1.3.2 相关知识：网络体系结构
1.相关概念
计算机网络是一个复杂的计算机及通信系统的集合，在其发展过程中逐步形成了一些公认的、通用的建立网络体系的模式，可将其视为建立网络体系通用的蓝图，称为网络体系结构（network architecture），用以指导网络的设计和实现。本节将系统介绍网络体系结构的概念以及两个非常重要的参考体系结构，即OSI体系结构和TCP/IP体系结构。
（1）网络体系结构：计算机网络从概念上可分为两个层次，即提供信息传输服务的通信子网和提供资源共享服务的资源子网。
通信子网主要由通信媒体（传输介质）和通信设备等组成，为众多的计算机用户提供高速度、高效率、低成本，且又安全、可靠的信息传输服务。资源子网由各类计算机系统及外围设备组成，它们利用内层通信子网的通信功能，实现彼此间的系统互联，为用户提供资源共享服务。
从两个子网的关系看，资源共享功能的实现依赖于通信子网的数据通信功能，通信子网为资源子网提供信息传输服务，而资源子网利用这种服务实现计算机间的资源共享。那么，通信子网提供的数据通信服务是否能满足资源子网的要求，使资源子网完成自己的资源共享任务呢？由于信息的类型不同、作用不同、使用的场合和方式不同，因此，对于通信子网的服务要求就大不相同，必须采用不同的技术手段来满足这些不同的要求。那么，怎样构造计算机网络的通信功能，才能实现这些不同系统之间，尤其是异种计算机系统之间的相互通信呢？这就是网络体系结构要解决的问题。网络体系结构通常采用层次化结构定义计算机网络的协议、功能和提供的服务。
计算机网络体系结构的概念及内容都比较抽象，为了更好地理解前文介绍的实体、协议、服务、接口等概念，这里以图1-13所示的邮政系统为例来说明这个问题。假设处于A地的用户A要给处于B地的用户B发送信件，则在信件传递的整个过程中，主要涉及用户、邮局和运输部门三个层次。用户A写好信的内容后，将它装在信封里并投入邮筒交由邮局A寄发。邮局收到信后，首先进行信件的分拣和整理，然后装入一个统一的邮包交付A地运输部门进行运输，如航空信交给民航部门，平信交给铁路或公路运输部门等。B地相应的运输部门得到装有该信件的货物箱后，将邮包从其中取出，并交给B地的邮局。B地的邮局将信件从邮包中取出投到用户的信箱中，从而用户B收到了来自用户A的信件。
在此过程中，写信人和收信人都是最终用户，处于整个邮政系统的最高层；邮局处于用户的下一层，是为用户服务的，对于用户来说，他只需知道如何按邮局的规定将信件内容装入标准信封并投入邮局设置的邮筒就行了，而无须知道邮局是如何实现寄信过程的，这个过程对用户来说是透明的。运输部门是为邮局服务的，并且负责实际的邮件的运送，处于整个邮政系统的最底层。邮局只需将装有信件的邮包送到运输部门的货物运输接收窗口，而无须操心邮包作为货物是如何到达异地的。因此，邮筒就相当于邮局为用户提供服务的接口，而运输部门的货物运输接收窗口则相当于运输部门为邮局提供服务的接口。
另外，写信人与收信人、本地邮局和远地邮局、本地运输部门和远地运输部门则构成了邮政系统分层模型中不同层上的对等实体。为了能将信件准确地由发信人送达收信人，对等实体之间必须有一些约定或惯例。例如，写信时必须采用双方都懂的语言文字和文体，开头是对方称谓，最后是落款等。这样，对方收到信后才可以读懂信的内容，知道是谁写的，什么时候写的等。同样的，邮局之间要就邮戳的加盖、邮包格式等制定统一的规则，而运输部门之间也会就货物运输制定有关的航运规定。这些规则或约定就相当于网络分层模型中的协议。从这里可以看出，协议是“水平的”，是控制对等实体间通信的规则；服务是“垂直的”，是通过层间接口由下层向上层提供的。
图1-13 邮政系统分层模型
从上述关于邮政系统的类比中还可以发现，尽管对收信人来说信来自于写信人，但实际上这封信在A地历经了用户、邮局、运输部门的过程，在B地则历经了运输部门、邮局、用户的过程。类似的，网络分层结构模型中数据的传输，也不是直接从发送方的最高层到接收方的最高层。在发送方，每一层都把协议数据交给它的下一层，直到最下层；在接收方，则由最下层开始一层一层地往上送至最高层。在发送方由上而下的过程中，每一层为了实现本层的功能都要加上相应的控制信息，从而被传输的数据在形式上是越来越复杂；而到了接收方，在自下而上的过程中，每一层都要卸下在发送方对等层所加上的那些控制信息。就如同信件到了本地邮局要装入邮包中，邮包到了本地运输部门要装入货运箱中，而一旦到达远端的运输部门，则要将邮包重新从货运箱中取出交给远端邮局，而远端邮局要将信件重新从邮包中取出交给用户。计算机网络中分别将发送方和接收方所历经的这种过程称为数据封装和数据拆封。
（2）层次结构及相关概念：计算机网络的整套协议是一个庞大复杂的体系，为了便于对协议的描述、设计和实现，现在都采用分层的体系结构。如图1-14所示，所谓层次结构，就是把一个复杂的系统设计问题分解成多个层次分明的局部问题，并规定每一层次所必须完成的功能，类似于信件投递过程。层次结构提供了一种按层次来观察网络的方法，它描述了网络中任意两个结点间的逻辑连接和信息传输。
图1-14 网络层次结构
图1-14给出了计算机网络分层模型的示意图，该模型将计算机网络中的每台机器抽象为若干层（layer），每层实现一种相对独立的功能。分层模型涉及下面一些重要的术语。
1）实体与对等实体：每一层中，用于实现该层功能的活动元素称为实体（entity），包括该层上实际存在的所有硬件与软件，如终端、电子邮件系统、应用程序、进程等。不同机器上位于同一层次、完成相同功能的实体称为对等（peer to peer）实体。
2）协议：为了使两个对等实体之间能够有效地通信，对等实体需要就交换什么信息、如何交换信息等问题制定相应的规则或进行某种约定。这种对等实体之间交换数据或通信时所必须遵守的规则或标准的集合称为协议（protocol）。协议由语法、语义和语序三大要素构成。语法包括数据格式、信号电平等；语义指协议语法成分的含义，包括协调用的控制信息和差错管理；语序包括时序控制和速度匹配关系。
3）服务与接口：在网络分层结构模型中，每一层为相邻的上一层提供的功能称为服务。n层使用（n-1）层提供的服务，向（n+1）层提供功能更强大的服务。n层使用（n-1）层提供的服务时并不需要知道（n-1）层提供的服务是如何实现的，而只需要知道下一层可以为自己提供什么样的服务，以及通过什么形式提供。n层向（n+1）层提供的服务通过n层和（n+1）层之间的接口来实现。接口定义下层向其相邻的上层提供的服务及原语操作，并使下层服务的实现细节对上层是透明的。
计算机网络结构采用结构化层次模型，有如下优点。
•各层之间相互独立，即无须知道低层的结构，只需知道是通过层间接口提供的服务。
•灵活性好，即只要接口不变就不会因层的变化（甚至是取消该层）而变化。
•各层采用最合适的技术实现而不影响其他层。
•有利于促进标准化，因为每层的功能和提供的服务都已经有了精确的说明。
（3）网络协议：在计算机网络中，相互通信的双方处于不同的地理位置，要使网络上的两个进程之间相互通信，就要都遵循双方事先约定好的交换规则，即要通过交换信息来协调它们的动作和达到同步。计算机网络中为进行数据传输而建立的一系列规则、标准或约定称为网络协议（protocol）。
网络协议主要由以下3个要素构成。
•语法：数据与控制信息的格式、数据编码等。
•时序：事件先后顺序和速度匹配。
•语义：控制信息的内容，需要做出的动作及响应。
（4）网络服务：网络协议是作用在不同系统的同等层实体上的。在网络协议的作用下，两个同等层实体间的通信使得本层能够向它相邻的上一层提供支持，以便上一层完成自己的功能，这种支持就是服务。网络服务是指彼此相邻的两层间，下层为上层提供通信能力或操作而屏蔽其细节的过程。上层可看成是下层的用户，下层是上层的服务提供者。
由于网络分层结构中的单向依赖关系，使得网络的下层总是向它的上层提供服务，而每一层的服务又都是借助于其下层及以下各层的服务能力。
1）服务原语：服务用户和服务提供者之间所交互的信息。相邻层间的服务在形式上是由这种原语（或操作）描述的。（n+1）层实体向n层实体请求服务时，服务用户和服务提供者之间要进行信息交互，交互的信息即为服务原语。这些原语通知服务提供者采取某些行动或报告某个同等实体的活动，供用户和其他实体访问该服务。服务原语可分为以下4类。
•请求（request）：用以使服务用户能从服务提供者那里请求一定的服务。
•指示（indication）：用以使服务提供者能向服务用户提示某种状态。
•响应（response）：用以使服务用户能响应先前的指示原语。
•证实（confirmation）：用以使服务提供者能报告先前请求原语请求成功与否。
服务分为有证实服务和无证实服务。有证实服务包括请求、指示、响应和证实四个原语，无证实服务只有请求和指示两个原语。
网络中低层通过服务访问点向相邻高层提供服务，而高层则通过原语或过程调用相邻低层的服务。另外，相邻高层协议通过不同的服务访问点对低层协议进行调用，这与过程调用中不同的过程调用要使用不同的过程调用名一样。相邻层之间的接口则是指两相邻层之间所有的调用和服务访问点以及服务的集合。
2）服务形式：从通信角度看，各层所提供的服务有面向连接的服务和无连接的服务两种形式。
a.面向连接的服务：所谓连接，是指在同等层的两个同等实体间所设定的逻辑通路。利用建立的连接进行数据传输的方式就是面向连接的服务。面向连接的服务过程可分为三部分：建立连接、传输数据和撤销连接。
b.无连接的服务：该类服务的过程类似于邮政系统的信件通信。无论何时，计算机都可以向网络发送想要发送的数据。通信前，无须在两个同等层实体之间事先建立连接，通信链路资源完全在数据传输过程中动态地进行分配。
2.OSI体系结构
（1）OSI参考模型：在计算机网络的发展历史中，曾出现过多种不同的计算机网络体系结构，其中包括IBM公司在1974年提出的SNA（系统网络结构）模型、DEC公司于1975年提出的DNA（分布型网络的数字网络体系）模型等。这些由不同厂商自行提出的专用网络模型，在体系结构上差异很大，甚至相互之间互不相容，更谈不上将运用不同厂商产品的网络相互连接起来以构成更大的网络系统。体系结构的专用性实际上代表了一种封闭性，尤其在20世纪70年代末至80年代初，一方面是计算机网络规模与数量的急剧增长，另一方面是许多按不同体系结构实现的网络产品之间难以进行互操作，严重阻碍了计算机网络的发展。于是关于计算机网络体系结构的标准化工作被提上了有关国际标准组织的议事日程。
1979年，国际标准化组织（ISO）成立了一个分委员会来专门研究一种用于开放系统的计算机网络体系结构，并于1983年正式提出了开放式系统互连OSI（open system interconnection）参考模型，简称OSI/RM。这是一个定义连接异种计算机的标准体系结构，所谓开放，是指任何计算机系统只要遵守这一国际标准，就能同其他位于世界上任何地方的、也遵守该标准的计算机系统进行通信。
ISO提出OSI参考模型的目的，就是要使在各种终端设备之间、计算机之间、网络之间、操作系统进程之间以及人们之间互相交换信息的过程能够逐步实现标准化。参照这种模型进行网络标准化的结果，就能使得各个系统之间都是“开放”的，而不是封闭的。即凡是遵守这一标准的系统之间都可以相互连接使用。ISO还希望能够用这种参考模型来解决不同系统之间的信息交换问题，使不同系统之间也能交互工作，以实现分布式处理。含有通信子网的OSI参考模型如图1-15所示。
图1-15 OSI参考模型
ISO/OSI参考模型是一种将异构系统互连的分层结构，它定义了一种抽象结构，而并非具体实现的描述。OSI参考模型由下而上共有七层，分别为物理层（PH层）、数据链路层（DL层）、网络层（N层）、传输层（T层）、会话层（S层）、表示层（P层）、应用层（A层），也被依次称为OSI第一层、第二层……第七层。
（2）OSI中的数据流动过程：在图1-13所示的邮件投递过程中，用户先把写好的信纸装在信封里，再写好信封的地址和姓名，将信件投入邮箱；邮局收到信件并分拣后装袋，袋上也要有相应的目的地邮局标识，交由运输部门；运输部门再对这些包裹进行整合，装进更大的箱中，这些箱的外部也要有目的地城市的标识等，然后直接运输。
网络中传输的数据就相当于信件，数据在网络体系结构的层次模型中传输的过程类似于信件的传输过程，如图1-16所示。
图1-16 OSI中的数据流动过程
应用进程PA将用户数据先送到应用层；在应用层加上若干比特的PCI（协议控制信息）后，作为该层的PDU传输到表示层；表示层将收到的数据再加上该层的PCI构成该层的PDU，再向下层传输，依此类推。数据链路层的PDU传输到物理层时即为一串比特流。
当这一串比特流数据经网络的物理介质传输到第一个交换结点后，从该结点的物理层上升到数据链路层。数据链路层根据控制信息进行必要的操作后，剥去控制信息，将剩下的数据单元上交给网络层。网络层根据本层的控制信息进行必要的操作，完成路由选择后更新网络层控制信息，再下传到数据链路层。数据链路层再加上控制信息送到物理层。然后通过网络的物理介质传送到第二个交换结点。依此类推，最后传输到接收端。
这样，在发送端层层加控制信息，在接收端层层剥去控制信息，有两个作用：①在数据传输过程中，一旦出现差错，可以及时发现、纠正，从而保证数据传输的可靠性；②高一层数据不含低层协议控制信息，可以使得相邻层之间保持相对独立性。这样，低层实现方法的改变不影响高一层功能的执行。
（3）OSI参考模型中各层简介：
1）物理层（physical layer）：物理层位于OSI参考模型的最底层，它直接面向原始比特流的传输。为了实现原始比特流的物理传输，物理层必须解决好包括传输介质、信道类型、数据与信号之间的转换、信号传输中的衰减和噪声等在内的一系列问题。另外，物理层标准要给出关于物理接口的机械、电气、功能和规程特性，以便于不同的制造厂家既能够根据公认的标准各自独立地制造设备，又能使各个厂家的产品能够相互兼容。物理层的主要功能如下。
a.物理连接的建立、维持和拆除：当一个数据链路实体请求与另一个数据链路实体之间建立物理连接时，物理层应能立即为它们建立相应的物理连接，这个连接可能要经过若干个中继链路实体。在进行通信时，要维持该连接，通信结束后，要立即拆除（释放或撤销）该连接，以供其他连接使用。
b.实体间信息按比特传输：在物理连接上，数据一般都是串行传输，即一个一个比特按时间顺序传输。串行传输可采用同步传输方式，也可采用异步传输方式。物理层要保证信息按比特传输的正确性，并向数据链路层提供一个透明的比特传输。
c.实现四大特性的匹配：物理层协议规定了为完成物理层主要任务而建立、维持和拆除物理连接的四大特性，这些特性分别是机械（物理）特性、电气特性、功能特性和规程特性。物理层还要实现这四大特性的匹配。
2）数据链路层（data link layer）：在物理层发送和接收数据的过程中，会出现一些物理层自己不能解决的问题。例如，当两个结点同时试图在一条线路上发送数据时该如何处理？结点如何知道它所接收的数据是否正确？如果噪声改变了一个分组的目标地址，结点如何察觉它丢失了本应收到的分组呢？这些都是数据链路层所必须负责的工作。数据链路层涉及相邻结点之间的可靠数据传输，数据链路层通过加强物理层传输原始比特的功能，使之对网络层表现为一条无错线路。为了能够实现相邻结点之间无差错的数据传送，数据链路层在数据传输过程中提供了确认、差错控制和流量控制等机制。数据链路层的主要功能如下。
a.链路管理：数据链路层的“链路管理”功能包括数据链路的建立、链路的维持和释放三个主要方面。当网络中的两个结点要进行通信时，数据的发送方必须确知接收方是否已处在准备接收的状态。为此通信双方必须先要交换一些必要的信息，以建立一条基本的数据链路。在传输数据时要维持数据链路，而在通信完毕时要释放数据链路。
b.流量控制：在双方的数据通信中，如何控制数据通信的流量同样非常重要。它既可以确保数据通信的有序进行，还可避免通信过程中出现因为接收方来不及接收而造成的数据丢失。这就是数据链路层的“流量控制”功能。数据的发送与接收必须遵循一定的传送速率规则，可以使接收方能及时地接收发送方发送的数据。并且当接收方来不及接收时，就必须及时控制发送方数据的发送速率，使两方面的速率基本匹配。
c.成帧（帧同步）：为了向网络层提供服务，数据链路层必须使用物理层提供的服务。而物理层是以比特流进行传输的，这种比特流并不保证在数据传输过程中没有错误，接收到的位数量可能少于、等于或者多于发送的位数量。而且它们还可能有不同的值，这时数据链路层为了能实现数据有效的差错控制，就采用了一种称为“帧”的数据块进行传输。而要采用帧格式传输，就必须有相应的帧同步技术，这就是数据链路层的“成帧”（“帧同步”）功能。
采用帧传输方式的好处是，在发现有数据传送错误时，只需将有差错的帧再次传送，而不需要将全部数据的比特流进行重传，这就使传送效率得到大大提高。但同时也带来了两方面的问题：①如何识别帧的开始与结束；②在夹杂着重传的数据帧中，接收方在接收到重传的数据帧时是识别成新的数据帧，还是识别成已传帧的重传帧呢？这就要靠数据链路层的各种“帧同步”技术来识别了。
d.差错控制：在数据通信过程中可能会因物理链路性能和网络通信环境等因素，使得出现一些传送错误，但为了确保数据通信的准确，又必须使这些错误发生的概率尽可能低。这一功能也是在数据链路层实现的，就是它的“差错控制”功能。
3）网络层（network layer）：网络中的两台计算机进行通信时，可能要经过许多中间结点甚至不同的通信子网。网络层的任务就是在通信子网中选择一条合适的路径，使发送端传输层所传下来的数据能够通过所选择的路径到达目的端。为了实现路径选择，网络层必须使用寻址方案来确定存在哪些网络以及设备在这些网络中所处的位置，不同网络层协议所采用的寻址方案是不同的。在确定了目标结点的位置后，网络层还要负责引导数据包正确地通过网络，找到通过网络的最优路径，即路由选择。如果子网中同时出现过多的分组，它们将相互阻塞通路并可能形成网络瓶颈，所以网络层还需要提供拥塞控制机制以避免此类现象的出现。另外，网络层还要解决异构网络互连问题。网络层的主要功能如下。
a.路由选择：在点-点连接的通信子网中，信息从源结点出发，要经过若干个中继结点的存储转发后，才能到达目的结点。通信子网中的路径是指从源结点到目的结点之间的一条通路，它可以表示为从源结点到目的结点之间的相邻结点及其链路的有序集合。一般在两个结点之间都会有多条路径选择。路径选择是指在通信子网中，源结点和中间结点为将报文分组传送到目的结点而对其后继结点的选择，这是网络层所要完成的主要功能之一。
b.拥塞控制：数据链路层的流量控制是针对相邻两结点之间的数据链路进行的，而网络层的拥塞控制是对整个通信子网内的流量进行控制，是对进入分组交换网的流量进行控制。
4）传输层（transport layer）：传输层是OSI七层模型中唯一负责端到端结点间数据传输和控制功能的层。传输层是OSI七层模型中承上启下的层，它下面的三层主要面向网络通信，以确保信息被准确有效地传输；它上面的三个层次则面向用户主机，为用户提供各种服务。传输层通过弥补网络层服务质量的不足，为会话层提供端到端的可靠数据传输服务。它为会话层屏蔽了传输层以下的数据通信的细节，使会话层不会受到下三层技术变化的影响。但同时，它又依靠下面的三个层次控制实际的网络通信操作，来完成数据从源到目标的传输。传输层为了向会话层提供可靠的端到端传输服务，也使用了差错控制和流量控制等机制。传输层主要有以下几方面的功能。
a.寻址：传输层实现的是计算机进程间的通信。网络如何正确识别一台主机上的哪个应用进程和另一台主机上的哪个应用进程进行通信，这需要在数据链路层和网络层之外的一种寻址方式，这就是传输层的寻址。
b.多路复用：当传输层用户进程产生的信息流较少时，可将多个传输连接映射到一个网络连接上，以充分利用网络连接的传输效率，即所谓向上多路复用。相反，当一对进程间传送的信息量大于网络连接所能传送的信息量时，该传输连接可映射为多个网络连接，以保证传输信息吞吐量的要求，即所谓的向下多路复用。
5）会话层（session layer）：会话层的功能是在两个结点间建立、维护和释放面向用户的连接。它是在传输连接的基础上建立会话连接，并进行数据交换管理，允许数据进行单工、半双工和全双工的传送。会话层提供了令牌管理和同步两种服务功能。会话层的主要功能包括以下几方面。
a.建立连接：为给两个对等会话服务用户建立一个会话连接，相应的工作包括将会话地址映射为运输地址，选择需要的服务质量参数（QoS），对会话参数进行协商，识别各个会话连接，传送有限的透明用户数据。
b.数据传输：在两个会话用户之间实现有组织的、同步的数据传输。用户数据单元为SSDU，而协议数据单元为SPDU。会话用户之间的数据传送过程是将SSDU转换成SPDU。
c.连接释放：连接释放是通过有序释放、废弃、有限量透明用户数据传送等功能单元释放会话连接。
6）表示层（presentation layer）：表示层以下的各层只关心可靠的数据传输，而表示层关心的是所传输数据的语法和语义。它主要涉及处理在两个通信系统之间所交换信息的表示方式，包括数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。表示层的主要功能包括：完成应用层所用数据的任何所需的转换，能够将数据转换成计算机或系统程序所能识别的格式；数据压缩和解压缩，以及加密和解密。当然，数据加密和压缩也可由运行在OSI应用层以上的用户应用程序来完成。
7）应用层（application layer）：应用层是OSI参考模型的最高层，负责为用户的应用程序提供网络服务。与OSI其他层不同的是，它不为任何其他OSI层提供服务，而只是为OSI模型以外的应用程序提供服务。包括为相互通信的应用程序或进程之间建立连接、进行同步，建立关于错误纠正和控制数据完整性过程的协商等。应用层还包含大量的应用协议，如分布式数据库的访问、文件的交换、电子邮件、虚拟终端等。
3.TCP/IP体系结构
（1）TCP/IP参考模型：TCP/IP协议是当今计算机网络中应用最广泛、最成熟的网络协议，已成为事实上的工业标准。它是支持网际各异构网络和异种机之间互连通信的一种公共网络协议。
基于TCP/IP协议的网络体系结构与OSI/RM相比，结构更简单。TCP/IP协议分为4层，即网络接口层、网络层、传输层和应用层，如图1-17所示。
图1-17 OSI参考模型与TCP/IP参考模型
TCP和IP两个主要协议分别属于传输层和网络层，在Internet中起着重要的作用。网络接口层与OSI模型的数据链路层及物理层对应，网络层与OSI模型的网络层对应，传输层与OSI模型的传输层对应，应用层与OSI模型的会话层、表示层和应用层对应。
（2）各层次功能及主要协议：
1）网络接口层：实际上该层本身并未定义自己的协议，而是将其他通信网的数据链路层和物理层协议应用在TCP/IP的主机-网络层上，如以太网、令牌环网、X.25网、FDDI网协议等。
2）网络层：网络层是网络互连的基础，提供无连接的数据报分组交换服务。其作用是负责将源主机的报文分组发送到目的主机，源主机和目的主机可以在一个网上，也可以在不同的网上。网络层的主要功能有以下几点。
a.接受传输层的发送请求，将分组装入IP数据报，选择路径并发送IP数据报。
b.接收来自网上的数据报，检查目的地址，据此确定目的站。目的站接收信息后去掉报头，将分组交上层处理。
c.处理互连网络的路径选择、流量控制和阻塞问题。
网络层除IP协议外，还包括互联网控制报文协议ICMP、正向地址解析协议ARP和反向地址解析协议RARP。
3）传输层：主要功能是提供两台主机之间端-端数据传输，即在源主机和目的主机的对等实体之间建立端-端连接。传输层提供可靠的传输服务，确保数据按序到达。
传输层主要有两个协议：传输控制协议TCP和用户数据协议UDP，两者有不同的传输控制机制。TCP提供可靠的、面向连接的数据传输服务，而UDP提供不可靠的、面向无连接的数据传输服务。
4）应用层：主要功能是使应用程序、应用进程与协议相互配合，发送或接收数据。该层常用的应用协议有文件传输协议FTP、远程登录协议TELNET、简单邮件传输协议SMTP、域名服务DNS、超文本传输协议HTTP、网络文件系统NFS和路由信息协议RIP等。
（3）OSI与TCP/IP的比较：OSI/RM和TCP/IP两者之间有着共同之处，都采用了层次结构模型，在某些层次上有着相似的功能。OSI参考模型是国际标准化组织ISO制定的一个国际标准，但它并没有成为事实上的国际标准，而TCP/IP不是国际标准，却成为了事实上的工业标准。
正是OSI/RM的大而全和层次划分的复杂性，才使得人们只要了解和掌握了OSI/RM，就能对网络体系结构的概念、结构、功能以及层间关系有一个明确的概念。而且OSI/RM的层次划分及功能也可很方便地套用到其他网络体系结构的层次分析上。
TCP/IP、LAN/RM都可通过对照OSI的层次划分和功能，得以清晰解释。由于计算机网络是一个不断发展的技术，网络体系结构又是一个发展中的概念，OSI/RM对计算机网络的发展，尤其是对网络体系结构的发展有着很高的指导意义和学术价值。
因此，将OSI参考模型作为网络理论的研究基础和计算机网络教学的理论模型，对计算机网络的教学是十分有益的。而TCP/IP简单、实用，被绝大多数厂商支持和用户使用。