协议分层及其通信规则

为了减少网络设计的复杂性，绝大多数网络采用分层设计方法。所谓分层设计，就是按照信息的流动过程，将网络的整体功能分解为一个个功能层，不同机器上的同等功能层之间采用相同的协议，同一机器上的相邻功能层之间通过接口进行信息传递。

为了便于理解接口和协议的概念，下面以邮政通信系统为例进行说明。人们平常写信时都有约定，即信件的格式和内容——写信时必须采用双方都懂的语言文字和文体，开头是对方称谓，最后是落款等。这样，对方在收到信后，才看得懂信中的内容，知道是谁写的，什么时候写的，等等。信写好之后，必须将信封装并交由邮局寄发，因此寄信人和邮局之间也要有约定，即寄信人应按规定填写信封并贴邮票。在中国寄信，必须先写收信人的地址和姓名，再写寄信人的地址和姓名。邮局收到信后，首先对信件进行分拣和分类，然后将信件交付有关运输部门进行运输，如将航空信件交付民航运输部门、将平信交付铁路(或公路)运输部门等。这时，邮局和运输部门之间也有约定，如到站地点、时间、包裹形式等。当信件运送到目的地后，对其进行相反的过程，最终将信件送到收信人手中，收信人只有依照约定的格式才能读懂信件。如图2-1-1 所示，整个过程主要涉及3 个子系统，即用户系统、邮政系统和运输系统。

从这个例子可以看出，各种约定都是为了达到将信件从一个源点送到某个目的点这个目标而设计的，也就是说，它们是因信息的流动而产生的。这些约定可以分为同等机构间的约定(如用户之间的约定、邮局之间的约定和运输部门之间的约定)、不同机构间的约定(如用户与邮局之间的约定、邮局与运输部门之间的约定)。

图2-1-1　邮政系统分层模型(www.xing528.com)

虽然两个用户、两个邮局、两个运输部门分处甲、乙两地，但它们都分别对应同等机构，同属一个子系统；而同处一地的不同机构则不在一个子系统内，而且它们之间的关系是服务与被服务的关系。很显然，这两种约定是不同的，前者为部门内部的约定，而后者是不同部门之间的约定。

在计算机网络环境中，两台计算机中的两个进程之间进行通信的过程与邮政通信的过程十分相似。用户进程对应用户，计算机中进行通信的进程(也可以是专门的通信处理机)对应邮局，通信设施对应运输部门。

在网络中，同等层之间的通信规则就是该层使用的协议，而同一计算机的不同功能层之间的通信规则称为接口。总的来说，协议是不同机器同等层之间的通信约定，而接口是同一机器相邻层之间的通信约定。不同的网络，分层数量、各层的名称和功能以及协议都各不相同。然而，在所有的网络中，每一层的目的都是为其上一层提供一定的服务。

计算机网络体系结构是网络中的分层模型以及各层功能的精确定义。最著名的网络体系结构就是国际标准化组织ISO 制定的开放系统互连参考模型(Open Systems Interconnection Reference Model，OSI/RM)，简称OSI 参考模型。