世界上第一個網絡體系結構是由IBM公司于1974年提出的SNA(System Network Architecture)，即IBM公司開發的系統網絡體系結構。之后，其他公司也相繼提出了自己的網絡體系結構，如DEC公司的DNA(Digital Network Architecture)，即美國數字設備公司開發的數字網絡體系結構以及美國國防部的TCP/IP網絡體系結構等。各公司或各部門的北京網站建設體系結構均體現了各自的網絡標準及功能。

國際標準組織ISO在1983年推出OSI的網絡體系結構，在OSI中雖然沒有制定出具體的標準是什么，也缺乏實際應用的依據，但其給出了在制定網絡體系標準時需要解決的問題以及解決相關向題的方法或基本技術參考.因此，OSI-RM網絡體系結構被認為是關于計算機網絡的一個概念性框架，是對計算機網絡體系結構的高度概括和完整描述。OSI作為國際標準的網絡體系結構對推動網絡的發展具有重大的歷史意義.盡管當今流行Internet網絡，其基于TCP/IP協議的網絡體系結構也只是一個工業標準或事實上的標準而已。

1. OSI的分層思想

首先，分析OSI是如何解決異質網絡互聯的間題。在眾多不同的網絡體系中，國際標準化組織ISO采用了化復雜為簡單的結構化分層思想，即將復雜的網絡按功能分出網絡層次，并一一解析相應層次應具備的功能。其分層思想如下。

(1)每一層要有明確的功能界限，并嚴格建立在其下層之上。
(2)每一層除實現本層功能外，還要為上層提供一定的服務.
(3)下層為上層提供服務的細節或實現方式要與上層無關。
(4)同層之間要有相互兼容的通信規則或約定。

根據OSI的分層思想，一個完整的計算機網絡體系結構應由兩部分組成，即“網絡層次模型”和各層擁有的“網絡通信協議”。

網絡層次模型:它明確定義了各層功能的界限，以及相鄰層次間的接口及服務方法。

網絡通信協議:規定了同層次之間通信時建立的規則或約定。

【舉例】一個現實生活中的實例—“電報傳輸過程”的分層應用，見圖3-1。
在整個電報的傳輸過程中，該服務系統可以劃分為4個層次。首先，在同層之間各有相應的通信規則，如最上層“報文認知與理解規則”約定了發報人用哪種文字、怎樣的格式書寫報文等，否則收報人無法理解;其次，在相鄰層次之間各有上下銜接的服務要求，如第3層報文編碼層對上層發報人書寫報文的字數等要求.通信雙方不需要面對面，發報方只要由上向下按照各層次的通信規則傳遞信息;在收報方再由下向上按照各層次的通信規則傳遞信息，即可完成電報的傳輸。

OSI這種網絡分層思想，對于分析與解決日常工作中遇到的問題，如何化復雜為簡單等起到了很好的指導意義。

2. OSI的層次模型

OSI層次模型，依據網絡通信功能劃分為7個層次，由低到高依次為物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。如圖3-2所示，它約定了開放系統的互連、互通和互操作的基本框架。
在分析OSI七層網絡體系結構前，首先解釋幾個重要的概念。實體:每一層中，實現該層功能的軟件或硬件。服務訪間點:下層實體向上層實體提供服務的通信接口。也可以說是上層實體通過下層實體的服務訪問點傳遞數據并接受下層提供的服務。

網絡通信協議要素:網絡通信協議一般包含以下3個方面的要素。

(1)語法:規定了通信數據和控制信息的結構與格式.如通信時采用何種數據格式、編碼及信號電平等。

(2)語義:確定雙方的通信控制.如規定了需要發出何種控制信息、完成何種控制動作以及做出何種應答，并確定用于協調和差錯處理的控制信息。

(3)時序:指出通信雙方信息交互的順序.如事件順序、速度匹配。

協議數據單元(Protocol Data Unit, PDU) ;是指對等層次之間傳遞的數據單位。

OSI分為七層，每層都有自己的PDU,即物理層的PDU是數據位(bit)，數據鏈路層的

PDU是數據頓(frame)，網絡層的PDU是數據包(packet)，傳輸層的PDU是分組數據報(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，是數據傳輸的物理接口層。該層為上層〔數據鏈路層)提供透明的比特流(bit stream)傳輸服務，傳輸數據的基本單位為比特(bit)。

物理層的功能:為數據端設備提供傳送數據的通路，實現比特流的傳輸。物理層定義的主要內容如下。

(1)機械特性:指明接口所用接線器的形狀、尺寸、引線數目和排列等.
(2)電氣特性:指明在接口電纜的各條線上出現的電壓的范圍.
(3)功能特性:指明某條線上出現的某一電平的電壓表示何種意義.
(4)規程特性:指明對于不同功能的各種可能事件的出現順序，具體指利用信號線進行bit流傳輸的一組操作規程，如物理連接的建立，同步的控制等。

2)第二層:數據鏈路層(Data Link Layer)

數據鏈路層是面向相鄰節點之間的通信。

在物理層已經為終端設備或相鄰節點間的數據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。因為在物理層上傳輸的數據難免受到各種因素影響而產生差錯或丟失數據。為了保證可靠地傳輸數據，必須在其上層進行相應的通信控制。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，數據傳輸完畢，上層還要拆除通信鏈路.這種由上層建起來的數據收與發關系叫做數據鏈路.鏈路層的功能:主要負責數據鏈路的建立、維持和拆除，并在相鄰節點到節點的數據鏈路上，通過差錯控制提供數據幀(frame)在信道上無差錯的傳輸。數據鏈路層定義的主要內容如下。

(1)組幀:數據幀的封裝，在上層協議數據單元的前端加上本層協議頭控制信息，末端加上結束控制信息。

(2)物理尋址:給出數據從一個節點傳送到下一節點的尋址方法。

(3)流量控制或差錯控制等定義。

3)第三層:網絡層(Network Layer)

網絡層是計算機網絡中通信子網的最高層.該層更關心的是通信子網的通信控制，所以又稱之為通信子網層.該層將本地主機傳輸層傳送下來的數據單元打包后，經由通信子網傳送，最終交付給目的主機的網絡層.網絡層的功能:在兩個終端系統之間實現主機到主機的數據傳送。

網絡層定義的主要內容如下.

(1)服務:提供如面向連接或面向無連接等服務方式。
(2)邏輯尋址:指出數據從網絡一端主機傳送到網絡另一端主機的尋址方法。
(3)路由選擇:根據一定原則和算法選出一條通向目的主機的最佳路徑。
4)第四層:傳輸層(Transport Layer)

傳輸層向上層屏蔽了下層的數據通信細節，該層負責總體的數據傳輸和數據控制。傳輸層的功能:在兩個終端系統之間實現端到端的數據傳送。傳輸層定義的主要內容如下。

(1)進程尋址:定義不同應用進程之間的尋址方法。
(2)數據的分組與重組。
(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的基礎上，為兩端會話實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:提供一個面向進程的會話服務，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中兩端主機系統之間的信息表示問題，通過抽象的方法來定義一種數據類型或數據結構，并使用這種抽象的數據結構在兩端系統之間實現數據類型和編碼的轉換。

表示層的功能:數據編碼，數據壓縮，數據加密等工作。

7)第七層:應用層(Application Layer)

應用層是計算機網絡與終端用戶的接口，也是最高層，由各種應用程序構成。不同的應用程序可滿足用戶各種不同的需求。網絡傳輸的數據報文直接由各種應用程序產生。應用層的功能:提供應用進程間所需要的交換數據，以及實現遠程操作或進程代理等基本功能。

3. OSI-RM綜述

(1) ISO-RM的最高層為應用層，面向用戶提供應用級的服務;最低層為物理層，負責連接通信媒體實現數據傳輸。低三層可看作是面向數據傳輸的控制層(屬于通信子網)，主要負責解決有關通信控制和通信尋址等問題，高三層可看作是面向數據處理的應用層(屬于資源子網)，主要負責解決應用進程間的數據通信和數據處理等問題;傳輸層在OSI/RM中起到承上啟下的作用，作為通信子網和資源子網的接口，負責總體的數據傳輸和數據控制，確保兩端通信系統實現端到端的數據傳送。由此可見，傳輸層是整個網絡體系結構的關鍵層。

(2)上層與下層之間的聯系是通過各層之間的服務訪問點來實現的;上層通過下層的服務訪問點向下層發出服務請求，下層通過本層的服務訪問點向上層提供服務。

(3)只有兩端通信系統(主機)才擁有網絡的全部七層結構。在兩端系統通過網絡通信時，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據單元均是通過本層的通信協議控制來實現的，所以稱之為虛擬通信，只有物理層的數據傳送才是真正意義上的物理通信。

(4)當數據傳輸需要通過通信子網傳輸時，負責轉發數據的中間節點設備最多涉及低三層或低兩層的應用。