什么是网络层？

在计算机技术领域，网络层是一个概念性框架，它使人们对计算机网络架构方式以及不同技术相互关联以实现网络通信的方式形成共识。现在，人们广泛引用了两种网络层模型：开放系统互联 (OSI) 模型和 TCP/IP 模型是最常用的模型。

还有 UDP 和 ICMP 等全部在 IP 网络上运行的其他网络层，以及递归互联网络架构 (RINA) 模型。TCP/IP 模型过去称为美国国防部 (DoD) 模型、DARPA 模型或 ARPANET 模型，但由于人们认识到这些是政府服务而不是可以广泛使用的标准，因此对其进行了更改。

计算机网络是高度复杂的技术，涉及多种类型的软件、操作系统、计算机、路由器、交换机、防火墙、连接等。因此，需要利用一个框架将所有这些技术划分到不同类别或层，以便对系统通信进行组织并且更高效地进行问题排查。此外，网络层框架还通过创建设备间通信的标准来增强供应商互操作性。层有助于供应商采用一些标准和协议来确保一个层中的技术与上下层中的技术进行交互时保持方式一致。

OSI 模型是国际标准化组织  (ISO) 开放系统集成小组的工作产品，于 1984 年首次发布。根据所执行任务的类型以及网络堆栈内每个系统的作用，OSI 参考模型将复杂的网络系统分为七个不同的层。OSI 网络层包括：

• 第 1 层：物理层。物理层通过物理介质发送和接收原始比特流。
• 第 2 层：数据链路层。此层定义了要传输的数据的格式，数据会分解为帧以便在物理层进行转换。另外，它还负责管理两个不同节点之间的连接，处理错误控制并在会话完成后终止连接。
• 第 3 层：网络层。网络层负责在多个网络之间高效地转发和路由数据包。
• 第 4 层：传输层。此层负责协调网络主机之间端到端的可靠、透明数据传输。
• 第 5 层：会话层。会话层负责管理不同设备上的应用程序之间的通信会话和同步。此外，它还负责处理设置、身份验证、终止和重新连接。
• 第 6 层：表示层。此层负责转换应用程序层的数据，处理数据格式设置、压缩、加密和解密。
• 第 7 层：应用层。此层负责直接向应用程序提供网络服务，包括用于电子邮件、网络浏览和文件传输的协议。

TCP/IP 模型是另一个被广泛引用以便理解网络层的模型。TCP/IP 模型的四个层包括：

• 应用层。此层将 OSI 模型的应用层、表示层和会话层融合在一起。应用层为服务提供特定于应用程序的协议，例如为网页浏览提供 HTTP、为电子邮件提供 SMTP 以及为文件传输提供 FTP。DNS 服务也运行在应用层。
• 传输层。此层对应于 OSI 模型的传输层，负责管理通信服务，包括通过传输控制协议 (TCP) 进行的可靠传输或者通过用户数据报协议 (UDP) 进行的无连接数据报传送。
• 网络层。此层相当于 OSI 模型中的网络层，负责对 IP 数据包进行寻址、路由和分段管理。除了网际协议 (IP) 之外，ARP、IGMP 和 ICMP 也在此层运行。
• 网络访问层。此层与 OSI 模型的物理层和数据链路层相关，负责处理网络数据报通过特定物理网络的传输。

一般来说，OSI 模型提供更全面的模块化框架，而 TCP/IP 是更简单的模型，具有实际意义且得到了广泛采用。

• OSI 是与协议无关的通用模型，旨在包含并说明所有形式的网络通信。相比之下，TCP/IP 是功能模型，基于特定的标准协议来解决特定的通信问题。
• 在 OSI 模型的模块化框架中，每个 OSI 层都各不相同并具有特定的功能，从而可以更轻松地进行故障排除以及实现层间协议的互操作性。此外，OSI 还提供了用于网络通信的标准化框架，可增强不同供应商产品之间的兼容性和互操作性。
• TCP/IP 模型与当今互联网上使用的网络协议的实际实现高度一致。其灵活性和简单性使其适用于各种网络规模和拓扑。