网络的含义和OSI网络参考模型的含义和意义.doc
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网络的含义和OSI网络参考模型的含义和意义
青龙县袁春明
一、计算机网络的概念
计算机网络就是为了实现信息共享而利用通信线路连接起来的两台或多台独立计算机的集合。
随着网络技术的发展以及网络应用范围的扩展，计算机网络的概念也在发展。
这并不是最权威的定义，只是计算机网络定义中的一种。
不同的书上，计算机网络的定义也各不相同。
关键不是记住计算机网络的定义，而是通过对概念的正确理解把握它的内涵。
理解计算机网络需要把握以下两点：
（1）组成网络的计算机要求是独立的。
每台计算机核心的基本部件，如处理器、系统总线等要求存在并且是独立的。
有的计算机系统不满足这一要求，在1980年前后，许多图书馆采用了图书查询系统，采用一台小型机带几十台查询终端的体系结构，如图1.1所示。
这种系统不是计算机网络，因为整个系统中除了有一台主机具有处理器外，其他的终端都只有输入/输出设备，不是完整、独立的计算机，所以该系统属于具有一台主机的计算机系统，而不是计算机网络。
（2）计算机网络通信的目的是实现信息共享。
有的计算机系统数据通信的目的不是为了实现信息共享，而是为了实现分布式处理等，这种计算机系统也不是计算机网络。
如在多处理机系统中，在各个处理器之间虽然也存在数据通信，但数据通信的目的是为了实现多个处理器协同处理一个更大的任务，保证每个处理器都能完成自己的一部分任务而不致发生调度混乱。
因此，一个多处理机系统，如双CPU的计算机系统不是计算机网络。
在科学计算、天气预报等领域广泛应用的多处理机系统可以看作是处理能力很强的计算机，而不是计算机网络。
判断计算机系统是不是计算机网络的一个必要标准，就是系统是否以实现信息共享作为数据通信的目的。
当然，并不是说所有分布式处理的系统都不是计算机网络，一个计算机网络也可以实现分布式处理，如有的网络操作系统（WindowsServer2003、Linux等）支持集群的功能，可以实现在网络环境中的多台计算机之间的负载平衡，具有分布式处理的能力。
二、计算机网络的功能
为什么要把多个计算机连成一个计算机网络呢？
换句话说，计算机网络主要为用户提供了哪些功能？
可以概括为4个方面。
1．资源共享
资源包括硬件、软件和数据。
硬件为各种处理器、存储设备、输入/输出设备等，可以通过计算机网络实现这些硬件的共享，如打印机、硬盘空间。
软件包括操作系统、应用软件和驱动程序等，可以通过计算机网络实现这些软件的共享，如多用户的网络操作系统、应用程序服务器。
在后面的章节中会介绍利用WindowsServer2003的远程桌面服务进行应用程序的共享，在一台服务器上安装的应用程序可以在其他的计算机上直接使用。
数据包括用户文件、配置文件、数据文件等，可以通过计算机网络实现这些数据的共享，如通过网络邻居复制文件、网络数据库。
通过共享使资源发挥最大的作用，同时节省成本、提高效率。
2．数据传输
这里的数据指的是数字、文字、声音、图像、视频信号等媒体所存储信息的计算机表示。
在计算机世界里，一切事物都可以用0和1这两个数字表示出来。
计算机网络使得各种媒体信息通过一条通信线路从甲地传送到乙地。
数据传输是计算机网络各种功能的基础，有了数据传输，才会有资源共享，才会有其他的各种功能。
3．协调负载
在有多台计算机的环境中，这些计算机需要处理的任务可能不同，经常有忙闲不均的现象。
有了计算机网络，可以通过网络调度来协调工作，把“忙”的计算机上的部分工作交给“闲”的计算机去做。
还可以把庞大的科学计算或信息处理题目交给几台联网的计算机协调配合来完成。
分布式信息处理、分布式数据库等只有依靠计算机网络才能实现协调负载，提高效率。
在有些科研领域，只有借助计算机网络的协调负载才能使得一些计算处理任务繁重的工作能够完成。
4．提供服务
有了计算机网络，才有了现在风靡全球的电子邮件、网上电话、网络会议、电子商务等，它们给人们的生活、学习和娱乐带来了极大的方便。
有了网络，使得实时控制系统有了备用和安全保证，使得军事设施在遭到敌方打击时指挥系统保持畅通无阻。
最大的计算机网络——因特网就是冷战时期的产物，用它能够解决可靠性问题，并为计算机用户带来很大的便利。
网络新技术层出不穷，不断有新的服务使人们从中受益。
以上介绍的是计算机网络的一般功能，只是一个描述性的介绍。
所有计算机网络的功能都会是以上4种功能中的一种或几种。
具体的计算机网络可能各有不同的功能，如有的网络能够实现打印机共享，有的网络可以实现电子邮件服务等。
这些具体的网络功能将在后面的章节结合具体的网络操作系统WindowsServer2003来详细地讲解，以使读者进一步了解计算机网络带来的各种服务。
三、OSI参考模型
ISO（InternationalStandardsOrganization）成立于1947年，是世界上最大的国际标准化组织。
它的宗旨就是促进世界范围内的标准化工作，以便于国际间的物资、科学、技术和经济方面的合作与交流。
早期开发的局域网、城域网、广域网在许多方面都是混乱的。
由于使用不同技术规范，网络之间进行相互通信就变得困难起来。
随着网络技术的进步和各种网络产品的出现，一个现实问题摆在人们面前，这就是对网络产品公司或广大用户来说，都希望解决不同系统的互联问题。
在此背景下，1977年，ISO专门建立了一个委员会，在分析和消化已有网络的基础上，考虑到联网方便和灵活性等要求，提出了一种不基于特定机型、操作系统或公司的网络体系结构，即开放系统互联参考模型OSI/RM（OpenSystemInterconnection，OSI）。
OSI定义了异种机联网的标准框架，为连接分散的“开放”系统提供了基础。
这里的“开放”，表示任何两个遵守OSI标准的系统可以进行互联。
OSI参考模型采用分层结构化技术，将整个网络的通信功能分为7层，如图所示。
划分层次的基本出发点是：
应从逻辑上将功能分组，每一层完成一特定功能，层次不能太少，以便每一层功能明确且易于管理；但也不能太多，以免汇集各层的开销太大。
具体的7层由低层至高层分别是：
物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
需要强调的是，OSI给出的仅是一个概念上和功能上的标准框架，是将异构系统互联的标准分层结构。
它定义的是一种抽象结构，而并非是对具体实现的描述。
模型本身不是一组有形的、可操作的协议集合，它既不包含任何具体的协议定义，也不包括强制的实现一致性。
网络体系结构与实现无关。
如果把需要在网络上传输的数据比喻成货物，那么协议就是能够运送货物的汽车，而OSI参考模型就是设计汽车的蓝图。
OSI参考模型的每一层都有独立的功能，并且每一层只和其相邻层存在接口，可以进行数据通信。
OSI参考模型中的每一层的真正功能是为其上一层提供服务。
例如，（N+1）层对等实体间的通信是通过N层提供的服务来完成的，而N层的服务则要使用（N-1）层及其更低层提供的功能服务。
OSI参考模型的最高层——应用层为网络应用程序提供网络通信服务，是网络应用程序和OSI参考模型的接口。
OSI参考模型的最低层——物理层把网络数据转换成电信号发送到网络上，是OSI参考模型和网络的接口。
OSI7层模型可以分为两个大的层次：
介质层和主层。
介质层控制网络之间消息的物理传送，是面向网络通信的。
主层负责计算机之间数据的精确传输，是面向数据的。
常见的网络互联设备分别工作在主层，如集线器工作在物理层，交换机工作在数据链路层，路由器工作在网络层。
网络中的主机除了能够与介质层接收和发送数据外，还要完成通信控制、会话管理、数据表达等主层的处理工作。
下面介绍OSI参考模型各层的作用：
物理层：
在物理媒体上传输原始的数据比特流。
数据链路层：
将数据分成一个个数据帧，以数据帧为单位传输。
有应有答，遇错 重发。
网络层：
将数据分成一定长度的分组，将分组穿过通信子网，从信源选择路径后传到信宿。
传输层：
提供不具体网络的高效、经济、透明的端到端数据传输服务。
会话层：
进程间的对话也称为会话，会话层管理不同主机上各进程间的对话。
表示层：
提供数据信息的语法表示变换。
应用层：
提供应用程序访问OSI环境的手段。
OSI参考模型每一层处理的数据是不一样的。
我们把每一层协议处理数据的单位叫做协议数据单元（ProtocolDataUnit，PDU）。
物理层的PDU是数据位（bit），数据链路层的PDU是数据帧（frame），网络层的PDU是数据包（packet），传输层的PDU是数据段（segment），其他更高层次的PDU是数据（data）。
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