世界上第一个网络体系结构是IBM在1974年提出的SNA（System Network Architecture），即IBM开发的系统网络体系结构。后来其他公司也提出了自己的网络架构，比如DEC的DNA（Digital Network Architecture），是美国数字设备公司开发的数字网络架构，美国国防部的TCP/IP网络架构.各公司或部门的北京网站建设架构体现了自己的网络标准和功能。

国际标准组织ISO于1983年推出了OSI网络体系结构，虽然OSI并未具体说明具体的标准是什么，缺乏实际应用的依据，但给出了制定网络系统标准时需要解决的问题以及如何解决他们。相关问题的方法或基本技术参考。因此，OSI-RM网络体系结构被认为是计算机网络的概念框架，是对计算机网络体系结构的高度概括和完整描述。 OSI作为国际标准的网络体系结构，对于推动网络的发展具有重要的历史意义。虽然互联网在今天很流行，但其基于TCP/IP协议的网络架构只是一个行业标准或事实标准。1. OSI的分层思想

首先分析OSI是如何解决异构网络互连问题的。在众多不同的网络系统中，国际标准化组织（ISO）采用了化繁为简的结构化分层思想，即把复杂的网络按功能划分为网络层，通过分析相应层应具备的功能一。其分层思路如下。

(1)每一层都应有明确的功能边界，并严格建立在下层之上。

(2)每一层除了实现本层的功能外，还向上层提供一定的服务。

(3)下层为上层提供服务的细节或实现方式应独立于上层。

(4)同层之间必须有相互兼容的通信规则或协议。

按照OSI的分层思想，一个完整的计算机网络体系结构应该由两部分组成，即各层拥有的“网络层模型”和“网络通信协议”。

网络层模型：明确定义了各层的功能边界，以及相邻层之间的接口和服务方式。

网络通信协议： 规定了同层通信时建立的规则或约定。

【示例】 现实生活中的一个例子——“报文发送流程”的分层应用，见图3-1。 在整个电报传递过程中，服务体系分为4个等级。首先，同层之间有相应的通信规则。例如，最上层的“消息认知和理解规则”规定了发送方使用何种语言和格式编写消息，否则接收方无法理解；其次，对上下层之间的连接有服务需求。例如，第三层的消息编码层需要上层发送者写的字数。根据每一层的通信规则，向下传递信息；在接收端，按照各级通信规则向上传输信息，完成电报的发送。

OSI的网络分层思想对分析和解决日常工作中遇到的问题，如何化繁为简等起到了很好的指导作用。2. OSI的层次模型

OSI层模型按网络通信功能分为七层，从低到高依次为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。如图3-2所示，它规定了开放系统互联互通、互操作的基本框架。 在分析OSI七层网络架构之前，先解释几个重要的概念。在实体：的每一层中，实现该层功能的软件或硬件。服务接入点：通信接口，供下级实体向上级实体提供服务。也可以说上层实体通过下层实体的服务接入点传输数据，接受下层实体提供的服务。

网络通信协议要素： 网络通信协议一般包括以下三个要素。

(1)语法：规定了通信数据和控制信息的结构和格式，如通信中使用的数据格式、编码和信号电平等。

(2)语义：决定了双方的通信控制。例如，它指定需要发送什么样的控制信息，完成什么样的控制动作，做出什么样的响应，并确定用于协调和错误处理的控制信息。

(3)Sequence :表示通信双方信息交互的顺序，如事件顺序、速度匹配等。

协议数据单元（Protocol Data Unit，PDU）；指在对等层之间传递的数据单元。

OSI分为七层，每一层都有自己的PDU，即物理层的PDU是一个数据位（bit），而数据链路层的PDU

PDU是编号

据顿(frame)，网络层的PDU是数据包(packet)，传输层的PDU是分组数据报(segment)，其他更高层次的PDU是均可称为报文(message),

1)第一层:物理层(Physical Layer)

物理层直接与通信媒体相连，是数据传输的物理接口层。该层为上层〔数据链路层)提供透明的比特流(bit stream)传输服务，传输数据的基本单位为比特(bit)。

物理层的功能:为数据端设备提供传送数据的通路，实现比特流的传输。物理层定义的主要内容如下。

(1)机械特性:指明接口所用接线器的形状、尺寸、引线数目和排列等.
(2)电气特性:指明在接口电缆的各条线上出现的电压的范围.
(3)功能特性:指明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义.
(4)规程特性:指明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序，具体指利用信号线进行bit流传输的一组操作规程，如物理连接的建立，同步的控制等。

2)第二层:数据链路层(Data Link Layer)

数据链路层是面向相邻节点之间的通信。

在物理层已经为终端设备或相邻节点间的数据通信提供了必要的传输通道和物理连接，但这一物理通道并不可靠。因为在物理层上传输的数据难免受到各种因素影响而产生差错或丢失数据。为了保证可靠地传输数据，必须在其上层进行相应的通信控制。也就是说，物理层的每次通信都要在上层建立好通信链路后才能传送比特流，数据传输完毕，上层还要拆除通信链路.这种由上层建起来的数据收与发关系叫做数据链路.链路层的功能:主要负责数据链路的建立、维持和拆除，并在相邻节点到节点的数据链路上，通过差错控制提供数据帧(frame)在信道上无差错的传输。数据链路层定义的主要内容如下。

(1)组帧:数据帧的封装，在上层协议数据单元的前端加上本层协议头控制信息，末端加上结束控制信息。

(2)物理寻址:给出数据从一个节点传送到下一节点的寻址方法。

(3)流量控制或差错控制等定义。

3)第三层:网络层(Network Layer)

网络层是计算机网络中通信子网的最高层.该层更关心的是通信子网的通信控制，所以又称之为通信子网层.该层将本地主机传输层传送下来的数据单元打包后，经由通信子网传送，最终交付给目的主机的网络层.网络层的功能:在两个终端系统之间实现主机到主机的数据传送。

网络层定义的主要内容如下.

(1)服务:提供如面向连接或面向无连接等服务方式。
(2)逻辑寻址:指出数据从网络一端主机传送到网络另一端主机的寻址方法。
(3)路由选择:根据一定原则和算法选出一条通向目的主机的最佳路径。
4)第四层:传输层(Transport Layer)

传输层向上层屏蔽了下层的数据通信细节，该层负责总体的数据传输和数据控制。传输层的功能:在两个终端系统之间实现端到端的数据传送。传输层定义的主要内容如下。

(1)进程寻址:定义不同应用进程之间的寻址方法。
(2)数据的分组与重组。
(3)连接管理:有连接传输或无连接传输。
(4)差错控制和流量控制等。

5)第五层:会话层(Session Layer)

会话层是在传输层提供的端到端服务的基础上，为两端会话实体间建立和维持一个会话，并使会话获得同步。

会话层的功能:提供一个面向进程的会话服务，并为会话活动提供有效的控制和管理。

6)第六层:表示层(Presentation Layer)

表示层处理的是OSI中两端主机系统之间的信息表示问题，通过抽象的方法来定义一种数据类型或数据结构，并使用这种抽象的数据结构在两端系统之间实现数据类型和编码的转换。

表示层的功能:数据编码，数据压缩，数据加密等工作。

7)第七层:应用层(Application Layer)

应用层是计算机网络与终端用户的接口，也是最高层，由各种应用程序构成。不同的应用程序可满足用户各种不同的需求。网络传输的数据报文直接由各种应用程序产生。应用层的功能:提供应用进程间所需要的交换数据，以及实现远程操作或进程代理等基本功能。

3. OSI-RM综述

(1) ISO-RM的最高层为应用层，面向用户提供应用级的服务;最低层为物理层，负责连接通信媒体实现数据传输。低三层可看作是面向数据传输的控制层(属于通信子网)，主要负责解决有关通信控制和通信寻址等问题，高三层可看作是面向数据处理的应用层(属于资源子网)，主要负责解决应用进程间的数据通信和数据处理等问题;传输层在OSI/RM中起到承上启下的作用，作为通信子网和资源子网的接口，负责总体的数据传输和数据控制，确保两端通信系统实现端到端的数据传送。由此可见，传输层是整个网络体系结构的关键层。

(2)上层与下层之间的联系是通过各层之间的服务访问点来实现的;上层通过下层的服务访问点向下层发出服务请求，下层通过本层的服务访问点向上层提供服务。

(3)只有两端通信系统(主机)才拥有网络的全部七层结构。在两端系统通过网络通信时，除物理层有直接的通信连接之外，其他各对等层之间均不存在直接的通信连接，在对等层之间传送数据单元均是通过本层的通信协议控制来实现的，所以称之为虚拟通信，只有物理层的数据传送才是真正意义上的物理通信。

(4)当数据传输需要通过通信子网传输时，负责转发数据的中间节点设备最多涉及低三层或低两层的应用。

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