1.2.2 OSI参考模型与数据封装

IEEE 802委员会于1981年提出了OSI（开放系统互连，Open System Inter Connection）参考模型。OSI模型定义了异构计算机（硬件结构、软件指令均不同）连网标准的框架结构，受到计算机和通信行业的极大关注。OSI模型作为计算机网络体系结构标准，大大推动了计算机网络与通信的发展。

1.IEEE 802参考模型OSI

OSI模型采用三级抽象，即体系结构、服务定义和协议规格说明。体系结构部分定义OSI的层次结构、各层间关系及各层可能提供的服务。服务定义部分详细说明了各层所具备的功能。协议规格部分的各种协议精确定义了每一层在通信中发送控制信息及解释信息的过程。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，OSI模型将整个通信功能划分为7个层次，如图1.1所示。

图1.1 IEEE 802参考模型OSI

从总体上看，计算机网络分为“通信子网”和“网络高层”两大层次：通信子网（1～3层）支持通信接口，提供网络访问；网络高层（4～7层）支持端端通信，提供网络服务。无论怎样分层，较低的层次总是为与它紧邻的上层提供服务的。

OSI参考模型是理论模型。模型的建立有利于将网络通信作业拆解成较小的，也较简单的部分，方便设计制造。将网络元件标准化，使更多的厂商加入开发及技术支持，让各种不同类型的网络硬件与软件彼此互通信息；防止一层中的改变影响到其他各层，便于技术更迅速发展。将网络通信作业拆解成较小的部分，在学习和了解时就更加简单明了。

2.PDU与数据封装

在OSI参考模型中，对等层协议之间交换的信息单元统称为协议数据单元（Protocol Data Unit，PDU）。传输层及以下各层的PDU有各自特定的名称：传输层—数据段（Segment），网络层—分组数据报文（Packet），数据链路层—数据帧（Frame），物理层—二进制比特流（Bit）。

一台计算机要发送数据到另一台计算机中，数据首先必须打包，打包的过程称封装。封装就是在数据前面加上特定的协议头部。这如同发送信件一样，信纸装入写有源地址和目的地址的信封中发送，还要写明是“平信”或“挂号信”。

OSI参考模型中每一层都要依靠下一层提供的服务。为了提供服务，下层把上层的PDU作为本层的数据封装，然后加入本层的头部（和尾部）。头部中含有完成数据传输所需的控制信息。这样，数据自上而下递交的过程实际上就是不断封装的过程，到达目的地后自下而上递交的过程就是不断拆封的过程，如图1.2所示。

图1.2 数据多层封装与拆封

由此可知，在物理线路上传输的数据，其外面实际上被包封了多层“信封”。但是，某一层只能识别由对等层封装的“信封”，而对于被封装在“信封”内部的数据，仅仅是拆封后将其提交给上层，本层不做任何处理。