1.4OSI参考模型下数据封装与通信过程
虽然现实中的网络基本都是TCP/IP，但TCP/IP参考模型在服务、接口与协议的区别上不是很清楚，物理层与数据链路层没有划分开来。而且TCP/IP下通信中，有一些细小的过程不是很清楚，比如在OSI参考模型下，数据是怎样发送又是怎样被接收的，如果出了特别的问题应该从哪一层找原因等用TCP/IP参考模型不容易说清楚。所以本文主要阐述OSI参考模型下发送与接收时每一层的操作，以及对协议、接口、服务等概念的理解。
如图1.2所示，在OSI参考模型中主机要完成所有的七层功能，中间系统只需要完成下三层的功能，也就是物理层、数据链路层、网络层。之前也提到了，按照层次结构来看，所有对等层次之间都遵循相关的协议，进行数据交换，也就是说，对应层次之间协议规定了这个层次如何去构造数据，如何去交换数据，但要注意协议画的是虚线，在对等层之间交换的数据并不是物理上直接到达的，只是逻辑上到达对应的对等层。那么物理上真正通信是如何通信的呢？物理上通信怎么说也得通过链路，通过光信号、电信号、或者电磁波，所以物理层最下边是物理介质，物理介质完成物理信号传输。
那么按照OSI参考模型来看，数据是怎么进行通信的呢？比如A主机要发送一个数据给B，主机A的应用层最先处理数据，应用层处理完交给表示层，表示层交给会话层......，一层一层留下来通过物理介质发送到中间系统，中间系统从物理层把数据接收过来，接收以后要把数据进行还原，还原的时候遵循对等层之间的协议，比如中间系统的物理层还原数据时要遵循和主机A的物理层的协议。逐层还原到网络层。网络层明确数据应该在哪一段连路上传输，然后逐层处理交到物理层，传输到主机B，主机B再逐层还原。
注意：图1.2中实线所描述的过程是数据真正流动的方向，OSI参考模型把这个也叫做实通讯（或物理通讯）。那么虚线看到的是对等层之间的通信。协议规定的是对等层之间如何交换数据，比如应用层，在这一层看来，似乎数据是从主机A的应用层直接送到主机B的应用层。举个例子，我给女朋友（-vv-）写信,我写完信邮寄给女朋友，女朋友收到之后回信，看似好像是我直接和女票通信。事实上是我把信加上信封，按照规定（协议）写上邮政编码等信息，然后交给我们那的邮递员，邮递员逐层往下交，然后通过汽车、火车或者飞机等邮寄，邮寄的时候也是每一环节读取信封上的信息确定该往哪发，最后我女票收到信后，打开看信。所以协议是“水平的”，在传输过程中，相邻层之间交换信息是通过接口把数据交给下一层，或者通过接口向上一层提供服务。
我们从图1.2发现OSI上面四个层是和下面三层不太一样，中间系统实现的功能只到第三层，网络层再往上中间系统理论上就不用实现了。也就意味着上面四层直接从源主机对应到目的主机对应层次，这四层协议规定处理的数据直接到目的主机去处理。我们把这四层叫做端到端层（end-end）。
我们假设撇开中间系统，看源主机A到目的主机B的通信，从顶层来看我们是希望源主机A的用户数据送到目的主机B接收，比如一个文件，或一句话。按照OSI参考模型来看，主机A和主机B都需要实现7层功能。
在OSI参考模型看来，数据通信时，是一层一层处理，逐层封装好，在物理上进行实在的传输：从源主机（SOURCE）的应用层发出来的数据是有一定格式的协议数据单元，称为PDU（protocol data unit）。应用层发给下一层表示层后，在PDU前面加上了本层控制信息，也就是图1.3中的AH，加在头部。图1.3中加了头部PH的A-PDU，更新为本层的PDU，也就是要发给第五层会话层的内容。即A-PDU+PH=P-PDU。上一层向下一层发送PDU，逐层加上本层的头部后成为下一层的PDU。直至发到数据链路层，数据链路层还加一个尾部，也就是DT，起到校验作用，如果数据正确，继续传输，数据错误直接丢掉不继续传输。数据链路层发给物理层后，物理层将PDU转换为二进制编码（比特流），通过硬件转换为信号发送出去。这样源主机七层任务完成。
图1.3右侧是目的主机的数据接收过程：接收到硬件的二进制信号后，物理层转换为PDU发个数据链路层。数据链路层拆掉头部和尾部后，将赤裸的PDU送给网络层。网络层再拆掉头部，送入下一层，逐层拆掉头部，到了送给应用层时，前面不同层添加的头部完全被拆干净，留下原本发送的最原始PDU，也就是用户数据。
那么这里就有一个问题，为什么要进行数据封装？回答这个问题之前，先来了解一下加了那么多的头和尾，加的都是些什么内容。我们在构造协议数据单元（PDU）时会在头部增加控制信息，这些控制信息主要包括1）地址（Address）：用来标识发送端和接收端，源主机得知道数据往哪发，目的主机得知道数据是谁给发的。2）差错检测编码（Error-detecting code）: 用于差错检测或纠正。3）协议控制（Protocol control）: 实现协议功能的附加信息，如: 优先级（priority）、服务质量（QoS）、 和安全控制等。
