数据格式处理：协商和建立数据交换的格式，解决各应用程序之间在数据格式表示上的差异
数据的编码：处理字符集和数字的转换。例如由于用户程序中的数据类型（整型或实型、有符号或无符号等）、用户标识等都可以有不同的表示方式，因此，在设备之间需要具有在不同字符集或格式之间转换的功能
压缩和解压缩：为了减少数据的传输量，这一层还负责数据的压缩与恢复
数据的加密和解密：可以提高网络的安全性

会话层

会话层（Session Layer）是OSI模型的第5层

是用户应用程序和网络之间的接口，主要任务是：向两个实体的表示层提供建立和使用连接的方法。将不同实体之间的表示层的连接称为会话。

因此会话层的任务就是组织和协调两个会话进程之间的通信，并对数据交换进行管理
用户可以按照半双工、单工和全双工的方式建立会话

会话层的具体功能

会话管理：允许用户在两个实体设备之间建立、维持和终止会话，并支持它们之间的数据交换。例如提供单方向会话或双向同时会话，并管理会话中的发送顺序，以及会话所占用时间的长短
会话流量控制：提供会话流量控制和交叉会话功能
寻址：使用远程地址建立会话连接
出错控制：从逻辑上讲会话层主要负责数据交换的建立、保持和终止，但实际的工作却是接收来自传输层的数据，并负责纠正错误。会话控制和远程过程调用均属于这一层的功能。但应注意，此层检查的错误不是通信介质的错误，而是磁盘空间、打印机缺纸等类型的高级错误

传输层

OSI下3层的主要任务是数据通信，上3层的任务是数据处理

传输层（Transport Layer）是OSI模型的第4层

因此该层是通信子网和资源子网的接口和桥梁，起到承上启下的作用。

该层的主要任务是：
向用户提供可靠的端到端的差错和流量控制，保证报文的正确传输。传输层的作用是向高层屏蔽下层数据通信的细节，即向用户透明地传送报文。该层常见的协议：TCP/IP中的TCP协议、Novell网络中的SPX协议和微软的NetBIOS/NetBEUI协议。

传输层提供会话层和网络层之间的传输服务，这种服务从会话层获得数据，并在必要时，对数据进行分割。然后，传输层将数据传递到网络层，并确保数据能正确无误地传送到网络层。因此，传输层负责提供两节点之间数据的可靠传送，当两节点的联系确定之后，传输层则负责监督工作。

传输层的主要功能

传输连接管理：提供建立、维护和拆除传输连接的功能。传输层在网络层的基础上为高层提供“面向连接”和“面向无接连”的两种服务。
处理传输差错：提供可靠的“面向连接”和不太可靠的“面向无连接”的数据传输服务、差错控制和流量控制。在提供“面向连接”服务时，通过这一层传输的数据将由目标设备确认，如果在指定的时间内未收到确认信息，数据将被重发。
监控服务质量

网络层

网络层（Network Layer）是OSI模型的第3层

它是OSI参考模型中最复杂的一层，也是通信子网的最高一层。它在下两层的基础上向资源子网提供服务。

其主要任务是：通过路由选择算法，为报文或分组通过通信子网选择最适当的路径。该层控制数据链路层与传输层之间的信息转发，建立、维持和终止网络的连接。具体地说，数据链路层的数据在这一层被转换为数据包，然后通过路径选择、分段组合、顺序、进/出路由等控制，将信息从一个网络设备传送到另一个网络设备。

一般地，数据链路层是解决同一网络内节点之间的通信，而网络层主要解决不同子网间的通信。例如在广域网之间通信时，必然会遇到路由（即两节点间可能有多条路径）选择问题。

网络层的主要功能

寻址：数据链路层中使用的物理地址（如MAC地址）仅解决网络内部的寻址问题。在不同子网之间通信时，为了识别和找到网络中的设备，每一子网中的设备都会被分配一个唯一的地址。由于各子网使用的物理技术可能不同，因此这个地址应当是逻辑地址（如IP地址）
交换：规定不同的信息交换方式。常见的交换技术有：线路交换技术和存储转发技术，后者又包括报文交换技术和分组交换技术
路由算法：当源节点和目的节点之间存在多条路径时，本层可以根据路由算法，通过网络为数据分组选择最佳路径，并将信息从最合适的路径由发送端传送到接收端
连接服务：与数据链路层流量控制不同的是，前者控制的是网络相邻节点间的流量，后者控制的是从源节点到目的节点间的流量。其目的在于防止阻塞，并进行差错检测

数据链路层

数据链路层（Data Link Layer）是OSI模型的第2层
负责建立和管理节点间的链路。

数据链路层的主要功能

通过各种控制协议，将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。在计算机网络中由于各种干扰的存在，物理链路是不可靠的。因此，这一层的主要功能是在物理层提供的比特流的基础上，通过差错控制、流量控制方法，使有差错的物理线路变为无差错的数据链路，即提供可靠的通过物理介质传输数据的方法。

该层通常又被分为介质访问控制（MAC）和逻辑链路控制（LLC）两个子层。

MAC子层的主要任务是解决共享型网络中多用户对信道竞争的问题，完成网络介质的访问控制；
LLC子层的主要任务是建立和维护网络连接，执行差错校验、流量控制和链路控制。

数据链路层的具体工作是接收来自物理层的位流形式的数据，并封装成帧，传送到上一层；同样，也将来自上层的数据帧，拆装为位流形式的数据转发到物理层；并且，还负责处理接收端发回的确认帧的信息，以便提供可靠的数据传输。

物理层

在OSI参考模型中

物理层（Physical Layer）是参考模型的最低层，也是OSI模型的第1层

物理层的主要功能

利用传输介质为数据链路层提供物理连接，实现比特流的透明传输。
物理层的作用是实现相邻计算机节点之间比特流的透明传送，尽可能屏蔽掉具体传输介质和物理设备的差异。使其上面的数据链路层不必考虑网络的具体传输介质是什么。

“透明传送比特流”表示经实际电路传送后的比特流没有发生变化，对传送的比特流来说，这个电路是看不见的

TCP/IP四层模型：

因为OSI协议栈比较复杂，且TCP/IP两大协议在业界被广泛使用，所以TCP/IP参考模型成为了互联网的主流参考模型

TCP/IP网络模型适用于不同设备上进程间的通信，共分为四层分，从上到下分别是应用层、传输层、网络层、网络接口层

TCP/IP四层模型_tcpip4层模型_muggle啊的博客-CSDN博客

应用层

应用层是最上层的，我们能直接接触到的层，我们日常所使用的软件都是在应用层上实现的。

应用层不关心数据是如何传输的，就和我们寄快递的时候只需要把包裹交给快递员，我们不关心包裹是如何运输的。

协议

应用层的协议包括HTTP、FTP、Telnet、DNS、SMTP等

传输层

传输层是为应用层提供网络支持的，在传输层有两个传输协议，分别是TCP和UDP。

TCP（Transmission Control Protocol）

TCP的全称是传输控制协议，大部分应用传输层协议使用的都是TCP，TCP为了保证数据能够可靠的传输到目的地，有流量控制、超时重传、拥塞控制等特性。

UDP（User Datagram Protocol）

UDP全称是用户报文协议，UDP相对TCP来说就很简单，只负责发送数据包，至于数据包能否正常抵达目的地，UDP不能保证；但是换一个角度来说，UDP少干了这么多，那他的实时性相对TCP来说更好，传输效率也更高。

通常来说一台设备上会运行多个应用进程，为了区分数据要发送的具体进程，传输层中需要指定端口号来区分不同的进程和应用。

网络层

负责将数据从一个设备发送到另一个设备的并不是传输层，传输层设计的理念是，简单、高效、专注，实际场景中的网络环节错综复杂，网络层就来是负责数据实际传输。

网络层最常用的是IP协议（Internet Protocol），IP协议会将传输层的报文作为数据部分，再加上IP数据包组装成IP报文。

网络层负责将数据从一个设备传输到另一个设备，而为了确定目标设备，网络层需要有区分设备单的编号，这个编号就是IP地址。

对于IPv4协议，IP地址共32位（32个bit），共分成四段（例如：192.168.1.1），每段8位。如果只有单纯的IP地址，虽然做到了设备区分，但是殉职起来就特别麻烦，世界上那么多设备，一个个去匹配显然是非常不科学的

因此需要借助子网掩码来将IP地址分为两种意义：

一个是网络号，负责标识IP地址是属于哪一个[子网]的
一个是主机号，负责标识同一子网下的不同主机

比如192.168.1.1/24，后面的/24表示的就是子网掩码255.255.255.0，255.255.255.0 二进制是「11111111 11111111 11111111 00000000」，其中共有24个1，为了简化子网掩码的表示，就用/24来代替。

网络号=IP地址按位与子网掩码
主机号=IP地址按位与子网掩码取反

关于子网以及子网掩码的知识，我们后续文章会说明

网络接口层

网络层生成完IP头部之后，接下来要交给网络接口层在IP头前面加上MAC头，并封装成数据帧（Data Frame）发送到网络上。

IP头中的接收方IP表示网络包的目的地，通过这个地址我们就可以判断要将包发送到那里，但是在以太网的世界中，这个思路行不通！

以太网是一种在局域网内，把附近的设备连接起来，使其可以互相通讯的技术。我们电脑上的以太网口、WiFi接口，以太网交换机、路由器上的千兆、万兆网口，还有网线，都是以太网的组成部分。

以太网判断网络包目的地的方式和IP不同，不需要采用互相匹配的方式才能在以太网中将包发往目的地，而MAC头就是干这个用的，所以在以太网进行通讯需要用到MAC地址。

MAC头是以太网使用的头，包含了发送方和接收方的MAC地址等信息，我们可以通过ARP协议获取对方的MAC地址。

所以网络接口层主要为网络提供链路级别的传输服务，负责在以太网、WiFi这样的底层网络上发送原始数据包，工作在网卡这个层次，使用MAC地址来别试网络中的设备。

五层模型

部分资料中还出现了一个五层模型，物理层和数据链路层并没有合并

有关五层模型的知识可以到这里去了解：

计算机网络模型（TCP五层模型） - 知乎 (zhihu.com)

四层的数据传输

每一层的封装结构如下图

网络接口层的传输单位是帧（frame）
IP层的传输单位是包（package）
TCP层的传输单位是段（segment）
HTTP的传输单位则是消息或报文（message）

这些单位其实并没有本质上的区别，可以统称为数据包。

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