计算机网络模型指的是用分层结构来描述网络通信过程的抽象模型，主要有两个重要模型。

OSI七层模型（理论为主）

从上到下：
7. 应用层（Application）

• 用户应用程序的接口（HTTP、FTP、SMTP、DNS）

6. 表示层（Presentation）

• 数据格式转换（加密、解码、压缩）

5. 会话层（Session）

• 建立、管理和终止会话（如登录系统保持连接）

4. 传输层（Transport）

• 端到端通信（TCP、UDP）

3. 网络层（Network）

• IP地址与路由（IP、ICMP）

2. 数据链路层（Data Link）

• MAC地址、帧结构（以太网、ARP）

1. 物理层（Physical）

• 电信号或光信号传输（二进制）

TCP/IP五层模型（实际用得最多）

TCP/IP模型是对OSI模型的简化、删去了表示层和会话层，更符合实际应用

安全层（Security Layer）

安全层通常是指在网络通信协议中，为了保证数据传输的保密性、完整性和身份验证，引入的加密和认证机制所在的一层。这个概念虽然不是TCP/IP原始分层中的一层，但在现代网络中非常重要，通常位于应用层和传输层之间

安全层的主要功能

典型协议：TLS（Transport Layer Security）

什么是TLS

• 是应用层和传输层之间的一种协议（介于HTTP与TCP之间）
• HTTPS就是HTTP + TLS

TLS的核心机制：

• 握手阶段（TLS Handshake）

  • 协商加密算法
  • 交换证书
  • 生成共享密钥（对称加密）

• 数据传输阶段

  • 使用协商的密钥对数据进行加密和验证

示例：访问https://example.com 时

1.输入URL，浏览器准备发起HTTP请求

2.浏览器先建立TLS连接（握手，验证证书）

3.TLS握手成功 → 建立安全的加密通道

4.然后HTTP请求数据在TLS内部被加密

5.加密后的数据通过TCP/IP发送到服务器

6.服务器解密后，再处理HTTP请求

游戏开发中每层的作用

HTTP请求的穿越过程

一、HTTP请求穿过的每一层（以OSI模型为例）

应用层（HTTP）  
表示层（加密、编码）  
会话层（会话控制）  
传输层（TCP）  
网络层（IP）  
数据链路层（以太网）
物理层（电信号）

二、HTTP请求流程详解

以你从浏览器访问一个网页为例

应用层（HTTP）

• 浏览器构造HTTP请求，例如GET/index.html HTTP/1.1
• 添加头部字段（如Host、User-Agent等）
• 请求交给下一层处理

传输层（TCP）

• 浏览器通过Socket调用操作系统建立TCP连接（三次握手）
• 把HTTP请求封装在TCP段中
• TCP负责确保数据可靠传输（重传、确认等）

网络层（IP）

• TCP段封装在IP包中
• 添加源IP、目标IP（从DNS解析得知目标地址）
• 网络层负责选择合适的路由路径把包送往目标机器

数据链路层（以太网、Wi-Fi等）

• IP包封装在以太网帧中
• 添加源MAC、目标MAC（局域网中根据ARP解析）
• 负责物理网络上传输数据帧

物理层

• 数据帧转化为电信号（或无线电波）通过网线或无线网络发送出去

三、穿过网络设备的过程

请求在网络上传播，会经过多个中间设备

四、到达服务器后的过程

1.服务器网络层：接收IP包

2.服务器传输层：重组TCP段

3.服务器应用层：将重组好的HTTP请求交给Web Server（如Nginx、Apache）

4.Web应用处理：例如PHP、Node.js、ASP.NET解析请求，生成响应

5.HTTP响应沿原路径返回

五、图解

[浏览器]
   ↓
HTTP 请求（应用层）
   ↓
TCP 连接（三次握手）
   ↓
IP 包 -> MAC 帧 -> 信号
   ↓
[路由器/防火墙/...]
   ↓
[互联网]
   ↓
[服务器网络接口]
   ↓
Web 服务器处理请求
   ↓
响应生成 -> 反向传回

六、穿透特殊网络环境（如内网）

• NAT（地址转换）：公网无法直接访问内网主机，需端口映射
• 反向代理：例如Nginx代理内网服务
• VPN/隧道/STUN/TURN：用于内网穿透

协议

协议（Protocol）是网络通信中一组约定和规则，比如：

• 数据如何封装
• 怎么传输
• 出错怎么处理
• 如何建立和关闭连接

协议在网络模型中的分布（以TCP/IP四层模型为例）和一些重要协议介绍

应用层协议

• HTTP/HTTPS 超文本传输协议（Secure是加密版），用于Web交互 GET/index.html HTTP/1.1

• DNS 把域名解析成IP地址

• FTP/SMTP/POP3等 文件传输、邮件收发等

传输层协议

• TCP（传输控制协议） 面向连接，可靠传输 例如：三次握手、流量控制、重传机制

• UDP（用户数据报协议） 无连接，不保证可靠性 例子：实时视频、游戏

网络层协议

• IP（互联网协议） 提供主机到主机的寻址和转发

• ICMP（Internet Control Message Protocol） 网络错误和状态报告（如ping指令）

• ARP（地址解析协议） 将IP地址转换为MAC地址（局域网中）

数据链路层协议

• Ethernet（以太网协议） 定义了帧结构和MAC地址通信

• 802.11（Wi-Fi） 无线通信协议，属于链路层

分层思想

为什么要分层？抽象&解耦

分层思想是计算机网络最核心的设计理念之一，它让复杂的网络通信系统变得结构清晰、易于维护和扩展。

什么是分层思想

分层思想是指：将复杂的系统划分为若干层级，每一层专注于一个独立功能，仅与上下相邻的层交互

将其类比成快递系统：

为什么要分层

数据传输中的分层协作（封装与解封装）

客户端发送数据时：

• 应用层：构造HTTP请求数据
• 传输层：加上TCP头
• 网络层：加上IP头
• 链路层：加上MAC头 → 发送帧

服务器接收数据时（反向）：

• 链路层：检查MAC
• 网络层：检查IP
• 传输层：重组TCP流
• 应用层：读取HTTP请求并响应

这种过程叫做：

• 封装（Encapsulation）：往下层传数据时加上控制信息

• 解封装（Decapsulation）：往下层取出数据时剥离控制信息

• 分层 -> 将复杂系统拆成功能明确的模块

• 封装 -> 每层加自己的协议头

• 解封装 -> 每层拆掉协议头并处理

• 接口 -> 层与层之间通过接口通信，不越层

分层是为了解耦，解耦是为了更好地演化系统

传输介质

它是所有网络通信的“物理载体”

定义

传输介质是指：用于在网络设备之间传输比特（0和1）信号的物力材料或信道

• 它位于OSI模型的第1层：物理层
• 它负责将电信号、光信号、无线信号在两个设备之间传递

传输介质分类（根据物理形态）

1.有线介质

2.无线介质

信号在介质中的表现（物理层的角度）

1.双绞线/同轴线：传输电信号

2.光纤：传输光信号（激光）

3.无线：传输电磁波（通过空气）

常见物理层问题

• 信号衰减：距离越远，信号越弱
• 噪声干扰：比如电磁噪声、无线信号冲突
• 延迟：光比电快，电比无线快

RFC（Request for Comments）

RFC是互联网技术的核心文档体系，它是用来定义、描述、讨论互联网协议、标准、系统、实验性技术等内容的正式文档

RFC结构

一个表针的RFC文档通常包括：

• 标题与编号：如RFC 7230: Hypertext Transfer Protocol(HTTP/1.1)

• 状态（Status）

  • Proposed Standard（提议）
  • Draft Standard（草案）
  • Internet Standard（正式标准）
  • Experimental / Informational（试验或信息类）

• 作者和日期

• 摘要（Abstract）：简述协议作用

• 正文内容：定义术语、数据格式、流程、状态码、错误处理

• 参考文献

• 附录：示例、历史兼容说明等

重要性

• RFC是建议、规范、描述性文档，不是强制法律
• 是否采用取决于社区和厂商
• 但如果一个RFC被广泛采用并长期存在，它就变成了事实标准

RFC是互联网协议的说明书，是程序员、工程师、技术人心中的“互联网圣经”