更新時間：2025-09-16 19:11:00
網(wǎng)站建設(shè)
504世界上第一個網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是IBM在1974年提出的SNA（System Network Architecture），即IBM開發(fā)的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。后來其他公司也提出了自己的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，比如DEC的DNA（Digital Network Architecture），是美國數(shù)字設(shè)備公司開發(fā)的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，美國國防部的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu).各公司或部門的北京網(wǎng)站建設(shè)架構(gòu)體現(xiàn)了自己的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)和功能。
國際標(biāo)準(zhǔn)組織ISO于1983年推出了OSI網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，雖然OSI并未具體說明具體的標(biāo)準(zhǔn)是什么，缺乏實(shí)際應(yīng)用的依據(jù)，但給出了制定網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時需要解決的問題以及如何解決他們。相關(guān)問題的方法或基本技術(shù)參考。因此，OSI-RM網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念框架，是對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的高度概括和完整描述。 OSI作為國際標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，對于推動網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展具有重要的歷史意義。雖然互聯(lián)網(wǎng)在今天很流行，但其基于TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)只是一個行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。1. OSI的分層思想
首先分析OSI是如何解決異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互連問題的。在眾多不同的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）采用了化繁為簡的結(jié)構(gòu)化分層思想，即把復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)按功能劃分為網(wǎng)絡(luò)層，通過分析相應(yīng)層應(yīng)具備的功能一。其分層思路如下。
(1)每一層都應(yīng)有明確的功能邊界，并嚴(yán)格建立在下層之上。
(2)每一層除了實(shí)現(xiàn)本層的功能外，還向上層提供一定的服務(wù)。
(3)下層為上層提供服務(wù)的細(xì)節(jié)或?qū)崿F(xiàn)方式應(yīng)獨(dú)立于上層。
(4)同層之間必須有相互兼容的通信規(guī)則或協(xié)議。
按照OSI的分層思想，一個完整的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)應(yīng)該由兩部分組成，即各層擁有的“網(wǎng)絡(luò)層模型”和“網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議”。
網(wǎng)絡(luò)層模型：明確定義了各層的功能邊界，以及相鄰層之間的接口和服務(wù)方式。
網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議： 規(guī)定了同層通信時建立的規(guī)則或約定。
【示例】 現(xiàn)實(shí)生活中的一個例子——“報文發(fā)送流程”的分層應(yīng)用，見圖3-1。
在整個電報傳遞過程中，服務(wù)體系分為4個等級。首先，同層之間有相應(yīng)的通信規(guī)則。例如，最上層的“消息認(rèn)知和理解規(guī)則”規(guī)定了發(fā)送方使用何種語言和格式編寫消息，否則接收方無法理解；其次，對上下層之間的連接有服務(wù)需求。例如，第三層的消息編碼層需要上層發(fā)送者寫的字?jǐn)?shù)。根據(jù)每一層的通信規(guī)則，向下傳遞信息；在接收端，按照各級通信規(guī)則向上傳輸信息，完成電報的發(fā)送。
OSI的網(wǎng)絡(luò)分層思想對分析和解決日常工作中遇到的問題，如何化繁為簡等起到了很好的指導(dǎo)作用。2. OSI的層次模型
OSI層模型按網(wǎng)絡(luò)通信功能分為七層，從低到高依次為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層。如圖3-2所示，它規(guī)定了開放系統(tǒng)互聯(lián)互通、互操作的基本框架。
在分析OSI七層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)之前，先解釋幾個重要的概念。在實(shí)體：的每一層中，實(shí)現(xiàn)該層功能的軟件或硬件。服務(wù)接入點(diǎn)：通信接口，供下級實(shí)體向上級實(shí)體提供服務(wù)。也可以說上層實(shí)體通過下層實(shí)體的服務(wù)接入點(diǎn)傳輸數(shù)據(jù)，接受下層實(shí)體提供的服務(wù)。
網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議要素： 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議一般包括以下三個要素。
(1)語法：規(guī)定了通信數(shù)據(jù)和控制信息的結(jié)構(gòu)和格式，如通信中使用的數(shù)據(jù)格式、編碼和信號電平等。
(2)語義：決定了雙方的通信控制。例如，它指定需要發(fā)送什么樣的控制信息，完成什么樣的控制動作，做出什么樣的響應(yīng)，并確定用于協(xié)調(diào)和錯誤處理的控制信息。
(3)Sequence :表示通信雙方信息交互的順序，如事件順序、速度匹配等。
協(xié)議數(shù)據(jù)單元（Protocol Data Unit，PDU）；指在對等層之間傳遞的數(shù)據(jù)單元。
OSI分為七層，每一層都有自己的PDU，即物理層的PDU是一個數(shù)據(jù)位（bit），而數(shù)據(jù)鏈路層的PDU
PDU是編號
據(jù)頓(frame)，網(wǎng)絡(luò)層的PDU是數(shù)據(jù)包(packet)，傳輸層的PDU是分組數(shù)據(jù)報(segment)，其他更高層次的PDU是均可稱為報文(message),1)第一層:物理層(Physical Layer)
物理層直接與通信媒體相連，是數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢斫涌趯印Ｔ搶訛樯蠈印矓?shù)據(jù)鏈路層)提供透明的比特流(bit stream)傳輸服務(wù)，傳輸數(shù)據(jù)的基本單位為比特(bit)。
物理層的功能:為數(shù)據(jù)端設(shè)備提供傳送數(shù)據(jù)的通路，實(shí)現(xiàn)比特流的傳輸。物理層定義的主要內(nèi)容如下。
(1)機(jī)械特性:指明接口所用接線器的形狀、尺寸、引線數(shù)目和排列等.
(2)電氣特性:指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓的范圍.
(3)功能特性:指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義.
(4)規(guī)程特性:指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序，具體指利用信號線進(jìn)行bit流傳輸?shù)囊唤M操作規(guī)程，如物理連接的建立，同步的控制等。
2)第二層:數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)
數(shù)據(jù)鏈路層是面向相鄰節(jié)點(diǎn)之間的通信。
在物理層已經(jīng)為終端設(shè)備或相鄰節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)通信提供了必要的傳輸通道和物理連接，但這一物理通道并不可靠。因?yàn)樵谖锢韺由蟼鬏數(shù)臄?shù)據(jù)難免受到各種因素影響而產(chǎn)生差錯或丟失數(shù)據(jù)。為了保證可靠地傳輸數(shù)據(jù)，必須在其上層進(jìn)行相應(yīng)的通信控制。也就是說，物理層的每次通信都要在上層建立好通信鏈路后才能傳送比特流，數(shù)據(jù)傳輸完畢，上層還要拆除通信鏈路.這種由上層建起來的數(shù)據(jù)收與發(fā)關(guān)系叫做數(shù)據(jù)鏈路.鏈路層的功能:主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)鏈路的建立、維持和拆除，并在相鄰節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)鏈路上，通過差錯控制提供數(shù)據(jù)幀(frame)在信道上無差錯的傳輸。數(shù)據(jù)鏈路層定義的主要內(nèi)容如下。
(1)組幀:數(shù)據(jù)幀的封裝，在上層協(xié)議數(shù)據(jù)單元的前端加上本層協(xié)議頭控制信息，末端加上結(jié)束控制信息。
(2)物理尋址:給出數(shù)據(jù)從一個節(jié)點(diǎn)傳送到下一節(jié)點(diǎn)的尋址方法。
(3)流量控制或差錯控制等定義。
3)第三層:網(wǎng)絡(luò)層(Network Layer)
網(wǎng)絡(luò)層是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中通信子網(wǎng)的最高層.該層更關(guān)心的是通信子網(wǎng)的通信控制，所以又稱之為通信子網(wǎng)層.該層將本地主機(jī)傳輸層傳送下來的數(shù)據(jù)單元打包后，經(jīng)由通信子網(wǎng)傳送，最終交付給目的主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)層.網(wǎng)絡(luò)層的功能:在兩個終端系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)主機(jī)到主機(jī)的數(shù)據(jù)傳送。
網(wǎng)絡(luò)層定義的主要內(nèi)容如下.
(1)服務(wù):提供如面向連接或面向無連接等服務(wù)方式。
(2)邏輯尋址:指出數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡(luò)一端主機(jī)傳送到網(wǎng)絡(luò)另一端主機(jī)的尋址方法。
(3)路由選擇:根據(jù)一定原則和算法選出一條通向目的主機(jī)的最佳路徑。
4)第四層:傳輸層(Transport Layer)
傳輸層向上層屏蔽了下層的數(shù)據(jù)通信細(xì)節(jié)，該層負(fù)責(zé)總體的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)控制。傳輸層的功能:在兩個終端系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)端到端的數(shù)據(jù)傳送。傳輸層定義的主要內(nèi)容如下。
(1)進(jìn)程尋址:定義不同應(yīng)用進(jìn)程之間的尋址方法。
(2)數(shù)據(jù)的分組與重組。
(3)連接管理:有連接傳輸或無連接傳輸。
(4)差錯控制和流量控制等。
5)第五層:會話層(Session Layer)
會話層是在傳輸層提供的端到端服務(wù)的基礎(chǔ)上，為兩端會話實(shí)體間建立和維持一個會話，并使會話獲得同步。
會話層的功能:提供一個面向進(jìn)程的會話服務(wù)，并為會話活動提供有效的控制和管理。
6)第六層:表示層(Presentation Layer)
表示層處理的是OSI中兩端主機(jī)系統(tǒng)之間的信息表示問題，通過抽象的方法來定義一種數(shù)據(jù)類型或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并使用這種抽象的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)在兩端系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)類型和編碼的轉(zhuǎn)換。
表示層的功能:數(shù)據(jù)編碼，數(shù)據(jù)壓縮，數(shù)據(jù)加密等工作。
7)第七層:應(yīng)用層(Application Layer)
應(yīng)用層是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與終端用戶的接口，也是最高層，由各種應(yīng)用程序構(gòu)成。不同的應(yīng)用程序可滿足用戶各種不同的需求。網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)報文直接由各種應(yīng)用程序產(chǎn)生。應(yīng)用層的功能:提供應(yīng)用進(jìn)程間所需要的交換數(shù)據(jù)，以及實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作或進(jìn)程代理等基本功能。
3. OSI-RM綜述
(1) ISO-RM的最高層為應(yīng)用層，面向用戶提供應(yīng)用級的服務(wù);最低層為物理層，負(fù)責(zé)連接通信媒體實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。低三層可看作是面向數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂茖?屬于通信子網(wǎng))，主要負(fù)責(zé)解決有關(guān)通信控制和通信尋址等問題，高三層可看作是面向數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用層(屬于資源子網(wǎng))，主要負(fù)責(zé)解決應(yīng)用進(jìn)程間的數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)處理等問題;傳輸層在OSI/RM中起到承上啟下的作用，作為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)的接口，負(fù)責(zé)總體的數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)控制，確保兩端通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)端到端的數(shù)據(jù)傳送。由此可見，傳輸層是整個網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵層。
(2)上層與下層之間的聯(lián)系是通過各層之間的服務(wù)訪問點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)的;上層通過下層的服務(wù)訪問點(diǎn)向下層發(fā)出服務(wù)請求，下層通過本層的服務(wù)訪問點(diǎn)向上層提供服務(wù)。
(3)只有兩端通信系統(tǒng)(主機(jī))才擁有網(wǎng)絡(luò)的全部七層結(jié)構(gòu)。在兩端系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)通信時，除物理層有直接的通信連接之外，其他各對等層之間均不存在直接的通信連接，在對等層之間傳送數(shù)據(jù)單元均是通過本層的通信協(xié)議控制來實(shí)現(xiàn)的，所以稱之為虛擬通信，只有物理層的數(shù)據(jù)傳送才是真正意義上的物理通信。
(4)當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸需要通過通信子網(wǎng)傳輸時，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的中間節(jié)點(diǎn)設(shè)備最多涉及低三層或低兩層的應(yīng)用。
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