通信工程师传输与接入考试OSI和TCP/IP

1.3.3  OSI和TCP/IP
目前，在通信领域影响最大的分层体系结构有两个，即TCP/IP协议族和OSI参考模型。它们已成为设计可互操作的通信标准的基础。TCP/IP体系结构以网络互连为基础，提供了一个建立不同计算机网络间通信的标准框架。目前几乎所有的计算机设备和操作系统都支持该体系结构，它已经成为通信网的工业标准。OSI则是一个标准化了的体系结构，常被用来描述通信功能，但实际中很少实施。它首先提出的分层结构、接口和服务分离的思想，已成为网络系统设计的基本指导原则，通信领域通常采用OSI的标准术语来描述系统的通信功能。
1．OSI参考模型
OSI(Open System Interconnection开放系统互连)参考模型是ISO在1977年提出的开发网络互连协议的标准框架。这里“开放“的含义是指任何两个遵守OSI标准的系统均可进行互连。如图1.13所示，OSI参考模型分为七层，其中一至三层一般称为通信子网，它只负责在网上任意两个节点之间传送信息，而不负责解释信息的具体语义。五至七层称为资源子网，它们负责进行信息的处理，信息的语义解释等。第四层为运输层，它是下三层与上三层之间的隔离层，负责解决高层应用需求与下三层通信子网提供的服务之间的不匹配问题。例如通信子网不能提供可靠传输服务，而当应用层又有需要时，运输层必须负责提供该机制，反之如果通信子网功能强大，运输层作用则变弱。下面是各层的具体功能。

(1) 应用层：为用户提供到OSI环境的接入和分布式信息服务。
(2) 表示层：将应用进程与不同的数据表示方法独立开来。
(3) 会话层：为应用间的通信提供控制结构，包括建立、管理、终止应用之间的会话。
(4) 运输层：为两个端点之间提供可靠的、透明的数据传输，以及端到端的差错恢复和流量控制能力。
(5) 网络层：使高层与连接建立所使用的数据传输和交换技术独立开来，并负责建立、保持、终止一个连接。
(6) 数据链路层：发送带有必需的同步、差错控制和流量控制信息的数据块(帧)，保证物理链路上数据传输的可靠性。
(7) 物理层：负责物理介质上无结构的比特流传输，定义接入物理介质的机械的、电气的、功能的特性。
OSI的目标是用这一模型取代各种不同的互连通信协议，不过以OSI为背景虽已经开发了很多协议，但七层模型实际上并未被接受。相反，TCP/IP却成为通信网络的工业标准。其中一个原因是OSI过于复杂，它用七层实现的功能，TCP/IP用很少的层就实现了。另外一个原因是，当市场迫切需要异构网络的互连技术时，只有TCP/IP是经过了实际网络检验的成熟技术。
表1.3  目前的电信网中每一层要实现的主要功能

要注意的是表1.3并不是一个电信层次与OSI之间精确的对应。实际中的交换系统，一般要实现多层协议功能。Internet中的路由器通常实现一至三层或一至四层的功能，IP分组交换则在第三层实现；电话网中的交换机通常要实现一至三层的功能，但话音交换则在第一层实现；在局域网中的交换机通常要实现一、二层的功能，交换则在第二层实现。因此实际中的节点设备一般都实现了多层协议。

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