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什么是五層網絡模型？網絡層的作用是什么？

2023-02-02 10:50 作者：joseph wu 閱讀量：3779

在開放系統互連（OSI）通信模型中，網絡層占據第三位。網絡層的主要功能是提供在其他網絡中和通過其他網絡移動數據的能力。通過將地址信息添加到封裝數據中并使用適當的網絡路由，將數據轉發到傳輸層，傳輸層在 OSI 模型中占據第四個位置。

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今天，通過這篇文章，我們將了解更多關于網絡層的信息，以及為什么它在本文的幫助下對我們的網絡很重要。除此之外，我們還將介紹網絡中可以找到的五個不同網絡層。最后，我們將以一個網絡層及其應用的例子來結束這篇文章。讓我們開始吧。

網絡層在 OSI 模型中處于什么位置？

正如我們之前提到的，網絡層位于 OSI 模型的第三個位置。它存在于傳輸層和數據鏈路層之間，用于處理來自傳輸層的請求。在訪問和處理請求的一些功能后，它會將服務請求轉發到數據鏈路層。此外，網絡層還通過將邏輯地址轉換為物理地址來工作。

此外，正是 OSI 模型的這一層決定了數據包從源到目的地的路由。同時，通過切換路由和控制來關注網絡流量問題。當數據包發生擁塞時，總而言之，網絡層的核心作用就是將網絡中的數據包從發送方轉移到接收方。

出于多種原因，網絡層被視為 OSI 模型的骨干。它做的第一件事是管理可用于在節點之間傳輸數據的最佳虛擬電路，因為它為每個數據包提供有關目的地和附加到它的 IP 地址的信息。

網絡層在 Internet 控制消息協議 (ICMP) 的幫助下檢查數據包中存在的錯誤。通過這樣做，網絡層確保數據包被正確地發送到接收主機。網絡層還包括路由器、網橋、防火墻、交換機等硬件設備。但在現實中，它被用來創建一個邏輯圖像，以提供最快的通信路徑，并在物理介質上實現。網絡播放器可以在網絡上的每個主機和接收器中找到。除此之外，路由器還會檢查所有通過它的 IP 數據包中存在的標頭字段。之后使用聯網軟件，為每一個發送和讀取的數據包附加包頭。因此它可以確定接收端如何處理數據包。

說到網絡協議，這一層最常用的協議是網際協議（IP）、Netware IPX和SPX。網絡層的基礎設施極易受到所有惡意網絡攻擊。這是因為網絡層是可通過互聯網訪問的層。例如，可以發起拒絕服務 (DOS) 攻擊，以淹沒路由器等物理網絡接口。結果，他們將停止向網絡傳輸數據。

另一方面，許多人將網絡層與 TCP/IP 模型的互聯網層進行比較。但是兩者之間有很多區別，TCP/IP 只提供了有限的功能，所有這些都被 OSI 網絡層所涵蓋。

什么是五層網絡模型？

TCP/IP 是較新的模型，它有五層而不是 OSI 模型中的七層。五層模型將表示層和會話層與應用層合并在一起。除此之外，還有四層，我們將在下面討論其中的四層。

應用層 (5)

假設您正在通過筆記本電腦接聽 Skype 電話。另一方面，您的朋友正在他們的手機上使用 Skype。他出現在不同的網絡上。Skype 在這里扮演網絡連接應用程序的角色。因此，當您的朋友通過 Skype 向您發送他們旅行的照片時，它將通過文件傳輸協議 (FTP) 發送。

同時，已經成為應用層一部分的表示層接收來自應用層的數據包。之后，它將其轉換為二進制文件并創建壓縮。除此之外，當您發送消息時，表示層用于在數據離開您的網絡時對數據進行加密。因此，當您的朋友收到它時，它會在其端解密數據。

現在，在表示層之后，OSI 模型有一個會話層。讓我們以 Skype 為例，它由文本文件或視頻組成。所以當你下載它們的時候，會話層就是用來找出哪個數據包屬于哪個文件的。與此同時，會話層將提供有關數據包需要去往何處的信息。

此外，會話層還用于建立和結束兩個設備之間的通信。在五層網絡模型中，所有這三層都合二為一。這使得網絡更加順暢，數據包處理速度更快。

傳輸層 (4)

數據包將從第 5 層接收并由該層分段。現在每個段甚至數據單元都有自己的源和目標端口號及其序列號。這將有助于數據包確保段以正確的順序出現。此外，該層還控制傳輸的數據量。

例如，您的筆記本電腦可能能夠以 100 Mbps 的網絡速度工作。但是您的朋友在另一臺筆記本電腦上只能以 10 Mbps 的速率處理數據。傳輸層會減慢數據的傳輸速度。結果，沒有數據包由于時間膨脹而丟失。

另一方面，當你的朋友給你發回信息時，服務器會提高傳輸速率，這樣網絡的性能就會提高。第 4 層還執行錯誤檢查。因此，如果數據段丟失，第 4 層將重新傳輸該段。TCP 和 UDP 都是網絡管理領域非常知名的協議。這兩個協議存在于傳輸層。TCP 更看重數據質量而非速度。如果我們看一下 UDP，它更看重速度而不是數據包的質量。

網絡層 (3)

它用于以數據段的形式在網絡之間發送數據包。當您向朋友發送消息時，該層將為每個數據段分配源和目標 IP 地址。您的 IP 地址成為來源，而您朋友的 IP 地址成為目的地。除此之外，網絡層將負責確定數據包的傳輸路徑。

數據鏈路層 (2)

它從網絡層接收數據并進行物理地址計算。也就是說，它會將物理地址（也就是 MAC 地址）附加到數據包中。這將從包含新信息的數據單元生成一個幀。它將用于啟用本地媒體上的幀傳輸。數據鏈路層是在計算機網絡接口卡 (NIC) 上運行的軟件的一個組件。如果我們考慮一下，數據鏈路層充當媒體的橋梁，并協助上面的層控制數據放置。

物理層 (1)

這些是您實際可以與之交互的網絡組件。這一層很關鍵，因為它將二進制數據轉換為信號，然后在局部區域傳輸。調制解調器、路由器、電纜、光和無線電信號等電氣設備包含在物理層中，具體取決于所使用的媒體類型。結果，當你發送數據而你的朋友收到它時，它會被解封裝，然后再轉換回二進制。因此，您朋友一側的物理層之上的其他層可以讀取它。

網絡層的作用是什么？

以下是網絡 OSI 模型中網絡層執行的不同功能的列表。

首先，當數據從發送方發送時，網絡層從傳輸層獲取數據。傳輸層就在它上面。之后，它將這些數據分割并封裝成小數據包，并將其發送到數據鏈路層。當客戶端接收數據時，將重復此過程，但順序相反。

網絡層還負責子網甚至子網的劃分。此外，它還控制子網的操作。路由器是工作在這一層的網絡設備，用于在多個子集之間以及跨不同網絡轉發數據包。

OSI 模型中存在的較低層將在本地分配物理地址。因此，當數據包在遠程位置進行路由時，將使用更符合邏輯的尋址方案來找出源系統和目標系統之間的差異。這種尋址方案由網絡層提供。

它還處理網絡中發生的擁塞。當網絡中存在太多數據包，導致網絡過載時，就會發生這種情況。除此之外，網絡層還管理傳輸延遲、傳輸時間、避免抖動等問題。

網絡層與互聯網層

當我們將網絡層與互聯網層進行比較時，我們可以看到 TCP/IP 模型中沒有網絡層。OSI模型包括一個網絡層，大致對應于TCP/IP模型的網際層。在 OSI 模型的第三個位置，有一個網絡層。Internet 層在 TCP/IP 模型中位于第二個位置。

除此之外，他們的工作幾乎完全相同，網絡層和互聯網層是一回事。唯一的區別是它們源自不同的網絡模型，并提供有關互聯網運作方式的信息。

網絡層使用了哪些不同的協議？

應用協議只不過是一種格式化數據的方式，它允許兩個或多個設備相互通信。在網絡層，許多協議用于啟用連接、測試、路由和加密。最常見的如下：

  • 知識產權
  • IPsec
  • ICMP
  • IGMP
  • GRE

包起來

這就是網絡層的全部內容；它是 OSI 模型的重要組成部分，與 TCP/IP 模型的互聯網層的工作方式非常相似。打包、差錯控制、流量控制、擁塞控制、路由和轉發都由它來完成。該網絡通過分組化消除了數據通信系統中的單點故障。除此之外，網絡層路由器將通過建立沖突和廣播域來減少額外的流量。

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