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第1章计算机网络基础知识−15−构。

比较著名的网络体系结构有ISO 提出的开放系统互连体系结构（OSI ）、美国国防部提出的TCP/IP 、IBM 公司提出的系统网络体系结构（SNA ）、DEC 的数字网络体系结构（DNA ）和原CCITT 提出的X.25建议等。

1.4.2开放系统互连参考模型在网络发展过程中，已建立的网络体系结构很不一致，这就给在网络中扩充计算机系统带来了不便。

为了促进多厂家的国际合作以及使网络体系结构标准化，1997年，ISO 专门成立了一个委员会SC16，来开发一个异种计算机系统互连网络的国际标准。

一年多过后，SC16基本完成了任务，开发了一个“开放系统互连参考模型”（The Reference Model of Open Systems Interconnection ，OSI/RM ）。

1979年底，SC16的上级技术委员会TC97对该模型进行了修改。

1983年，OSI 参考模型正式得到了ISO 和原CCITT 的批准，并分别以ISO7498和X.200文件公布。

“开放系统互连”的含义是任何两个遵守OSI 标准研制的系统是相互开放的，可以进行互连。

现在，OSI 模型被广泛接受，成为指导网络发展的重要标准。

OSI 参考模型是一个分层结构，包括7层功能及对应的协议，如图1.13所示。

图1.13OSI 参考模型事实上，OSI 参考模型仅仅给出了一个概念框架，它指出实现两个“开放系统”之间的通信包括哪些任务（功能）、由哪些协议来控制，而不是对具体实现的规定。

网络开发者可以自行决定采用硬件或软件来实现这些协议功能。

1．OSI 参考模型基本术语（1）服务。

服务是在OSI/RM 内部相邻层之间、由下一层向上一层提供的功能的总称。

所谓N 层服务就是由第N 层以及N 层以下所有协议层、通过N 层与N +1层的接口、向N +1层提供的功能的总称。

OSI 服务在服务提供层与服务应用层之间，以交换服务原语的方式工作。

开放系统互联基本参考模型哎呀，今天咱们来聊聊开放系统互联基本参考模型，听起来很高大上的样子，其实说白了，就是个帮助不同设备、不同系统互相沟通的架子。

想象一下，你的手机、电脑、平板，还有那些智能家居设备，都是一群小朋友，想在一起玩，却因为说不同的语言，搞得鸡飞狗跳。

这个参考模型就像是一个翻译官，把这些小家伙的心声传递过去，大家好好交流，互相理解。

这开放系统互联基本参考模型，通常叫做OSI模型，分成七层，就像一个七层的蛋糕，吃起来层次丰富。

最底下那层是物理层，嘿，就是说数据在网络上跑的时候，电信号、光信号这些家伙在打架。

往上一层是数据链路层，负责把数据打包，确保这些信号在传输过程中不会走失，就像妈妈在包饺子，得包得严严实实，确保不会漏。

再往上就是网络层，这一层聪明了，它负责决定数据怎么走，像个交通警察，指挥信号在网络上畅通无阻。

然后是传输层，这层可厉害了，它要确保信息准确无误地送到目的地，就像快递小哥，今天送你个快递，明天送我个包裹，得确认谁收谁送。

接下来是会话层，哇，这个层次就像是聊天的小组，负责在不同设备之间建立和管理会话，确保大家在同一个频道上畅谈。

第六层是表示层，嘿嘿，负责翻译和格式转换，确保信息在不同系统之间流通无阻，像是一个文化交流大使，促进大家的理解与沟通。

最后到了应用层，这层就是为人们服务的，简单来说，就是咱们用的各种软件和应用，比如网页浏览器、电子邮件等，用户通过这一层直接与系统互动，就像是小朋友们围在一起开心地玩耍。

每一层都各司其职，缺一不可，大家齐心协力，才能让信息在网络上顺利传递。

有没有觉得这OSI模型其实就像是生活中的一个团队合作的好例子呢？每个人都有自己的角色，各自发挥所长，才能把事情做得更好。

就好比咱们组团去吃火锅，每个人负责一份食材，最后一锅火锅才会丰富多彩。

用网络语言来说，就是“你中有我，我中有你”。

想象一下，假如没有这个模型，设备之间就像一群小孩在操场上打架，根本听不懂对方在说什么。

开放式系统互联模型
开放式系统互联模型（Open Systems Interconnection Model，简称 OSI模型）是一个用于计算机网络通信的概念框架。

它将网络通信的过程分为七个不同的层次，每个层次都完成特定的功能。

这七个层次分别是：
1. 物理层（Physical Layer）：负责传输比特流，通过物理媒介传输信号，如电缆和无线信号。

2. 数据链路层（Data Link Layer）：负责在相邻节点之间传输数据帧，处理数据包的错误检测、纠正等。

3. 网络层（Network Layer）：负责通过不同网络之间的路由选择和数据包转发，实现数据的网络互联。

4. 传输层（Transport Layer）：负责可靠的端到端传输控制，提供数据包分段、重组、错误检测等功能。

5. 会话层（Session Layer）：负责建立、管理和终止应用程序之间的会话连接。

6. 表示层（Presentation Layer）：负责处理数据的格式化、加密和压缩等，确保不同计算机之间能够正确地解释数据。

7. 应用层（Application Layer）：提供用户应用程序与网络之间的接口，处理特定的应用协议。

开放系统互连参考模型L问题的提出为了使不同类型的计算机或终端能互连，以便相互通信和资源共享。

1977年，ISO提出开放系统互连参考模型(OSI-RM)2.OSI-RM的概念将通信全过程的所有功能分成若干层，每一层对应有一些功能，完成每一层功能时应遵照相应的协议一功能模型,协议模型。

概念：开放系统一一是指在与其他系统通信时，遵守OSl标准要求的系统。

换句话说，开放系统是能遵循OSI-RM实现互连的计算机系统。

3.OSI-RM的分层构造OSI-RM分7层，自下而上分别是：①第一层一一物理层②第二层一一数据链路层③第三层一一网络层④第四层一一运输层⑤第五层一一会话层⑥第六层一一表示层⑦第七层一一应用层4.各层功能概述（第1-3层）（1）物理层（数据信息传送单位：比特流）功能：物理层提供用于建立、保持和断开物理连接的机械的、电气的、功能的和规程的手段，简而言之，物理层提供有关同步和全双工比特流在物理媒介上的传输手段。

协议：RS232C,RS449∕422∕423,V.24,V.28,乂.20和兀21等。

讨论：（a）物理层并不是物理媒介本身（b）物理层无控制信息，不开展差错控制，即不保证无差错传输。

（2）数据链路层（数据信息传送单位：帧）功能：数据链路的建立、维持和拆掉差错控制流量控制等协议：基本型传输控制规程高级数据链路控制规程(HDLC)(3)网络层(数据信息传送单位：分组)功能：网络连接的建立、拆掉数据交换路由选择流量控制协议：X.25分组级协议(4)网络层运输层传送数据的基本单位是报文。

主要功能：端到端的顺序控制、流量控制、差错控制及监视服务质量。

(5)会话层会话层提供诸如会话建立时会话双方资格的核实和验证，由哪一方支付通信费用，及对话方向的交替管理、故障点定位和恢复等各种服务。

会话层及以上各层中，数据的传送单位一般都称为报文,但与运输层的报文有本质的不同。

(6)表示层提供数据的表示方法。

功能：代码转换数据格式转换数据加密与解密数据压缩与恢复(7)应用层直接面向用户以满足不同用户的不同要求，是利用网络资源唯一想用户进程直接提供服务的一层。

开放系统互联基本参考模型开放系统互联基本参考模型（Open Systems Interconnection Basic Reference Model，简称OSI 模型）是国际标准化组织（ISO）制定的用于描述计算机网络通信体系结构的参考模型。

OSI模型将计算机网络通信过程划分为七个层次，每个层次负责特定的功能，并通过接口与相邻层次进行交互。

这七个层次从下至上依次为：1. 物理层（Physical Layer）：负责传输比特流，包括电气、光学和物理接口的规范。

2. 数据链路层（Data Link Layer）：提供可靠的点对点数据传输，通过帧来管理数据传输错误和流量控制。

3. 网络层（Network Layer）：实现不同网络之间的数据路由和转发，负责寻址和路由选择。

4. 传输层（Transport Layer）：提供端到端的可靠数据传输服务，包括连接建立、数据分段、流量控制和错误恢复。

5. 会话层（Session Layer）：管理不同应用程序之间的会话，包括建立、维护和终止会话。

6. 表示层（Presentation Layer）：处理数据的表示方式，负责数据的加密、解密、压缩和格式转换。

7. 应用层（Application Layer）：提供网络服务和应用程序之间的接口，包括电子邮件、文件传输和远程登录等。

OSI模型的主要优点是将复杂的网络通信过程分解为不同的层次，使得网络设计、开发和维护更加可靠和可扩展。

此外，由于每个层次都有明确定义的功能和接口，因此可以实现跨平台和跨厂商的互操作性。

然而，实际上，在实际网络中广泛采用的是TCP/IP模型，它是基于OSI模型的简化版本，并成为互联网的基础架构。

TCP/IP模型将OSI模型的七层合并为四个层次，即网络接口层、网络层、传输层和应用层。

尽管如此，了解OSI模型仍然对理解计算机网络体系结构和通信原理具有重要意义。

计算机网络基础要点一、基本概念1.计算机网络：由若干计算机互连而成，通过通信线路和交换设备实现信息传输和资源共享的系统。

2.通信协议：计算机网络中，不同计算机之间进行通信时所遵循的一些规则和约定。

3.OSI七层模型：开放系统互联参考模型，将计算机网络分为七个不同的层次，每个层次完成特定的功能和任务。

4.IP地址：互联网上为每一台计算机或其他网络设备分配的唯一标识符。

5.域名系统（DNS）：将域名转换为相应IP地址的服务。

6.网络拓扑结构：计算机网络中设备之间的物理或逻辑连接方式，常见的有总线型、环型、星型、树型、网状型等。

二、协议和标准1.TCP/IP协议：传输控制协议/互联网协议，是互联网的核心协议，负责数据的分组、传输和路由。

2.HTTP协议：超文本传输协议，用于传输超文本和相关资源的应用层协议。

3.SMTP协议：简单邮件传输协议，用于电子邮件的发送。

4.POP3协议：邮局协议版本3，用于电子邮件的接收。

5.FTP协议：文件传输协议，用于计算机之间的文件传输。

6.IEEE802.11标准：无线局域网标准，也称为Wi-Fi，规定了无线局域网的实现细节和通信协议。

三、网络拓扑结构1.总线型拓扑：所有设备共用一根总线，数据通过总线发送和接收。

2.环型拓扑：所有设备连接成一个环，数据按照环的方向传输。

3.星型拓扑：所有设备都连接到一个中心设备（如集线器或交换机）。

4.树型拓扑：通过连接器将多个星型网络连接成一个树状结构。

5.网状型拓扑：所有设备之间都有直接的连接，数据可以通过多个路径传输。

四、常见问题和解决方案1.网络安全问题：包括入侵、数据泄露和病毒传播等，可以通过防火墙、加密和访问控制等技术来解决。

2.网络性能问题：包括延迟、吞吐量和带宽等，可以通过优化网络拓扑、增加带宽和使用传输协议来提高性能。

3.网络扩展问题：当网络规模和用户数量增加时，需要考虑网络扩展性和负载均衡的问题，可以使用路由器、交换机和负载均衡器等设备来解决。

OSI参考模型与TCP/IP模型引入l伴随着计算机网络的飞跃发展，各大厂商根据自己的协议生产出了不同的硬件和软件l为了实现网络设备间的互相通讯，ISO和IEEE相继提出了OSI参考模型及其TCP/IP模型。

l 了解OSI 参考模型和TCP/IP 模型的产生背景l 理解OSI 参考模型和TCP/IP 模型的层次结构及相关概念l 理解OSI 参考模型和TCP/IP 模型各￿的功能课程目标学习完本课程，您应该能够：目录l OSI参考模型l TCP/IP模型网￿的体系￿构￿算机网￿的各￿以及其￿￿的￿合，称￿网￿的体系￿构。

￿言之，￿算机网￿的体系￿构即是￿￿算机网￿及其部件所￿￿完成的功能的精确定￿。

即￿算机网￿￿￿置哪几￿，每￿￿提供哪些功能的精确定￿,至于功能如何￿￿，￿不属于网￿体系￿构￿￿的范￿。

￿句￿￿，网￿体系￿构只是从功能上描述￿算机网￿的￿构，不涉及每￿硬件和￿件的￿成，也不涉及￿些硬件或￿件的￿￿￿￿。

OSI参考模型标准的建立70年代以来，国外一些主要计算机生产厂家先后推出了各自的网络体系结构，但都属于专用的。

为使不同计算机厂家的计算机能够互相通信，以便在更大的范围内建立计算机网络，有必要建立一个国际范围的网络体系结构标准。

国际标准化组织ISO 于1981年正式推荐了一个网络系统结构——开放系统互连模型(Open System Interconnectionreference model )OSI/RM,简称OSI。

由于这个标准模型的建立，使得各种计算机网络向它靠拢，大大推动了网络通信的发展。

“开放”这个词表示：只要遵循OSI标准，一个系统可以和位于世界上任何地方的、也遵循OSI标准的其他任何系统进行连接。

￿算机 1 向￿算机 2 ￿送数据传输层数据段再传送到网络层加上网络层首部，成为 IP 数据包（或分组）AP 2计算机 2543612754361AP 127计算机 1物理传输媒体￿算机 1 向￿算机 2 ￿送数据计算机 1IP 数据包再传送到数据链路层加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧AP 2计算机 2543612754361AP 127物理传输媒体￿算机 1 向￿算机 2 ￿送数据计算机 1 数据链路层帧再传送到物理层最下面的物理层把比特流传送到物理媒体AP 2计算机 2543612754361AP 127物理传输媒体￿算机 1 向￿算机 2 ￿送数据物理传输媒体计算机 1 电信号（或光信号）在物理媒体中传播从发送端物理层传送到接收端物理层AP 2计算机 2543612754361AP 127￿算机 1 向￿算机 2 ￿送数据计算机 1物理层接收到比特流，上交给数据链路层54361AP 127AP 2计算机 25436127物理传输媒体￿算机 1 向￿算机 2 ￿送数据数据链路层剥去帧首部和帧尾部取出数据部分，上交给网络层计算机 154361AP 127AP 2计算机 25436127物理传输媒体￿算机 1 向￿算机 2 ￿送数据网络层剥去首部，取出数据部分上交给传输层计算机 154361AP 127AP 2计算机 25436127物理传输媒体￿算机 1 向￿算机 2 ￿送数据传输层剥去首部，取出数据部分上交给会话层计算机 154361AP 127AP 2计算机 25436127物理传输媒体会话层剥去首部，取出数据部分上交给表示层计算机 154361AP 127AP 2计算机 25436127￿算机 1 向￿算机 2 ￿送数据物理传输媒体表示层剥去首部，取出数据部分上交给会话层计算机 154361AP 127AP 2计算机 25436127￿算机 1 向￿算机 2 ￿送数据物理传输媒体应用层剥去首部，取出应用程序数据上交给应用进程计算机 154361AP 127AP 2计算机 25436127￿算机 1 向￿算机 2 ￿送数据物理传输媒体计算机 154361AP 127AP 2计算机 25436127￿算机 1 向￿算机 2 ￿送数据AP 2收到了 AP 1 发来的应用程序数据！物理传输媒体物理层•物理层：定义电压、接口、线缆标准、传输距离等•物理层介质：•同轴电缆（coaxial cable）：细缆和粗缆•双绞线（twisted pair）：UTP、STP •光纤（fiber）：单模、多模•无线（wireless）：红外线、蓝牙Blue Tooth、WLAN技术￿用￿表示￿会￿￿￿￿￿网￿￿数据￿路￿物理￿物理￿是OSI 参考模型的最低￿，与￿￿媒体直接相￿，主要作用是建立、保持和断开物理￿接，以确保二￿制比特流的正确￿￿。