internet的基本概念

internet的基本概念?

还是先看看Internet是怎样诞生的吧

与很多人的想象相反，Internet并非某一完美计划的结果，Internet的创始人也绝不会想到它能发展成目前的规模和影响。在Internet面世之初，没有人能想到它会进入千家万户，也没有人能想到它的商业用途。

从某种意义上，Internet可以说是美苏冷战的产物。在美国，20世纪60年代是一个很特殊的时代。60年代初，古巴核导弹危机发生，美国和原苏联之间的冷战状态随之升温，核毁灭的威胁成了人们日常生活的话题。在美国对古巴封锁的同时，越南战争爆发，许多第三世界国家发生政治危机。由于美国联邦经费的刺激和公众恐惧心理的影响，"实验室冷战"也开始了。人们认为，能否保持科学技术上的领先地位，将决定战争的胜负。而科学技术的进步依赖于电脑领域的发展。到了60年代末，每一个主要的联邦基金研究中心，包括纯商业性组织、大学，都有了由美国新兴电脑工业提供的最新技术装备的电脑设备。电脑中心互联以共享数据的思想得到了迅速发展。

美国国防部认为，如果仅有一个集中的军事指挥中心，万一这个中心被原苏联的核武器摧毁，全国的军事指挥将处于瘫痪状态，其后果将不堪设想，因此有必要设计这样一个分散的指挥系统——它由一个个分散的指挥点组成，当部分指挥点被摧毁后其它点仍能正常工作，而这些分散的点又能通过某种形式的通讯网取得联系。1969年，美国国防部高级研究计划管理局（ ARPA - - Advanced Research Projects Agency ）开始建立一个命名为ARPAnet的网络， 把美国的几个军事及研究用电脑主机联接起来。当初，ARPAnet只联结4台主机，从军事要求上是置于美国国防部高级机密的保护之下，从技术上它还不具备向外推广的条件。

1983年，ARPA和美国国防部通信局研制成功了用于异构网络的TCP/IP协议，美国加利福尼亚伯克莱分校把该协议作为其BSD UNIX的一部分，使得该协议得以在社会上流行起来，从而诞生了真正的Internet。

1986年，美国国家科学基金会（National Science Foundation，NSF）利用ARPAnet发展出来的TCP/IP 的通讯协议，在5 个科研教育服务超级电脑中心的基础上建立了NSFnet广域网。由于美国国家科学基金会的鼓励和资助，很多大学、政府资助的研究机构甚至私营的研究机构纷纷把自己的局域网并入NSFnet中。那时，ARPAnet 的军用部分已脱离母网，建立自己的网络--Milnet。ARPAnet --网络之父，逐步被NSFnet所替代。到1990年， ARPAnet已退出了历史舞台。如今，NSFnet已成为Internet的重要骨干网之一。

1989年，由CERN开发成功WWW，为Internet 实现广域超媒体信息截取/检索奠定了基础。

到了90年代初期，Internet事实上已成为一个"网中网"——各个子网分别负责自己的架设和运作费用，而这些子网又通过NSFnet互联起来。由于NSFnet是由政府出资，因此，当时Internet最大的老板还是美国政府，只不过在一定程度上加入了一些私人小老板。 Internet在80年代的扩张不单带来量的改变，同时亦带来质的某些改变。由于多种学术团体、企业研究机构，甚至个人用户的进入，Internet的使用者不再限于电脑专业人员。 新的使用者发觉， 加入 Internet 除了可共享NSFnet的巨型机外，还能进行相互间的通讯，而这种相互间的通讯对他们来讲更有吸引力。 于是， 他们逐步把Internet 当作一种交流与通信的工具， 而不仅仅是共享NSFnet巨型机的运算能力。

在90年代以前，Internet的使用一直仅限于研究与学术领域。商业性机构进入Internet一直受到这样或那样的法规或传统问题的困扰。事实上，象美国国家科学基金会等曾经出资建造Internet的政府机构对Internet上的商业活动并不感兴趣。

1991年，美国的三家公司分别经营着自己的CERFnet、PSInet及Alternet 网络， 可以在一定程度上向客户提供Internet联网服务。他们组成了"商用Internet协会"（CIEA），宣布用户可以把它们的Internet子网用于任何的商业用途。Internet商业化服务提供商的出现，使工商企业终于可以堂堂正正地进入Internet 。 商业机构一踏入Internet这一陌生的世界就发现了它在通讯、资料检索、客户服务等方面的巨大潜力。于是，其势一发不可收拾。世界各地无数的企业及个人纷纷涌入 Internet ， 带来Internet发展史上一个新的飞跃。

Internet目前已经联系着超过160个国家和地区、4万多个子网、500多万台电脑主机，直接的用户超过4000万，成为世界上信息资源最丰富的电脑公共网络。Internet被认为是未来全球信息高速公路的雏形。

iso/osi七层网络通信协议的含义是什么?

计算机网络技术简介

　计算机网络就是通过电缆、电话线或无线通讯将两台以上的计算机互连起来的集合。下面是我整理的计算机网络技术简介，欢迎大家参考!

　1.1计算机网络基础

　计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的专门技术。它将分布在不同地理位置、功能独立的多个计算机系统、网络设备和其他信息系统互联起来，以功能强大的网络软件、网络协议、网络操作系究等为基础，实现了资源共享和信息传递。

　计算机网络能够实现：

　1.资源共享：包括程序共享、数据共享、文件共享及设备共享等；

　2.数据通信；

　3.分布式计算；

　4.广泛应用。

　1.1.1计算机网络原理

　1.拓扑结构

　(1)拓扑结构：网络中计算机与其他设备的连接关系。网络拓扑是指网络形状，或者是它在物理上的连通结构。

　(2)总线型结构：网络上的各节点连接在同一条总线上。连接在同一公共传输介质土的总线型方法的主要特点：易扩充、介质冲突较频繁；结构简单，便于扩充；网络响应速度快，便于广播式工作；设备量少，价格低廉；节点多时网络性能有所下降。

　(3)星型结构：网络以中央节点为中心，各个节点通过中央节点构成点对点的连接方式。其主要特点：中心节点易于集中管理、控制；传输率高，各节点可同时传输；可靠性高，某个飞节点(非中央节点)故障不影响整个网络。

　(4)环型结构：网络中各个节点通过环路接口连接在闭合环型线路中。其主要特点：封闭环、不适于大流量；信息在环路中沿固定方向流动，两节点问只有唯一的通路；传输速度可以预期，适用于实时控制的场合；任意节点的故障都可能导致全网络的失效。

　其他类型的拓扑结构还包括：树形拓扑、混合拓扑

　及网形拓扑等。

　2.网络分类

　计算机网络可按多种方式进行分类。

　按分布范围分类：广域网(WAN)、局域网(LAN)、城域网(MAN)

　按交换方式分类：电路交换网、报文交换网、分组交换网；

　按拓扑结构分类：总线网、星形网、环形网、树形网、网状网；

　按传输媒体分类：双绞线网络、同轴电缆网络、光纤网络、无线网络；

　按信道带宽分类：窄带网、宽带网；

　按信息交换范围分类：内部网、外部网：

　按社会职能分类：公用网、专用网：

　按用途分类：教育网、校园网、科研网、商业网、企业网4军事网等。

　目前，网络主要以分布范围为参考进行分类。

　(1)局域网

　局域网(LAN， Local Area Network)：在有限的几百米至几公里的局部地域范围内，将计算机、外设和网络设备互联构成的计算机网络系统。主要涉及到以太网、快速以太网、令牌环网、FDDI、无线网(802.11)、蓝牙等技术。

　区别于其他网络，局域网具有以下特点：

　1)地理分布范围较小，一般为几百米至几公里。可覆盖一幢大楼、一所校园或一个企业。

　2)数据传输速率较高，一般为10~1000Mbps，可交换各类数字和非数字(如语音、图像、视频等)信息。

　3)误码率低，一般在10一ll~104以下。这是因为局域网通常采用短距离基带传输，可以使用高质量的传输媒体，从而提高了数据传输质量。

　4)以计算机为主体，包括终端及各种外设，一般不包含大型网络设备。

　5)结构灵活、建网成本低、周期短、便于管理和扩充。

　(2)城域网

　城域网(MAN，MetropolitanAreaNetwork)：覆盖城市范围的计算机网络系统，范围介于局域网与广域网之间。

　(3)广域网

　广域网(WAN，WideAreaNetwork)：分布距离远，包含复杂的网络互联设备。无明确拓扑结构，多采用点对点传输。主要涉及到ISDN，frameRelay，ATM，DDN，SDH，MPLS 技术。

　(4)因特网

　因特网(Internet)也称互联网或万维网，是采用TCP/IP通信协议的全球性计算机网络，由全球数以千万计的各种类型和不同规模的计算机网络组成，是全世界所有公开使用的计算机网络的互联总和。互联网通过普通电话、高速率专用线路、卫星、微波和光缆等通信线路把不同国家的大学、公司、科研机构以及军事和政治等组织的网络连接起来。

　1.1.2计算机网络组成

　1.计算机网络的软件系统计算机网络的软件系统主要包括操作系统、应用软件、网络管理软件、协议软件(TCP/IP，NETBEULIPX/SPX等)。

　其中，操作系统提供系统操作基本环境、资源管理、信息管理、设备驱动和设备设置软件，服务器端还具有网络用户管理、网络运行状况统计、网络安全性建立、网络信息通信等管理功能。

　网络管理软件：对网络运行状态信息进行统计、报告、监控；设置网络设备状态、模式、配置、功能等指标。

　网络协议软件：网络中计算机、网络设备、各类系统之间进行信息交换的规则。

　2.计算机网络的硬件系统

　计算机网络的硬件是由传输介质(连接线缆、连接端子等)、接入端口设备(网卡、调制解调器、中继器、收发器和各类接口卡等)、网络设备(集线器、交换机、路由器、网桥等)、安全设备(防火墙、保密系统等)和资源设备(服务器、工作站、外部设备等)构成。

　传输介质提供连接网络设备，提供数据传输的线路，主要包括非屏蔽双绞线(UTP，UnshieldedTwistedPaited)、屏蔽双绞线(STP，ShieldedTwistedPaired)、光缆、电话线、细同轴电缆(简称细缆)、粗同轴电缆(简称粗缆)、无线通信等。

　目前，在用户端和局域网环境中双绞线使用得非常广泛，因为双绞线具有低成本、使用方便等优点。双绞线有两种基本类型：屏蔽双绞线和非屏蔽双绞线，它们都由多对两根绞在一起的导线来形成传输电路，每对导线绞在一起主要是为了防止干扰。在一条双绞线电缆中，有四对或多对双绞线。目前常用的是四对八芯的。还有更多对的，用于智能大楼结构化布线系统中的'垂直布线子系统中。双绞线通过RJ45接头(俗称水晶头)与网络设备等相连接cRJ45头有八个铜片，将双绞线的四对八芯线插入RJ45头中，用专用的RJ45压线器将铜片压入线中，使之连接牢固。RJ45头的线序排列为：铜片方朝上、头朝前，左边第一脚为"1罚，从左到右顺序排列l~8，其每脚的定义见表1-1和表1-2。双绞线四对的颜色按标准分为：绿白/绿、橙白/橙、蓝白/蓝、棕臼/棕(棕白为白色和棕色相间，其他类似)。四对八芯线与RJ45头连接的方法：按照EIA/TIA568A或568B标准，同一根双绞线两端分别按这两个标准做RJ45头，这根双绞线就是信号交叉连接线；两端用同一个标准做RJ45头，则是信号直通连接线。

　接入端口设备主要指网卡、Modem(调制解调器)、桥接器。网卡：网络主机发送和接收数据的接口卡。Modem：拨号上网用的连接计算机和电话线路的设备。网卡是最常用的接入端口设备。网卡插在每台工作站和服务器主机板的扩展槽里。工作站通过网卡向服务器发出请求，当服务器向工作站传送数据时，工作站也通过网卡完成有关操作。

　网络设备主要包括集线器(Hub)、交换机(Switch)、路由器(Router)。集线器可以说是一种共享设备，是计算机在网络中常用的直接互联设备。交换机在计算机之间提供专用的交换式通信信道，使单台计算机占有更大带宽，不受其他设备影响。

　集线器可分为独立式、堆叠式；常见有8端口、16端口、24端口等多种规格：传输速率主要分为：10Mbps，10OMbps和1000Mbps等。

　1)独立式(Standalorm)集线器主要是为了克服总线结构的网络布线困难和易出故障的问题而引入，一般不带管理功能，没有容错能力，不能支持多个网段，不能同时支持多协议。这类集线器适用于小型网络，一般支持8~24个节点，可以利用串接方式连接多个集线器来扩充端口。

　2)堆叠式(Stackable)集线器叠加连接，各集线器用高速链路连接起来，一般可以堆叠4~8个，适用于网络节点密集的工作组网络和大楼水平子系统的布线。

　交换机采用模块化结构，由机柜、电源、面板、插卡和管理模块等组成。支持多种局域网标准和多种类型的连接，根据需要可以插入各类局域网模块，另外还有网管模块、路由模块等。它与Hub不同之处在于每个端口都可以获得同样的带宽。如lOOMbps交换机，每个端口都可以获得100Mbps的带宽，而10OMbps的Hub则是多个端口共享100Mbps带宽。很多交换机还有若干个比一般端口更高速的端口，用于连接高速主干网或直接连到高性能服务器上，这样可以有效地克服网络瓶颈。

　路由器是实现在网络层的一种网络互联设备。它能实现很多复杂的功能，如路由选择、多路重发以及错误检测等。路由器是网络之间进行互联的关键设备。通常的路由器都具有负载平衡、阻止广播风暴、控制网络流量以及提高系统容错能力等功能。一般来说，路由器可支持多种协议，提供多种不同的接口，从而使不同厂家、不同规格的网络产品之间，以及不同协议的网络之间可以进行非常有效的网络互联。

　安全设备：防火墙、入侵检测系统、认证系统、加密解密系统、防病毒工具、漏洞扫描系统、审计系统、访问控制系统等。

　资源设备：包括连在网络上的所有存储数据、提供信息、使用数据和输入输出数据的设备。常用的有服务器、工作站、数据存储设备、网络打印设备等。

　服务器是指提供信息服务的高档计算机系统。按服务器所提供的功能不同又分为：文件服务器(FileServer)、域名服务器(DomainServer)和应用服务器(ApplicationServer)。文件服务器通常提供文件和打印服务；应用服务器包括数据库服务器、电子邮件服务器、专用服务器等。根据硬件配置不同，服务器又可分为工作组服务器和部门级服务器。

　工作站(WorkStatio丑)是连接到网络上的计算机。这些计算机是网络中的节点，称为网络工作站，简称为工作站。工作站仅仅为它们的操作者服务，而服务器则为网络上的其他服务器和工作站共同服务。

　一、专业发展前景

　计算机网络技术专业成立于2001年，2003年该专业被确定为院级改革试点专业。到目前为止，共招收10届学生,8届毕业生。我专业主要培养面向各型企事业单位，从事计算机网络的设计实施与维护、网站的设计开发与维护工作，具有必备的科学文化基础知识；有网络操作系统相关知识，掌握各型网络设备的选型与使用及网络系统规划技能，能完成对中小型网络的规划、建设与实施；有网络安全相关知识，掌握windows、linux等系统平台下各种应用系统及服务的配置技能，能完成对中小型网络的日常管理和维护；具有从事网站开发、数据库建立与管理技能，具有一定的工作创新精神，具有职业生涯发展基础的高素质技能型专门人才。

　二、课程设置

　主要课程有：C语言程序设计、数据结构、计算机组装与维修、数据库原理及应用（SQL Server2000）、网络操作系统（windows server 2003）、路由器/交换机技术、网络综合布线、网络安全技术、Linux操作系统、网络方案规划与实施、Web技术及网页设计、动态网站设计与开发、组网实训、路由器/交换机技术实训、网络综合布线实训、动态网站设计与开发实训、网络工程师职业素养训练、网站开发工程师职业素养训练等。

　三、专业特色

　建立了一整套完善的专业人才培养体系：

　① 以就业为导向，以企业需求为依据。培养信息技术和信息产业需要的能胜任该职业岗位工作的技术应用性人才。坚持产学结合的培养途径，将满足企业的工作需求作为课程开发的出发点，以职场环境为背景，全力提高人才培养的针对性和适应性。探索和建立根据企业用人“订单”进行教育的机制，根据企业用人需求，调整专业方向，开发、设计产学结合、突出实践能力培养的课程方案。

　② 以综合职业素质为基础，以能力为本位。以科学的劳动观与技术观指导帮助学生正确理解技术发展、劳动生产组织和职业活动的关系，充分认识职业和技术实践活动对经济发展和个人成长的意义和价值，使学生形成健康的劳动态度、良好职业道德和正确价值观，全面提高学生综合职业素质。以能力为本位构建专业培养方案。从职业分析入手，对职业岗位进行能力分解，把握能力领域、能力单元两个层次，并依此确定专业核心能力和一般专业能力，重点突出技术的运用能力和岗位工作能力的培养，围绕核心能力培养形成系列核心课程，形成以网络技术应用能力或面向工作过程能力为支撑的计算机网络技术专业培养方案。

　③以学生为主体，体现教学组织的科学性和灵活性。 充分考虑学生的认知水平和已有知识、技能、经验与兴趣，为学生提供适应劳动力市场需要和有职业发展前景的、模块化的学习资源。力求在学习内容、教学组织、教学评价等方面给教师和学生提供选择和创新的空间，用灵活的模块化课程结构，满足学生就业的不同需要，增强学生就业竞争力。技术实践要求：选题要按照所学专业培养目标及教学基本要求确定，围绕本领域选择有实用价值的具有所学课程知识、能力训练的题目。选题应与社会、生产实际工作相结合，使实践与学生就业做到无缝连接。

　打破传统教学模式，注重学生实际动手能力的培养

　计算机网络技术专业要求学生具有非常强的动手能力，在入校时大部分学生都有过使用计算机的经历，对基础知识有了初步的了解，这样，如果开始还是按照传统的教学方式，学生势必会感觉枯燥无味，或认为内容浅显。这样就必须在开始就要激发学生的好奇心和学习情趣，将实践内容渗透到日常的教学过程中。所以在人才培养过程中，采用课内实验、校内集中实训、顶岗实习三个环节。

　1、上课的过程就是动手实践的过程。在授课环节中，采用项目教学法，推行基于工作过程的教学模式，融“教、学、做”为一体，强化能力培养。

　我们从校企合作中，学习、总结并应用“案例”教学、“项目驱动式”教学等先进的教学方法。摒弃先理论后上机，老师主学生辅的学科式的教学模式，全面贯彻推行符合高职特色的以工作过程为导向的职业式教学模式。即：在整个教学过程中，学生作为学习的主体，教师先提出问题，学生去分析、研究、实施，遇到困难和问题再在老师的帮助下查阅资料，自主学习。对基本理论的学习完全贯穿在实际项目的实施过程中，体现“做中学、学中做”。这样有效的调动学生的学习积极性和求知欲，培养学生自学的能力，可持续发展的能力和团队协作能力。

　2、实训教学课程采用模块化且与职业资格等级鉴定结合，培养学生运用网络技术实际技能

　我们以IT岗位的综合职业能力为依据，构建实践教学体系，合理地确定实训教学课程体系，改革实践教学，切实重视学生技术应用能力的培养，突出应用性和实践性，按照实验与检测、实习与实训、工程设计和施工来构建多媒体网络技术专业实践教学体系，纵向上与理论教学交叉进行，横向上与理论教学相互渗透，将“双证书”教育纳入计算机网络专业课程体系中，使学生在完成学历教育的同时取得行业认可的职业技能资格证书。

　如网络操作系统课程为取证课程。在教学标准的制定过程中，以国家劳动部相关技能证书的要求为参照，制定相关的实训内容，让学生在学习完该课程之后就能取得相关的职业技能证书，为今后的就业奠定良好的基础。

　3、采用“2+1”教学模式，突出培养学生的职业技能，让学生早融入社会。

一、网络协议

在计算机网络系统中，为了保证通信双方能正确而自动地进行数据通信，针对通信过程的各种情况，制定了一整套约定——网络系统的通信协议。网络协议是计算机网络不可缺少的组成部分。

1、协议的定义

简单地说，协议是指通信双方必须遵循的、控制信息交换的规则的集合，是一套语义和语法规则，用来规定有关功能部件在通信过程中的操作，它定义了数据发送和接收工作中必经的过程。协议规定了网络中使用的格式、定时方式、顺序和检错。

2、协议的组成

一般说，一个网络协议主要由语法、语义和同步三个要素组成。

语法指数据与控制信息的结构或格式，确定通信时采用的数据格式，编码及信号电平等。

语义由通信过程的说明构成，它规定了需要发出何种控制信息完成何种动作以及做出何种应答，对发布请求、执行动作、以及返回应答予以解释，并确定用于协调和差错处理的控制信息。

同步是对事件实现顺序的详细说明，指出事件的顺序以及速度匹配。

3、协议的特点

现代计算机网络采用高度结构化的设计和实现技术，是用分层或协议分层来组织的。每一层和相邻层有接口，较低层通过接口向它的上一层提供服务，但这一服务的实现细节对上层是屏蔽的。较高层又是在较低层提供的低级服务的基础上实现更高级的服务。

网络系统体系结构是有层次的，通信协议也被分为多个层次，在每个层次内又可分成若干子层次，协议各层次有高低之分。

只有通信协议有效，才能实现系统内各种资源共享。如果通信协议不可靠就会造成通信混乱和中断。

在设计和选择协议时，不仅要考虑网络系统的拓扑结构、信息的传输量、所采用的传输技术、数据存取方式，还要考虑到其效率、价格和适应性等问题。

二、开放式系统互连参考模型OSI

在计算机网络产生之初，每个计算机厂商都有一套自己的网络体系结构的概念，它们之间互不相容。为此，国际标准化组织（ISO）在1979年建立了一个分委员会来专门研究一种用于开放系统互联的体系结构(Open Systems Interconnection)简称OSI，ISO/IEC 是 国际化标准组织和国际电工委员会的英文缩写，它是致力于国际标准的、自愿和非盈利的专门机构。"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。这个分委员提出了开放系统互联，即OSI参考模型，它定义了连接异种计算机的标准框架。OSI是Open Systems Interconnection的简称，其中文译名为“开放式系统互联”。开放系统互连七层模型的定义和功能是网络技术入门者的敲门砖，也是分析、评判各种网络技术的依据。OSI模型为一种分层结构，通过这种结构，使得网络中不同计算机间相互交换信息的方式标准化。

开发系统互联OSI参考模型是在1984年由国际标准化组织ISO（International Organization for Standardization ）发布的，现在已被公认为计算机互联通信的基本体系结构模型，该模型是设计和描述网络通信的基本框架，描述了信息如何从一台计算机的应用层软件通过网络媒体传输到另一台计算机的应用层软件中。该模型应用最多的就是描述网络环境。生产厂商根据OSI模型的标准设计自己的产品。它描述了网络硬件和软件如何以层的方式协同工作进行网络通信。

1、 OSI的分层结构

OSI参考模型定义了不同计算机互连标准的框架结构，得到了国际上的承认，被认为是新一代网络的结构。OSI参考模型的系统结构是层次式结构，由七层组成，它从高层到低层依次是应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层等，各个层次包含了不同的网络活动和设备，以及相应的技术接口，此外，各个层次还拥有独立的称之为协议的标准。各层间相对独立，并且下一层为上一层提供服务。通过分层可以把复杂的通信过程分成了多个独立的、比较容易解决的子问题。

开放式系统互连模型的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来：服务说明某一层为上一层提供一些什么功能，接口说明上一层如何使用下层的服务，而协议涉及如何实现本层的服务；这样各层之间具有很强的独立性，互连网络中各实体采用什么样的协议是没有限制的，只要向上提供相同的服务并且不改变相邻层的接口就可以了。网络七层的划分也是为了使网络的不同功能模块（不同层次）分担起不同的职责，从而带来如下好处：

减轻问题的复杂程度，一旦网络发生故障，可迅速定位故障所处层次，便于查找和纠错；

在各层分别定义标准接口，使具备相同对等层的不同网络设备能实现互操作，各层之间则相对独立，一种高层协议可放在多种低层协议上运行；

l 便于研究和教学。

2、各层的主要功能

物理层(Physical Layer)

OSI模型的最低层是物理层，也是OSI分层结构体系中最重要、最基础的一层，它是建立在通信介质基础上的，它直接面向传输介质，实现设备之间的物理接口，为数据链路层提供一个传输原始比特流的物理连接。。通过通信介质实现二进制比特流的传输，负责从一台计算机向另一台计算机传输比特流（0和1）。物理层定义了数据编码和流同步，确保发送方与接收方之间的正确传输；定义了比特流的持续时间以及比特流是如何转换为可在通信介质上传输的电或光信号；定义了线缆如何接到网卡上。我们知道，要传递信息就要利用一些物理媒体，如双绞线、同轴电缆等，但具体的物理媒体并不在OSI的7层之内，有人把物理媒体当作第0层，物理层的任务就是为它的上一层提供一个物理连接，并为建立、维持和拆除物理连接规定了它们的机械、电气、功能和过 程特性。在这一层，数据还没有被组织，仅作为原始的位流或电气电压处理，单位是比特。

物理层的机械特性：物理连接时所采用的连接器的几何尺寸、插针和插孔数量及排列顺序等。

物理层的电气特性：在物理连接上传输二进制比特流时，线路上信号电压的高低、阻抗的匹配、传输速率和距离的限制。

物理层的功能特性：物理接口上各条信号线的功能分配和确切定义

物理层的规程特性：利用信号线进行二进制比特流传输的一组操作过程，即各信号线的工作规则和先后顺序。

在物理层中，为用户设备提供入网连接点的设备被称为数据通信设备 （DCE）;拥有的数据设备被称为数据终端设备 （DTE）;

数 据 链 路 层(Data link Layer)

数据链路层负责在两个相邻结点间的线路上，无差错的传送以帧为单位的数据，负责建立、维持和释放数据链路的连接，向网络层提供可靠透明的数据传输服务组帧。数据帧是存放数据的有组织的逻辑结构，每一帧包括一定数量的数据和一些必要的控制信息，含有源站点和目的站点的物理地址。通常，数据链路层发送一个数据帧后，等待接收方的确认。接收方数据链路层检测数据帧传输过程中产生的任何问题。没有经过确认的帧和损坏的帧都要进行重传。在传送数据时，如果接收点检测到所传数据中有差错，就要通知发送方重发该帧。

网 络 层(Network Layer)

网络层，负责信息寻址和将逻辑地址和名字转换为物理地址，决定从源到目的计算机之间的路由，根据物理情况、服务的优先级和其他因素等，确定数据应该经过的通道；管理物理通信问题，如报文交换、路由和数据竞争控制等。在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路，也可能还要经过很多通信子网。网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点， 确保数据及时传送。网络层将数据链路层提供的帧组成数据包，包中封装有网络层包头，其中含有逻辑地址信息- -源站点和目的站点地址的网络地址。

传 输 层(Transport Layer)

传输层是整个协议层次的核心。它根据通信子网的特性最佳的利用网络资源，并以可靠和经济的方式，为两个端系统（也就是源站和目的站）的会话层之间，提供建立、维护和取消传输连接的功能，提供数据流控制和错误处理，以及与报文传输和接收有关的故障处理,负责可靠地传输数据,确保报文无差错、有序、不丢失、无重复地传输。传输层对信息重新打包，将长的信息分成几个报文，并把小的信息合并成一个报文，从而使得报文在网络上有效的传输。在接收端，传输层对信息解包，重新组装信息，通常还要发送、接收、确认信息。

会 话 层(Session Layer)

对话层也可以称为会晤层。在会话层及以上的高层次中，数据传送的单位不再另外命名，统称为报文。会话层不参与具体的传输，它提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制。如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。会话层，允许不同计算机上的两个应用程序建立、使用和结束会话连接，协调数据发送方、发送时间和数据包的大小等。会话层也执行名字识别以及安全性等功能，允许两个应用程序跨网络通信。会话层通过在数据流上放置检测点来保护用户任务之间的同步。这样，如果网络出现故障，只有最近检测点之后的数据才需要重传。

表 示 层(Presentation Layer)

表示层在会话层和应用层之间，这一层主要解决拥护信息的语法表示问题。它将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法，转换为适合于OSI系统内部使用的传送语法。即提供格式化的表示和转换数据服务。负责协议转换、翻译数据、加密数据、改变或转换字符集以及扩展图形命令；负责数据压缩以便减少网上数据的传输量。它为异种机通信提供一种公共语言，确定计算机之间交换数据的格式，可称其为网络转换器。在发送计算机方，表示层将应用层发送下来的数据转换成可辨认的中间格式；在接收计算机方，表示层将数据的中间格式转换成应用层可以理解的格式。这种类型的服务之所以需要，是因为不同的计算机体系结构使用的数据表示法不同。对于用户数据来说,可以从两个侧面来分析：一个是数据含义被称为语义同，另一个是数据的表示形式，称做语法，像文字，图形，声音，文种，压缩，加密等都属于语法范畴。例如：ASCⅡ，EBCDIC，JPEG，GIF，PICT，MIDI，MPEG等。表示层上还运行重定向器（Redirector）工具，对网络资源的I/O操作重定向到服务器上。

应 用 层(Application Layer)

应用层，即OSI模型的最高层，是应用程序访问网络服务的窗口，应用层确定进程之间通信的性质以满足用户需要以及提供网络与用户应用软件之间的接口服务。该层服务直接支持用户的应用程序，如文件传输、数据库访问和电子邮件等。应用层处理一般的网络访问、流量控制和错误恢复。在OSI的七个层次中，应用层是最复杂的，所包含的应用层协议也最多，有些还正在研究和开发之中。

3、OSI模型系统间的通信

OSI参考模型的各层使用不同格式的控制信息，以便与其它计算机系统的对等层进行通信，这个控制信息由对等OSI层之间交换的特殊请求和指令组成。控制信息一般采用数据头或数据尾的形式。数据头附加在上层传输下来的数据之前；数据尾附加在上层传输下来的数据之后。一个OSI层并不一定必须附加一个数据头或数据尾到上层的数据中。此外，在一个OSI层信息中，信息单元的数据部分还包括所有从上层传送下来的数据头，数据尾和数据，这就是众所周知的“封装（Encapsulation）”。

信息交换发生在对等OSI层之间，源系统中的每一层把控制信息附加到数据中，而目的系统的每一层则对接收到的信息进行分析，并从数据中移除控制信息。例如系统A 的数据从应用层软件发往系统B，数据首先被传输到系统A的应用层，然后由系统A的应用层将系统B应用层所需的控制信息附加在实际传输的数据之前，封装后的信息单元（数据头和数据）被传输到表示层，表示层再将包含有系统B表示层所需的控制信息附加到数据头中，随着每层附加包含系统B同层所需要的控制信息的数据头（或数据尾），信息单元长度不断变化，整个信息单元在物理层被传输给网络介质, 并通过介质发送到系统B。 系统B 的物理层接收到信息单元后，将它传送到数据链路层，然后系统B的数据链路层读取附加的控制信息，移去数据头，并把信息单元的余留部分传送到网络层。每一层都读取并移去该层的数据头，然后将信息单元的余留部分传送到上一层，在应用层执行完这些步骤之后，系统A中的数据就以非常精确的格式传送到系统B的应用软件中了。

三、OSI参考模型与TCP/IP协议的比较研究

使网络中的两台计算机系统通信需要一致的协议，同时不通主机、不同厂商的网络互联需要统一的标准。国际标准化组织（ISO）早在20多年前就提出了开放系统互联（OSI）参考模型。OSI模型提出后的20多年来,有关网络协议设计的思想已经有了很大发展，许多现代的网络协议（例如本文将要介绍的TCP/IP协议）也不完全符合OSI模型，但是OSI的概念与思想仍然被保留了下来。

1、OSI参考模型

OSI/RM只给出了计算机网络的一些原则性说明，并不是一个具体的网络。它将整个网络的功能划分成七个层次（如图1所示）。层与层之间的联系是通过各层之间的接口来进行的，上层通过接口向下层提出服务请求，而下层通过接口向上层提供服务。两个用户计算机通过网络进行通信时，除物理层之外，其余各对等层之间均不存在直接的通信关系，而是通过各对等层之间的通信协议来进行通信（用虚线连接），只有两物理层之间通过传输介质进行真正的数据通信。

2、TCP/IP协议分层

网络接口层 这是TCP/IP协议的最低一层，包括有多种逻辑链路控制和媒体访问协议。网络接口层的功能是接收IP数据报并通过特定的网络进行传输，或从网络上接收物理帧，抽取出IP数据报并转交给网际层。

网际网层（IP层） 该层包括以下协议：IP（网际协议）、ICMP（Internet Control Message Protocol,因特网控制报文协议）、ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）、RARP（Reverse Address Resolution Protocol，反向地址解析协议）。该层负责相同或不同网络中计算机之间的通信,主要处理数据报和路由。在IP层中，ARP协议用于将IP地址转换成物理地址,RARP协议用于将物理地址转换成IP地址，ICMP协议用于报告差错和传送控制信息。IP协议在TCP/IP协议组中处于核心地位。

传输层 该层提供TCP（传输控制协议）和UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）两个协议，它们都建立在IP协议的基础上，其中TCP提供可靠的面向连接服务，UDP提供简单的无连接服务。传输层提供端到端，即应用程序之间的通信，主要功能是数据格式化、数据确认和丢失重传等。

应用层 TCP/IP协议的应用层相当于OSI模型的会话层、表示层和应用层，它向用户提供一组常用的应用层协议,其中包括：Telnet、SMTP、DNS等。此外，在应用层中还包含有用户应用程序，它们均是建立在TCP/IP协议组之上的专用程序。

3、OSI参考模型与TCP/IP协议的比较

OSI参考模型与TCP/IP协议作为两个为了完成相同任务的协议体系结构，因此二者有比较紧密的关系，下面我们从以下几个方面逐一比较它们之间的联系与区别。

l 分层结构

OSI参考模型与TCP/IP协议都采用了分层结构，都是基于独立的协议栈的概念。OSI参考模型有7层，而TCP/IP协议只有4层，即TCP/IP协议没有了表示层和会话层，并且把数据链路层和物理层合并为网络接口层。不过，二者的分层之间有一定的对应关系，

l 标准的特色

OSI参考模型的标准最早是由ISO和CCITT（ITU的前身）制定的，有浓厚的通信背景，因此也打上了深厚的通信系统的特色，比如对服务质量（QoS）、差错率的保证，只考虑了面向连接的服务。并且是先定义一套功能完整的构架，再根据该构架来发展相应的协议与系统。

TCP/IP协议产生于对Internet网络的研究与实践中，是应实际需求而产生的，再由IAB、IETF等组织标准化，而并不是之前定义一个严谨的框架。而且TCP/IP最早是在UNIX系统中实现的，考虑了计算机网络的特点，比较适合计算机实现和使用。

l 连接服务

OSI的网络层基本与TCP/IP的网际层对应，二者的功能基本相似，但是寻址方式有较大的区别。

OSI的地址空间为不固定的可变长，由选定的地址命名方式决定，最长可达160byte，可以容纳非常大的网络，因而具有较大的成长空间。根据OSI的规定，网络上每个系统至多可以有256个通信地址。

TCP/IP网络的地址空间为固定的4byte（在目前常用的IPV4中是这样，在IPV6中将扩展到16byte）。网络上的每一个系统至少有一个唯一的地址与之对应。

l 传输服务

OSI与TCP/IP的传输层都对不同的业务采取不同的传输策略。OSI定义了五个不同层次的服务：TP1，TP2，TP3，TP4，TP5。TCP/IP定义了TCP和UPD两种协议，分别具有面向连接和面向无连接的性质。其中TCP与OSI中的TP4，UDP与OSI中的TP0在构架和功能上大体相同，只是内部细节有一些差异。

l 应用范围

OSI由于体系比较复杂，而且设计先于实现，有许多设计过于理想，不太方便计算机软件实现，因而完全实现OSI参考模型的系统并不多，应用的范围有限。而TCP/IP协议最早在计算机系统中实现，在UNIX、Windows平台中都有稳定的实现，并且提供了简单方便的编程接口（API），可以在其上开发出丰富的应用程序，因此得到了广泛的应用。TCP/IP协议已成为目前网际互联事实上的国际标准和工业标准。

4、OSI参考模型与TCP/IP协议的发展趋势

从以上的比较可以看出，OSI参考模型和TCP/IP协议大致相似，也各具特色。虽然TCP/IP在目前的应用中占了统治地位，在下一代网络（NGN）中也有强大的发展潜力，甚至有人提出了“Everything is IP”的预言。但是OSI作为一个完整、严谨的体系结构，也有它的生存空间，它的设计思想在许多系统中得以借鉴，同时随着它的逐步改进，必将得到更广泛的应用。

TCP/IP目前面临的主要问题有地址空间问题、QoS问题、安全问题等。地址问题有望随着IPV6的引入而得到解决，QoS、安全保证也正在研究，并取得了不少的成果。因此，TCP/IP在一段时期内还将保持它强大的生命力。OSI的确定在于太理想化，不易适应变化与实现。因此，它在这些方面做出适当的调整，也将会迎来自己的发展机会。

尽管OSI模型在各种场合得到了广泛的应用，但由于其建立时间过早，各种网络的发展不断突破了OSI参考模型，特别是互联网的发展，对OSI模型是一个巨大的挑战。OSI参考模型的教训是：首先，引入时间过晚，建立标准时TCP/IP已在大学使用，而后来又被广泛使用；其次，在技术上不能完全适应网络发展现状，如会晤层在大多数应用中很少使用，表述层几乎是空的，实际上英国给ISO的建议只有5层，而不是7层。相反数据链路层和网络层内容过多，有时不得不分成子层，每一子层赋予不同的功能。OSI的另一个问题是有些功能在不同的层一再出现，如编址、流量控制、纠错等等。有些功能放在那里很难达成一致意见，如安全性、加密及网络管理层很难达成一致而干脆未包括在内。同时OSI完全忽略了无连接业务的相应的协议，而这在LAN和演播室局域网中得到了广泛的应用，只是后来才加以补充。另一个严重问题是OSI主要考虑通信，而计算机世界有相当多的不同点。最后在OSI的实现和政策上都有一些问题。

可以看到，其中不存在会晤层和表述层，主要面向连接的网络层也被以包交接为基础的无连接互联网络层代替，称为互联网层，数据链路层和物理层也大大简化为主机到网络层（Host-To-Network），除了指出主机必须使用能发送IP包的协议外并不规定什么。在互联网层中定义了包结构和相应的协议，称为互联网协议（IP：Internet Protocol），主要作用是将IP包送到相应的地址。TCP/IP传送层的作用类似于OSI传送层的作用，是使源和目标设备相互对话。TCP/IP定义了两种端到端协议，第一种是传输控制协议（TCP：Transmission Control Protocol），是可靠的面向连接的协议，能确保拜特流无误码从源设备传送到互联网中的其他设备。它将输入拜特流分割成较小的信息并将其每一个都放入互联网层，在接收端，接收TCP重组所接收的信息还原成原拜特流。TCP还进行流量控制，确保较高速的发送端不会使较低速的接收设备过载。第二种协议是用户数据报协议（UDP：User Datagram Protocol），是一个非确保的无连接协议，用于那些不需要TCP顺序和流量控制的应用，广泛用于单项数据传输、服务器用户类型的应答应用。在这些应用中，即时传送比精确传送更重要，典型的应用就是语言和视频传输。 在传送层上面是应用层，包括了所有终端协议。早期的包括虚拟终端（TELNET），文件传送（FTP）和电子邮件（SMTP），虚拟终端协议允许用户登录道远端设备并在那里工作。以后加入的有域名服务（DNS：Domain Name Service）、网络新闻传送协议（NNTP：Network News Transport Protocol） 和超文本传输协议(HTTP: Hyper Text Transport Protocol)。域名服务将主机名字与网络地址相匹配；网络新闻传送协议用于在网上到处发送新闻；超文本传输协议用来传输网页。

TCP/IP也不是对什么情况下都适合的，它没有象OSI模型那样有明确定义的“服务”、“接口”和“协议”，因此软件工程师在设计时，在规范和实现之间有较大的距离，也很少有使用新技术设计新网络的指导意见。TCP/IP也很难用来描述不同需要的其他协议，其中的主机到网络层也很难说是一层，不能区分物理层和数据链路层，而它们是完全不同的。另一个问题是由于TCP/IP应用的广泛，经常会有一个大学的学生设计一些新的功能，并无偿提供使用，其中有一些被广泛扩散，但由于考虑不是很全面，而很难替代，如虚拟终端协议TELNET原是为每秒10个字符设计的远端打字终端，与图形用户接口和鼠标无关，但25年后的今天，他仍然使用。与OSI的另一个区别是，OSI模型在网络层支持无连接和面向连接的通信，而TCP/IP在网络层只支持无连接通信，而在传送层可以支持两种通信。