前面我們已經和大家講完了計算機網路裡面的一些常見裝置，大家有沒有想過，這些裝置之間是如何互相溝通的呢？它們又是怎樣能夠理解彼此的呢？別急，我慢慢和大家說。

網路互連模型

網路誕生之初，通常只有同一家廠商生產的計算機才能互相通訊，此時只能採用 DECnet 方案或者是 IBM 的方案，但是這兩個方案之間並不互通，也就是說，在那個年代，如果我們的網路已經用了 DECnet 的方案，那麼整個網路就只能用 DECnet 的方案，新增裝置也只能用這個方案。直到上個世紀七十年代末，國際標準化組織（ISO）開發了開放式系統互聯模型，也就是 OSI 參考模型，才讓不同廠商之間的裝置能夠通訊。OSI 參考模型是理想的模型，不過現實中中還是 TCP/IP 模型使用更多。但這篇文章依舊會以 OSI 參考模型的講述為主，大家理解其中一個模型，就能理解其他的模型了。

參考模型的優點

OSI 模型旨在以協議的形式幫助廠商生產可互相操作的網路裝置和軟體，讓不同廠商的網路能夠協同工作，也讓執行不同作業系統的主機之間可以互相通訊。比如說咱們辦公室，有的同事電腦是 MacOS 系統，有的是 Windows 系統，還有各種手機，執行 Linux 系統的伺服器，只要是網路可達，完全可以正常通訊。

比如我們公司會有很多部門，並有一套執行標準，規定了每個部門的任務，比如說誰去面對客戶，誰來實現客戶需求，誰負責員工保障等。每個部門就相當於 OSI 參考模型中的層，每層的工作雖然不一樣，但是都是為了同樣的戰略目標——通訊。而且每個部門無法獨立存在，必須和其他部門協同工作才可以完成任務。這套執行標準就是我們的 OSI 參考模型。這個模型並不是一個物理模型，而是一個邏輯模型，並不是說我們從物理上給分了七層，而是和我們公司的執行標準一樣，是一組指導原則，幫助我們完成工作。

使用這樣的分層模型有很多優點：每一層可以各司其職，這樣有助於元件開發；並且標準化網路元件，就不會出現我們前面所說的各個廠商之間完全無法通訊的情況；而且可以避免修改其中一層而影響其他層的狀況。

OSI 七層模型

OSI 模型是主要的網路架構模型，分為七層：

OSI 參考模型

從上到下依次為，應用層、表示層、會話層、傳輸層、網路層、資料鏈路層和物理層。

應用層就是使用者和計算機交流的場所，比如說檔案傳輸和電子郵件等應用，都是應用層的工作。僅當馬上需要訪問網路時，這一層才會發揮作用，如果是訪問本機上已儲存的檔案，是不需要用到應用層的。表示層承擔著翻譯工作，它會將來自應用層的資料轉換成所有計算機都通用的標準格式，並對資料進行加密。會話層負責建立、管理和終止會話的工作，還能將使用者資料分開。傳輸層提供端到端的資料傳輸服務，在網際網路中的傳送主機和接收主機之間建立邏輯連線，同時也會控制流量，防止流量太大而導致資料丟失的情況出現，在這一層還會區分不同的應用程式，透過埠號進行標記。網路層就是邏輯定址，確定最佳的資料傳輸路徑。資料鏈路層提供資料的物理傳輸，進行區域網內部的物理定址，並處理錯誤通知。物理層的作用就是傳送和接受原始位元流，比如說咱們第一篇文章說到的傳輸介質，就是工作在物理層。

這麼說大家會不會覺得不太好理解呢？簡單來說，越是上層就越靠近使用者，越是底層就越接近硬體。比如說應用層就是直接和使用者接觸的，物理層的位元流就可以直接透過硬體傳輸了。OSI 參考模型是在協議前設計的，具有通用性，且概念清晰，但是過於複雜了，在 TCP/IP 網路中有更加簡潔的模型。

TCP/IP 參考模型

TCP/IP 模型和 OSI 參考模型一樣，都採用的是層次結構的方式，對應關係如下圖，

TCP/IP 模型與 OSI 參考模型對應關係

相對於 OSI 來說是不是更簡單一點呢？但是 TCP/IP 模型是有了協議再定義的模型，並不適用於非 TCP/IP 網路。

訊息要經歷什麼才能送到你面前呢

以手機發訊息為例，

首先要開啟一個溝通軟體，當我們執行開啟軟體這個操作的時候，就是由應用層來完成和我們的互動。然後輸入資訊，輸入的資訊叫做使用者資料，然後這個資料會在表示層被“翻譯”成計算機可識別的 ASCII 碼。當我們按完了傳送按鈕，剩下來就是機器的事情了，在傳輸之前，需要先建立會話連線才能傳輸資料，這就是會話層的工作了。會話層建立會話，產生相應的主機程序傳給傳輸層。傳輸層將以上資訊加上埠號以便目的主機辨別，得知具體應由本機的哪個任務來處理。這時候資訊還沒有發出去，被交給了網路層。在網路層加上 IP 地址使資料能確認應到達具體某個主機，選路也發生在這一層，確認應發給誰之後我們還要知道該怎麼去，也就是會查地圖，選一條最優的路。到了資料鏈路層後，資料前面會再被加上 MAC 地址，用於在區域網內部尋找具體主機，最後資料被轉成位元流資訊，從而在網路上傳輸。位元流長什麼樣呢？其實就是 010101010…… 這種，因為我們手機、電腦還有上文提到的網路裝置，裡面都是電路板，而電路板只有開合兩個狀態，對應著 0 和 1，所以只有這樣的位元流才可以透過硬體傳播。資料被網路上的各個主機接收之後，主機會看一眼是不是找自己的，如果不是就丟掉，如果是找自己的就會檢視埠號，判斷由哪個程序來處理該資訊。比如說微信發的訊息就會去找微信，不會說 QQ 收到了微信的訊息。

訊息的傳送和接受只是一瞬間，可是在這個瞬間裡面它們經歷過揉碎重組，還被加上了各種各樣的“帽子”，不能被正確接收的訊息還會被丟掉，所以說再收到訊息的時候，多少看一眼吧，畢竟它歷經千辛萬苦才被送到你面前。

我們的資料傳輸原理基礎部分已經結束了，大家是不是又產生了很多新的疑問呢？比如說為什麼有 MAC 地址又有 IP 地址，到底以哪個為準呢？有地址是不是也要有地圖才會找到目的地呢？下一篇文章會為大家講述在 OSI 參考模型的第二層，資料是怎麼找到路的。