实例讲解七层协议参考模型

ＮＥＴＷ０ＲＫ　ＡＮＤ　Ｃ０ＭＭＵＮＩＣＡＴ１０Ｎ　网络与通信　

实例讲解七层协议参考模型　

苏俊毅　

（佛山市高级技工学校　广东佛山５２８０００）　

摘要：对ＯＳＩ七层协议参考模型的概念，通过用寄信收信的过程，形象的说明了每一层的功能，以ＱＱ信息的发　

送过程为例．深入探讨了通过七层进行网络互联。　

关键词：网络互联；通信协议；开放式系统互联　

Ｅｘａｍｐｌｅｓ　ｏｆ　Ｏｐｅｎ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　

ＳＵ　Ｊｕｎｙｉ　

（Ｆｏｓｈａｎ　Ｓｅｎｉｏｒ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｓｃｈｏｏｌｓ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｆｏｓｈａｎ　５２８０００）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｓｔｕｄｙｉｎｇ　ＯＳＩ，ｔａｋｉｎｇ　ｔｗｏ　ｅｘａｍｐｌｅｓ　ｔＯ　ｅｘｐｌａｉｎ　ｈｏｗ　ＯＳＩ　ｔｏ　ｗｏｒｋ．Ｏｎｅ　ｉｓ　ｓｅｎｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ　ａ　

ｌｅ￣ｅｒ．Ａｎｏｔｈｅｒ　ｉｓ　ｓｅｎｄｉｎｇ　ｍｅｓｓａｇｅｓ　ｂｙ　ＱＱ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｗｏ　ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ．Ｂｙ　ｔｈｅ　ｅｘａｍｐｌｅｓ，ｄｉｓｃｕｓｓｉｎｇ　ｅａｃｈ　ｌａｙｅｒｓ　ｏｆ　ＯＳＩ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｎｅｔｗｏｒｋ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ；Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ　ｐｒｏｔｏｃｏｌ；Ｏｐｅｎ　Ｓｙｓｔｅｍｓ　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ　

１　引言　

随着全球经济的发展，使得不同网络体系结构的用户迫　

切要求能够交换信息，为了能够使不同体系结构的计算机网　

络都能够互联。国际标准化组织（ＩＳＯ）在１９８３年形成了开　

放系统互联基本参考模型，也就是所谓的七层协议的体系结　

以通过下面的一个生活中的实例大概了解这个七层结构。　

３．１寄信　

例如，当需要和外国的一位朋友通信的话，应该怎么做　

呢？由于大家相隔很远，不能直接通信。于是可以通过邮局　

完成这个通信。相信大家对寄信的过程都比较熟悉和了解，　

现在就来回顾一下这个寄信的过程，来让大家弄明白七层结　

构。当要和一个外国朋友通信的话，基本通过以下步骤：　

第一步，先想好要写的内容。　

构（图１）。目前使用的大多数网络通信协议都基于这个模型　

的结构。所以要弄懂网络互联就需要明白这个模型结构。　

２　概念　

ＯＳＩ七层模型的每一层都具有清晰的特点。应用层、表示　

层、会话层和传输层用来处理首尾相连的数据源和目的地址　

第二步，用中文书写。　

第三步，开始在纸上写信。　

间的通信，而网络层、数据链路层和物理层用来处理网络设　

备问的通信。另一方面，ＯＳＩ模型的七个层可以划分为两组：　

上层（应用层、表示层、会话层和传输层）和下层（网络层、　

数据链路层和物理层）。ＯＳＩ模型的上层处理应用信息，并且　

第四步，把纸放到信封里面。　

第五步，在信封上写上目的地址，考虑怎么去邮局的路　

是最近的。　

第六步，要在邮局开放的时候去寄信，保证安全。　

只在软件上执行。最高层，即应用层是与终端用户最接近的。　

ＯＳＩ模型的下层是处理数据传输的。物理层和数据链路层上的　

信息执行是在硬件和软件上。最底层，即物理层是与物理网　

络媒介（比如说电线）最接近的，并且负责在媒介上替换数　

据。图１是ＯＳＩ七层模型的示意。　

第七步，走路或者坐车去邮局。　

３．２邮局处理信件　

第一步，邮递员根据信封的目的地址，分发到不同的邮　

局。　

第二步，在其他邮局正常工作的时候，投递邮件。　

第三步，用车把邮件运输过去。　

重复前面三步，直到把信件寄送到最近目的地址的邮局。　

然后把信放到目的地址。　

３．３收信　

第一步，信箱接收信件。　

第二步，保证接收过程安全。　

第三步，找到信箱，拿出信件。　

第四步，打开信封。　

图１七层模型结构　

第五步，开始看信的文字。　

３　实例　

两台计算机之间需要通信的话，就要按照这个网络七层　

作者简介：苏俊毅（１９８３一），男，助理讲师，学士，研究方　

向：计算机网络、遗传算法。　

收稿日期：２０１１－０５—１２　

协议。这是个比较抽象的概念，因为大家往往看到的是一台　

台的电脑，这一台台的电脑又是怎么样分成七层结构呢？可　

麓　

电脑编程技巧与维护　

第六步，把信的中文翻译成英文。　

第七步，开始读信的内容。　

者交换机，然后开始传送数据，而第一层（物理层）就是指　

网线等链路，它规定了怎么样的规格才可以传输。当另外一　

个路由器收到信息后，它会分析再会经过哪些路由器，从而　

通过上面的步骤（图２），两个在不同地方，用不同语言　

的人就可以进行通信了。　

３．４寄信收信过程分析　

寄信过程　收信过程　

思考写的内容　

用中文写　

开始写信　

把信放进信封　

思考最佳路径　

最佳路径ＩＩ　ｌ

保证运输安全　

证运输安纠ＩＩ　

运输信件　

垩竺堕堡　

图２寄信收信过程　

～～一～一～一～槲～一～一　

对于上面的过程来说，寄信和收信这个过程比较像上四层　

的功能应用层、表示层、会话层和传输层），例如写给外国朋友　

的内容就等于是数据，像第七层的（应用层）功能；用中文写　

信，外国人用英文看信，解决两个用不同语言的人之间的通信　

问题，例如是中文还是英文，这个就像第六层（表示层）的功　

能；而写好信之后，结束写信的过程，相当于第五层（会话层）　

的功能；当把信放进信封，就像第四层（传输层）的功能。　

邮局处理信件的过程比较像下三层（网络层、数据链路　

层和物理层）的功能，例如邮递员收到信之后要查看寄信地　

址，然后考虑通过哪条路径去寄信，例如首先把信寄到什么　

地方，然后再转到目的地，这就由第三层（网络层）负责；　

邮递员根据邮寄地址开始邮信，保证运输过程的正确性就由　

第二层（数据链路层）负责，运输的时候需要什么的介质，　

例如需要什么的公路等就由第一层（物理层）负责。　

４　电脑互联　

上面的一个简单寄信过程，就大概描述了七层结构的一　

些基本功能。下面用一个具体的例子来说明两台电脑之间是　

怎么通信的。　

４．１电脑Ａ发送过程　

现在假设电脑Ａ要与电脑Ｂ进行通信。电脑Ａ和电脑Ｂ　

同时使用ＱＱ这个软件，下面先从实际例子理解七层结构，看　

到的ＱＱ是一个应用程序，它就是第七层（应用层）；当运行　

ＱＱ这个程序能看到的界面就是第六层（表示层）的结果；在　

运行程序的同时会产生一个会话，当电脑Ａ开始跟人聊天的　

时候，这就是第五层（会话层）；当电脑Ａ通过ＱＱ向电脑Ｂ　

通信的时候，输出的内容会用段的形式发给电脑Ｂ的网卡，　

封装成段的是第四层（传输层）；由于网卡对电脑Ａ所发的内　

容不明白，所以先要把数据段分成数据包，封装成包的是第　

三层（网络层），每个包都会有电脑Ａ的源地址和目的地址，　

这都是ＩＰ地址，但是网卡还是不认识，所以网卡要进一步把　

数据包变成数据帧，封装成帧的是第二层（数据链路层），同　

时把物理地址写入其中，并通过网线发送给最近的路由器或　

找出一条最佳的路径。　

４．２电脑Ｂ的接收过程　

信号经过多个路由器从网线传送到电脑Ｂ的网卡，网卡　

接收时将以太网的帧剥去首部和尾部，然后送交给传输层。　

由于会话层要有一性能恒定的界面。传输层就承担了这个功　

能。接着，电脑Ｂ打开对话窗口，就可以看见从电脑Ａ发过　

来的信息。　

整个过程如图３所示。　

４－３电脑互联分析　

从上面的实例可以简单分析一下数据是怎么经过七层结　

电脑Ａ发送进程　电脑Ｂ接收进程　

应用层　－　应用层　

表示层　ｆ　ｌ表示层　

会话层　会话层　

传输层　传输层　

网络层　网络层　

数据链路层　数据链路层　

物理层　ｉ　：　物理层　

图３电脑Ａ与电脑Ｂ通信图　

构模型达成网络互联的，如下：　

（１）应用层：为用户提供相关的服务并且负责对软件提　

供接口以使程序能使用网络服务。例如使ＱＱ软件能使用网络　

服务。　

（２）表示层：定义数据格式及加密。它的作用之一是为　

异种机通信提供一种公共语言，以便能进行互操作。这种类　

型的服务之所以需要，是因为不同的计算机体系结构使用的　

数据表示法不同。例如，如果上面的例子中电脑Ａ使用的是　

ＩＢＭ主机，这个主机是使用ＥＢＣＤＩＣ编码，而电脑Ｂ使用的　

是ＡＳＣＩＩ码。在这种情况下，便需要会话层来完成这种转换。　

（３）会话层：负责建立、管理和终止应用程序间的会话。　

如上面电脑Ａ向电脑Ｂ发送ＱＱ信息的时候，电脑Ｂ的会话　

层就会与电脑Ａ的会话层进行协商连接。如果电脑Ａ的网线　

接口偶然松动脱落时，电脑Ａ的会话层将检测到连接中断并　

重新发起连接。会话层通过决定节点通信的优先级和通信时　

间的长短来设置通信期限。　

（４）传输层：保证数据的可靠传输。电脑Ａ的传输层将　

大的数据组（如完整的报文）分解称为包（ｐａｃｋｅ０的较小的单　

元，并监控从电脑Ａ到电脑Ｂ的传输和接收活动，以确保包　

的正确地组装。这种类型的服务之所以需要，是因为世界上　

各种通信子网在性能上有一定的差异。例如，电话交换网、　

分组交换网、公用数据交换网和局域网等通信子网都可以进　

行网络互联，但是它们所提供的吞吐量、传输速率、数据延　

迟等都不一样。而对于会话层来说，它是要求有一性能恒定　

ＮＥＴＷＯＲＫ　ＡＮＤ　Ｃ０ＭＭＵＮＩＣＡＴ１０Ｎ　

的界面。传输层就承担调节通信子网的差异了这一功能，使　

得会话层感受不到。　

（５）网络层：将网络地址翻译成对应的物理地址，并决定　

网络与通信　

针、针的使用、电流、电流、编码及光调制等都属于物理层规　

范中的内容。例如指明电脑Ａ和电脑Ｂ的接口所用接线器的　

形状和尺寸、引线数目和排列、固定和锁定装置等。这就像平　

如何将数据从发送方路由到接收方。电脑Ａ发信息给电脑Ｂ的　

时候，在这一层里，会把电脑Ｂ的ＩＰ地址翻译成电脑Ｂ的物　

时常见的各种规格的电源插头的尺寸都有严格的规定一样。　

５　结语　

由此可见，要使两台计算机的系统相互通信就必须让它　

们高度协调工作才行，而这种“协调”是相当复杂的。为了　

设计这样复杂的计算机网络，国际标准化组织（ｏｓＵ采用了　

理地址，并且决定数据通过哪些路由器才能到达电脑Ｂ。这种　

类型的服务之所以需要，是因为随着数据终端增多时，就会出　

现一台终端需要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，也就是路由或寻径。　

分层的方法，采用分层可以将庞大并且复杂的问题转化为若　

（６）数据链路层：规定了物理地址、所传数据帧的排序和　

干个较小的局部问题，这些较小的局部问题就比较容易研究　

流量控制等。电脑Ａ的网卡负责将数据传输的数据帧转化成物　

和处理了。同时通过日常的例子，就可以把很抽象的七层模　

理层能传递的二进制位。反之，电脑Ｂ的网卡把从物理层接受　

型变得形象，并且利于理解。　

的二进制位转换成帧。同时，数据在物理媒体上传输的时候，　

参考文献　

难免遇到不可靠因素的影响而出现问题，例如电脑Ａ的数据通　

【１】许鹏，张继栋．通俗讲解ＯＳＩ七层协议参考模型［Ｊ］．华　

过网线要发到电脑Ｂ的时候，又有另外一个数据发到电脑Ａ，　

章，２００９，１８：１２０—１２２．　

两个数据出现冲突，又或者在电脑Ａ发送数据的过程中，网线　

【２】谢希仁．计算机网络［Ｍ】．北京：电子工业出版社，２００３．　

断开了等。为了弥补物理层上的不足，并且为上层提供无差错　

【３］徐其兴．计算机网络技术及应用【Ｍ】．２版．北京：高等　

的数据传输，数据链路层就要对数据进行检错和纠错、数据链　

教育出版社，２００４．　

路的建立、拆除，对数据的检错、纠错等基本任务。　

［４］王群．计算机网络教程【Ｍ】．清华大学出版社，２００５．　

（７）物理层：定义了通信线路的一些规范。包括连接头、　

＝　ｅ＝　ｅ二　畸　菏、　石　

（上接第７３页）　

通过Ｄｅｌｐｈｉ７．０开发实现，核心代码如下：　查询语句进行优化，以达到最佳效率。　

ｉｆ　ｒａｄｉｏｂｕｔｔｏｎ２．Ｃｈｅｃｋｅｄ＝ｔｒｕｅ　ｔｈｅｎ　

ｂｅｇｉｎ　

ｓｑｌｓｔｒｉｎｇ：＝＂ｃｒｅａｔｅ　ｏｒ　ｒｅｐｌａｃｅ　ｖｉｅｗ　ｃｘ２　ａｓ　ＳＥＬＥＣＴ　ｄｉｓ－　

ｉｔｎｃｔ　ｘｎｌ，ｃｓｒｑ，ｚｊｈｍ，ｇＪｄｑｄｍ　ＦＲＯＭ　Ｂ　—ＣＲＪＲＹＤＫ　

ＷＨＥＲＥ（ｘｍＩｌｃｓｒｑ　ｉｎ（ｓｅｌｅｃｔ　ｘｎｌＩｌｃｓｒｑ　ｆｒｏｍ　ＢＪ＿ＹＷ　Ｔ　ＣＲ－　

ＪＲＹＤＫ　ｗｈｅｒｅ　ＣＲＲＱ　ｂｅｔｗｅｅｎ…＋ｓｔａｒｔ＿ｄａｔｅ＋…　＋　ａｎｄ　＋　

…　

－

４－ｅｎｄ

＿

ｄａｔｅ－４－…ｏｒ　ＣＲＲＱ　ｂｅｔｗｅｅｎ…　ｂｄ＿ｓｔａｒｔｔｉｍｅ－Ｉ－…　

＋　ａｎｄ　＋…　＋ｂｄ

＿

ｅｎｄｔｉｍｅ－ｔ－…ＧＲＯＵＰ　ＢＹ　ｘｍｌｌｃｓｒｑ　ｈａｖｉｎｇ　

ｃｏｕｎｔ（　）＞１））　；　

ｓｑｌｓｔｒｉｎｇｌ：＝　ＳＥＬＥＣＴ　ｄｉｓｔｉｎｃｔ　ｘｍ，ｃｓｒｑ，ｚｊｈｍ，ｇｊｄｑｄｍ，　

ｃｏｕｎｔ（　）ｈｕｍ　ＲＦＯＭ　ｃｘ２　ＷＨＥＲＥ（ｘｍｌｌｃｓｒｑ　ｉｎ（ｓｅｌｅｃｔ　ｘｍｌｌ　

ｃｓｒｑ　ｆｒｏｍ　ｃｘ２　ＧＲＯＵＰ　ＢＹ　ｘｍ　Ｉｌｃｓｒｑ　ｈａｖｉｎｇ　ｃｏｕｎｔ（　）＞１））　

ｇｒｏｕｐ　ｂｙ　ｘｍ，ｃｓｒｑ，ｚｊｈｍ，ｇｊｄｑｄｍ　；　

ｗｉｔｈ　ａｄｏｑｕｅｒｙｌ　ｄｏ　

ｂｅｇｉｎ　

ａｄｏｑｕｅｒｙ１．Ｃｌｏｓｅ；　

ｓｑ１．Ｃｌｅａｒ；　

ａｄｏｑｕｅｒｙ１．ＳＱＬ．Ａｄｄ（ｓｑｌｓｔｒｉｎｇ）；　

图１　

ａｄｏｑｕｅｒｙ１．ＥｘｅｃＳＱＬ；　

ｓｑ１．Ｃｌｅａｒ；　

参考文献　

ａｄｏｑｕｅｒｙ１．ＳＱＬ．Ａｄｄ（ｓｑｌｓｔｒｉｎｇ１）；　

【１】路遥，宋鑫．Ｏｒａｃｌｅ　９ｉ基础与提高．北京：电子工业出版　

ａｄｏｑｕｅｒｙ１．ＥｘｅｃＳＱＬ；　

ａｄｏｑｕｅｒｙ１．Ｏｐｅｎ；　

社，２００３．　

ｅｎｄ；　

［２］陆正武，徐君明．Ｄｅｌｐｈｉ７基础编程．北京：电子工业出版　

ｅｎｄ；　

社，２００３．　

程序运行界面如图１所示。　

【３】杨枭，陆正中．Ｄｅｌｐｈｉ７数据库应用开发．北京：电子工业　

４　结语　

出版社，２００３．　

通过Ｄｅｌｐｈｉ７．０开发环境实现基于ＳＱＬ的查询方法很多，　

【４】Ｍｉｃｈａｅｌ　Ａｕｈ．Ｏｒａｃｌｅ　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ．江漫，　

关键在于，当要查询的数据量很大的时候，这就需要对ＳＱＬ　

译．北京：清华大学出版社，２００３．