欢迎来到我的频道，博主27年考研！会不断完善博客到力争完美的地步（ 也就是说不到27年7、8月的时候看到的都不是最终版哦～ 点个收藏不迷路！！我会参考市面上主流机构的课程和书籍不断完善博客到27年底 ），博客不光是我的学习笔记也希望能帮助到所有备考408的考生！！
目前参考资料：27王道书籍课件课程等 未来参考资料顺序：零壹、竟成、最后会回归谢希仁老师的《计算机网络》做最后梳理！！
ps：可以点开我的主页看我以前作品，就能相信博主的实力和决心了！！诸君 加油！！！(需要课件和有改进意见的可以私聊我)
文章目录
- [1. 计算机网络分层结构](#1. 计算机网络分层结构)
- [1.1 "分层"的设计思想](#1.1 “分层”的设计思想)
- [1.2 计算机网络需要完成的功能与分层结构](#1.2 计算机网络需要完成的功能与分层结构)
- [1.3 三种常见的计算机网络体系结构](#1.3 三种常见的计算机网络体系结构)
- [1.3.1 网络体系结构的概念](#1.3.1 网络体系结构的概念)
- [1.3.2 层与层之间的关系](#1.3.2 层与层之间的关系)
- [1.3.3 数据传输过程的水平视角](#1.3.3 数据传输过程的水平视角)
- [1.3.4 数据传输过程的垂直视角](#1.3.4 数据传输过程的垂直视角)
- [1.3.5 PDU、SDU、PCI的概念](#1.3.5 PDU、SDU、PCI的概念)
- [1.3.6 协议的三要素](#1.3.6 协议的三要素)
- [1.4 知识回顾与重要考点](#1.4 知识回顾与重要考点)
- [2. OSI参考模型](#2. OSI参考模型)
- [2.1 个别术语说明和各层的名称和顺序记忆](#2.1 个别术语说明和各层的名称和顺序记忆)
- [2.2 常见网络设备的功能层次](#2.2 常见网络设备的功能层次)
- [2.3 物理层](#2.3 物理层)
- [2.4 链路层](#2.4 链路层)
- [2.5 网络层](#2.5 网络层)
- [2.6 传输层](#2.6 传输层)
- [2.7 5～7层](#2.7 5～7层)
- [2.8 总结](#2.8 总结)
- [3. TCP/IP模型](#3. TCP/IP模型)
- [3.1 各层的名称与顺序](#3.1 各层的名称与顺序)
- [3.2 OSI5～7层 VS TCP/IP应用层](#3.2 OSI5～7层 VS TCP/IP应用层)
- [3.2.1 OSI模型缺陷](#3.2.1 OSI模型缺陷)
- [3.2.2 TCP/IP模型应用层](#3.2.2 TCP/IP模型应用层)
- [3.3 OSI1～2层 VS TCP/IP网络接口层](#3.3 OSI1～2层 VS TCP/IP网络接口层)
- [3.3.1 OSI模型局限性](#3.3.1 OSI模型局限性)
- [3.3.2 TCP/IP模型网络接口层](#3.3.2 TCP/IP模型网络接口层)
- [3.4 总结图](#3.4 总结图)
- [3.5 网络层差别](#3.5 网络层差别)
- [3.6 传输层差别](#3.6 传输层差别)
- [3.7 总结](#3.7 总结)
- [1. 层级对应关系](#1. 层级对应关系)
- [2. TCP/IP四层各层核心内容](#2. TCP/IP四层各层核心内容)
- [1. 网络接口层](#1. 网络接口层)
- [2. 网络层（IP层）](#2. 网络层（IP层）)
- [3. 传输层](#3. 传输层)
- [4. 应用层](#4. 应用层)
- [3. 传输单位汇总](#3. 传输单位汇总)
- [4. 高频考点总结](#4. 高频考点总结)
1. 计算机网络分层结构
1.1 "分层"的设计思想
分层设计原理： 将复杂系统拆分为若干层次，每层实现特定功能。快递网络被划分为四层：运输部门（1层）、仓储部门（2层）、快递员（3层）、顾客（4层）。
功能分配原则：
- 顾客层：负责货物打包功能
- 快递员层：实现取件/派件功能
- 仓储部门：承担冷链存储和包裹路由功能
- 运输部门：负责包裹运输方式选择
节点类型差异：
- 快递终点站需实现全部4层功能
- 中转站只需实现1--2层功能
数据传输流程：
- 顾客打包→快递员取件→仓储处理→运输部门
- 中转站仅进行仓储路由和运输交接
- 终点站逆向交付：运输→仓储→快递员→顾客
分层优势：
- 将全局问题分解为局部问题
- 各层只需关注相邻层接口
- 功能修改不影响其他层次
设计要点：
- 功能必须分配到合理层次（如不应让运输部门负责派件）
- 允许功能在不同层次重复实现（如打包功能可在顾客层和驿站层同时存在）
该快递四层模型是计算机网络分层体系的通俗类比：
顾客层 ≈ 应用层（用户数据处理）
快递员层 ≈ 传输层（端到端交付）
仓储部门 ≈ 网络层（路由转发）
运输部门 ≈ 链路/物理层（介质传输）
1.2 计算机网络需要完成的功能与分层结构
- 核心功能需求（以后会讲，了解下就行）：
- 差错控制：保证数据传输准确性
- 流量控制：协调收发速率匹配
- 分段重装：大数据块分割传输后重组
- 复用分用：多高层会话共享低层连接
- 连接管理：建立/释放逻辑连接
- 设计挑战：
- 功能间存在复杂交互关系
- 需要统一协调机制
- 必须考虑不同类型节点（主机/路由器）的能力差异
于是便诞生了以下的分层结构：
- 标准分层模型：
- 物理层（假设实现AB功能）
- 数据链路层（假设实现CD功能）
- 网络层
- 传输层
- 应用层
- 节点实现差异：
- 主机：需实现全部5层功能
- 路由器：只需实现1--3层功能
- 数据传输过程：
- 发送方： 应用层→传输层→网络层→数据链路层→物理层
- 物理媒体传输（视为第0层）
- 接收方： 逆向处理并向上交付
- 设计特点：
- 每层对数据进行特定加工
- 层次间通过标准接口交互
- 物理连接仅存在于最底层
分层结构的设计并不唯一，可以根据实际需求增加或减少层次！如下我们可以给快递体系增加个驿站：
⚠️： 允许功能在不同层次重复实现（如打包功能可在顾客层和驿站层同时存在）
1.3 三种常见的计算机网络体系结构
- 分层方式：
- 七层结构（OSI参考模型）：由国际标准化组织ISO提出，法律上的标准
- 四层结构（TCP/IP模型）：美国国防部阿帕网项目成果，事实上的标准
- 五层结构（教学模型）： 综合前两者优点，用于学生学习
- 功能设计特点：
- OSI模型： 同一功能可能在多个层次重复出现
- TCP/IP模型： 各层功能划分明确，各层之间基本不会有重复功能，设计更简单高效
- 市场地位：
- OSI模型因设计复杂未能成为主流
- TCP/IP模型成为互联网实际运行标准
1.3.1 网络体系结构的概念
计算机网络体系结构是计算机网络各层及其协议的集合，它仅精确定义网络构件所需完成的功能，不涉及软硬件具体实现，属于抽象的规范标准；在设计上仅规定分层结构、各层功能与对应协议，具体落地实现交由厂商自主完成，而软硬件产品则是体系结构对应的具象化解决方案。
1.3.2 层与层之间的关系
水平视角：
-
实体定义： 第n层的活动元素（实现该层功能的软硬件模块）
-
对等实体： 不同节点中处于同一层的实体
- 例如： 两台主机的应用层实体互为对等实体
-
协议本质： 约束对等实体间通信的规则集合确保特定网络功能的实现
-
作用方向： 水平方向：规范同层实体间的交互
垂直视角：
- 服务机制： 上层通过接口请求下层服务（类似函数调用）； 仅相邻层存在服务关系
- 关键概念：
- 接口： 相邻层实体交换信息的逻辑接口（SAP）
- 服务： 下层为紧邻上层提供的功能调用（垂直方向）
1.3.3 数据传输过程的水平视角
以应用层数据压缩省流量的YSCS协议为例，协议会 规定发送方实体压缩数据并携带标注压缩算法的首部、接收方依据首部完成对应解压，其中首部与尾部是实现协议功能的控制信息，协议需明确其字节数、格式等细节 ；分层架构的意义： 在于拆分复杂网络功能至各层，依靠对等实体遵循对应协议协同完成本层所需功能。
1.3.4 数据传输过程的垂直视角
五层网络数据封装与解封装流程：
- 发送方封装流程（自上而下逐层加头/尾）
- 应用层：添加协议首部H5
- 传输层：添加首部H4
- 网络层：添加首部H3
- 数据链路层：添加首部H2、尾部T2
- 物理层：将完整封装后的数据转为比特流传输
- 路由器中转处理
- 网络层
H3内包含发送接收方的IP地址完成路由选择- 修改对应控制信息后重新封装转发
- 接收方解封装流程（自下而上逐层剥离）
- 每层仅识别、处理属于本层的协议控制信息
- 逐层剥离对应首部、尾部，剥离完成后将净荷上交上层
- 核心关键特点
- 各层实体仅能识别、读懂本层的协议头部信息
- 五层体系中物理层只传输比特流，不做任何数据加工处理
- 数据逐层解封装完毕后，上层用户最终拿到不含任何协议头尾部的原始数据
1.3.5 PDU、SDU、PCI的概念
协议：protocol
- PDU(协议数据单元)： 对等层次之间传送的数据单位，第n层记为
n-PDU。例如第五层对等实体间传送的H5数据就是5-PDU。 - SDU(服务数据单元)： 为完成上一层实体功能而传送的数据，第n层记为
n-SDU。如去除PCI后的剩余部分就是本层SDU。 - PCI(协议控制信息)： 控制协议操作的信息，第n层记为
n-PCI。包含首部（如H5）或首尾部（如第二层包含首部H2和尾部T2）。
- 组成关系：
- n-PDU = n-PCI + n-SDU
- n-SDU = (n+1)-PDU
- 层级示例：
- 应用层：5-PDU = H5 + 数据
- 传输层：4-PDU = H4 + H5数据
- 网络层：3-PDU = H3 + H4H5数据
1.3.6 协议的三要素
协议 ： 即网络协议（Network Protocol），是控制对等实体之间进行通信的规则的集合，是水平的。
- 协议三要素： 语法、语义、同步
- 语法： 数据与控制信息的格式。（即描述SDU、PCI的格式）
- 例如，协议控制信息（首部）部分占几个字节、每个字节是什么含义；协议的数据部分最多有多少字节；
- 语义： 需要发出何种控制信息、完成何种动作及做出何种应答。（描述对等实体做什么）
- 例如，协议中需要明确规定：发送方发完数据后，接收方是否需要"应答"，以及"应答"的种类有哪些（如：传输成功、传输失败）
- 同步（或时序）： 执行各种操作的条件、时序关系等，即事件实现顺序的详细说明。（描述对等实体做什么的触发条件和顺序）
- 例如，发送方超时重传机制（如10秒未收到应答则重发）；操作执行的先后顺序（先发送后应答）
- 语法： 数据与控制信息的格式。（即描述SDU、PCI的格式）
1.4 知识回顾与重要考点
2. OSI参考模型
2.1 个别术语说明和各层的名称和顺序记忆
- OSI第4层（Transport Layer）：存在"运输层"和"传输层"两种翻译，考研中统一采用"传输层"
- TCP/IP第2层（Internet Layer）：通常译为"网际层"，但考研中统一采用"网络层"（对应OSI第3层Network Layer）
记忆口诀："物联网叔会使用"（7字对应OSI七层）：
- 物：物理层（第1层）
- 联：数据链路层（第2层，谐音"链"）
- 网：网络层（第3层）
- 叔：传输层（第4层，谐音"输"）
- 会：会话层（第5层）
- 使：表示层（第6层，谐音"示"）
- 用：应用层（第7层）
2.2 常见网络设备的功能层次
- 实现层次:
- 主机: 实现全部1-7层功能
- 路由器: 实现1-3层（物理层+数据链路层+网络层）
- 交换机: 实现1-2层（物理层+数据链路层）
- 集线器: 仅实现第1层物理层
- 物理传输媒体: 被视为第0层（如网线、光纤等连接介质）
- 类比说明: 类似快递网络中"终点站"与"中转站"功能差异，不同网络设备承担不同层次的功能
2.3 物理层
- 核心任务：实现相邻节点间比特（0/1）的传输
- 具体功能：
- 接口定义：规定电路接口参数（形状、尺寸、引脚数等）
- 信号规范：
- 定义信号含义（如5V表示1，1V表示0）
- 规定比特持续时间（如每比特电信号持续0.1ms）
- 局限性：仅保证比特传输，无法检测和纠正传输错误
2.4 链路层
- 核心任务：确保相邻节点间链路逻辑无差错
- 关键功能：
- 差错控制（只能保证帧的局部正确，丢帧无法检验）：
- 检错+纠错（如海明码）
- 检错+丢弃+重传（常用方案）
- 通过合适的校验编码技术实现（如添加2比特校验位）
- 流量控制：协调收发双方速率（如接收方处理能力为5帧/秒时限制发送方速率，防止超过接收方的最大接收速率）
- 差错控制（只能保证帧的局部正确，丢帧无法检验）：
- 传输单位：帧（Frame），包含多个比特的数据单元
- 工作效果： 通过添加校验信息（如8比特数据+2比特校验），实现逻辑无差错传输
2.5 网络层
- 核心任务：将分组从源节点转发到目的节点（主机到主机通信）
- 主要功能：
- 路由选择：规划分组转发的优化路径
- 分组转发：沿选定路径实际转发数据
- 拥塞控制：类似交通管制，缓解网络拥堵（通过限流、路由调整、丢弃冗余分组等手段管控全网流量）
- 网际互联：屏蔽异构网络差异（如以太网与令牌环网）
- 增强功能：
- 差错控制：以分组为单位进行检错/纠错（防止出现丢帧的现象，但无法确定收否出现丢分组现象）
- 流量控制：协调分组传输速率
- 连接管理：建立/释放虚电路保证有序传输（后续所有分组都会沿着这条同一路径依次转发，天然保证分组按发送顺序抵达接收方，不会出现乱序、重复）
- 可靠传输：通过确认机制保证分组送达
- 传输单位：分组（Packet）/数据报（Datagram）
2.6 传输层
- 核心任务：实现端到端通信（进程到进程通信，通过端口号标识）
- 关键功能：
- 复用分用：
- 复用：多个进程通过端口号共用传输层的服务，我们称其为复用 （如微信8899端口+QQ6537端口）
- 分用：通过端口号将数据分派给正确进程，称为分用
- 传输保障：
- 差错控制（报文段级）
- 流量控制（协调报文段传输速率）
- 连接管理（建立/释放传输连接【后面会讲】 以保证报文段有序、不重复到达）
- 可靠传输（确认机制保证报文段送达）
- 复用分用：
- 传输单位：报文段（Segment），可拆分为多个分组
- 必要性： 网络层仅保证分组级可靠，需传输层确保完整报文段的正确传输
2.7 5～7层
- 会话层
- 核心任务：管理进程间会话
- 主要功能：
- 会话管理：采用检查点机制实现断点续传
- 应用场景：如传输1GB视频时记录500MB中断点，恢复后从检查点继续
- 表示层
- 核心任务：解决信息表示不一致问题
- 主要功能：
- 数据转换：编码转换（如GBK↔UTF-8）
- 数据处理：压缩解压、加密解密等
- 应用层
- 核心任务：实现特定网络应用
- 典型协议：HTTP等应用层协议
- 特点：功能根据具体应用需求设计，无统一标准
2.8 总结
- 报文(Message) : 应用层、表示层、会话层的数据传输单位
- 例如: 应用程序之间传输的整个文件
- 报文段(Segment) : 传输层的数据传输单位
- 传输层将报文拆分为多个报文段
- 分组(Packet)/数据报 : 网络层的数据传输单位
- 网络层将报文段拆分为多个分组
- 帧(Frame) : 数据链路层的数据传输单位
- 数据链路层将分组拆分为多个帧
- 比特(bit) : 物理层的数据传输单位
- 物理层以比特流形式传输数据
- 分段与重装:
- 发送方将大数据拆分为小数据单元的过程称为
分段 - 接收方将小数据单元重组为原始数据的过程称为
重装
- 发送方将大数据拆分为小数据单元的过程称为
3. TCP/IP模型
3.1 各层的名称与顺序
- 层次结构：TCP/IP模型共4层，从下到上依次为：
- 网络接口层（对应OSI的物理层+数据链路层）
- 网络层（对应OSI的网络层）
- 传输层（对应OSI的传输层）
- 应用层（对应OSI的会话层+表示层+应用层）
- 记忆口诀： "接网叔用"分别对应网络接口层、网络层、传输层、应用层。可通过故事记忆："物联网叔会使用"→"接网叔用"
3.2 OSI5～7层 VS TCP/IP应用层
3.2.1 OSI模型缺陷
- 设计问题:
- 这些功能并非所有应用都需要（如相同编码格式无需转换，网络中断可选择重传而非续传）
- 强制所有应用经过这两个层次处理，缺乏灵活性
3.2.2 TCP/IP模型应用层
- 核心改进:
- 去除表示层和会话层，将其功能移至应用层
- 设计理念: 将非必需功能（数据格式转换、会话管理）交给应用层特定协议实现
- 优势:
- 应用程序可根据需求灵活选择是否使用包含该功能的协议
- 体系结构更简洁，效率更高
- 应用层功能包含OSI的
表示层+会话层功能，但实现更灵活
3.3 OSI1～2层 VS TCP/IP网络接口层
3.3.1 OSI模型局限性
物理层:
- 严格定义接口参数（尺寸、信号含义等）
数据链路层:
- 必须实现差错控制、流量控制
设计缺陷:
- 规定过于死板，限制硬件厂商创新
- 新技术发展受限（如更高性能设备需符合旧规范）
3.3.2 TCP/IP模型网络接口层
- 设计理念:
- 合并物理层+数据链路层为网络接口层
- 仅规定基本任务: 实现相邻节点数据传输（为网络层传输分组）
- 不具体规定实现方式和协议
- 优势:
- 硬件厂商可自由发挥创新
- 更好适应通信技术发展（如支持新传输介质）
- 商业上更成功（被更多厂商支持）
3.4 总结图
3.5 网络层差别
由于OSI模型 因为数据的局部正确无法推导出数据全局正确，所以都会有差错控制这一功能；而TCP/IP模型 通过全局正确推导出局部正确这一思路 将差错控制交由 传输层检测报文段是否正确 大大减少网络层的功能复杂度，虽然会导致网络层传输变得不可靠，但会大大降低路由器的制造难度和造价！！
- OSI网络层:
- 需实现路由选择、分组转发、拥塞控制等基本功能
- 额外负担: 差错控制、流量控制、连接管理、可靠传输
- TCP/IP网络层:
- 仅保留核心功能: 路由选择、分组转发、拥塞控制、网际互联
- 设计理念: "尽最大能力交付"，数据传输不可靠
- 可靠性保障由传输层统一完成
3.6 传输层差别
- 关键区别:
- OSI: 各层重复实现可靠性保障（链路层→网络层→传输层）
- TCP/IP: 仅传输层负责全局可靠性（差错控制、流量控制等）
- 优势:
- 网络核心部分（路由器）负载降低
- 设备造价更低，性能更高
- 将可靠性压力转移至网络边缘（主机）
3.7 总结
1. 层级对应关系
- OSI会话层、表示层、应用层 → TCP/IP 应用层
- OSI物理层 + 数据链路层 → TCP/IP 网络接口层
- OSI传输层、网络层 分别与 TCP/IP 传输层、网络层一一对应
2. TCP/IP四层各层核心内容
1. 网络接口层
- 核心任务： 实现相邻节点之间的数据传输，向上为网络层提供分组传输服务
- 设计理念： 合并OSI物理、数据链路两层，只规定基础任务，不强制具体协议与实现方式
- 特点： 无固定功能规范，硬件厂商可自由创新
- 优势： 适配新型传输介质、新技术，厂商创新空间大，商业普及度更高
- OSI对应缺陷参考：
- OSI物理层强制严格接口参数（尺寸、电平信号）；数据链路层强制必须实现差错、流量控制
- 规范死板，限制硬件创新，新硬件必须兼容老旧标准，发展受限
2. 网络层（IP层）
- 核心任务 ：将分组从源主机转发至目的主机（主机到主机通信）
- 核心基础功能 ：路由选择、分组转发、拥塞控制、网际互联
- TCP/IP特有设计：
- 设计理念：尽最大努力交付，本身不可靠；差错、流量、可靠传输、连接管理全部交给传输层实现
- 仅提供无连接数据报服务，无虚电路
- OSI网络层核心差异
- 功能差异
- OSI网络层： 强制实现差错控制、流量控制、连接管理、可靠传输
- TCP/IP网络层： 剔除上述全部可靠性相关功能，只保留路由转发核心
- 服务类型
- OSI： 同时支持有连接虚电路、无连接数据报两种服务
- TCP/IP： 只支持无连接数据报
- 历史背景
- OSI： 80年代设计，全网各层都要求严格可靠传输
- TCP/IP： 适配现代网络，区分业务，允许流媒体等场景接受少量丢包
- 负载优势 : 可靠性逻辑全部上移至主机（网络边缘），路由器等核心中间设备负担降低，硬件成本更低、转发性能更高
3. 传输层
- 核心任务 ：端到端、进程到进程通信，依靠端口号区分不同应用进程
- 五大核心功能 ：复用与分用、差错控制、流量控制、连接管理、可靠传输管理
- 两类服务协议
- TCP：面向连接、可靠服务（文件下载、网页浏览等要求完整可靠的业务）
- UDP：无连接、不可靠服务（直播、语音视频等实时流媒体，可容忍少量丢包）
- 全局可靠性设计区别（OSI vs TCP/IP）
- OSI：链路层、网络层、传输层多层重复实现可靠保障，冗余复杂
- TCP/IP：仅传输层统一负责全局可靠性，中间网络设备不处理可靠逻辑，架构更高效
4. 应用层
- 核心任务：实现各类专属网络应用
- 来源 ：合并OSI会话层、表示层、应用层三层功能
- ****：OSI将会话管理、编码转换设为独立强制层，所有应用必须经过两层处理，灵活性差；TCP/IP把非通用功能下放给对应应用协议按需实现
- 优势：应用可按需选择是否启用编码、断点续传等功能，架构简洁、传输效率更高
3. 传输单位汇总
- 报文(Message)：应用/表示/会话层
- 报文段(Segment)：传输层
- 分组/数据报(Packet/Datagram)：网络层
- 帧(Frame)：数据链路层
- 比特(bit)：物理层
- 分段：发送端大数据拆分为小单元；
- 重装：接收端重组还原原始数据；传输层至物理层均需要分段重装
4. 高频考点总结
- 层级对应关系、两种模型网络层/传输层功能对比是核心考点
- 核心区分点：OSI多层冗余可靠机制；TCP/IP网络层不可靠，可靠性统一由传输层TCP实现
- 网络接口层设计优势：放开硬件实现标准，产业普及成功；OSI底层规范死板限制创新
- 业务区分：可靠传输用TCP，实时流媒体用UDP；TCP/IP网络层全程无可靠保障