OSI/RM体系结构

OSI/RM体系结构是第一个标准化的计算机网络体系结构。它是针对广域网通信（也就是不同网络之间的通信）进行设计的，将整个网络通信的功能划分为七个层次，由低到高分别是物理层（Physical Layer）、数据链路层（Data LinkLayer）、网络层（Network Layer）、传输层（Transport Layer）、会话层（Session Layer）、表示层（Presentation Layer）、应用层（ApplicationLayer），如图3-2所示。但任何广域网其实都是由多个远程局域网连接而成的，所以在OSI/RM中不仅包括了广域网中不同局域网间通信的功能层次（上面五层），也给出了局域网内部通信所必需的两个层次（最下面两层）。

OSI/RM低四层（从物理层到传输层）定义了如何进行端到端的数据传输，也就是定义了如何通过网卡、物理电缆、交换机和路由器进行数据传输；而高三层（从会话层到应用层）定义了终端系统的应用程序和用户如何彼此通信，也即定义了如何重建从发送方到目的方的应用程序数据流。更多的是把OSI/RM的七层结构分成低三层和高四层的，低三层负责创建网络通信所需的网络连接（面向网络），属于“通信子网”部分，高四层具体负责端到端的用户数据通信（面向用户），属于“资源子网”部分。OSI/RM结构中各层功能如图3-3所示。

在OSI/RM中，低三层有两方面的作用：

通过它们自己对应层的信息交换构建数据通信所需的网络平台，更通俗地说就是打通一条用于数据传输的网络通道；

为来自上层的数据提供物理的传输通道。

但低三层均不能识别和处理来自应用层的网络应用数据，仅用于为用户的网络应用数据通信提供通信线路、网络基础架构，或者说是网络通信平台。

高四层上进行的才是真正面向用户的网络应用，为各种具体的网络应用提供应用平台和端对端的数据传输通道，对低三层所构建的网络平台可以说是“视而不见”

我们经常听别人说，在局域网中仅可以通过数据链路层的MAC地址进行通信，很多人就认为网络应用也可以仅可以通过数据链路层进行。其实这是完全错误的。这里所说的“通信”其实是仅指两层设备之间的“网络通信”，用于构建数据通信所需的链路。它根本不能识别网络应用的用户数据（这涉及数据的封装次序，具体将在本章后面介绍），怎么可能进行网络应用通信？在局域网中进行具体的网络应用仍需要用到OSI/RM的网络层及以上各层，只是这些高层是由用户主机的操作系统来完成的。

无论是哪种划分方式，OSI/RM的每一层都要完成特定的功能，每层都直接为它的上层提供服务，同时又调用它的下层所提供的服务。所有层次都互相支持，在发送端网络通信是自上而下进行的（也就是自上而下调用服务），在接收端网络通信是自下而上（也就是自下而上提供服务）进行的，但双方必须在对等层次上进行通信（这就是对等通信原理，具体将在本章后面介绍）。当然并不是每一通信都需要经过OSI的全部七层，要视具体通信的类型而定，有的甚至只需要双方对应的某一层即可。如物理层中的物理接口之间的转接，以及中继器与中继器之间的连接就只需在物理层中进行即可。而网络层中的路由器与路由器之间连接则只需经过自网络层以下的三层即可。

经验之谈
无论哪一种计算机网络体系结构，也无论是体系结构中的哪一层，都不是针对具体的设备或者具体的软件而言的，而只是针对每层中所要实现的网络服务功能来划分的。因为每一层所代表的是一组网络功能，而实现某一个功能又可以有许多不同的软/硬件方案。如物理层上就可以有许多不同的传输介质（如同轴电缆、双绞线、光纤等）和网络设备（如集线器、中继器），当然还有许多对应的通信协议。其他各层也一样。计算机网络中的软/硬件是计算机网络通信和数据传输的实体，也就是网络任务的具体执行者。当然各层的实体都不一样，具体将在后面对应章节介绍。

有了这样一个结构模型，就把整个计算机网络软、硬件技术和设备串起起来了，所有软、硬件技术都围绕在这个中心周围。

OSI/RM对各个层次的划分遵循下列原则：

同一层中的各网络节点都有相同的层次结构，具有同样的功能。
同一节点内相邻层之间通过接口（可以是逻辑接口）进行通信。
七层结构中的每一层使用下一层提供的服务，并向其上层提供服务。
不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。
网络设备（不包括计算机主机）间自身的通信仅需要低三层，用来构建数据通信的网络平台。
网络平台构建好后，用户应用数据就可以利用这个平台进行各种网络应用通信，但所有网络应用通信都需要经过网络体系结构中的所有层次，其中最上面的四层用来为用户的网络应用通信提供各种服务支持，构建数据通信平台。
但是OSI/RM的七层结构划分从现在看来，并不是很科学，这主要表现在两方面：
一是层次数方面还是多了些；
二是在进行网络系统设计时仍然觉得比较麻烦。另外，像“会话层”和“表示层”单独划分的意义并不大，因为它们的用途并不像其他层那样明显。所以在后面的TCP/IP协议体系结构中，不再有这两层了。

总结

网络通信划分为7个层次

思考

每一层的功能是什么?

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