文章目录

一. 网络模型简介
- 1.1 概念
- - 1.2 简介
  - - 1.3 三个要素
    - - 1.4分类
二. OSI参考模型
- 2.1 模型介绍
- - 2.2 OSI参考模型的特点
  - - 2.3 参考模型划分依据
    - - 2.4各个层次的功能
      - 2.5 参考模型优势
三. 七层模型工作流程

本文旨在复习网络模型

一. 网络模型简介

1.1 概念

计算机网络是指由通信线路互相连接的许多自主工作的计算机构成的集合体，各个部件之间以何种规则进行通信，就是网络模型研究的问题。网络模型一般是指OSI七层参考模型和TCP/IP四/五层参考模型。这两个模型在网络中应用最为广泛。

1.2 简介

网络模型**是数据库模型设想为代表对象及其关系的一种灵活的方式。其独特之处在于，作为对象类型为节点和关系类型为弧的图形来看，不限于层次结构。

许多工程系统的共同特点是：它们是由许多实际上交织成网络形式的单元所组成。典型的例子有，城市交通运输系统、城市污水汇集和处理系统，城市供水系统、城市电力电讯系统等。此外，许多工程决策问题和组织系统，虽然不具有网络的表现形式，但也常可用网络模型来解释。例如，在一个建筑企业中，决策和命令的流程可以用网络模型来描述，在工程施工过程中，工作进度表可以看作是由工序组成的网络等。将庞大复杂的工程系统和管理问题用网络模型加以描述，可以便利地解决很多工程设计和管理决策的最优化问题。

虽然层次模型的结构数据作为树每条记录具有一条父记录和多条子代，网络模型允许每条记录具有多条父代和子代记录，形成一个通用的图结构。该属性适用于两个层次：模式是由关系类型（在CODASYL中称为“集合类型”）连接的记录类型的广义图形，而数据库本身是由关系（CODASYL“集合”）关联的记录出现的广义图形。这两个级别都允许循环。支持网络模型的主要论点与层次模型相比，是它允许对实体之间的关系进行更自然的建模。虽然这个模式被广泛的实施和使用，但是由于两个主要的原因，它没有成为主导。首先，IBM选择了坚持层次模型IMS和DL / I等已有产品的半网络扩展。其次，它最终被关系模型所取代，它提供了一个更高层次，更具说明性的界面。直到20世纪80年代初，分级和网络数据库提供的低级导航接口的性能优势对于许多大型应用程序来说是有说服力的，但随着硬件变得更快，关系模型的额外生产力和灵活性导致逐渐淘汰企业使用的网络模型。

1.3 三个要素

一是表征系统组成元素的节点。

二是体现各组成元素之间关系的箭线(有时是边)。

三是在网络中流动的流量，它一方面反映了元素间的量化关系，同时也决定着网络模型优化的目标与方向。

1.4分类

1.4.1以物质为流量的网络模型

当网络模型中的流量内容是液体、气体，固体等物质实体时，就构成了以物质为流量的网络模型，其优化目标一般是最大流量或最小费用流量。交通运输(公路、铁路，航空、航海)，资源调配，工业流程装置等许多实际问题，都可抽象为这类网络模型。

若沿连线的数字井非距离，而是相应公路能够通过的最大流量，则其就成为一种以物质为流量的网络模型。

1.4.2以信息为流量的网络模型

以信号，数据等信息为流量的网络模型的例子，除了广播，通讯网络外，还包括有在控制过程中所采用的方框图或信流图，社会组织系统图、管理信息系统网络等。

图4-2给出了建筑企业经营预测的控制系统图。企业首先要根据生产经营的实际需要，确定预测目标和要求，据此收集有关资料，选择适宜的预测方法进行预澜，接着要分析预测结论是否合理，若不合理，或修订预捐0目标和要求，或重新选择预测方法，反之则可进入预测实施，将预测结论用于指导企业的生产经营活动，实施中可能又会遇到新的生产经营预测问题，尽而开始一个新的循环。

1.4.3以能量为流量的网络模型

最典型的以能量为流量的网络系统，是城市电力系统和集中供热系统。

1.4.4以时间、费用、距离等为流量的网络模型

以时间为流量的网络模型，最典型的是PERT(计划评审技术)。图1.4.4为一表示装配式房屋施工顺序的网络图，图中，每一根箭线表示一项工作，并标明了估计的工时数。利用该网络图，可以找出整个施工过程中的最优方案，合理解决劳力安排、资金周转，缩短工期等问题。本例中的最短可能时间为66h。

某建筑公司在河边洼地进行某项工程的施工，工程地点过去曾受过河流涨水的影响，还遇到过破坏性的洪水泛滥。因这项工程有四个月的时间不使用设备，故需决定设备的存放方案。有三种可供选择的方案：一是运走设备，用时再运回来，总共要花费1800元，二是将设备留在工地，建造一个平台加以保护，建造平台的费用为500元。该平台可以防御大水，但不能防御破坏性的洪水泛滥，三是将设备留在工地而不采取保护措施.

二. OSI参考模型

2.1 模型介绍

2.1.1 概念：开发系统互联参考模型，亦称OSI(Open System Interconnection)参考模型，是参考模型是国际标准化组织(ISO)制定的一个用于计算机或通信系统间互联的标准体系。开放系统互连参考模型 (Open System Interconnect 简称OSI）是国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合制定的开放系统互连参考模型，为开放式互连信息系统提供了一种功能结构的框架。它是一个七层的、抽象的模型，不仅包括一系列抽象的术语或概念，也包括具体的协议。

2.1.2 起源：OSI的大部分设计工作实际上只是Honeywell Information System公司的一个小组完成的，小组的技术负责人是Charlie Bachman。在70年代中期，这个小组主要是为了开发一些原型系统而成立的，主要关注数据库系统的设计。70年代中，为了支持数据库系统的访问，需要一个结构化的分布式通信系统体系结构。于是这个小组研究了现有的一些解决方案，其中包括IBM公司的SNA(System Network Architecture)、ARPANET(Internet的前身)的协议、以及为标准化的数据库正在研究中的一些表示服务(presentation services)的相关概念，在1977年提出了一个七层的体系结构模型，他们内部称之为分布式系统体系结构(DSA)。

与此同时，1977年英国标准化协会向国际标准化组织(ISO)提议，为了定义分布处理之间的通信基础设施，需要一个标准的体系结构。结果，ISO就开放系统互联(OSI)问题成立了一个专委会(TC 97, Subcomittee 16)，指定由美国国家标准协会(ANSI)开发一个标准草案，在专委会第一次正式会议之前提交。Bachman 参加了ANSI早期的会议，并提交了他的七层模型，这个模型就成了提交ISO专委会的唯一的一份草案。1978年3月，在ISO的OSI专委会在华盛顿召开的会议上，与会专家很快达成了共识，认为这个分层的体系结构能够满足开放式系统的大多数需求，而且具有可扩展的能力，能够满足新的需求。于是，1978年发布了这个临时版本，1979年稍作细化之后，成了最终的版本。所以，OSI模型和1977年DSA模型基本相同。

OSI参考模型定义了开放系统的层次结构和各层所提供的服务。OSI参考模型的一个成功之处在于，它清晰地分开了服务、接口和协议这3个容易混淆的概念。服务描述了每一层的功能，接口定义了某层提供的服务如何被高层访问，而协议是每一层功能的实现方法。通过区分这些抽象概念，OSI参考模型将功能定义与实现细节区分开来，概括性高，使它具有普遍的适应能力。 [2]

OSI参考模型是具有7个层次的框架，自底向上的7个层次分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。

2.2 OSI参考模型的特点

①每层的对应实体之间都通过各自的协议进行通信。

②各个计算机系统都有相同的层次结构。

③不同系统的相应层次具有相同的功能。

④同一系统的各层次之间通过接口联系。

⑤相邻的两层之间，下层为上层提供服务，上层使用下层提供的服务。

2.3 参考模型划分依据

OSI将整个通信功能划分为7个层次，划分的原则如下：

(1)网络中所有节点都划分为相同的层次结构，每个相同的层次都有相同的功能。

(2)同一节点内各相邻层次间可通过接口协议进行通信。

(3)每一层使用下一层提供的服务，并向它的上层提供服务。

(4)不同节点的同等层按照协议实现同等层之间的通信。

2.4各个层次的功能

物理层

物理层并不是物理媒体本身，它只是开放系统中利用物理媒体实现物理连接的功能描述和执行连接的规程。物理层提供用于建立、保持和断开物理连接的机械的、电气的、功能的和过程的条件。简而言之，物理层提供有关同步和比特流在物理媒体上的传输手段，其典型的协议有EIA-232-D等。常见的物理介质：网线、光纤、同轴线缆等。

数据链路层

数据链路层建立逻辑链接，进行硬件地址选址，差错校验等功能（交换机网卡）将上层数据加上源和目的方的物理（MAC）地址封装成数据帧，MAC地址是用来标识网卡的物理地址，当发现数据错误时，可以重传数据帧。

Mac地址：是由48 bit的二进制数组成，为了读写方便，用十六进制表示。
其中前24bit表示厂商信息，后24位表示设备信息，由厂家自定义。
mac地址是由厂家出厂的时候直接烧录到网卡里，一般情况下不能修改。

网络层

网络层规定了网络连接的建立、维持和拆除的协议。它的主要功能是利用数据链路层所提供的相邻节点间的无差错数据传输功能，通过路由选择和中继功能，实现两个系统之间的连接。在计算机网络系统中，网络层还具有多路复用的功能。进行逻辑地址选址，实现不同网络之间的路径选择（路由器），将上层数据加上源和目的方的逻辑（ip)地址封装成数据包，实现数据从源端到目的端的传输。

传输层

传输层完成开放系统之间的数据传送控制。主要功能是开放系统之间的数据的收发确认。同时还用于弥补各种通信网络的质量差异，对经过下三层之后仍然存在的传输差错进行恢复，进一步提高可靠性。另外，还通过复用、分段和组合、连接和分离、分流和合流等技术措施，提高吞吐量和服务质量。

会话层

会话层依靠传输层以下的通信功能使数据传送功能在开放系统间有效地进行。其主要功能是按照在应用进程之间的约定，按照正确的顺序收发数据，进行各种形式的对话。控制方式可以归纳为以下两类：一是为了在会话应用中易于实现接受处理和发送处理的逐次交替变换，设置某一时刻只有一端发送数据。因此需要有交替改变发信端的传送控制。二是在类似文件传送等单方向传送大量数据的情况下，为了防备应用处理中出现意外，在传送数据的过程中需要给数据记上标记。当出现意外时，可以由记标记处重发。例如可以将长文件分页发送，当收到上页的接受确认后，再发下页的内容。

表示层

表示层的主要功能是把应用层提供的信息变换为能够共同理解的形式，提供字符代码、数据格式、控制信息格式、加密等的统一表示。表示层仅对应用层信息内容的形式进行变换，而不改变其内容本身。

应用层

应用层是OSI参考模型的最高层。其功能是实现应用进程(如用户程序、终端操作员等)之间的信息交换。同时，还具有一系列业务处理所需要的服务功能。

2.5 参考模型优势

OSI模型具有如下优点。

(1)分工合作，责任明确。性质相似的工作划分在同一层，性质不同的工作则划分到不同层，这样每一层的功能都是明确的，每一层都有其负责的工作范围，一旦出现问题，很容易找到问题所在的层，仅对此层加以改善即可。

(2)对等交谈。计算机通过网络进行通信时，按照对等交谈的原则，即同一层找同层，通过各对等层的协议来进行通信，比如，两个对等的网络层使用网络协议通信。

(3)逐层处理，层层负责。在OSI中，两个实体通信必须涉及下一层，只有相邻层之间可以通信，下层向上层提供服务，上层通过接口调用下层的服务，层间不能有越级调用关系，每层功能的实现都是在下层提供服务的基础上完成的。即每一层都是利用下层提供的服务来完成本层功能，并在此基础上为上层提供进一步的服务。

三. 七层模型工作流程

数据在发送时由第七层至第一层依次封装，接收端在收到数据包后从第一层至第七层依次拆包.

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