2.4　介质访问控制方式与网络互联参考模型

2.4.1　介质访问控制方式

通信中对介质的访问可以是随机的，即各工作站可在任何时刻、任意地访问介质；也可以是受控制的，即各工作站可用一定的算法调整各站访问介质的顺序和时间。在随机访问方式中，常用的争用总线技术为CSMA/CD。在控制访问方式中，常用的争用总线技术为令牌总线、令牌环，或称之为标记总线、标记环。另外，争用总线还有异步时分复用控制方式。

1.载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）

采用这种控制方式时，网络上任何节点都没有预约发送时间。工作站的发送是随机的，必须在网络上争用传输介质。若同一时刻有多个工作站向传输线路发送信息，则这些信息会在传输线上相互混淆而遭破坏，称为“冲突”。为尽量避免由于竞争引起的冲突，每个工作站在发送信息之前，都要监听传输线上是否有信息在发送，这就是“载波监听”。

载波监听多路访问（Carrier Sense Mutiple Access，CSMA）的控制方案是先听再讲。一个站要发送，首先需监听总线，以决定介质上是否存在其他站的发送信号。如果介质是空闲的，则可发送；如果介质是忙的，则等待一定间隔后重试。在监听总线状态后，可采用以下三种CSMA坚持退避算法。

（1）不坚持CSMA。假如介质是空闲的，则发送；假如介质是忙的，则等待一段随机时间，重复第一步。

（2）1-不坚持CSMA。假如介质是空闲的，则发送；假如介质是忙的，继续监听，直到介质空闲，立即发送。假如冲突发生，则等待一段随机时间，重复第一步。

（3）P-坚持CSMA。假如介质是空闲的，则以P的概率发送，或以（1-P）的概率延迟一个时间单位后重复处理，该时间单位等于最大的传输延迟；假如介质是忙的，继续监听，直到介质空闲，重复第一步。

由于传输线上不可避免的有传输延迟，有可能多个站同时监听到线上空闲并开始发送，从而导致冲突。故每个工作站发送信息之后，要继续监听线路，判定是否有其他站正在与本站同时向传输线发送，一旦发现，便终止当前发送，这就是“冲突检测”。

CSMA/CD已广泛用于计算机局域网中，每个站点在发送报文帧的同时还有检测冲突的能力，即所谓边检边听。一旦检测到冲突，就立即停止发送，并向总线上发一串阻塞信号，通知总线上各站点冲突已发生，使信道不致传送已损坏的帧。

2.令牌（标记）访问控制方式

CSMA的访问存在发报冲突问题，产生冲突的原因是由于各站点的报文是随机的。为了解决冲突问题，可采用有控制的发报方式，令牌方式一种按一定顺序在各站点传递令牌（Token）的方法。谁得到令牌，谁才有发报权。令牌访问原理可用于环形网络，构成令牌环形网；也可用于总线型网络，构成令牌总线网络。

（1）令牌环方式

令牌是环结构局域网采用的一种访问控制方式。由于在环形结构网络上，某一瞬间可以允许发送报文的站点只有一个，令牌在网络环路上不断地传送，只有拥有此令牌的站点，才有权向环路上发送报文，而其他站点只允许接收报文。站点在发送完毕后，便将令牌交给网上下一个站点，如果该站点没有报文需要发送，便把令牌顺次传给下一个站点。因此，表示发送权的令牌在环形信道上不断循环。环上每个相应站点都可获得发报权，而任何时刻只会有一个站点利用环路传送报文，因而在环路上保证不会发生访问冲突。

（2）令牌总线方式

这种方式和CSMA/CD方式一样，采用总线网络拓扑，但不同的是在网上各工作站按一定顺序形成一个逻辑标记环。每个工作站在环中均有一个指定的逻辑位置，末站的后站就是首站，即首尾相连。每站都了解先行站和后继站地址，总线上各站的物理位置与逻辑位置无关。

2.4.2　网络互联参考模型

一般情况下，网络连接的计算机可能是不同类型、不同型号，即由不同厂家生产的、具有不同的体系结构、运行操作系统的计算机。因此，导致早期的计算机通信网络相当封闭，只有相同厂家生产的同一系列的计算机才能进行通信，而不同厂家的网络产品之间很难相互沟通。随着通信技术的不断发展，人们迫切希望打破以往封闭式的网络，实现不同厂家网络产品之间的互联，这样就需要一套标准化的体系结构，使得各种网络产品都符合标准的统一规定。20世纪70年代后期，由国际标准化组织（ISO）制定了一套完整的参考模型，即开放系统互联（Open System Interconnection，OSI）参考模型。这为不同计算机互联提供一个共同基础和标准框架，并为保持相关标准的一致性和兼容性提供了共同的参考。“开放”并不是指对特定的系统而实现具体的互联技术或手段，而是对标准的认同。一个系统是开放系统，是指它可以和世界上的任一遵循相同标准的其他系统互联通信，OSI参考模型提供了概念性和功能性结构。1983年形成了开放系统互联基本参考模型的正式文件，即著名的ISO 7498国际标准，也就是所谓的七层协议体系结构。

OSI试图达到一种理想境界，即全世界的计算机网络都遵循这一统一标准，因而全世界的计算机都将能够很方便地进行互联和交换数据。

OSI开放系统互联参考模型共包括7层，如图2.37所示，第1～7层依次为物理层（Physical Layer）、数据链路层（Date Link Layer）、网络层（Network Layer）、传输层（Transport Layer）、会话层（Session Layer）、表示层（Presentation Layer）和应用层（Application Layer）。

7个层次可以划分为低层和高层两部分，1～3层为低层，主要负责设备间的通信；5～7层为高层，主要面向信息处理；传输层是高层与低层之间的接口，负责将高层与低层连接起来。

1.OSI模型的层次体系结构

在OSI模型中下一层为上一层提供服务，各层内部的工作与相邻层无关。第N层使用下一层（第N-1层）提供服务，并为上一层（第N+1层）提供服务，也就是说，第N层既是第N-1层的用户，又是第N+1层的服务提供者。而第N+1层的用户虽然只能直接使用本层提供的服务，但实际上还间接的使用了第N层和其下各层提供的服务。因此，当一台计算机的第N层与另一台计算机的第N层进行通信时，并不是该计算机的第N层直接将数据传递给另一台计算机的第N层（物理层除外），而是每一层将数据和相应的控制信息通过层间接口传递给与其相邻的N-1层，直至最底层（物理层）为止。在物理层中通过物理媒介实现与另一计算机物理层的通信，进行数据的直接传送。

现举例说明在OSI参考模型中，信息在实体间的流动过程。例如，有两台设备A、B，其上运行两种不同的操作系统，设备A上运行Windows操作系统，设备B上运行UNIX操作系统，现要求实现将数据A传送到数据B的操作。信息从网络设备A传向另一台网络设备B时，会在发送方即A端的协议堆栈层向下移动，在接收方即B端的堆栈层里向上移动，如图2.38所示。

信息在一个堆栈里向下移时，每经过一层（物理层除外），都会在信息中添加一个信息头（也叫报文头或报头）。这些信息头包含了可由该收方堆栈与之对应的层进行读取和处理的信息。信息在另一设备的堆栈层里向上移动时，每个层都会提取出由同级层添加的信息头。如图2.39所示，在应用层Windows应用程序需要从UNIX应用程序中获得某些信息，这个请求随后将发送至Windows应用程序的表示层，在这一层中以数据包的信息接收请求，并在其中添加信息头，再向下传递给会话层。会话层重复上述的处理过程。以此类推，随时请求数据包不断向下传递，不同的层会在其中添加不同的信息头，直至物理层（该层不会添加自己的信息头）。随之，请求数据包会沿着网络传输媒介传输，并在UNIX应用程序的层内向上传递。在UNIX应用程序的数据链路层，将取出由Windows应用程序数据链路层添加的信息头，并执行该信息头内的指令，然后将请求数据包上传至更高一层，更高一层再重复这一处理过程，直到UNIX应用程序的应用层接收到数据包，并对其中的请求进行解释。

在每一层中，数据包（协议数据单元）均由来自上一层的数据与信息头组成，因而，数据包通常在不同的层中有不同的名称，见表2.1。

当不同的设备同时进行通信时，OSI参考模型中由最底层物理层到最高层应用层都相应完成不同的功能，从而完成两设备间的数据交流。下面将对OSI模型各层的功能逐一介绍。

（1）物理层

①物理层概述

该层是OSI模型的第一层，也是最低层。向下是物理设备之间的接口，直接与传输介质相连接，使二进制比特流通过该接口从一台设备传递给另一台设备。向上为数据链路层提供位流传输服务，通过建立物理连接和数据传输等向数据链路层提供服务，如图2.40所示。

物理层实体间的物理数据单元的传输是在两台相邻的通信设备之间进行的。通信设备分为两类，即数据终端设备（Data Terminal Equipment，DTE）和数据通信设备（Data Communication Equipment，DCE）。DTE具有根据协议控制数据通信的功能，例如，网络中连接的计算机和数据的输入、输出设备等；DCE是数据通信设备，例如，调制解调器和自动呼叫应答机等。在发送数据端，并行输出的数据经过DTE和DCE后，形成串行信号序列，在传输媒介（如双绞线）上进行传输。在接收端进行相反的变换，实现计算机的通信。

物理层并不关心传输过程中比特流的含义，它只关心与网络的物理连接及信号的发送和接收。为了保证比特流能送达物理信道，正确传输比特流信息，并使接收方正确地接收信息，其协议规定了建立、维持和拆除物理信道的相关特性，即机械特性、电气特性、功能特性和过程特性。机械特性主要指硬件连接的接口，一般包括硬件接口的大小和形状；电气特性主要反映信号的码型结构、电压电平和电压变化的规则及信号的同步等与信号有关的功能特性；功能特性包括有关规定、目的要求、数据类型、控制方式等，主要说明接口引脚的功能和作用，以反映接口电路的功能；过程特性是在功能特性的基础上规定了接口的功能函数，传输数据的顺序等，涉及信号的传输方式。

②物理层解决的主要问题

涉及一个物理层需要解决一系列问题，主要包括如下：

a.实现位同步。在物理层实体间的信号传输是按位进行的，即一位一位地传输。信号的状态只有两种（“0”和“1”），系统要通过有效的方法实现信号的发出、传送和接收，并保证信号发出的正确性和发送与接收的一致性。

b.数据信号的传输。数据是以信号位的形式在实体之间进行传输的，采用什么方式传输，传输的速度是多少、传输持续多少时间、如何解决传输中的信号失真问题等，都直接影响系统的性能。

c.接口设计。数据信号在实体间进行传输，发送数据和接收双方要有接口，接口的标准要一致。要实现信号的传输，必须解决好接口问题。例如，在两个紧密相连的设备间需要共享什么数据，共享该数据最有效的方法是什么等。

d.信号传输规程。在信号传输过程中，要有一个良好的传输规程。例如，在两个设备间传输的比特流是单向的还是双向的，是否会改变方向等，要对整个传输过程和事件发生的顺序进行合理的安排。

③物理层的主要功能

a.实现实体之间的按位传输，并保证按位传输的正确性，同时向数据链路层进行一个透明的位流传输。

b.监督比特流转换成电磁信号，并通过通信介质传输的规程。

c.在数据终端设备、数据通信和交换设备间完成对数据传输的物理信道的建立、保持和拆除。

（2）数据链路层

①数据链路层概述

OSI模型的第二层是数据链路层，该层的主要任务是提供一种可靠地通过物理介质传输数据的方法。数据链路层的传输如图2.41所示，该层将输入的数据分解成帧，然后按顺序输出帧，并处理接收端发回的确认收到的帧；并在该层为帧添加一个报头和一个报尾，这些报头和报尾允许目标设备查看帧在物理介质上开始传输和结束传输的时间。

IEEE协会将数据链路层划分为两个字层（图2.42）：介质访问控制（Media Access Control，MAC）子层和逻辑链路控制（Logic Link Control，LLC）子层。

介质访问控制（MAC）：提供访问控制，负责物理寻址和对网络介质的物理访问。

逻辑链路控制（LLC）：提供出错纠正和数据流控制，建立和维护网络设备间的数据链路连接。

②数据链路层的主要功能

a.帧同步。在数据链路层数据的传送单位是帧，帧是指将由物理层传送的比特流按照一定的格式进行分割后形成的若干个信息块。数据一帧一帧地进行传递，这样可以在出现差错时，将有差错的帧重新传送一遍，从而避免将全部信息重新传递。帧同步就是指接受对方可以从接收到的比特流中准确地区分出一帧的开始和结束的位置。

b.寻址。在该层加入报文头和尾部的信息，包含了最近节点和下一节点的物理地址，从而保证每一帧都能送到正确的地址，同时接收方也知道发送方是哪一个站。

c.访问控制。当两个以上的设备连接到同一条链路上时，数据链路协议必须能决定在任意时刻由哪个设备来获取对链路的控制权。

d.流量控制。为了防止接收方过载，数据链路协议约束了发送方一次可以发送的数据量和发送数据的速率，同时加上了序号标志，使接收节点可以控制数据帧的顺序。

e.差错控制。在计算机通信中，通常都要求极低的比特差错率，因此，采用编码技术来进行差错控制。差错控制方法主要由前向纠错法和反馈重发法两大类。常用的差错控制编码方法是循环冗余检验法（CRC）。

f.链路管理。当网络中的两个相邻的节点进行通信时，数据的发送方必须知道接收方是否处在准备接受的状态。因此，通信双方必须事先交换一些必要的信息，建立一条数据链路，在传输数据时要维持数据链路，通信完毕还要释放数据链路。

g.透明传输。透明传输就是无论所传输的数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。当所传数据中的比特组合恰巧与某一个控制信息完全一样时，就必须采取有效措施，使接收方不会将这样的数据误认为是某种控制信息，从而保证数据链路层的透明传输。

③数据链路层协议

数据链路层协议分为面向字符型协议和面向比特型协议。

由IBM公司制定的二进制同步通信规程（BSC）是典型的面向字符的数据链路控制规程，从1968年开始使用于IBM计算机系统。面向字符型协议是指在链路上传送的数据必须是由规定的字符集（如ASCII码）中的字符组成，在链路上传送的控制信息也必须由同一字符集中的若干个指定的控制字符构成。面向字符的链路控制规程在计算机网络的发展过程中起了重要作用，但是由于它的通信线路利用率低、可靠性差、不易扩展等缺点，因而，逐渐被面向比特型的协议所代替，面向比特型的协议现已成为数据链路层的主要协议。本书将在2.4节对面向比特的高级数据链路扩展规程（HDLC）进行介绍。

（3）网络层

①网络层概述

OSI模型的第三层是网络层，该层主要负责将信息从一台网络设备传送到另一台网络设备。当其中一台网络设备处在另一网络中时，网络层将决定数据通过何种途径到达目的地（即进行路由选择）。数据经过中间设备（Intermediate Devices）通过网络，其中源设备和目标设备称为终端系统（Terminal System）。数据在网络层的两台设备间的传输过程如图2.43所示。

网络层从源设备接收报文，将报文转换成数据包，并确保数据包直接发往目标设备。该层还负责决定数据包经过网络的最佳途径，如果目标设备在另一网络中，该层必须确定数据包发往何处，以使其到达目的地。另外，与物理层和数据层不同，该层中设备的连接一般被视为无连接（Connectionless），不需要进行连接的建立和维护。

②网络层的主要功能

a.定址及寻址，包括网络地址及设备地址。网络层涉及将数据由一台网络设备传送到另一台网络设备（这些网络设备可以在同一网络中，也可以在不同网络中），因此网络层要使用网络地址。网络中的设备不仅具有设备地址，而且具有网络地址，以便告知其他网络设备如何找到自己。使用该地址发送数据可以判断目标设备是位于同一网段（本地），还是位于另一个网段（远程），使数据能准确地到达目的地。

b.线路、报文及数据包交换。线路交换（Circuit Switching）的优点是不会产生阻塞和延迟；缺点是线路得不到充分利用且建立连接需等待的时间较长。报文交换（Message Switching）采用存储转发技术，其优点是介质的利用率高，可以控制阻塞，可以设置信息的优先级，从而保证重要的数据优先到达；缺点是实时性较差，不适用于语音或视频数据的传送。数据包交换（Packet Switching）由于数据已经被分割成小段，所以传输数据的设备只需将报文保存在内存中，而不必将整个信息存储到物理存储设备中。

c.路由选择。物理层还负责数据包通过网络时的路由选择，为使数据包能够选择正确的路由，需要建立一个表示两个网络间最短路由的表，该表可以是静态（Static）的，也可以是动态（Dynamic）的。

d.连接服务。包括网络层流量控制、网络层差错控制和数据包顺序控制。流量就是网络中的通信量，也就是网络中的报文流或分组流，流量控制的作用是为了保证通信子网的信息在节点间畅通无阻，顺利流通。

（4）传输层

①传输层概述

OSI模型的第四层是传输层，介于高层和低层之间，实质是高层和低层之间进行衔接的接口层。传输层利用下面3层提供的服务向高层用户提供端到端的可靠的透明传输，是通信子网和资源子网的界面。两台设备传输层间的通信及传输层与高层间的关系，如图2.44所示。传输层从会话层取得数据，并在必要的时候对数据进行分割，然后，再将处理好的数据传输到网络层，并检验数据准确到达目的地。

②传输层的主要功能

传输层对于高层用户来说，屏蔽了下面通信子网的细节，使高层用户感觉像是在各传输体之间有一条端到端的可靠通道，向会话层提供独立于网络层的传输服务。传输层从下层获得的服务，包括由下层发送和接收的数据块序列，其构成了传输层的数据，还获得了网络层的地址。传输层向上层提供的服务主要是从会话层接收数据，在需要的情况下，将数据分割成小块，把数据传送给网络层，并保证数据块正确到达网络层，在会话层和网络层之间起承上启下的作用，实现两层间数据的透明传输。具体讲，包括以下几个方面：

a.建立传输连接。传输层建立的连接分为两类：面向连接的传输服务和无连接的传输服务。一般采用面向连接的传输服务，两个用户用面向连接的传输服务进行通信，要经历三个阶段。

•传输连接的建立。首先在两个用户之间建立传输连接，该连接应由双方的传输地址构成，根据双方对于服务质量的要求，相互协商服务的功能和参数，意见取得一致后，建立正式连接。

•数据交换。在建立了连接之后，双方按照事先协商好的约定，在该连接上进行数据交换，即数据的发送与接收。

•传输连接的拆除。在完成了通信任务之后，就要关闭相应的连接；或者是在相互通信过程中，如果出现异常情况，任一方用户都可以主动关闭该连接。这时，双方通过交换信息可以将该连接拆除。

b.数据块排序。当利用网络传输大量数据的时候，必须将数据分割成小块，由于网络层的数据包交换方式，可能导致被分割的数据块到达目标设备时处于无序的状态，因此，传输层在将数据发给会话层之前要将这些数据块重新排序，以确保其顺序正确。

c.差错控制。传输层能利用校验和等方法来检验数据中的错误，而且如果差错控制通过跟踪数据包的序列号，发现没有收到某一段数据，它还能请求重新发送数据。

d.流量控制。传输层通过使用确认信息来进行流量控制，在接收到目标设备已收到上一段数据包的确认信息之前，发送设备不会传送下一段数据。

e.多路复用。传输层通过的服务还包括多路复用，在该层进行的多路复用分为两种方式：向上多路复用和向下多路复用。

向上多路复用是指把多个连接多路复合到一个下一层连接上实现多路复用，如将若干条不同的传输连接同时采用网络层的一条虚电路连接到远程主机上。向上多路复用可以使用户充分利用虚电路资源，但是其缺点是一旦过多的连接被映射到同一条虚电路上，虚电路的性能就会减弱，增加传输延迟，因而用户只能选择等待。

向下多路复用是指把单个连接进行分割，连接到多个下一层连接上实现多路复用。如将一条传输连接分割，通过网络层的四条虚电路连接至远程主机。向下多路复用可以改善吞吐量，利用向下多路复用在传输层同时打开多个网络连接，并在其间循环地分配报文信息，则有效带宽实际上就被增加了数倍。

（5）会话层

①会话层概述

OSI模型的第五层是会话层，从这一层开始进入OSI模型的高层。前面的四层为数据的交换提供可靠手段，提供良好的数据通路。会话层的基本任务是负责两台设备之间原始报文的传输，为两个用户之间的会话和活动提供组织和同步所必需的手段，并对数据的传输进行控制和管理。所谓的会话，就如同两个人之间进行的对话，在两个人进行对话时应考虑的问题包括：会话方式、会话协调、会话同步及会话隔离（不同内容之间的界限）等。设备与设备之间的会话就是会话实体依靠会话协议，在传输连接的基础上，会话实体建立会话连接服务，并且支持有序减缓数据的机制。两台设备间会话层的通信，如图2.45所示。

②会话层的主要功能

会话层向表示层提供的服务包括会话连接的建立与释放、数据交换、同步、活动管理和异常报告等。

a.会话连接的建立与释放。一次会话要经历三个阶段：会话连接的建立、使用和释放。会话连接的建立是指在两台设备的表示层，即两个表示实体间建立一条会话连接，并利用会话地址来识别表示实体。会话连接的建立阶段也包含对等实体间协商如何设置各种参数的过程。会话连接的释放有两种方式：有序释放和突然释放。前者包括完整的握手过程，即请求、指示、响应和确认，如果对方不同意，会话还可以继续进行；后者可以由会话的任一方发出，一旦发出，会话即刻终止，就不可以再将数据交给该连接了。

b.数据交换。会话层的数据交换一般采用半双工的方式，符合人的会话方式，会话层协议维持一种轮番讲话的方式。

c.会话同步。指在发生错误或不符合协议时间的情况下，让会话实体返回到一个已知的状态。

实现会话同步的方法是会话用户可以把报文分割成若干个数据单元，并在相邻的两个数据单元之间插入同步点，并给其编号。当出现问题时，就可以将会话的状态复位到一个先前的同步点上，并由此继续进行。

d.活动管理。指让用户把报文流分成被称为“活动”的逻辑单元，每一个活动完全独立于其他的活动，活动可以被中断，且在以后重新执行时不会丢失信息。

e.异常报告。如果一方用户遇到麻烦，可以通过会话异常报告来通知另一方的用户。

（6）表示层

①表示层概述

OSI模型的第六层是表示层，表示层直接面对应用层，所以要求表示层传送的信息与下面的五层传送有序的比特流不同，表示层要保持信息的原有含义。它要处理通信双方传输数据代表的问题。由于通信双方表示数据的内部方法往往不一致，所以需要建立数据交换格式和约定来确保通信双方能够相互理解。同时表示层还要处理其他一些与数据传送和表示相关的问题，如数据加密和解密、压缩和解压缩等。两台设备间表示层的通信如图2.46所示。

②表示层的主要功能

a.数据转换。数据转换的方法一般有三种：位顺序、字节顺序和字符代码转换。计算机读取有0和1组成的字符串时，是从左到右还是从右到左，不同的制造商有不同的做法，表示层要按照正确的顺序发送数据。

采用按字节顺序时，不同计算机以不同的方式读取字节顺序。一些计算机采用小末位方法，而另一些计算机采用大末位方法。

计算机内部使用0、1代码来表示一切，即只能使用数字，这就需要一种方法，将数字与字母用某种约定相对应起来，进行字符与二进制代码的转换。

b.数据的格式化。将输入的数据按照一定的格式进行组织和改变。

c.数据压缩。这是表示层要完成的一项重要任务，因为通信数据要占用海量的存储空间和大量的通信信道带宽，所以要进行数据压缩。数据压缩的方法可以分为有损压缩和无损压缩，无损压缩又分为符号有限集合编码及替换、依赖于符号使用的相对频度或符号出现的上下文编码等三类。数据压缩大多是通过一些编码方法，如霍夫曼编码等来实现的。

d.数据加密。在网络中进行数据传输，数据的安全问题是相当重要的。为了保证数据的安全性，可以通过数据加密的技术来实现。事实上，在OSI模型中，从物理层到应用层，每一层都可以实施加密。加密可以通过软件实现，也可以用硬件来完成。

（7）应用层

①应用层概述

OSI模型的第七层是最高层也是应用层，该层是用户的应用程序与网络的接口。应用层是直接面向用户的一层，用户相互通信的内容要由应用层来处理，这就要求应用层要采用不同的应用协议来解决不同类型的应用要求，并且保证这些不同类型的应用协议所采用的低层通信协议相同。由于应用类型的复杂性和多样性，以致目前应用层还没有一套完整的标准。

应用层的作用不是把各种应用进行标准化，而是把一些应用程序经常使用到的应用层服务、功能，以及实现这些功能所要求的协议进行标准化，即应用层直接为用户的应用程序提供服务。在该层允许用户看见应用程序传输文件、收发电子邮件、进行数据库访问等，允许应用程序与其他计算机上的应用程序通信，如同这些应用程序都位于同一台机器一样。两台设备间应用层的通信如图2.47所示。

②应用服务元素

由于应用层被划分成不同的子层和应用元素，所以其应用是由许多应用服务元素组成的，应用服务元素分成两类：特定应用服务元素（Specific Application Service Elements，SASE）和公共应用服务元素（Common Application Service Elements，CASE）。

a.特定应用服务元素。SASE完成某一方面的特定应用，如文件的传送、访问和管理（File Transfer Accessand Management，FTAM），虚拟终端协议（Virtual Terminal Protocol，VTP），作业传送与操作（Job Transfer Manipulate，JTM），报文处理系统（Message Handling Systems，MHS）和目录服务（Directory Service，DS）等。

b.公共应用服务元素。CASE是为各种应用程序提供公共的服务，其本身由许多协议元素组成，这些元素包括：联系控制服务元素（Association Control Service Element，ACSE）、可靠传输服务元素（Reliable Transfer Service Element，RTSE）、远程操作服务元素（Remote Operation Service Element，ROSE），以及委托、并发与恢复（Commitment Concurrency and Recovery，CCR）元素。

③OSI模型的具体应用

在了解了OSI模型各层的功能之后，下面来看以下具体应用，比如有两个网络设备需要进行连接，假设用户A在其计算机上运行一个聊天程序，通过该程序用户A的计算机与另一用户B的计算机相连，并能通用户B进行会话。

在发送端（用户、A端）信息通过OSI模型的流动过程如图2.48所示。

a.用户A输入消息“Hello”，应用层便将数据从用户A的应用程序传递至表示层。

b.表示层将对数据进行转换和加密，然后将数据传送至会话层。

c.在会话层建立通信方式，如半双工的通信方式，数据继续下传至传输层。

d.传输层将数据分割成小的数据块，并将接收设备的名称解析成响应的IP地址，同时添加校验和，进行差错检验，然后传至网络层。

e.在网络层数据被打包成数据报，并检查IP地址，如果发现用户B位于同一网络中，数据下传至数据链路层，反之，还要添加中间设备的IP地址作为下一个目标地址，利用中间设备进行过渡，最终到达目标设备。

f.在数据链路层数据被打包成帧格式，并解析设备的物理地址，继续沿OSI模型下传至物理层。

g.在物理层数据被打包成位，并通过网络介质进行发送。

在接收端（用户B端）重复与上述相反的流程，目标设备在物理层读取网络介质上传递的位；数据链路层将数据打包成帧，同时目标设备的物理地址被解析成IP地址；网络层将数据打包成数据帧，且数据以正确的顺序被记录下来；然后数据传递到传输层，数据被打包成数据块，并进行差错检验；会话层确认已收到数据；表示层将数据转换和解密；应用层将数据传递至用户B的聊天应用程序中，消息“Hello”表出现在用户B的机器屏幕上了，一条消息传送完毕。