网络通讯工作原理

 为了更好的理解网络分析技术，了解并掌握网络通讯原理是必须的。这一节我们将讲述网络通讯基础知识，涉及到协议、OSI参考模型及数据封装。

网络通讯定义了计算机如何接入到网络中，以及接入网络中的通信标准，主要包含协议、OSI七层参考模型和数据通信时的协议封装过程。

协议

由于网络中运行着由不同平台上的异构系统。为了能使其相互之间通讯，就需要一套共同的网络语言，我们称这种语言为协议。

常见的协议包括传输层的传输控制协议(TCP)、用户数据协议(UDP)，网络层的IP协议，其它辅助性协议如地址解析协议(ARP)、动态主机配置协议(DHCP)及Internet控制报文协议(ICMP)等等。

为了更好的理解协议，可以将其想象人类口头或书面交流的规则。每一种语句都有自己的规则。协议也是类似，它规定了数据包如何转发，如何发起和控制一个连接，已经如何传输，收到后如何回复等等。

OSI七层参考模型

协议都是分层工作的，常见的参考模型有2种，一种是OSI七层模型，另外一种是TCP/IP分层模型。

OSI七层模型和TCP-IP分层模型

这里我们选择最能帮助理解协议的七层模型来说明。

最顶层的应用层表示用户在系统界面实际操作访问的应用程序。最底层的物理层表示实际网络传输介质。每一层都会涉及都不同的网络协议，这些协议共同协作，完成数据通讯，及应用访问。

在OSI模型中，每次都有自己的工作职能，大致如下。

应用层(第七次)。为用户提供直接访问接口，是唯一一层用户能看到的协议。如用户常用的web访问为http协议，文件共享可能使用的是MIFS协议等。

表示层(第六层)。这层负责将接收到的数据格式转化为应用层可识别的格式。不同的应用层，对应的表示层编码和解码方式各不相同。常见的加解密操作也是由表示层负责完成。

会话层(第五层)。会话层负责管理两台计算机之间的会话，包括会话的建立、维护和结束等等。

传输层(第四层)。主要负责数据无差错传输。传输层有很多数据传输控制机制，如流控、分段、重组、错误控制等等。

网络层(第三层)。这层主要负责数据在网络中的转发规则。路由工作主要在这一层。网络层除了负责逻辑寻址外，还需要处理数据包分片及一些错误校验工作。

数据链路层(第二层)。这一层主要负责物理网络寻址，为物理设备提供下一条的MAC地址信息。二层交换机是物理链路层的主要网络设备。

物理层(第一层)。物理层及网络传输的介质，主要包括网络设备硬件和电气特性。

无论是OSI参考模型，还是TCP/IP四层分层模型，不同的分层中有对应的常见协议，下图是常见的经典协议对应图。

OSI各层对应的网络协议

封装

封装是协议栈中不同的分层对传输的数据加上一个协议头部或尾部，保证数据能够顺利完成传输。

封装过程会创建一个协议数据单元(PDU)，其中包括发往对方的应用层数据，依据所有增加的头部和尾部辅助信息。对方接收到这个数据包文后，逆向逐层剥去发送方增加的头部和尾部信息，直到最上层就剩下应用层信息。

所有数据包传输基本都是以上图中描述的过程创建、传输和处理。