1.开放系统互连模型

国际标准化组织提出了开放系统互连模型，作为通信网络国际标准化的参考模型，它详细描述了网络结构的七个层次，如图10.1所示。由于这个标准模型的建立，使得各种计算机网络向它靠拢，实现了不同厂家生产的智能设备之间的通信，大大推动了网络通信的发展。

图10.1　开放系统互连模型

（1）物理层：物理层（Physical Layer）是参考模型的最低层。该层是网络通信的数据传输介质，由连接不同结点的电缆与设备共同构成。主要功能是利用传输介质为数据链路层提供物理连接，负责处理数据传输并监控数据出错率，以便数据流的透明传输。

（2）数据链路层：数据链路层（Data Link Layer）是参考模型的第2层。主要功能是在物理层提供的服务基础上，在通信的实体间建立数据链路连接，传输以“帧”为单位的数据包，并采用差错控制与流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。

（3）网络层：网络层（Network Layer）是参考模型的第3层。主要功能是为数据在结点之间传输创建逻辑链路，通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径，以及实现拥塞控制、网络互联等功能。

（4）传输层：传输层（Transport Layer）是参考模型的第4层。主要功能是向用户提供可靠的端到端（End-to-End）服务，处理数据包错误、数据包次序，以及其他一些关键传输问题。传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，因此，它是计算机通信体系结构中关键的一层。

（5）会话层：会话层（Session Layer）是参考模型的第5层。主要功能是负责维护两个结点之间的传输链接，以确保点到点传输不中断，以及管理数据交换等功能。

（6）表示层：表示层（Presentation Layer）是参考模型的第6层。主要功能是用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式，主要包括数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。

（7）应用层：应用层（Application Layer）是参考模型的最高层。主要功能是为应用软件提供了很多服务，例如文件服务器、数据库服务、电子邮件与其他网络软件服务。

2.IEEE 802通信标准(www.daowen.com)

IEEE 802通信标准是IEEE（国际电工与电子工程师学会）的802分委员会从1981年至今颁布的一系列计算机局域网分层通信协议标准草案的总称。它把OSI参考模型的底部两层分解为逻辑链路控制子层（LLC）、媒体访问子层（MAC）和物理层。前两层对应于OSI模型中的数据链路层，数据链路层是一条链路（Link）两端的两台设备进行通信时所共同遵守的规则和约定。

IEEE 802的媒体访问控制子层对应于多种标准，其中最常用的为三种，即带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）协议、令牌总线（Token Bus）和令牌环（Token Ring）。

（1）CSMA/CD协议。

CSMA/CD通信协议的基础是XEROX公司研制的以太网（Ethernet），各站共享一条广播式的传输总线，每个站都是平等的，采用竞争方式发送信息到传输线上。当某个站识别到报文上的接收站名与本站的站名相同时，便将报文接收下来。由于没有专门的控制站，两个或多个站可能因同时发送信息而发生冲突，造成报文作废，所以必须采取措施来防止冲突。

发送站在发送报文之前，先监听总线是否空闲，如果空闲则发送报文到总线上，称之为“先听后讲”。但是这样做仍然有发生冲突的可能，因为从组织报文到报文在总线上传输需一段时间，在这一段时间内，另一个站通过监听也可能会认为总线空闲并发送报文到总线上，这样就会因两站同时发送而发生冲突。

为了防止冲突，可以采取两种措施：一种是发送报文开始的一段时间，仍然监听总线，采用边发送边接收的办法，把接收到的信息和自己发送的信息相比较，若相同则继续发送，称之为“边听边讲”，若不相同则立即停止发送报文，并发送一段简短的冲突标志，通常把这种“先听后讲”和“边听边讲”相结合的方法称为CSMA/CD，其控制策略是竞争发送、广播式传送、载体监听、冲突检测、冲突后退和再试发送；另一种措施是准备发送报文的站先监听一段时间，如果在这段时间内总线一直空闲，则开始做发送准备，准备完毕，真正要将报文发送到总线上之前，再对总线作一次短暂的检测，若仍为空闲，则正式开始发送，若总线不空闲，则延时一段时间后再重复上述的二次检测过程。

（2）令牌总线。

令牌总线是IEEE 802标准中的工厂媒质访问技术，其编号为802.4。它吸收了GM公司支持的MAP（Manufacturing Automation Protocol，即制造自动化协议）系统的内容。

在令牌总线中，媒体访问控制是通过传递一种称为令牌的特殊标志来实现的。令牌从一个装置传递到另一个装置，直至从最后一个装置再返回第一个装置，如此同而复始形成一个逻辑环。令牌有“空”和“忙”两个状态，令牌网开始运行时，由指定站产生一个空令牌沿逻辑环传送。任何一个要发送信息的站都要等到令牌传给自己，判断为“空”令牌时才发送信息。发送站首先把令牌置成“忙”，并写入要传送的信息、发送站名和接收站名，然后将载有信息的令牌送入环网传输。令牌沿环网循环一周后返回发送站时，信息已被接收站复制，发送站将令牌置为“空”，送上环网继续传送，以供其他站使用。如果在传送过程中令牌丢失，由监控站向网中注入一个新的令牌。

令牌传递式总线能在很重的负荷下提供实时同步操作，传送效率高，适于频繁、较短的数据传送。因此它最适合于需要进行实时通信的工业控制网络。

（3）令牌环。

令牌环媒质访问方案是IBM开发的，它在IEEE 802标准中的编号为802.5，它有些类似于令牌总线。在令牌环上，最多只能有一个令牌绕环运动，不允许两个站同时发送数据。令牌环从本质上看是一种集中控制式的环，环上必须有一个中心控制站负责网的工作状态的检测和管理。