文章編號：1672-5913(2008)12-0066-01

摘要：本文闡述了在“計算機網(wǎng)絡(luò)”教學(xué)中，使用一個通信過程為線索，化繁為簡講述OSI參考模型，從而使學(xué)生從整體上把握OSI參考模型的分層原則和主要特點的過程。

關(guān)鍵詞：OSI參考模型；線索化教學(xué)；計算機網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號：G642

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1教學(xué)思路

OSI參考模型是“計算機網(wǎng)絡(luò)”課程必講的知識，很多計算機網(wǎng)絡(luò)教材在開始部分安排OSI七層參考模型的總體描述，希望籍此建立起學(xué)生對網(wǎng)絡(luò)的整體認(rèn)識，然后圍繞著七層模型分章節(jié)展開。但在教學(xué)過程中，如果照本宣科的去講解OSI七層模型的每一層功能，則使得知識失去線索，讓學(xué)生陷入不得要領(lǐng)的困惑，無助于建立起整體上的認(rèn)識。

筆者在OSI參考模型的教學(xué)實踐中，總結(jié)出三點經(jīng)驗：(1)用一個網(wǎng)絡(luò)通信實例來使知識形象化；(2)用一條線索引導(dǎo)學(xué)生思考分層原則和各層功能；(3)化繁為簡，重在把握整體，不需要把每層功能面面俱到地陳述。

2教學(xué)過程

在教學(xué)進(jìn)度的安排上，OSI參考模型安排在網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和分層的概念之后進(jìn)行，教學(xué)過程簡要介紹如下。

前面講到了網(wǎng)絡(luò)分層的概念，下面來介紹一個網(wǎng)絡(luò)分層模型——OSI參考模型，這個模型是國際化標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)制定的，并為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究者所共同接受。OSI參考模型將網(wǎng)絡(luò)的功能分為七個層次。從高到低分別為：應(yīng)用層、表示層、會話層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層。

我們結(jié)合QQ軟件的使用，來對這七個層次的功能進(jìn)行了解。QQ是大家熟悉的通信軟件，假設(shè)一臺主機A上使用QQ，與網(wǎng)絡(luò)上的另一臺主機B通信(示意圖如下)，在整個數(shù)據(jù)傳送過程中，經(jīng)過了一些什么樣的步驟呢，網(wǎng)絡(luò)需要對應(yīng)解決哪些問題呢？

(1) 用戶在主機A上寫一段話，然后按下發(fā)送按鈕，主機B上會自動出現(xiàn)A傳送過來的信息。這一層，解決人如何在網(wǎng)絡(luò)上使用軟件的問題，稱之為應(yīng)用層。

(2) 用戶寫好的文字經(jīng)過QQ軟件處理，變成某種格式的數(shù)據(jù)，當(dāng)主機B收到這些數(shù)據(jù)后，用QQ軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行解讀，然后變成文字顯示出來。這一層，解決軟件如何對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工的問題。稱之為表示層。

(3) 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好之后，主機A上的程序把數(shù)據(jù)送到網(wǎng)卡上，而主機B有一個對應(yīng)的程序從網(wǎng)卡上讀出數(shù)據(jù)，就像兩個人使用話機對話一樣，這一層，解決何時開始對話，如何維持對話狀態(tài)，何時結(jié)束對話的問題，稱之為會話層。

(4) 當(dāng)雙方都進(jìn)入到對話狀態(tài)后，此時要考慮主機B上可能運行著很多不同的軟件，主機A使用QQ發(fā)送的軟件要標(biāo)明是發(fā)送給B的QQ軟件(而不是其他的)，同時還需要在主機A和主機B上檢查傳送過程中有沒有發(fā)生數(shù)據(jù)丟失、順序錯誤等等問題。這一層，解決從一端(主機A上的QQ)到另一端(主機B上的QQ)數(shù)據(jù)傳輸可靠性，稱之為傳輸層。(5) 現(xiàn)在數(shù)據(jù)進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)，為了到達(dá)目的地，需要在網(wǎng)絡(luò)上找到一條合適的路徑，這條路徑可以事先就確定，也可以采用一些技術(shù)方法實現(xiàn)傳送過程中的自動選擇。在上圖中，如果以經(jīng)過的節(jié)點數(shù)最少為最優(yōu)方案而不考慮其他的因素，那么最佳的傳輸路徑是“主機A→節(jié)點A→節(jié)點D→節(jié)點B→主機B”，這時，數(shù)據(jù)經(jīng)過3次交換就可以到達(dá)主機B了。這一層，解決如何確定網(wǎng)絡(luò)傳輸路徑，如何在節(jié)點間交換數(shù)據(jù)的問題，稱之為網(wǎng)絡(luò)層。

(6) 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)傳輸路徑確定后，要實現(xiàn)每段鏈路的傳送功能。假設(shè)路徑確定為“主機A→節(jié)點A→節(jié)點D→節(jié)點B→主機B”，傳輸過程需要經(jīng)過4段鏈路，以節(jié)點A到節(jié)點D的鏈路為例，這段鏈路要保證節(jié)點A發(fā)送的數(shù)據(jù)是傳送到了節(jié)點D(而不是其他的)，同時要能檢查傳送過程中有無出現(xiàn)錯誤，這一層，解決每段鏈路的連接和傳送問題，稱之為鏈路層。

(7) 每段鏈路的通信需要依賴實際傳輸介質(zhì)，如果從主機A到節(jié)點A使用普通電話線，那么線路是怎樣連接的呢、線路采用什么樣電信號標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)到信號采用什么樣的編碼方法，等等問題，這些問題的解決為網(wǎng)絡(luò)提供物理基礎(chǔ)。這一層，稱之為物理層。

通過上面的介紹，可以總結(jié)出這樣幾個特點：

① 應(yīng)用層、表示層、會話層、傳輸層的功能都是在主機A和主機B上完成的，屬于資源子網(wǎng)的范圍，而網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層的功能都是由通信網(wǎng)絡(luò)完成的，屬于通信子網(wǎng)的范圍。

② OSI參考模型中，每一層都會為它的上一層提供服務(wù)，同時使用下一層提供的服務(wù)。

③ OSI參考模型中，每一層都是獨立的，對一個層次上的具體技術(shù)的修改，不會影響到其他層次。因此各層可以獨立考慮用最合適的技術(shù)實現(xiàn)，并不斷改進(jìn)。

④ OSI參考模型只是提供了一個研究網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的指導(dǎo)性模型，并沒有提供具體的方法。比如傳輸層到底如何保證端到端的可靠性、網(wǎng)絡(luò)層如何去確定網(wǎng)絡(luò)傳輸路徑、數(shù)據(jù)鏈路層如何保證點到點的傳輸，這些問題全部要依賴于具體的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)去實現(xiàn)。

3與后續(xù)教學(xué)內(nèi)容的銜接

在教學(xué)實踐中，筆者發(fā)現(xiàn)，通過以上的教學(xué)過程，可以很輕松地導(dǎo)入“TCP/IP體系結(jié)構(gòu)”的講解，OSI參考模型與TCP/IP體系結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系和對照也變得一目了然。以此為基礎(chǔ)，可以向?qū)W生初步闡述“計算機網(wǎng)絡(luò)”課程的知識結(jié)構(gòu)和教學(xué)過程，并圍繞著每層功能所關(guān)聯(lián)的協(xié)議、軟件、硬件、配置和應(yīng)用展開整門課程的教學(xué)。