輕鬆獲取。
這樣網關就會把它的Mac地址返回給你，然後正常發包
網關幫你去找飛哥，但對用戶來說，我們根本就感覺不到網關的存在。
傳輸層
傳輸層的由來：網絡層的ip幫我們區分子網，以太網層的mac幫我們找到主機，然後大家使用的都是應用程序，你的電腦上可能同時開啓qq，暴風影音，等多個應用程序，
那麼我們通過ip和mac找到了一臺特定的主機，如何標識這臺主機上的應用程序，答案就是端口，端口即應用程序與網卡關聯的編號。
傳輸層功能：建立端口到端口的通信
補充：端口範圍0-65535，0-1023爲系統佔用端口
tcp協議：
可靠傳輸，TCP數據包沒有長度限制，理論上可以無限長，但是爲了保證網絡的效率，通常TCP數據包的長度不會超過IP數據包的長度，以確保單個TCP數據包不必再分割。
以太網頭 ip 頭 tcp頭 數據
udp協議：
不可靠傳輸，”報頭”部分一共只有8個字節，總長度不超過65,535字節，正好放進一個IP數據包。
以太網頭 ip頭 udp頭 數據
應用層
應用層由來：用戶使用的都是應用程序，均工作於應用層，互聯網是開發的，大家都可以開發自己的應用程序，數據多種多樣，必須規定好數據的組織形式 。
應用層功能：規定應用程序的數據格式。
例：TCP協議可以爲各種各樣的程序傳遞數據，比如Email、WWW、FTP等等。那麼，必須有不同協議規定電子郵件、網頁、FTP數據的格式，這些應用程序協議就構成了”應用層”。
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作者：陶通寧
來源：CSDN
原文：https://blog.csdn.net/taotongning/article/details/81352985
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