20世纪70年代，美国的IBM 公司发布了系统网络体系结构（System Network Architecture，SNA），这个著名的网络体系结构就是按照分层的方法制定的。现在用IBM 大型机构建的专用网络仍在使用SNA。之后，其他一些公司也相继推出自己公司的体系结构，市场上出现了不同网络体系结构的设备，用户一旦购买了某个公司的网络设备，当需要扩大容量时，就只能再购买原公司的产品。如果购买了其他公司的产品，因为网络体系结构的不同，设备间就很难互连互通。为了使现有的计算机方便地入网，并易于实现异构网络的网际互联，便于相互交换信息，向更大规模、更高发展阶段发展，需要对计算机网络实行标准化。为此，国际标准化组织（ISO）成立了专门机构研究该问题，提出一个试图使各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架，即著名的开放系统互连参考模型OSI/RM。并在1983年形成了开放系统互连参考模型的正式文件，也就是所谓的7 层协议的体系结构。
所谓开放就是只要遵循OSI/RM 标准，一个系统（主要指计算机系统）就可以和位于世界上任何地方的、也遵循同一标准的其他系统通信。开放系统模型分层分两步进行。第一步把全部功能划分为数据传输功能和数据处理功能，数据传输功能为数据处理功能提供传送服务。第二步把上述两项功能进一步划分，设置7 层模型，如图3-4所示。
在OSI/RM 中，主机要实现7 层功能，通信子网中的处理机只需要实现低3 层的功能，各层的功能概要如下。
图3-4 OSI/RM 结构示意图
1．物理层
物理层控制节点与信道的连接，提供物理通道连接及同步，实现比特信息的传输，对它的上一层对等实体间建立、维持和拆除物理链路所必需的特性进行规定，这些特性是指机械、电气、功能的和规程特性。例如，物理层协议规定0 和1 的电平是几伏，一个比特持续多长时间，数据终端设备与数据线路设备、接口采用的接插件的形式等。物理层的功能是实现接通、断开和保持物理链路，对网络节点间通信线路的特性和标准以及时钟同步做出规定。物理层是整个OSI/RM 7 层协议的最底层，利用传输介质，完成在相邻节点之间的物理连接。该层的协议主要完成以下两个功能。
（1）为一条链路上的DTE（如一台计算机）与信道上的DCE（如一个调制解调器）之间建立/拆除电气连接，两端设备对这种连接的控制必须按规程同步完成。
（2）在上述链路两端的设备界面上，通过物理接口规程实现彼此之间的内部状态控制和数据比特的变换与传输。
2．数据链路层
数据链路是构成逻辑信道的一段点到点式数据通路，是在一条物理链路基础上建立起来的具有自己的数据传输格式（帧）和传输控制功能的节点至节点间的逻辑连接。设立数据链路层的目的是无论采用什么样的物理层，都能保证向上层提供一条无差错、高可靠的传输线路，从而保证数据在相邻节点之间正确传输。数据链路层协议保证数据从链路的一端正确传送到另一端，如使用差错控制技术来纠正传输差错，按一定格式成帧。如果线路可在双向发送，就会出现A 到B 的应答帧和B 到A 的数据帧的竞争问题，数据链路层的软件能够处理这个问题。总之，数据链路层的功能是在通信链路上传送二进制码，具体应完成如下主要功能。
（1）完成对网络层数据包的装帧/卸帧。
（2）实现以帧为传送单位的同步传输。
（3）在多址公共信道的情况下，为端系统提供接入信道的控制功能。
（4）对数据链路上的传输过程实施流量控制、差错控制等。
3．网络层
网络层（network layer）又称通信子网层，用于控制通信子网的运行，管理从发送节点到收信节点的虚电路（逻辑信道）。网络层协议规定网络节点和虚电路的一种标准接口，完成网络连接的建立、拆除和通信管理，解决控制工作站间的报文组交换、路径选择和流量控制的有关问题。这一层功能的不同决定了一个通信子网向用户提供服务的不同，具体应完成如下主要功能。
（1）接收从传输层递交的进网报文，为它选择合适和适当数目的虚电路。
（2）将进网报文打包形成分组，对出网的分组则进行缷包并重装成报文，递交给传 输层。
（3）对子网内部的数据流量和差错在进/出层上或虚电路上进行控制。
（4）对进/出子网的业务流量进行统计，作为计费的基础。(www.xing528.com)
（5）在上述功能的基础上，完成子网络之间互联的有关功能等。
4．传输层
传输层（transport later）也称为传送层，又成为主机-主机层或端-端层，
主要功能是为两个会晤实体建立、拆除和管理传送连接，最佳地使用网络所提供的通信服务。这种传输连接是从源主机的通信进程出发，穿过通信子网到另一主机端通信进程的一条虚拟通道，这条虚拟通道可能由一条或多条逻辑信道组成。在传输层以下的各层中，其协议是每台机器和它直接相邻机器之间的协议，而不是原机器与目标机器之间的协议。由于网络层向上提供的服务有的很强，有的较弱，传输层的任务就是屏蔽这些通信细节，使上层看到的是一个统一的通信环境，具体完成如下主要功能。
（2）为传输的报文编号，加报文标头数据。
（3）为传输报文建立和拆除跨越网络的联结通路。
（4）执行传输层上的流量控制等。
5．会话层
会话层（session layer）又称会晤层和会议层，会话层、表示层和应用层统称为OSI/RM的高层，这3 层不再关心通信细节，面对的是有一定意义的用户信息。用户间的连接（从技术上讲是两个描述层之间的连接）称为会话，会议层的目的是组织、协调参与通信的两个用户之间对话的逻辑联结，是用户进网的接口，着重解决面向用户的功能。例如，会话建立时，双方必须核实对方是否有权参加会话，由哪一方支付通信费用，在各种选择功能方面取得一致。会话层的功能是实现各进程间的会话，即网络中节点的信息交换，具体完成如下主要功能。
（1）为应用实体建立、维持和终结会话关系，包括对实体身份的鉴别（如核对密码），选择对话所需的设备和操作方式（如半双工和全双工）。一旦建立了会话关系，实体间的所有对话业务即可按规定方式完成对话任务。
（2）对会话中的“对话”进行管理和控制，如对话数据交换控制、报文定界、操作同步等。目的是保证对话数据能完全可靠地传输，以及保证在传输连接意外中断后能重新恢复对话等。
6．表示层
表示层又称描述层，主要解决用户的语法表示问题，解决两个通信机器中数据格式表示不一致的问题，规定数据加密/解密、数据的压缩/恢复采用什么方法，完成对一种功能的描述。表示层将数据从适合于某一用户的语法，变化为适合于OSI 系统内部使用的传送语法。这种功能描述十分重要。它不是让用户具体编写详细的机器指令去解决某个问题，而使用功能描述（用户称之为使用子程序库）的方法去完成解题。当然，这些子程序也可以放到操作程序中去，但这会使操作系统变得十分庞大，对于具体应用而言不是很恰当。描述层的功能是对各处理机、数据终端所交换的信息格式予以编排和转换、如定义虚拟终端、压缩数据、进行数据管理等。
7．应用层
应用层又称用户层，直接面对客户，是利用应用进程为用户提供访问网络的手段。用户层的功能是采用用户语言，执行应用程序（如网络文化传送，数据库数据的传送，通信控制，以及设备控制等）。
最后需指出的是，OSI/RM 是在普遍考虑一般情况后推荐给国际上参考采用的模式，它提出了3 个主要概念，即服务、接口和协议。但OSI/RM 也存在一些不足，如与会话层和表示层相比，数据链路层和网络层功能太多，会话层和表示层没有相应的国际标准等，到目前为止，还没有按此模型建网的先例。
OSI 试图达到一种理想境界，即全世界的计算机网络都遵循这个统一的标准，进而全世界的计算机能够很方便地进行互联和交换数据。然而到了20世纪90年代初期，虽然整套的OSI 国际标准都已经制定出来了，但因特网及其标准的设备已抢先在全世界覆盖了相当大的范围，而同时几乎找不到符合OSI 标准的产品。虽然OSI 获得了一些理论研究的成果，但在市场化方面OSI 则事与愿违地失败了。
虽然OSI 没有成为事实上的标准，但OSI 最早形成了体系结构相关的概念。这些概念成为我们学习计算机网络通信技术的必要参考，所以需要认真学习OSI/RM 体系结构。
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