了解计算机相关(初步)

1、了解计算机（初步）大数据大数据（big data），是指无法在可承受的时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合。在维克托·迈尔-舍恩伯格及肯尼斯·库克耶编写的大数据时代中大数据指不用随机分析法（抽样调查）这样的捷径，而采用所有数据进行分析处理。大数据的4V特点：Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多样）、Value（价值）。 定义对于“大数据”（Big data）研究机构Gartner给出了这样的定义。“大数据”是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。根据维基百科的定义，大数

2、据是指无法在可承受的时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合。大数据技术的战略意义不在于掌握庞大的数据信息，而在于对这些含有意义的数据进行专业化处理。换言之，如果把大数据比作一种产业，那么这种产业实现盈利的关键，在于提高对数据的“加工能力”，通过“加工”实现数据的“增值”。从技术上看，大数据与云计算的关系就像一枚硬币的正反面一样密不可分。大数据必然无法用单台的计算机进行处理，必须采用分布式架构。它的特色在于对海量数据进行分布式数据挖掘，但它必须依托云计算的分布式处理、分布式数据库和云存储、虚拟化技术。随着云时代的来临，大数据（Big data）也吸引了越来越多的关注。著云台的分析

3、师团队认为，大数据（Big data）通常用来形容一个公司创造的大量非结构化数据和半结构化数据，这些数据在下载到关系型数据库用于分析时会花费过多时间和金钱。大数据分析常和云计算联系到一起，因为实时的大型数据集分析需要像MapReduce一样的框架来向数十、数百或甚至数千的电脑分配工作。大数据需要特殊的技术，以有效地处理大量的容忍经过时间内的数据。适用于大数据的技术，包括大规模并行处理（MPP）数据库、数据挖掘电网、分布式文件系统、分布式数据库、云计算平台、互联网和可扩展的存储系统。最小的基本单位是bit，按顺序给出所有单位：bit、Byte、KB、MB、GB、TB、PB、EB、ZB、YB、BB

4、、NB、DB。它们按照进率1024（2的十次方）来计算：1 Byte =8 bit1 KB = 1,024 Bytes = 8192 bit1 MB = 1,024 KB = 1,048,576 Bytes1 GB = 1,024 MB = 1,048,576 KB1 TB = 1,024 GB = 1,048,576 MB1 PB = 1,024 TB = 1,048,576 GB1 EB = 1,024 PB = 1,048,576 TB1 ZB = 1,024 EB =

5、 1,048,576 PB1 YB = 1,024 ZB = 1,048,576 EB1 BB = 1,024 YB = 1,048,576 ZB1 NB = 1,024 BB = 1,048,576 YB1 DB = 1,024 NB = 1,048,576 BB 特征 容量（Volume）：数据的大小决定所考虑的数据的价值的和潜在的信息；种类（Variety）：数据类型的多样性；速度（Velocity）：指获得数据的速度；可变性（Variability）：妨碍了处理和有效地管理数据的过程。真实性（Veracity）：数据的质量复杂

6、性（Complexity）：数据量巨大，来源多渠道 什么是大数据1980年,著名未来学家阿尔文·托夫勒便在第三次浪潮一书中,将大数据热情地赞颂为“第三次浪潮的华彩乐章”。大约从2009年开始,“大数据”成为互联网信息技术行业的流行词汇。大数据,或称巨量数据、海量数据;是由数量巨大、结构复杂、类型众多数据构成的数据集合,是基于云计算的数据处理与应用模式,通过数据的集成共享,交叉复用形成的智力资源和知识服务能力。有研究机构如此定义“大数据”:“大数据”是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。从某种程度上说,大数据是数据分析的前沿技

7、术。简言之,从各种各样类型的数据中,快速获得有价值信息的能力,就是大数据技术。大数据从何而来美国互联网数据中心指出,互联网上的数据每年将增长50%,每两年便将翻一番,目前世界上90%以上的数据是最近几年才产生的。此外,全世界的工业设备、汽车、电表上有着无数的数码传感器,随时测量和传递着有关位置、运动、震动、温度、湿度乃至空气中化学物质的变化,也产生了海量的数据信息。物联网、云计算、移动互联网、车联网、手机、平板电脑、PC以及各种各样的传感器,无一不是数据来源或者承载的方式。大数据有多大仅以互联网为例,一天之中,互联网产生的全部内容可以刻满1.68亿张DVD;发出的邮件有2940亿封之多;发出的

8、社区帖子达200万个,相当于时代杂志770年的文字量截止到2012年,数据量已经从TB(1024GB=1TB)级别跃升到PB(1024TB=1PB)、EB(1024PB=1EB)乃至ZB(1024EB=1ZB)级别。国际数据公司(IDC)的研究结果表明,2008年全球产生的数据量高达1.82ZB,相当于全球每人产生200GB以上的数据。而到2012年为止,人类生产的所有印刷材料的数据量是200PB,全人类历史上说过的所有话的数据量大约是5EB。IBM的研究称,整个人类文明所获得的全部数据中,有90%是过去两年内产生的。而到了2020年,全世界所产生的数据规模将达到今天的44倍。大数据的“4个V

9、”大数据的4个“V”指的是大数据的4个特点:第一,数据体量巨大。从TB级别,跃升到PB级别;第二,数据类型繁多,数据来源于各种各样的渠道。第三,价值密度低,商业价值高。以视频为例,连续不间断监控过程中,可能有用的数据仅仅有一两秒。第四,处理速度快。一般要在秒级时间范围内给出分析结果,时间太长就失去价值了。这个速度要求是大数据处理技术和传统的数据挖掘技术最大的区别。由此,业界将大数据的特点归纳为4个“V”Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多样)、Veracity(精确)。什么是云计算?云计算(cloudcomputing)是通过互联网把多个成本较低的计算实体整合成一

10、个具有强大计算能力的完美系统。简单理解就是,运营公司提供服务器、应用程序、存储空间,用户通过网络远程登录服务器,并按照需要使用这些存储空间和应用程序。狭义云计算是指IT基础设施的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源;广义云计算指服务的交付和使用模式,指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。它意味着计算能力也可作为一种商品通过互联网进行流通和交易。大数据与云计算从技术上看,大数据与云计算的关系就像一枚硬币的正反面一样密不可分。大数据必然无法用单台的计算机进行处理,必须采用分布式计算架构。它的特色在于对海量数据的挖掘,但它必须依托云计算的分布式处理、分布式数据库、云存储和

11、虚拟化技术。OSI参考模型 OSI（Open System Interconnect），即开放式系统互联。 一般都叫OSI参考模型，是ISO（国际标准化组织）组织在1985年研究的网络互联模型。该体系结构标准定义了网络互连的七层框架（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层），即ISO开放系统互连参考模型。在这一框架下进一步详细规定了每一层的功能，以实现开放系统环境中的互连性、互操作性和应用的可移植性。简介开放系统OSI标准定制过程中所采用的方法是将整个庞大而复杂的问题划分为若干个容易处理的小问题，这就是分层的体系结构方法。在OSI中，采用了三级抽象，即体系结构、服务定义和协

12、议规定说明。OSI参考模型定义了开放系统的层次结构、层次之间的相互关系及各层所包含的可能的服务。它是作为一个框架来协调和组织各层协议的制定，也是对网络内部结构最精练的概括与描述进行整体修改。OSI的服务定义详细说明了各层所提供的服务。某一层的服务就是该层及其下各层的一种能力，它通过接口提供给更高一层。各层所提供的服务与这些服务是怎么实现的无关。同时，各种服务定义还定义了层与层之间的接口和各层的所使用的原语，但是不涉及接口是怎么实现的。OSI标准中的各种协议精确定义了应当发送什么样的控制信息，以及应当用什么样的过程来解释这个控制信息。协议的规程说明具有最严格的约束。ISO/OSI参考模型并没有提

13、供一个可以实现的方法。ISO/OSI参考模型只是描述了一些概念，用来协调进程间通信标准的制定。在OSI范围内，只有在各种的协议是可以被实现的而各种产品只有和OSI的协议相一致才能互连。这也就是说，OSI参考模型并不是一个标准，而只是一个在制定标准时所使用的概念性的框架。在历史来看，在制定计算机网络标准方面起着很大作用的两大国际组织是CCITT和ISO。CCITT与ISO TC97的工作领域是不同的，CCITT主要是从通信角度考虑一些标准的制定，而ISO的TC97则关心信息的处理与网络体系结构。但是随着科学技术的发展，通信与信息处理的界限变得比较模糊了。于是，通信与信息处理就都成为了CCITT与

14、TC97共同关心的领域。CCITT的建议书X.200就是开放系统互连的基本参考模型，它和ISO 7498基本是相同的。最早的时候网络刚刚出现的时候，很多大型的公司都拥有了网络技术，公司内部计算机可以相互连接。可是却不能与其它公司连接。因为没有一个统一的规范。计算机之间相互传输的信息对方不能理解。所以不能互联。划分原则ISO为了更好的使网络应用更为普及，就推出了OSI参考模型。其含义就是推荐所有公司使用这个规范来控制网络。这样所有公司都有相同的规范，就能互联了。提供各种网络服务功能的计算机网络系统是非常复杂的。根据分而治之的原则，ISO将整个通信功能划分为七个层次，划分原则是：（1）网路中各节点

15、都有相同的层次；（2）不同节点的同等层具有相同的功能；（3）同一节点内相邻层之间通过接口通信；（4）每一层使用下层提供的服务，并向其上层提供服务；（5）不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。分层分层的好处是利用层次结构可以把开放系统的信息交换问题分解到一系列容易控制的软硬件模块层中，而各层可以根据需要独立进行修改或扩充功能，同时，有利于个不同制造厂家的设备互连，也有利于大家学习、理解数据通讯网络。OSI参考模型中不同层完成不同的功能，各层相互配合通过标准的接口进行通信。第7层应用层：OSI中的最高层。为特定类型的网络应用提供了访问OSI环境的手段。应用层确定进程之间通信的性质，以满足用

16、户的需要。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远程操作，而且还要作为应用进程的用户代理，来完成一些为进行信息交换所必需的功能。它包括：文件传送访问和管理FTAM、虚拟终端VT、事务处理TP、远程数据库访问RDA、制造报文规范MMS、目录服务DS等协议；应用层能与应用程序界面沟通，以达到展示给用户的目的。 在此常见的协议有:HTTP，HTTPS，FTP，TELNET，SSH，SMTP，POP3等。第6层表示层：主要用于处理两个通信系统中交换信息的表示方式。为上层用户解决用户信息的语法问题。它包括数据格式交换、数据加密与解密、数据压缩与终端类型的转换。第5层会话层：在两个节点之间建立端连接。

17、为端系统的应用程序之间提供了对话控制机制。此服务包括建立连接是以全双工还是以半双工的方式进行设置，尽管可以在层4中处理双工方式 ；会话层管理登入和注销过程。它具体管理两个用户和进程之间的对话。如果在某一时刻只允许一个用户执行一项特定的操作，会话层协议就会管理这些操作，如阻止两个用户同时更新数据库中的同一组数据。第4层传输层：常规数据递送面向连接或无连接。为会话层用户提供一个端到端的可靠、透明和优化的数据传输服务机制。包括全双工或半双工、流控制和错误恢复服务；传输层把消息分成若干个分组，并在接收端对它们进行重组。不同的分组可以通过不同的连接传送到主机。这样既能获得较高的带宽，又不影响会话层。在建

18、立连接时传输层可以请求服务质量，该服务质量指定可接受的误码率、延迟量、安全性等参数，还可以实现基于端到端的流量控制功能。第3层网络层：本层通过寻址来建立两个节点之间的连接，为源端的运输层送来的分组，选择合适的路由和交换节点，正确无误地按照地址传送给目的端的运输层。它包括通过互连网络来路由和中继数据 ；除了选择路由之外，网络层还负责建立和维护连接，控制网络上的拥塞以及在必要的时候生成计费信息。常用设备有交换机；第2层数据链路层：在此层将数据分帧，并处理流控制。屏蔽物理层，为网络层提供一个数据链路的连接，在一条有可能出差错的物理连接上，进行几乎无差错的数据传输（差错控制）。本层指定拓扑结构并提供硬

19、件寻址。常用设备有网卡、网桥、交换机；第1层物理层：处于OSI参考模型的最底层。物理层的主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明的传送比特流。常用设备有（各种物理设备）集线器、中继器、调制解调器、网线、双绞线、同轴电缆。数据发送时，从第七层传到第一层，接收数据则相反。上三层总称应用层，用来控制软件方面。下四层总称数据流层，用来管理硬件。除了物理层之外其他层都是用软件实现的。数据在发至数据流层的时候将被拆分。在传输层的数据叫段，网络层叫包，数据链路层叫帧，物理层叫比特流，这样的叫法叫PDU（协议数据单元）应用层 (Application)：网络服务与最终用户的一个接口。协议有

20、：HTTP FTP TFTP SMTP SNMP DNS表示层（Presentation Layer）：数据的表示、安全、压缩。（在五层模型里面已经合并到了应用层）格式有，JPEG、ASCll、DECOIC、加密格式等会话层（Session Layer）：建立、管理、终止会话。（在五层模型里面已经合并到了应用层）对应主机进程，指本地主机与远程主机正在进行的会话传输层 (Transport)：定义传输数据的协议端口号，以及流控和差错效验。协议有：TCP UDP，数据包一旦离开网卡即进入网络传输层网络层 (Network)：进行逻辑地址寻址，实现不同网络之间的路径选择。协议有：ICMP IGMP

21、IP（IPV4 IPV6） ARP RARP数据链路层 (Link)：建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错效验等功能。（由底层网络定义协议）将比特组合成字节进而组合成帧，用MAC地址访问介质，错误发现但不能纠正。物理层（Physical Layer）：建立、维护、断开物理连接。（由底层网络定义协议）图1显示了 TCP/IP 层级模型结构，应用层之间的协议通过逐级调用传输层（Transport layer）、网络层（Network Layer）和物理数据链路层（Physical Data Link）而可以实现应用层的应用程序通信互联。应用层需要关心应用程序的逻辑细节，而不是数据在网络中的传输活动

22、。应用层其下三层则处理真正的通信细节。在 Internet 整个发展过程中的所有思想和着重点都以一种称为 RFC（Request For Comments）的文档格式存在。针对每一种特定的 TCP/IP 应用，有相应的 RFC 文档。一些典型的 TCP/IP 应用有 FTP、Telnet、SMTP、SNTP、REXEC、TFTP、LPD、SNMP、NFS、INETD 等。RFC 使一些基本相同的 TCP/IP 应用程序实现了标准化，从而使得不同厂家开发的应用程序可以互相通信各层功能(1)物理层(Physical Layer)物理层是OSI参考模型的最低层，它利用传输介质为数据链路层提供物理连接

23、。它主要关心的是通过物理链路从一个节点向另一个节点传送比特流，物理链路可能是铜线、卫星、微波或其他的通讯媒介。它关心的问题有：多少伏电压代表1？多少伏电压代表0？时钟速率是多少？采用全双工还是半双工传输？总的来说物理层关心的是链路的机械、电气、功能和规程特性。(2)数据链路层(Data Link Layer)数据链路层是为网络层提供服务的，解决两个相邻结点之间的通信问题，传送的协议数据单元称为数据帧。数据帧中包含物理地址（又称MAC地址）、控制码、数据及校验码等信息。该层的主要作用是通过校验、确认和反馈重发等手段，将不可靠的物理链路转换成对网络层来说无差错的数据链路。此外，数据链路层还要协调收

24、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来的高速数据而导致缓冲器溢出及线路阻塞。(3)网络层(Network Layer)网络层是为传输层提供服务的，传送的协议数据单元称为数据包或分组。该层的主要作用是解决如何使数据包通过各结点传送的问题，即通过路径选择算法（路由）将数据包送到目的地。另外，为避免通信子网中出现过多的数据包而造成网络阻塞，需要对流入的数据包数量进行控制（拥塞控制）。当数据包要跨越多个通信子网才能到达目的地时，还要解决网际互连的问题。(4)传输层(Transport Layer)传输层的作用是为上层协议提供端到端的可靠和透明的数据传输服务，包括处理差错

25、控制和流量控制等问题。该层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，使高层用户看到的只是在两个传输实体间的一条主机到主机的、可由用户控制和设定的、可靠的数据通路。传输层传送的协议数据单元称为段或报文。(5)会话层(Session Layer)会话层主要功能是管理和协调不同主机上各种进程之间的通信（对话），即负责建立、管理和终止应用程序之间的会话。会话层得名的原因是它很类似于两个实体间的会话概念。例如，一个交互的用户会话以登录到计算机开始，以注销结束。(6)表示层(Presentation Layer)表示层处理流经结点的数据编码的表示方式问题，以保证一个系统应用层发出的信息可被另一系统的应用层读出。如果

26、必要，该层可提供一种标准表示形式，用于将计算机内部的多种数据表示格式转换成网络通信中采用的标准表示形式。数据压缩和加密也是表示层可提供的转换功能之一。(7)应用层(Application Layer)应用层是OSI参考模型的最高层，是用户与网络的接口。该层通过应用程序来完成网络用户的应用需求，如文件传输、收发电子邮件等。数据封装过程OSI参考模型中每个层次接收到上层传递过来的数据后都要将本层次的控制信息加入数据单元的头部，一些层次还要将校验和等信息附加到数据单元的尾部，这个过程叫做封装。每层封装后的数据单元的叫法不同，在应用层、表示层、会话层的协议数据单元统称为data（数据），在传输层协议数

27、据单元称为segment（数据段），在网络层称为packet（数据包），数据链路层协议数据单元称为frame（数据帧），在物理层叫做bits（比特流）。当数据到达接收端时，每一层读取相应的控制信息根据控制信息中的内容向上层传递数据单元，在向上层传递之前去掉本层的控制头部信息和尾部信息（如果有的话）。此过程叫做解封装。这个过程逐层执行直至将对端应用层产生的数据发送给本端的相应的应用进程。以用户浏览网站为例说明数据的封装、解封装过程。当用户输入要浏览的网站信息后就由应用层产生相关的数据，通过表示层转换成为计算机可识别的ASCII码，再由会话层产生相应的主机进程传给传输层。传输层将以上信息作为数据并

28、加上相应的端口号信息以便目的主机辨别此报文，得知具体应由本机的哪个任务来处理；在网络层加上IP地址使报文能确认应到达具体某个主机，再在数据链路层加上MAC地址，转成bit流信息，从而在网络上传输。报文在网络上被各主机接收，通过检查报文的目的MAC地址判断是否是自己需要处理的报文，如果发现MAC地址与自己不一致，则丢弃该报文，一致就去掉MAC信息送给网络层判断其IP地址；然后根据报文的目的端口号确定是由本机的哪个进程来处理，这就是报文的解封装过程。比喻7 应用层：老板6 表示层：相当于公司中演示稿老板、替老板写信的助理5 会话层：相当于公司中收寄信、写信封与拆信封的秘书4 传输层：相当于公司中跑

29、邮局的送信职员3 网络层：相当于邮局中的排序工人2 数据链路层：相当于邮局中的装拆箱工人1 物理层：相当于邮局中的搬运工人若干概念上面我们简单的说明了7层体系的OSI参考模型，为了方便起见，我们常常把上面的7个层次分为低层与高层。低层为13层，是面向通信的，高层为47层，是面向信息处理的。开放系统互连是使世界范围内的应用进程能开放式（而不是封闭式）的进行信息交换。开放系统互连基本参考模型的正式文件是ISO 7498国际标准，又记为OSI/RM，笼统的称为OSI，我国的相应标准是GB 9387。为了更好的理解OSI参考模型以及日后更深入的学习OSI的各个层次，我们将先对一些容易混淆的概念进行阐述

30、， 然后对ISO 7498中最重要的基本概念进行阐述。首先，在上面我们已经说起过体系结构的问题，并且已经知道体系结构是抽象的，而实现是具体的。在一般情况下，"系统"是指实际运作的一组物体或物件，而在"OSI系统"这种说法中，"系统"具有其特殊含义（即参考模型），为了区别起见，我们用"实系统"表示在现实世界中能够进行信息处理或信息传递的自治整体，它可以是一台或多台计算机以及这些计算机相关的软件、外部设备、终端、操作员、信息传输手段的集合。若这种实系统和在和其他实系统通信时遵守OSI标准，则这个实系统就叫做开放实系统。

31、但是，一个开放实系统的各种功能都不一定和互连有关，而我们以后要讨论的开放系统互连参考模型中的系统，只是在开放实系统中和互连有关的部分，我们把这部分系统称为开放系统。ISO 7498概念在OSI标准的制定过程中，所采用的方法是将整个庞大而复杂的问题划分为若干个较容易处理的范围较小的问题，在OSI中，问题的处理采用了自上而下逐步求精的方法。先从最高一级的抽象开始，这一级的约束很少，然后逐渐更加精细的进行描述，同时加上越来越多的约束，在OSI中，采用了图3-1的三级抽象，这三级抽象分别是：体系结构、服务定义和协议规范，规范也称规格说明。OSI体系结构也就是OSI参考模型，它是OSI所制定的标准中最高

32、一级的抽象。用比较形式化的语言来讲，体系结构相当于对象或客体的类型，而具体的网络则相当于对象的一个实例。OSI参考模型正是描述了一个开放系统所要用到的对象的类型，它们之间的关系以及这些对象类型与这些关系之间的一些普遍的约束。比OSI参考模型更低一级的抽象是OSI的服务定义。服务定义较详细的定义了各层所提供的服务。某一层的服务就是该层及其一些各层的一种能力，它通过接口提供给更高的一层，各层所提供的服务与这些服务是怎样实现的无关。此外，各种服务还定义了层与层之间的抽象接口，以及各层为进行层与层之间的交互而用的服务原语。但这并不涉及到这个接口是怎样实现的。OSI标准中最低层的抽象是OSI协议规范，各

33、层的协议规范精确的定义：应当发送什么样的控制信息，以及应当用什么样的过程来解释这个控制信息。协议的规范具有最严格的约束。最后需要知道的是，在制定计算机网络标准方面起着很大作用的两大国际组织CCITT和ISO。许多问题都是他们共同商议决定的。从历史上看，CCITT与ISO的TC97工作领域是很不相同的，CCITT原来是从通信的角度考虑一些标准的制定，而TC97则关心信息处理。但随着科学技术的发展，通信与信息处理的界限越来越模糊了，于是通信与信息处理就成为CCITT和TC97所共同关心的领域。CCITT的建议书X200就是关于开放系统互连参考模型的，它和上面提到的ISO 7498 基本上是相同的。

34、开放系统互连参考模型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。它从低到高分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。概述开放系统互连参考模型为实现开放系统互连所建立的通信功能分层模型，简称OSI参考模型。其目的是为异种计算机互连提供一个共同的基础和标准框架，并为保持相关标准的一致性和兼容性提供共同的参考。这里所说的开放系统，实质上指的是遵循OSI参考模型和相关协议能够实现互连的具有各种应

35、用目的的计算机系统。OSI参考模型如图1所示。图1 OSI参考模型OSI参考模型是计算机网路体系结构发展的产物。它的基本内容是开放系统通信功能的分层结构。这个模型把开放系统的通信功能划分为七个层次，从邻接物理媒体的层次开始，分别赋于1，2，7层的顺序编号，相应地称之为物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层。每一层的功能是独立的。它利用其下一层提供的服务并为其上一层提供服务，而与其他层的具体实现无关。这里所谓的“服务”就是下一层向上一层提供的通信功能和层之间的会话规定，一般用通信原语实现。两个开放系统中的同等层之间的通信规则和约定称之为协议。通常把14层协议称为下层协议，57

36、层协议称为上层协议。1、国际标准化组织ISO在1979年建立了一个分委员会来专门研究一种用于开放系统的体系结构，提出了开放系统互连OSI模型，这是一个定义连接异种计算机的标准主体结构。2、OSI简介：OSI采用了分层的结构化技术，共分七层，物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。3、OSI参考模型的特性：是一种异构系统互连的分层结构；提供了控制互连系统交互规则的标准骨架；定义一种抽象结构，而并非具体实现的描述；不同系统中相同层的实体为同等层实体；同等层实体之间通信由该层的协议管理；相信层间的接口定义了原语操作和低层向上层提供的服务；所提供的公共服务是面向连接的或无连接的数据

37、服务；直接的数据传送仅在最低层实现；每层完成所定义的功能，修改本层的功能并不影响其他层。4、物理层：提供为建立、维护和拆除物理链路所需要的机械的、电气的、功能的和规程的特性；有关的物理链路上传输非结构的位流以及故障检测指示。5、数据链路层：在网络层实体间提供数据发送和接收的功能和过程；提供数据链路的流控。6、网络层：控制分组传送系统的操作、路由选择、拥护控制、网络互连等功能，它的作用是将具体的物理传送对高层透明。7、传输层：提供建立、维护和拆除传送连接的功能；选择网络层提供最合适的服务；在系统之间提供可靠的透明的数据传送，提供端到端的错误恢复和流量控制。8、会话层：提供两进程之间建立、维护和结

38、束会话连接的功能；提供交互会话的管理功能，如三种数据流方向的控制，即一路交互、两路交替和两路同时会话模式 。9、表示层：代表应用进程协商数据表示；完成数据转换、格式化和文本压缩。10、应用层：提供OSI用户服务，例如事务处理程序、文件传送协议和网络管理等。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全双工比特流在物理媒体上的传输手段，其典型的协议有RS 232C、RS 449/422/423、V.24和X.21、X.21bis等。物理

39、层是OSI的第一层，它虽然处于最底层，却是整个开放系统的基础。物理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。  物理层的媒体包括架空明线、平衡电缆、光纤、无线信道等。通信用的互连设备指DTE（Data Terminal Equipment）和DCE（Data Communications Equipment）间的互连设备。DTE即数据终端设备，又称物理设备，如计算机、终端等都包括在内。而DCE则是数据通信设备或电路连接设备，如调制解调器等。数据传输通常是经过DTE-DCE，再经过DCE-DTE的路径。互连设备指将DTE、DCE连接起来的装置，如各种插头、

40、插座。LAN中的各种粗、细同轴电缆、T型接头、插头、接收器、发送器、中继器等都属物理层的媒体和连接器。物理层的媒体包括架空明线、平衡电缆、光纤、无线信道等。通信用的互连设备指DTE（Data Terminal Equipment）和DCE（Data Communications Equipment）间的互连设备。DTE即数据终端设备，又称物理设备，如计算机、终端等都包括在内。而DCE则是数据通信设备或电路连接设备，如调制解调器等。数据传输通常是经过DTE-DCE，再经过DCE-DTE的路径。互连设备指将DTE、DCE连接起来的装置，如各种插头、插座。LAN中的各种粗、细同轴电缆、T型接头、插头

41、、接收器、发送器、中继器等都属物理层的媒体和连接器。物理层的主要功能是：为数据端设备提供传送数据的通路，数据通路可以是一个物理媒体，也可以是多个物理媒体连接而成。一次完整的数据传输，包括激活物理连接、传送数据和终止物理连接。所谓激活，就是不管有多少物理媒体参与，都要在通信的两个数据终端设备间连接起来，形成一条通路。传输数据。物理层要形成适合数据传输需要的实体，为数据传送服务。一是要保证数据能在其上正确通过，二是要提供足够的带宽(带宽是指每秒钟内能通过的比特(Bit)数)，以减少信道上的拥塞。传输数据的方式能满足点到点，一点到多点，串行或并行，半双工或全双工，同步或异步传输的需要。完成物理层的一

42、些管理工作。数据链路层数据链路可以粗略地理解为数据通道。物理层要为终端设备间的数据通信提供传输介质及其连接。介质是长期的，连接是有生存期的。在连接生存期内，收发两端可以进行不等的一次或多次数据通信。每次通信都要经过建立通信联络和拆除通信联络两个过程。这种建立起来的数据收发关系就叫做数据链路。而在物理媒体上传输的数据难免受到各种不可靠因素的影响而产生差错，为了弥补物理层上的不足，为上层提供无差错的数据传输，就要能对数据进行检错和纠错。数据链路的建立，拆除，对数据的检错，纠错是数据链路层的基本任务。链路层是为网络层提供数据传送服务的，这种服务要依靠本层具备的功能来实现。链路层应具备如下功能：链路连

43、接的建立、拆除和分离；帧定界和帧同步。链路层的数据传输单元是帧，协议不同，帧的长短和界面也有差别，但无论如何必须对帧进行定界；顺序控制，指对帧的收发顺序的控制；差错检测和恢复。还有链路标识，流量控制等等。差错检测多用方阵码校验和循环码校验来检测信道上数据的误码，而帧丢失等用序号检测。各种错误的恢复则常靠反馈重发技术来完成。独立的链路产品中最常见的当属网卡，网桥也是链路产品。数据链路层将本质上不可靠的传输媒体变成可靠的传输通路提供给网络层。在IEEE802.3情况下，数据链路层分成了两个子层，一个是逻辑链路控制，另一个是媒体访问控制.OSI其中AUI连接单元接口 PMA物理媒体连接MAU媒体连接

44、单元 PLS物理信令MDI媒体相关接口网络层网络层的产生也是网络发展的结果。在联机系统和线路交换的环境中，网络层的功能没有太大意义。当数据终端增多时。它们之间有中继设备相连，此时会出现一台终端要求不只是与惟一的一台而是能和多台终端通信的情况，这就产生了把任意两台数据终端设备的数据链接起来的问题，也就是路由或者叫寻径。另外，当一条物理信道建立之后，被一对用户使用，往往有许多空闲时间被浪费掉。人们自然会希望让多对用户共用一条链路，为解决这一问题就出现了逻辑信道技术和虚拟电路技术。中继控制层，其主要功能是利用数据链路层所保证的邻接节点间的无差错数据传输功能，通过路由选择和中继功能，实现两个端系统之间

45、的数据传输。为此，网络层还具有多路复用功能，采用统计时分复用原理，将一条数据链路复用为多条逻辑信道，从而实现一个数据终端设备利用一条物理电路同时和多个远程数据通信设备的通信。网络层规定了网路连接的建立和拆除规程以及数据传送规程等。网络层为建立网络连接和为上层提供服务，应具备以下主要功能：1.路由选择和中继；2.激活，终止网络连接；3.在一条数据链路上复用多条网络连接，多采取分时复用技术；4.检测与恢复；5.排序，流量控制；6.服务选择；7.网络管理。传输层端开放系统之间的数据传送控制层。主要功能是端开放系统之间数据的收妥确认。同时，还用于弥补各种通信网路的质量差异，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。传输层是两台计算机经过网络进行数据通信时，第一个端到端的层次，具有缓冲作用。当网络层服务质量不能满足要求时，它将服务加以提高，以满足高层的要求；当网络层服务质量较好时，它只用很少