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       從前面的學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握了交換的概念、交換節(jié)點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)中的作用及交換系統(tǒng)的基本功能，還了解了電路交換、分組交換、幀中繼、ATM交換等通信交換技術(shù)的基本特點(diǎn)。那么，對(duì)于各種不同的交換技術(shù)及其構(gòu)成的典型網(wǎng)絡(luò)，是否可以有一種共同的描述方法，以便于更好地理解和掌握它們？本節(jié)介紹的開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型（OSI）就常常被用做理解各種交換技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)通用框架。

1.開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型

為了使各種計(jì)算機(jī)在世界范圍內(nèi)互連成網(wǎng)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）在1978年提出了一套非常重要的標(biāo)準(zhǔn)框架，即開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型（OSI/RM.Open System Interconnection Reference Model）,簡(jiǎn)稱為OSI。在正式文件ISO7498中對(duì)它作了詳細(xì)的規(guī)定和描述。這里，“開(kāi)放”的意思是：只要遵循OSI標(biāo)準(zhǔn)，一個(gè)系統(tǒng)就可以和位于世界上任何地方的、也遵循這同一標(biāo)準(zhǔn)的其他任何通信系統(tǒng)進(jìn)行通信。

在OSI中，將通信實(shí)體按其完成功能分為7層，分別為：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層，如圖4.9所示。它上以應(yīng)用進(jìn)程為界，下以通信媒體為界。應(yīng)用進(jìn)程和通信媒體不屬于OSI參考模型。通常將1?3層功能稱為低層功能即通信傳送功能；將4~7層功能稱為高層功能即通信處理功能，通常需由終端來(lái)提供。

下面對(duì)7層的功能進(jìn)行概要的描述。

（1）物理層

物理層的任務(wù)就是為它的上一層（即數(shù)據(jù)鏈路層）提供一個(gè)物理連接，以便透明地傳送比特流。在物理層上所傳數(shù)據(jù)的單位是比特。傳遞信息所利用的一些具體的物理媒體.如雙絞線，同軸電、光纜等并不在物理層之內(nèi)。有人把物理媒體當(dāng)做第0層，因?yàn)樗奈恢锰幵谖锢韺拥南旅妗?/p>

“透明地傳送比特流”表示經(jīng)實(shí)際電路傳送后的比特流沒(méi)有發(fā)生變化，因此，對(duì)傳送比特流來(lái)說(shuō)，這個(gè)電路好像不存在。也就是說(shuō)，這個(gè)電路對(duì)該比特流來(lái)說(shuō)是透明的。這樣任意組合的比特流都可以在這個(gè)電路上傳送。當(dāng)然，那幾個(gè)比特流代表什么意思，則不是物理層所要管的。

圖 9      開(kāi)放系統(tǒng)互連7層模型示意圖

物理層要考慮多大的電壓代表“1”或“0”，以及當(dāng)發(fā)送端發(fā)出比特"1”時(shí)，在接收端如何識(shí)別出這是比特“1”而不是比特“0”。物理層還要確定連接電纜的插頭應(yīng)當(dāng)有多少根引腳以及各個(gè)引腳應(yīng)如何連接。

物理連接并非永遠(yuǎn)在物理媒體上存在，它要靠物理層來(lái)激活、維持和去活。

（2）數(shù)據(jù)鏈路層

數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)在兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)間的線路上，無(wú)差錯(cuò)地傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)。每一幀包括一定數(shù)量的數(shù)據(jù)和一些必要的控制信息。和物理層相似，數(shù)據(jù)鏈路層要負(fù)責(zé)建立、維持和釋放數(shù)據(jù)鏈路的連接。在傳送數(shù)據(jù)時(shí)，若接收節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到所傳數(shù)據(jù)中有差錯(cuò)，就要通知發(fā)送方重發(fā)這一幀，直到這一幀正確無(wú)誤地到達(dá)接收節(jié)點(diǎn)為止。在每一幀所包括的控制信息中，有同步信息、地址信息、差錯(cuò)控制以及流量控制信息等。

這樣，數(shù)據(jù)鏈路就把一條有可能出差錯(cuò)的實(shí)際鏈路,轉(zhuǎn)變成為讓網(wǎng)絡(luò)層向下看起來(lái)好像不出差錯(cuò)的鏈路。

（3）網(wǎng)絡(luò)層

兩個(gè)通信實(shí)體進(jìn)行通信時(shí)，可能要經(jīng)過(guò)許多個(gè)節(jié)點(diǎn)和鏈路。網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)的傳送單位是分組或包。網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)就是要選擇合適的路由和交換節(jié)點(diǎn)，使發(fā)送站的運(yùn)輸層所傳下來(lái)的分組能夠正確無(wú)誤地按照地址找到目的站，并交付給目的站的運(yùn)輸層，這就是網(wǎng)絡(luò)層的尋址功能。

當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)中到達(dá)某個(gè)節(jié)點(diǎn)的分組過(guò)多時(shí)，就會(huì)彼此爭(zhēng)奪網(wǎng)絡(luò)資源，這就可能導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能的下降，有時(shí)甚至發(fā)生網(wǎng)絡(luò)癱瘓的現(xiàn)象。防止產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)擁塞，也是網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)之一。

（4）傳輸層

在傳輸層，信息的傳送單位是報(bào)文。當(dāng)報(bào)文較長(zhǎng)時(shí)，先要把它分割成好幾個(gè)分組，然后再交給下一層（網(wǎng)絡(luò)層）進(jìn)行傳輸。 

傳輸層的任務(wù)是彌補(bǔ)具有低3層功能的各種通信網(wǎng)的欠缺和差別，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量滿足高3層的要求；根據(jù)通信子網(wǎng)的特性，最佳地利用網(wǎng)絡(luò)資源，并以可靠和經(jīng)濟(jì)的方式，為兩個(gè)端系統(tǒng)（源站和目的站）的會(huì)話層之間，建立一條傳輸連接，以透明地傳送報(bào)文。

（5）會(huì)話層/表示層

會(huì)話層通常用于對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行管理；表示層主要解決用戶信息的語(yǔ)法表示問(wèn)題。這兩層在實(shí)際中基本沒(méi)有應(yīng)用。

（6）應(yīng)用層