在開放系統(tǒng)互連（OSI）通信模型中，網(wǎng)絡(luò)層占據(jù)第三位。網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是提供在其他網(wǎng)絡(luò)中和通過其他網(wǎng)絡(luò)移動數(shù)據(jù)的能力。通過將地址信息添加到封裝數(shù)據(jù)中并使用適當?shù)木W(wǎng)絡(luò)路由，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到傳輸層，傳輸層在 OSI 模型中占據(jù)第四個位置。
今天，通過這篇文章，我們將了解更多關(guān)于網(wǎng)絡(luò)層的信息，以及為什么它在本文的幫助下對我們的網(wǎng)絡(luò)很重要。除此之外，我們還將介紹網(wǎng)絡(luò)中可以找到的五個不同網(wǎng)絡(luò)層。最后，我們將以一個網(wǎng)絡(luò)層及其應(yīng)用的例子來結(jié)束這篇文章。讓我們開始吧。
網(wǎng)絡(luò)層在 OSI 模型中處于什么位置？
正如我們之前提到的，網(wǎng)絡(luò)層位于 OSI 模型的第三個位置。它存在于傳輸層和數(shù)據(jù)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(wù)請求轉(zhuǎn)發(fā)到數(shù)據(jù)鏈路層。此外，網(wǎng)絡(luò)層還通過將邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址來工作。
此外，正是 OSI 模型的這一層決定了數(shù)據(jù)包從源到目的地的路由。同時，通過切換路由和控制來關(guān)注網(wǎng)絡(luò)流量問題。當數(shù)據(jù)包發(fā)生擁塞時，總而言之，網(wǎng)絡(luò)層的核心作用就是將網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包從發(fā)送方轉(zhuǎn)移到接收方。
出于多種原因，網(wǎng)絡(luò)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(jié)點之間傳輸數(shù)據(jù)的最佳虛擬電路，因為它為每個數(shù)據(jù)包提供有關(guān)目的地和附加到它的 IP 地址的信息。
網(wǎng)絡(luò)層在 Internet 控制消息協(xié)議 (ICMP) 的幫助下檢查數(shù)據(jù)包中存在的錯誤。通過這樣做，網(wǎng)絡(luò)層確保數(shù)據(jù)包被正確地發(fā)送到接收主機。網(wǎng)絡(luò)層還包括路由器、網(wǎng)橋、防火墻、交換機等硬件設(shè)備。但在現(xiàn)實中，它被用來創(chuàng)建一個邏輯圖像，以提供最快的通信路徑，并在物理介質(zhì)上實現(xiàn)。網(wǎng)絡(luò)播放器可以在網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)包中存在的標頭字段。之后使用聯(lián)網(wǎng)軟件，為每一個發(fā)送和讀取的數(shù)據(jù)包附加包頭。因此它可以確定接收端如何處理數(shù)據(jù)包。
說到網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，這一層最常用的協(xié)議是網(wǎng)際協(xié)議（IP）、Netware IPX和SPX。網(wǎng)絡(luò)層的基礎(chǔ)設(shè)施極易受到所有惡意網(wǎng)絡(luò)攻擊。這是因為網(wǎng)絡(luò)層是可通過互聯(lián)網(wǎng)訪問的層。例如，可以發(fā)起拒絕服務(wù) (DOS) 攻擊，以淹沒路由器等物理網(wǎng)絡(luò)接口。結(jié)果，他們將停止向網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)。
另一方面，許多人將網(wǎng)絡(luò)層與 TCP/IP 模型的互聯(lián)網(wǎng)層進行比較。但是兩者之間有很多區(qū)別，TCP/IP 只提供了有限的功能，所有這些都被 OSI 網(wǎng)絡(luò)層所涵蓋。
什么是五層網(wǎng)絡(luò)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(yīng)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(yīng)用層 (5)
假設(shè)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(xiàn)在不同的網(wǎng)絡(luò)上。Skype 在這里扮演網(wǎng)絡(luò)連接應(yīng)用程序的角色。因此，當您的朋友通過 Skype 向您發(fā)送他們旅行的照片時，它將通過文件傳輸協(xié)議 (FTP) 發(fā)送。
同時，已經(jīng)成為應(yīng)用層一部分的表示層接收來自應(yīng)用層的數(shù)據(jù)包。之后，它將其轉(zhuǎn)換為二進制文件并創(chuàng)建壓縮。除此之外，當您發(fā)送消息時，表示層用于在數(shù)據(jù)離開您的網(wǎng)絡(luò)時對數(shù)據(jù)進行加密。因此，當您的朋友收到它時，它會在其端解密數(shù)據(jù)。
現(xiàn)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(shù)據(jù)包屬于哪個文件的。與此同時，會話層將提供有關(guān)數(shù)據(jù)包需要去往何處的信息。
此外，會話層還用于建立和結(jié)束兩個設(shè)備之間的通信。在五層網(wǎng)絡(luò)模型中，所有這三層都合二為一。這使得網(wǎng)絡(luò)更加順暢，數(shù)據(jù)包處理速度更快。
傳輸層 (4)
數(shù)據(jù)包將從第 5 層接收并由該層分段?，F(xiàn)在每個段甚至數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)包確保段以正確的順序出現(xiàn)。此外，該層還控制傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。
例如，您的筆記本電腦可能能夠以 100 Mbps 的網(wǎng)絡(luò)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(shù)據(jù)。傳輸層會減慢數(shù)據(jù)的傳輸速度。結(jié)果，沒有數(shù)據(jù)包由于時間膨脹而丟失。
另一方面，當你的朋友給你發(fā)回信息時，服務(wù)器會提高傳輸速率，這樣網(wǎng)絡(luò)的性能就會提高。第 4 層還執(zhí)行錯誤檢查。因此，如果數(shù)據(jù)段丟失，第 4 層將重新傳輸該段。TCP 和 UDP 都是網(wǎng)絡(luò)管理領(lǐng)域非常知名的協(xié)議。這兩個協(xié)議存在于傳輸層。TCP 更看重數(shù)據(jù)質(zhì)量而非速度。如果我們看一下 UDP，它更看重速度而不是數(shù)據(jù)包的質(zhì)量。
網(wǎng)絡(luò)層 (3)
它用于以數(shù)據(jù)段的形式在網(wǎng)絡(luò)之間發(fā)送數(shù)據(jù)包。當您向朋友發(fā)送消息時，該層將為每個數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)層將負責確定數(shù)據(jù)包的傳輸路徑。
數(shù)據(jù)鏈路層 (2)
它從網(wǎng)絡(luò)層接收數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)包中。這將從包含新信息的數(shù)據(jù)單元生成一個幀。它將用于啟用本地媒體上的幀傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層是在計算機網(wǎng)絡(luò)接口卡 (NIC) 上運行的軟件的一個組件。如果我們考慮一下，數(shù)據(jù)鏈路層充當媒體的橋梁，并協(xié)助上面的層控制數(shù)據(jù)放置。
物理層 (1)
這些是您實際可以與之交互的網(wǎng)絡(luò)組件。這一層很關(guān)鍵，因為它將二進制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為信號，然后在局部區(qū)域傳輸。調(diào)制解調(diào)器、路由器、電纜、光和無線電信號等電氣設(shè)備包含在物理層中，具體取決于所使用的媒體類型。結(jié)果，當你發(fā)送數(shù)據(jù)而你的朋友收到它時，它會被解封裝，然后再轉(zhuǎn)換回二進制。因此，您朋友一側(cè)的物理層之上的其他層可以讀取它。
網(wǎng)絡(luò)層的作用是什么？
以下是網(wǎng)絡(luò) OSI 模型中網(wǎng)絡(luò)層執(zhí)行的不同功能的列表。
首先，當數(shù)據(jù)從發(fā)送方發(fā)送時，網(wǎng)絡(luò)層從傳輸層獲取數(shù)據(jù)。傳輸層就在它上面。之后，它將這些數(shù)據(jù)分割并封裝成小數(shù)據(jù)包，并將其發(fā)送到數(shù)據(jù)鏈路層。當客戶端接收數(shù)據(jù)時，將重復此過程，但順序相反。
網(wǎng)絡(luò)層還負責子網(wǎng)甚至子網(wǎng)的劃分。此外，它還控制子網(wǎng)的操作。路由器是工作在這一層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用于在多個子集之間以及跨不同網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(tǒng)和目標系統(tǒng)之間的差異。這種尋址方案由網(wǎng)絡(luò)層提供。
它還處理網(wǎng)絡(luò)中發(fā)生的擁塞。當網(wǎng)絡(luò)中存在太多數(shù)據(jù)包，導致網(wǎng)絡(luò)過載時，就會發(fā)生這種情況。除此之外，網(wǎng)絡(luò)層還管理傳輸延遲、傳輸時間、避免抖動等問題。
網(wǎng)絡(luò)層與互聯(lián)網(wǎng)層
當我們將網(wǎng)絡(luò)層與互聯(lián)網(wǎng)層進行比較時，我們可以看到 TCP/IP 模型中沒有網(wǎng)絡(luò)層。OSI模型包括一個網(wǎng)絡(luò)層，大致對應(yīng)于TCP/IP模型的網(wǎng)際層。在 OSI 模型的第三個位置，有一個網(wǎng)絡(luò)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(wǎng)絡(luò)層和互聯(lián)網(wǎng)層是一回事。唯一的區(qū)別是它們源自不同的網(wǎng)絡(luò)模型，并提供有關(guān)互聯(lián)網(wǎng)運作方式的信息。
網(wǎng)絡(luò)層使用了哪些不同的協(xié)議？
應(yīng)用協(xié)議只不過是一種格式化數(shù)據(jù)的方式，它允許兩個或多個設(shè)備相互通信。在網(wǎng)絡(luò)層，許多協(xié)議用于啟用連接、測試、路由和加密。最常見的如下：
- 知識產(chǎn)權(quán)
- IPsec
- ICMP
- IGMP
- GRE
包起來
這就是網(wǎng)絡(luò)層的全部內(nèi)容；它是 OSI 模型的重要組成部分，與 TCP/IP 模型的互聯(lián)網(wǎng)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(zhuǎn)發(fā)都由它來完成。該網(wǎng)絡(luò)通過分組化消除了數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中的單點故障。除此之外，網(wǎng)絡(luò)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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