对计算机网络五层模型结构的理解——天各一方的两台计算机是如何通信的呢？
一、前言
1.1 OSI七层网络模型
OSI（Open System Interconnection，开放系统互连）七层模型是由国际标准化组织（ISO）提出的一个网络通信框架，它将网络通信过程划分为七个独立但相互依赖的层次，每一层都有其特定的功能和任务。如图所示：
| 层 | 功能 | 设备示例 | 关键概念 |
|---|---|---|---|
| 物理层 | 物理层是OSI模型的最底层，负责在物理介质上传输原始的比特流。它定义了设备之间的物理接口，包括机械、电气、功能和规程特性。 | 网线、光纤、中继器、集线器等 | 比特流、物理接口、传输介质 |
| 数据链路层 | 数据链路层负责将物理层传来的比特流组合成帧，并进行错误检测和纠正，同时实现流量控制和介质访问控制。它使用MAC地址来标识网络中的设备。 | 网卡、网桥、交换机 | 帧、MAC地址、错误检测与纠正、流量控制 |
| 网络层 | 网络层负责将数据从源节点传输到目标节点，通过路由选择和分组转发来实现网络互联。它使用IP地址来标识网络中的设备。 | 路由器、第三层交换机 | IP地址、路由选择、分组转发 |
| 传输层 | 传输层负责提供端到端的可靠通信，确保数据能够准确无误地从源端传输到目标端。它主要有两个协议：TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报协议）。TCP提供面向连接的可靠传输服务，而UDP提供无连接的不可靠传输服务。 | （无特定设备示例，与传输协议相关） | TCP、UDP、端口、可靠传输 |
| 会话层 | 会话层负责建立、维护和管理会话，包括会话的建立、同步和终止。它允许不同设备上的应用程序之间进行有序的通信。 | （无特定设备示例，与会话管理相关） | 会话、同步、会话管理 |
| 表示层 | 表示层负责处理数据的表示和转换，包括数据的加密、解密、压缩、解压缩和格式转换等。它确保不同系统之间能够正确地理解和处理数据。 | （无特定设备示例，与数据表示和转换相关） | 数据表示、加密解密、压缩解压缩 |
| 应用层 | 应用层是OSI模型的最高层，直接面向用户应用程序，为用户提供网络服务。常见的应用层协议有HTTP（超文本传输协议）、FTP（文件传输协议）、SMTP（简单邮件传输协议）、DNS（域名系统）等。 | （无特定设备示例，与应用程序相关） | 网络服务、应用层协议 |
虽然七层模型设计的结构十分清楚，各个层各司其职，但七层模型相对复杂，在实际应用中，完全按照 OSI 七层模型来实现网络通信可能较为困难，因为某些层次的功能可能在实际应用中并不明显或必要，同时，过多的层次可能导致数据传输效率降低，因为每一层都需要对数据进行封装和解封装。
1.2 TCP/IP五层网络模型
TCP/IP五层网络模型是在七层模型的基础上做了简化，分为应用层、传输层、网络层（互联网层）、数据链路层和物理层，共五层，在实际应用中更容易实现，效率也更高。
如图所示：
那么，知道了网络模型中的每层的功能，天各一方的两台计算机是如何通信的呢？
二、两台电脑实现远程通信
2.1 物理层
两台电脑要想通信，首先要使用物理介质连接起来，物理介质可以是网线、光纤等。计算机之间在物理介质上传输0，1这样的电信号，而01电信号（比特流）的组合如果是无序组合的，计算机之间就无法解读互相传输的信息。
为了解决这个问题，物理层采用了一系列机制来确保信号的有序传输和正确解读。
编码规则：物理层定义了特定的编码规则，例如使用曼彻斯特编码或差分曼彻斯特编码等，它们通过特定的电压或电平变化来表示0和1，使得接收方能够准确地识别发送的信号；
解码过程：在接收端，物理层使用相应的解码规则将接收到的信号转换回原始的数据，该过程与编码过程相反，确保数据的正确恢复；
物理层也有相应的同步机制保证通信双方按照相同的频率和顺序接收信号；
在长距离传输中，信号可能会发生衰减。物理层会考虑信号衰减的因素，并可能采用中继器、放大器等设备来补偿信号衰减，确保接收方能够接收到足够强度的信号
对计算机网络五层模型结构的理解——天各一方的两台计算机是如何通信的呢？
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