网络分层结构及各层功能，网络常见的分层结构

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一、网络分层

网络分层，也称作分层式结构，是计算机网络发展的一个重要原则，是一种结构性管理原则，主要是指网络拓扑的复杂性，将网络拓扑分解成几个独立的层次，可以有效降低网络系统的复杂性，实现计算机网络的统一管理和有效的应用。

1、物理层

物理层是计算机网络中最底层的一层，也是最基本的一层，主要处理实现网络中数据传输的硬件相关的技术，直接关系到物理设备，主要完成物理连接、信号传输和数据比特流的转换开和比特流之间的连接。物理层完成的任务有：提供物理设备的连接、控制传输的物理介质、实现比特流的映射以及实现物理参数的测试。

2、 数据链路层

数据链路层是网络中第二层，它是对物理层传输信息进行封装和拆分的网络层，它面对下一层——网络层，从中取得数据帧，进行封装正确传输所需要的头部，以及数据校验等功能，以保证传输的正确性；它面对上一层，进行封装信息的解封装，将数据帧取出来，传递给上一层，完成将数据传输的对接。

3、 网络层

网络层功能主要为将源头发出的数据帧按照一定的路由规则转发到指定的目的地，它是在网络中最重要的一层，它的主要功能也有：给不同的网络提供统一的接口服务，选择最短的路由选择，分组编号顺序，实现报文的发送和接收功能，以及实现分组转发、可靠性保证和路径选择等功能。

4、 传输层

传输层主要实现传输控制以及端到端的可靠数据传输，主要有TCP协议和UDP协议，它们之间的主要区别就是在可靠性上，UDP属于不可靠传输，而TCP属于可靠传输，二者都可以完成端到端的数据传输，但是TCP的可靠性要远远好于UDP。

5、 会话层

会话层的功能就是负责进行网络连接的建立和管理，包括网络连接的创建、维护和断开等功能，会话层针对应用层协议，用户可以利用会话层建立网络连接以及完成连接通信，确保会话通信的收发正确，但是它处理的内容相比应用层的内容，只能说是比较抽象的，主要只是用来维护网络连接。

6、表示层

表示层的功能就是负责处理网络传输的数据的格式，它的功能主要是将数据在不同的业务-应用过程中进行统一的格式，实现数据的格式化，数据的格式化可以保证多种不同应用层协议使用的数据格式，从而实现对数据的处理和表示，最终实现不同机器之间的正确可靠的数据交换。

7、应用层

一、网络分层的概念

为了更有效地建立和维护网络，网络分层也就被提出来了。网络分层把整个网络系统中的各种组件（包括应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层）划分成不同的层次，这样就可以把每个层次的具体任务分配给不同小组或者个人完成，以加快网络建设和维护速度。

二、发展历程

（一）应用层

应用层是最高一层，其任务是定义网络应用程序如何利用网络资源来实现应用目标。它可以视为用户与网络之间的桥梁，它负责识别、格式化和加入网络传输信息的比特流，并定义网络应用程序中的数据格式。

（二）传输层

传输层是应用层的直接下一层，它关注的是通信的可靠性。它负责处理数据的可靠传输，包括重发，流量控制，同步传输，确认和取消。同时，传输层也负责把应用层的信息拆分成多个小的报文段以便发送，并负责把接收到的报文段重组成完整的信息。

（三）网络层

网络层是传输层的直接下一层，负责路由选择的问题。它的任务是确定发送的报文段在网络中的路由，决定数据在网络中的分组传输方式。网络层必须使报文可以在网络中寻找到最短路径，以便尽可能快地到达目的地，必须有效地使用网络资源，并尽可能保证网络的安全性。

（四）数据链路层

数据链路层位于网络层和物理层之间，介于它们之间。它负责网络中数据传输的形式和物理地址。它包括消息同步、纠错检测、寻址、硬件的流量控制和组网。

（五）物理层

物理层是最底层的，它的作用在于把位比特流转换成实际的信号，将这些信号存储到网络中的通信介质上，当时传输到接收方。它主要负责以太网或者光纤等物理介质，以及如驱动器、接头和电缆等复杂的电子设备。

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