1.4.3 OSI参考模型的实现机制

（1）物理层

物理层是OSI参考模型的最底层。该层通过物理介质（如网络电缆）传输无结构的原始位流。物理层完全面向硬件，它负责通信计算机间物理链路的建立和维护过程中各方面的工作。物理层还负责运载由其上各层产生的数据信号。

①物理层的四个特性

机械特性：主要规定DTE/DCE接口连接器的形状和尺寸，引脚数和引脚的安排。

电气特性：主要规定每种电信号的电平，信号脉冲宽度，允许的数据传输速率和最大传输距离。

功能特性：规定接口电路引脚的功能和作用。

规程特性：规定接口电路信号发出的时序、应答关系和操作过程。

②物理层的功能

物理连接的建立和拆除：对于面向连接的服务而言，传输数据时建立连接，数据传输完毕释放连接。

物理服务数据单元传输：采用同步或异步方式传输数据单元。

物理层管理：功能激活或差错控制。

③物理层接口RS－232

RS－232是美国电子工业协会（EIA）依照CCITT的相关标准加以实现的一个物理层异步通信接口标准，用于在模拟信道环境下传输数据信号。其特性如下。

机械特性：RS－232规定了一个25引脚针状的连接器（DB25接口），用来连接DTE和DCE。

功能特性：规定了25个引脚中各个信号的含义。

电气特性：采用负逻辑，用低于－3V的电压表示二进制1，用高于3V的电压表示二进制0。最大速率19.2 kb/s，电缆长度15 m。

规程特性：由一组标准信号线与之对应，描述了接口事件发生的顺序。

（2）数据链路层

数据链路层将数据帧从网络层发送到物理层。它控制进出网络电缆的电脉冲。它在接收端将来自物理层的位流转换为数据帧（一种可存放数据的逻辑组织结构）。数据的电子表示法（位模型、编码方法和令牌）只能在这一层识别。

①数据链路层的分类

面向字符型的数据链路层：主要特点是利用已定义好的一组控制字符完成数据链路控制功能。

面向比特型的数据链路层：其规程传送信息的单位称为帧。帧分为控制帧和信息帧。

②数据链路层的功能

比特流被组织成数据链路协议数据单元（帧）进行传输，实现二进制的正确传输。将不可靠的物理链路改造成对网络层来说无差错的数据链路。数据链路层还要协调收发双方的数据传输速率，即进行流量控制，以防止接收方因来不及处理发送方发送的高速数据而导致缓冲器溢出及线路阻塞。

（3）网络层

数据以网络协议数据单元（分组）为单位进行传输。该层主要解决如何使数据分组跨越各个子网从源地址传送到目的地址的问题，这就需要在通信子网中进行路由选择。另外，为避免通信子网中出现过多的分组而造成网络阻塞，需要对流入的分组数量进行控制。当分组要跨越多个通信子网才能到达目的地址时，还要解决网络互连问题。

（4）传输层

传输层的主要任务是完成同处于资源子网中的源主机和目的主机之间的连接和数据传输。其具体功能如下：

①为高层数据传输建立、维护和拆除传输连接，实现透明的端到端数据传送。

②提供端到端的错误恢复和流量控制。

③信息分段与合并，将高层传递的大段数据分段形成传输层报文。

④考虑复用多条网络连接，提高数据传输的吞吐量。

传输层主要关心的问题是建立、维护和中断虚电路，传输差错校验和恢复及信息流量控制等。它提供“面向连接”（虚电路）和“无连接”（数据报）两种服务。

（5）会话层

会话层的主要任务是实现会话进程间的通信管理和同步，允许不同机器上的用户建立会话关系，允许进行类似传输层的普通数据的传输。会话层的具体功能如下：

①提供进程间会话连接的建立、维持和中止服务，可以提供单向会话或双向同时会话。

②在数据流中插入适当的同步点，当发生差错时，可以从同步点重新进行会话，而不需要重新发送全部数据。

（6）表示层

表示层的主要任务是完成语法格式转换，在计算机所处理的数据格式与网络传输所需要的数据格式之间进行转换。表示层的具体功能如下：

①语法变换。表示层接收到应用层传递过来的以某种语法形式表示的数据之后，将其转变为适合在网络实体之间传送的以公共语法表示的数据。具体包括数据格式转换，字符集转换，图形、文字、声音的表示，数据压缩与恢复，数据加密与解密，协议转换等。

②选择并与接收方确认采用的公共语法类型。

③表示层对等实体之间连接的建立、数据传输和连接的释放。

（7）应用层

应用层是OSI参考模型的最高层，是计算机网络与用户之间的界面，由若干个应用进程（或程序）组成，包括电子邮件、目录服务、文件传输等应用程序。

应用层的常用服务如下：

①目录服务：记录网络对象的各种信息，提供网络服务对象名称到网络地址之间的转换和查询服务。

②电子邮件：提供不同用户间的信件传递服务，自动为用户建立电子邮箱来管理信件。

③文件传输：包括文件传送、文件存取访问和文件管理功能。

④作业传送和操作：将作业从一个开放系统传送到另一个开放系统、对作业所需的输入数据进行定义、将作业的结果输出到任意系统、对作业进行监控等。

⑤虚拟终端：是将各种类型的实际终端的功能一般化、标准化后得到的终端类型。