第三卷 計算機網絡的體係結構
第一章 網絡體係結構概述
計算機網絡由許多互連的節點組成，其目的是要在節點之間不斷地交換數據，即所謂共享資源。要做到在眾多節點之間有條不紊地交換數據，每個節點都必須遵守一些事先約定好的規則。這些規則明確規定交換數據時數據的格式，傳輸時的時間順序、糾正錯誤的方法，等等。這些為進行網絡數據交換而建立的規則、約定被稱為計算機網絡協議（proto－col）。
由於網絡中的計算機分散在不同的地點，往往由不同的廠家製造，各個廠家很可能有自己的一套標準。因此，網絡中計算機之間的通信過程極其複雜，要協調的地方極多，如果用一個單一的協議處理這一過程是很困難的。從我們生活、工作中的經驗可以得知，把一個複雜的大任務分解為若幹個相對獨立的小任務來實現，往往是解決問題的一個有效方法。因此，計算機網絡係統的設計也采用這種分解的方法，把計算機網絡係統的功能分解為多個子功能。表現在網絡協議上，就是將網絡協議分成若幹層，每層對某個子功能作出規定。這種分層實現的方法降低了設計的複雜程度。
計算機網絡怎麼會和層次有關係呢？我們可以舉一個例子說明。
寄信是我們大家都做過的事情。假定北京的甲要與上海的乙通信，讓我們看看這件事是如何完成的。首先，甲乙雙方有一個共同的約定，就是二人都能看懂中文。於是，甲用中文在信紙上寫下自己想說的話；然後，甲把信紙封裝在信封裏，信封上按中國的郵政規定順序寫上收信人郵政編碼、收信人地址、收信人姓名及發信人地址、姓名和郵政編碼，然後將這封信投入郵筒。甲的任務至此就完成了。這封信是如何傳遞到乙手裏呢？一般用戶不考慮這個問題，而把它交給郵政係統去處理。郵遞員把這封信從信筒裏取回郵局，郵局工作人員根據信封上的郵政編碼把它分撿到送往上海的郵車裏，郵車把這些信件送往火車站（如果是航空就送往飛機場），火車把郵件帶往上海。在上海火車站，上海郵局的車將信件拉回郵局，再根據郵政編碼將信件分發到各個分局，分局的郵遞員根據信封上的地址將信件送到乙的手裏。乙的任務就是打開信，讀取內容。
大家看，整個寄信過程最起碼分成了四層。最高層是用戶層，甲、乙雙方按照中文的語法和格式寫信、讀信。第二層是郵遞人員層，雙方的郵遞人員負責從信筒中取出信件送往郵局，從郵局將信件送往用戶手裏。郵遞人員不關心信件的內容，但需要知道收信人地址。地址是用戶傳遞給郵遞人員的，可以稱為這兩層之間的信息。第三層是分撿人員層，從眾多的信件中根據發往地址分門別類，他們不關心這些郵件從何處來，但必須依靠郵遞人員的傳遞。第四層是傳輸層，由運輸工具將信件從一地送往另一地。整個過程可以由圖3-1表示。
信件的實際傳遞是沿著圖中實線從發信人手裏到達收信人手裏的。但從用戶的角度看，就好像是直接從發信者手裏到了收信者手裏（沿圖中虛線）。別的層次的相應人員也有這種感覺。這是因為各層都遵循各層的規定，層與層之間通過信封上的信息進行了必要的溝通。
這樣分層帶來的好處是，每一層實現相對獨立的功能，因而可以將一個難以處理的複雜問題分解為若幹較為容易處理的小問題。這種方法在我們的日常生活和工作中隨處可見，隻不過我們在生活中不叫分層而叫分工合作罷了。現實生活中的分工合作是一件事由多人共同完成，而計算機網絡的分層則是每層由計算機中的一些部件（硬部件或軟件程序）分別承擔。
這種分層帶來的好處是：
（1）各層之間是獨立的。某一層井不需要知道它的下層是如何實現的，而隻需要知道下層能夠提供什麼樣的服務就可以了。
（2）靈活性好。當某一層遵守的規定更改時，隻要上下接口（向上提供的服務和向下層要求的服務）不變，則這層之上或之下的各層都不會受到影響。因此分層結構下，每層都可以根據技術的發展不斷改進，而用戶卻渾然不知。
（3）易於實現和維護。這種分層結構使得一個龐大係統的實現變得很容易，因為整個係統已經被分解為若幹易於處理的小問題了。
計算機網絡分成若幹層來實現，每層都有自己的協議。我們將計算機網絡的各層及其協議的集合，稱為網絡的體係結構。
世界上第一個網絡體係結構是IBM公司於1974年提出的係統網絡體係結構SNA。凡是遵循SNA的設備都可以很方便地進行互連。
在此之後，許多公司紛紛建立自己的網絡體係結構。這些體係結構都采用分層技術，但各有各的分法，每層采用的實現技術也不盡相同。這些體係結構也都有其各自己的名稱，如DEC公司的數字網絡體係結構DNA，ARPANET模型ARM等。
第二章 開放係統互連參考模型OSI/RM
如上所述，具有一定體係結構的各種計算機網絡，在70年代中期，已經獲得了相當規模的發展。但當時使用的各個網絡體係結構其層次的劃分、功能的分配與采用的技術均不相同。不同體係結構的計算機網絡彼此之間的互連幾乎成為不可能。隨著信息技術的發展，各種計算機係統連網和各種計算機網絡互連成為人們迫切需要解決的問題。
在這種形勢下，國際標準化組織ISO和國際電工委員會IEC，聯合成立了一個技術委員會，專門用於製定統一的計算機網絡標準。這個技術委員會發布的最著名的標準就是開放係統互連參考模型（Open System Interconnection/ReferenceModel，OSI/RM），簡稱OSI參考模型。