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  • OSI参考模型
    2021-08-27 10:09:33

    OSI参考模型

    一、OSI参考模型产生的背景

    国际标准组织没有提出统一标准之前,各大IT设备厂商只支持自己的私有协议,跨厂商设备兼容性差。这样导致用户购买和维护成本高;而且也不利于网络技术的发展。


    二、OSI参考模型的概念

    定义了网络中设备所遵守的层次结构。


    三、OSI参考模型的优点

    • 开放的标准化接口,协议不在封闭
    • 多厂商设备兼容
    • 易于理解、学习和更新协议标准
    • 实现模块化工程,降低开发难度
    • 便于故障排除

    四、OSI参考模型的分层(重点)

    物、数、网、传、会、表、应 分别对应 物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。其中数据链路层、网络层、传输层是网络工程师必须要掌握的;会话层、表示层、应用层是软件开发人员需要掌握的。

    **1.物理层:**定义电压、接口、线缆标准、传输距离、传输介质等物理参数

    **2.数据链路层:**MAC寻址:在这个范围内(IP)具体寻找你是哪一个个体

    MAC:它是一个用来确认网络设备位置的地址,MAC地址是唯一的
    

    **3.网络层:**IP地址寻址、路由

    IP寻址:找到你在哪一个范围
    路由:建立和维护两个网络范围之间的那一条通讯路径
    		这个通讯路径可以存在多条(网状拓扑图)
    		功能:路由选择出最快的那一条
    

    **4.传输层:**数据分段、建立端到端的连接、维护传输的可靠性

    数据分段:首先必须先知道一个原理:在网络传输中:一次只能发送一个数据包。
    如果说传输一个1G的数据包,他会将这个包分成若干个小包,进行传输。这样其他应用程序不会掉线
    
    建立端到端的连接:通过数据包携带的端口号确定是计算机上的哪一个应用程序。
    端口是用于区分同一台计算机上的不同应用程序
    
    维护数据的可靠性:TCP可靠的传输	UDP不可靠的传输
    

    **5.会话层:**建议、维护、拆除应用程序间的会话

    区分同一个应用程序的不同访问者:Cookie、Session
    

    **6.表示层:**定义数据格式、结构;数据加密、压缩

    可以理解为数据解码和编码的过程。计算机底层存储的二进制,将发送的视频,音频转换成二进制,然后接收方将二进制转换成视频,音频
    

    **7.应用层:**为应用程序进程提供网络服务


    五:OSI参考模型的问题

    1.会话层、表示层存在的意义不大,所以说划分层次过多。

    2.OSI参考模型支持IP、IPX、Apple talk多种协议,但是目前IP协议成为事实的网络层唯一协议,所以OSI模型支持协议冗余。

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    OSI(Open System Interconnection,开放系统互连)七层网络模型称为开放式系统互联参考模型 ,是一个逻辑上的定义,一个规范,它把网络从逻辑上分为了 7 层。每一层都有相关、相对应的物理设备,比如路由器,交换机...

    OSIOpen System Interconnection,开放系统互连)七层网络模型称为开放式系统互联参考模型 ,是一个逻辑上的定义,一个规范,它把网络从逻辑上分为了 7 层。每一层都有相关、相对应的物理设备,比如路由器,交换机。

    在这里插入图片描述
    上图来源:https://www.cnblogs.com/qishui/p/5428938.html

    OSI 分层 (7 层):物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。
    TCP/IP 分层(4 层):网络接口层、 网际层、运输层、 应用层。
    TCP/IP五层协议 (5 层):物理层、数据链路层、网络层、运输层、 应用层。

    每一层的作用如下:

    • 物理层:通过媒介传输比特,确定机械及电气规范,如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。它的主要作用是传输比特流,这一层的数据叫做比特bit
    • 数据链路层:将比特组合成字节,再将字节组成,使用链路层地址(以太网mac地址)来访问介质,并进行差错检测CRC校验)。数据链路层又分为2个子层:逻辑链路控制子层(LLC)和媒体访问控制子层(MAC)。将比特组装成帧和点到点的传递。这一层的数据叫做Frame
    • 网络层:本层通过IP寻址来建立两点之间的连接,为源端的传输层来的分组,选择合适的路由和交换节点,正确无误地按照地址传送给目的端的运输层。这一层的数据叫做Package
    • 传输层:传输层建立了主机端到端的链接,传输层的作用是为上层协议提供端到端的可靠和透明的数据传输服务,包括处理差错控制和流量控制等问题。提供端到端的可靠报文传递和错误恢复能力,这里端口号即是这里的“端”,通常说的TCP UDP就是在这层。这一层的数据叫做Segment
    • 会话层:建立、管理和终止会话(会话协议数据单元 SPDU
    • 表示层:对数据进行翻译、加密和压缩(表示协议数据单元 PPDU
    • 应用层:允许访问 OSI 环境的手段(应用协议数据单元 APDU

    1. 模型优点

    OSI 七层模型是一种框架性的设计方法 ,建立七层模型的主要目的为解决异构网络互连时所遇到的兼容性问题,其最主要的功能使就是帮助不同类型的主机实现数据传输。
    它的最大优点
    将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来,通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯。

    服务说明某一层为上一层提供一些什么功能,接口说明上一层如何使用下层的服务,而协议涉及如何实现本层的服务;这样各层之间具有很强的独立性,互连网络中各实体采用什么样的协议是没有限制的,只要向上提供相同的服务并且不改变相邻层的接口就可以了。

    网络七层的划分也是为了使网络的不同功能模块分担起不同的职责,从而带来如下好处:

    • 减轻问题的复杂程度,一旦网络发生故障,可迅速可迅速定位故障所处层次,便于查找和纠错;
    • 在各层分别定义标准接口,使具备相同对等层的不同网络设备能实现互操作,各层之间则相对独立,一种高层协议可放在多种低层协议上运行;
    • 能有效刺激网络技术革新,因为每次更新都可以在小范围内进行,不需对整个网络动大手术;
    • 便于研究和教学;

    2. 每一层的协议

    物理层:RJ45IEEE802.3 (中继器,集线器)
    数据链路:PPPHDLCVLANMAC (网桥,交换机)
    网络层:IPICMPARPRARPOSPFRIP(路由器)
    传输层:TCPUDP
    会话层:NFSSQLRPC
    表示层:JPEGMPEG
    应用层:FTPDNSTelnetSMTPHTTPWWW

    3. OSI 和 TCP/IP的区别

    这里以四层为例

    在这里插入图片描述

    3.1 区别和联系

    • OSI模型有7层,TCP/IP只有4或者5层。
    • TCP/IP 模型对“服务”,“协议”和“接口”等概念没有很清楚的区分开。
    • OSI先于协议出现,因此不会偏向于任何一组特定的协议,通用性更强,但有些功能不知该放哪一层上,因此不得不加入一些子层。
    • TCP/IP 模型的通用性比较差。在技术发生变化时,OSI模型比TCP/IP模型中的协议更容易被替换。
    • 无线连接服务的支持标准不同,TCP/IP 一开始就对面对连接服务和无连接服务并重,而OSI 在开始的时只强调面向连接这一种服务。一直到很晚 OSI 才开始制定另一种无连接服务的有关标准。
    • 都是计算机通信的国际标准,OSI 原则上是国际通用,TCP/IP 是当前工业界使用最多。
    • 两者都可以解决异构网的互连,实现世界上不同厂家生产的计算机之间的通信。
    • 各协议层次的功能大体上相似,都存在网络层,传输层和应用层。
    • 都是采用协议分层的方法,将庞大且复杂的问题划分为若干个较为容易处理的范围较小的问题。

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    1.OSI参考模型

    1.1 OSI参考模型简介

    OSI(Open System Interconnect),即开放式系统互连。 一般都叫OSI参考模型,是ISO组织在1985年研究的网络互连模型。该体系结构标准定义了网络互连的七层框架(物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层),即OSI七层参考模型。

    1.2 OSI七层参考模型

    在这里插入图片描述
    物理层: 物理层是参考模型中的最底层,主要定义了系统的电气、机械、过程和功能标准。如网线的接口类型、光纤的接口类型、各种传输介质的传输速率等。物理层的传输单位为比特流(0和1),即光电信号。 物理层的主要功能是利用传输介质(比如网线、同轴电缆等)为数据链路层提供物理链接,进行数据流的物理传输。

    数据链路层: 数据链路层是在通信实体间建立数据链路联接,传输的基本单位为“帧”,并为网络层提供差错控制和流量控制服务 。简单地说,就是建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验等功能。数据链路层的工作过程为:接收网络层的数据包,并在数据包前打上目标MAC(物理)地址,封装成数据帧,建立数据链路。

    网络层: 主要为数据在节点之间传输创建逻辑链路,通过路由选择算法为分组选择最佳路径,从而实现拥塞控制、网络互联等功能。简得来说,网络层就是定义逻辑地址、实现不同网络之间的寻址,理论选择转发数据的最佳路径。网络层的工作过程为:接收传输层的数据段,并在数据段前打上源IP和目标IP地址,封装成数据包。

    传输层: 传输层是网络体系结构中高低层之间衔接得一个接口层,它不仅仅是一个单独的结构层,而是整个分析体系协议的核心。传输层主要为用户提供端到端服务。其工作过程为:接收上层的数据,将数据分段处理,在每段数据前打上TCP或UDP报头,并加上端口号,封装成数据段。从而实·现网络中不同主机上的用户进程之间的数据通信。

    会话层: 会话层的主要功能是负责维护两个节点之间的传输联接,确保点到点传输不中断,以及管理数据交换等功能。会话层在应用进程中建立、管理和终止会话。会话层可以通过对话控制来决定使用全双工或者半双工通信。

    表示层: 表示层为在应用过程之间传送的信息提供表示方法的服务。 表示层的主要功能是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化、数据加密与解密、数据压缩与解压缩等。

    应用层: 应用层是OSI模型中的最高层,是直接面向用户的一层,用户的通信内容要由应用进程解决 。简单地说,就是网络服务与最终用户的一个接口。应用层提供了不同的协议来保障不同类型的应用所采用的低层通信协议是一致的。需要注意的是应用层并不是应用程序,而是为应用程序提供服务。

    2.TCP/IP模型

    2.1 TCP/IP模型(五层/四层)

    在这里插入图片描述
    五层体系结构包括:应用层、运输层、网络层、数据链路层和物理层。

    五层协议只是OSI和TCP/IP的综合,实际应用还是TCP/IP的四层结构。为了方便可以把下两层称为网络接口层

    各层的作用和OSI七层模型是一样的,无非就是将上三层整合成了应用层。

    1. 物理层:负责光电信号传递方式。集线器工作在物理层,采用以太网协议。
    2. 数据链路层:负责设备之间的数据帧的传输和识别。交换机工作在数据链路层。例如网卡设备的驱动,帧同步,冲突检测,数据差错校验等工作。
    3. 网络层:负责地址管理和路由选择。路由器工作在网络层。
    4. 传输层:负责两台主机之间的数据传输。
    5. 应用层:负责应用程序之间的沟通。

    2.2 各层对应的协议

    在这里插入图片描述

    各层协议分析:

    物理层:

    • IEEE802.3 有线局域网(以太网)
    • IEEE802.11 无线局域网标准

    数据链路层:

    • PPP (Point to Point Protocol)点到点协议
    • Ethernet 以太网协议

    网络层:
    IP(Internet Protocol,网际协议),又由四个支撑协议组成:

    • ARP(地址解析协议): 是根据IP地址获取物理mac地址的协议

    • RARP(逆地址解析协议): 是根据物理mac地址获取IP地址的协议

    • ICMP(网际控制报文协议):ping 网络连通性检测

    • IGMP(网际组管理协议):一个组播协议,该协议运行在主机和组播路由器之间

    单播:一对一发消息
    组播:对部分特定的人发消息
    广播:对所有人发消息

    传输层

    • TCP :传输控制协议 ,是可靠的协议 (安全性高,速度慢)

    • UDP:用户数据报协议 ,是不可靠的协议(安全性不高,速度快)

    应用层:

    • HTTP(超文本传输协议):是一个简单的请求-响应协议,现在主要的场景是web服务,就是网页的传输,默认使用tcp的80端口。

    • HTTPS:HTTP+SSL,是以安全为目标的 HTTP 通道,在HTTP的基础上通过传输加密和身份认证保证了传输过程的安全性 。HTTPS 存在不同于HTTP的默认端口及一个加密/身份验证层(在HTTP与TCP之间),默认使用tcp的443端口 。

    • FTP:文件传输协议,基于C/S(Client / Server,客户端 / 服务器)模型,提供交互式访问,允许客户指明文件的类型与格式,并允许文件具有存取权限,默认使用tcp的20,21端口。

    • TFTP:简单文件传输协议,是一个小而易于实现的文件传送协议,TFTP只支持文件传输,不支持交互,没有庞大的命令集。也没有目录列表功能,以及不能对用户进行身份鉴别,默认使用udp的69端口。

    • SNMP:简单网络管理协议,专门设计用于在 IP 网络管理网络节点(服务器、工作站、路由器、交换机及集线器等)的一种标准协议,默认使用udp的161端口。

    • SMTP:简单邮件传输协议,一组用于从源地址到目的地址传送邮件的规则,并且控制信件的中转方式,用于邮件的发送,默认使用tcp的25端口。

    • POP3:邮局协议版本3,用于邮件的接收,默认使用tcp的110端口。

    • Telnet:远程登陆协议,一种字符模式的终端服务,可以使用户通过网络进入远程主机或网络设备,然后对远程主机或设备进行操作,默认使用tcp的23端口。

    • SSH:安全的远程登陆协议,默认使用tcp的22端口。

    • DNS:域名解析系统,将域名和IP地址相互映射,默认使用tcp和udp的53端口。

    • DHCP:动态主机配置协议,是一个局域网的网络协议。指的是由服务器控制一段IP地址范围,客户机登录服务器时就可以自动获得服务器分配的IP地址和子网掩码,默认使用udp的67和68端口。

    关于端口号:

    如果把IP地址比作一间房子 ,端口就是出入这间房子的门。真正的房子只有几个门,但是一个IP地址的端口可以有65536(即:216)个,端口是通过端口号来标记的,端口号只有整数,范围是从0 到 65535(2^16 -1)。

    周知端口:
    周知端口是众所周知的端口号,范围从0到1023,就像其中80端口分配给WWW服务,21端口分配给FTP服务等。

    注册端口:
    端口1024到 49151,分配给用户进程或应用程序。这些进程主要是用户选择安装的一些应用程序,而不是已经分配好了公认端口的常用程序。这些端口在没有被服务器资源占用的时候,可以用用户端动态选用为源端口。

    动态端口:
    动态端口的范围是从49152到 65535。之所以称为动态端口,是因为它 一般不固定分配某种服务,而是动态分配。

    3.数据封装解封装过程

    在这里插入图片描述

    封装过程:

    1. 用户信息转换为数据,以便在网络上传输。
    2. 数据转换为数据段,并在发送方和接收方主机之间建立一条可靠的连接。
    3. 数据段转换为数据包或数据报,并在报头中放上逻辑地址,这样每一个数据包都可以通过互联网络进行传输。
    4. 数据包或数据报转换为帧,以便在本地网络中传输。在本地网段上,使用硬件地址唯一标识每一台主机。
    5. 帧转换为比特流,进行传输。

    在这里插入图片描述
    解封装的过程就是将封装的过程倒过来,一层一层的将包头拆开,最终还原成数据本身

    4.通信方式

    通信方式分为三种:

    1. 单工通信
    单工通信只支持数据在一个方向上传输,又称为单向通信。如无线电广播和电视广播都是单工通信。
    在这里插入图片描述
    2. 半双工通信
    半双工通信允许数据在两个方向上传输,但在同一时刻,只允许数据在一个方向上传输,它实际上是一种可切换方向的单工通信。即通信双方都可以发送信息,但不能双方同时发送,也不能同时接受
    在这里插入图片描述

    3. 全双工通信
    全双工通信允许数据同时在两个方向上传输,又称为双向同时通信,即通信的双方可以同时发送和接收数据。如现代电话通信提供了全双工通信。这种通信方式主要用于计算机与计算机之间的通信。

    在这里插入图片描述

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    简述OSI参考模型中各层的主要功能(2010-03-16 19:52:17)标签:杂谈分类:作业第一层 物理层 第二层 数据链路层 第三层 网络层 第四层 传输层 第五层 会话层 第六层 表示层 第七层 应用层其中高层,既7、6、5、4层...

    简述OSI参考模型中各层的主要功能

    (2010-03-16 19:52:17)

    标签:

    杂谈

    分类:

    作业

    第一层 物理层 第二层 数据链路层 第三层 网络层 第四层 传输层 第五层 会话层 第六层 表示层 第七层 应用层

    其中高层,既7、6、5、4层定义了应用程序的功能,下面3层,既3、2、1层主要面向通过网络的端到端的数据流。下面我给大家介绍一下这7层的功能:

    (1)应用层:与其他计算机进行通讯的一个应用,它是对应应用程序的通信服务的。例如,一个没有通信功能的字处理程序就不能执行通信的代码,从事字处理工作的程序员也不关心OSI的第7层。但是,如果添加了一个传输文件的选项,那么字处理器的程序员就需要实现OSI的第7层。示例:telnet,HTTP,FTP,WWW,NFS,SMTP等。

    (2)表示层:这一层的主要功能是定义数据格式及加密。例如,FTP允许你选择以二进制或ASII格式传输。如果选择二进制,那么发送方和接收方不改变文件的内容。如果选择ASII格式,发送方将把文本从发送方的字符集转换成标准的ASII后发送数据。在接收方将标准的ASII转换成接收方计算机的字符集。示例:加密,ASII等。

    (3)会话层:他定义了如何开始、控制和结束一个会话,包括对多个双向小时的控制和管理,以便在只完成连续消息的一部分时可以通知应用,从而使表示层看到的数据是连续的,在某些情况下,如果表示层收到了所有的数据,则用数据代表表示层。示例:RPC,SQL等。

    (4)传输层:这层的功能包括是否选择差错恢复协议还是无差错恢复协议,及在同一主机上对不同应用的数据流的输入进行复用,还包括对收到的顺序不对的数据包的重新排序功能。示例:TCP,UDP,SPX。

    (5)网络层:这层对端到端的包传输进行定义,他定义了能够标识所有结点的逻辑地址,还定义了路由实现的方式和学习的方式。为了适应最大传输单元长度小于包长度的传输介质,网络层还定义了如何将一个包分解成更小的包的分段方法。示例:IP,IPX等。

    (6)数据链路层:他定义了在单个链路上如何传输数据。这些协议与被讨论的歌种介质有关。示例:ATM,FDDI等。

    (7)物理层:OSI的物理层规范是有关传输介质的特性标准,这些规范通常也参考了其他组织制定的标准。连接头、针、针的使用、电流、电流、编码及光调制等都属于各种物理层规范中的内容。物理层常用多个规范完成对所有细节的定义。示例:Rj45,802.3等。

    OSI分层的优点: (1)人们可以很容易的讨论和学习协议的规范细节。 (2)层间的标准接口方便了工程模块化。

    (3)创建了一个更好的互连环境。 (4)降低了复杂度,使程序更容易修改,产品开发的速度更快。

    (5)每层利用紧邻的下层服务,更容易记住个层的功能。

    大多数的计算机网络都采用层次式结构,即将一个计算机网络分为若干层次,处在高层次的系统仅是利用较低层次的系统提供的接口和功能,不需了解低层实现该功能所采用的算法和协议;较低层次也仅是使用从高层系统传送来的参数,这就是层次间的无关性。因为有了这种无关性,层次间的每个模块可以用一个新的模块取代,只要新的模块与旧的模块具有相同的功能和接口,即使它们使用的算法和协议都不一样。

    网络中的计算机与终端间要想正确的传送信息和数据,必须在数据传输的顺序、数据的格式及内容等方面有一个约定或规则,这种约定或规则称做协议。网络协议主要有三个组成部分:

    1、语义: 是对协议元素的含义进行解释,不同类型的协议元素所规定的语义是不同的。例如需要发出何种控制信息、完成何种动作及得到的响应等。

    2、语法:

    将若干个协议元素和数据组合在一起用来表达一个完整的内容所应遵循的格式,也就是对信息的数据结构做一种规定。例如用户数据与控制信息的结构与格式等。

    3、时序:

    对事件实现顺序的详细说明。例如在双方进行通信时,发送点发出一个数据报文,如果目标点正确收到,则回答源点接收正确;若接收到错误的信息,则要求源点重发一次。

    70年代以来,国外一些主要计算机生产厂家先后推出了各自的网络体系结构,但它们都属于专用的。

    为使不同计算机厂家的计算机能够互相通信,以便在更大的范围内建立计算机网络,有必要建立一个国际范围的网络体系结构标准。

    国际标准化组织ISO 于1981年正式推荐了一个网络系统结构----七层参考模型,叫做开放系统互连模型(Open System

    Interconnection,OSI)。由于这个标准模型的建立,使得各种计算机网络向它靠拢, 大大推动了网络通信的发展。 OSI

    参考模型将整个网络通信的功能划分为七个层次,见图1。它们由低到高分别是物理层(PH)、链路层(DL)、网络层(N)、传输层(T)、会议层(S)、表示层(P)、应用层(A)。每层完成一定的功能,每层都直接为其上层提供服务,并且所有层次都互相支持。第四层到第七层主要负责互操作性,而一层到三层则用于创造两个网络设备间的物理连接.

    1.物理层

    物理层是OSI的第一层,它虽然处于最底层,却是整个开放系统的基础。物理层为设备之间的数据通信提供传输媒体及互连设备,为数据传输提供可靠的环境。

    1.1媒体和互连设备

    物理层的媒体包括架空明线、平衡电缆、光纤、无线信道等。通信用的互连设备指DTE和DCE间的互连设备。DTE既数据终端设备,又称物理设备,如计算机、终端等都包括在内。而DCE则是数据通信设备或电路连接设备,如调制解调器等。数据传输通常是经过DTE——DCE,再经过DCE——DTE的路径。互连设备指将DTE、DCE连接起来的装置,如各种插头、插座。LAN中的各种粗、细同轴电缆、T型接、插头,接收器,发送器,中继器等都属物理层的媒体和连接器。

    1.2物理层的主要功能

    1.2.1为数据端设备提供传送数据的通路,数据通路可以是一个物理媒体,也可以是多个物理媒体连接而成.一次完整的数据传输,包括激活物理连接,传送数据,终止物理连接.所谓激活,就是不管有多少物理媒体参与,都要在通信的两个数据终端设备间连接起来,形成一条通路.

    1.2.2传输数据.物理层要形成适合数据传输需要的实体,为数据传送服务.一是要保证数据能在其上正确通过,二是要提供足够的带宽(带宽是指每秒钟内能通过的比特(BIT)数),以减少信道上的拥塞.传输数据的方式能满足点到点,一点到多点,串行或并行,半双工或全双工,同步或异步传输的需要.

    1.3物理层的一些重要标准 物理层的一些标准和协议早在OSI/TC97/C16

    分技术委员会成立之前就已制定并在应用了,OSI也制定了一些标准并采用了一些已有的成果.下面将一些重要的标准列出,以便读者查阅.ISO2110:称为"数据通信----25芯DTE/DCE接口连接器和插针分配".它与EIA(美国电子工

    业协会)的"RS-232-C"基本兼容。ISO2593:称为"数据通信----34芯DTE/DCE----接口连接器和插针分配"。ISO4092:称为"数据通信----37芯DTE/DEC----接口连接器和插针分配".与EIARS-449兼容。CCITT

    V.24:称为"数据终端设备(DTE)和数据电路终接设备之间的接口电路定义表".其功能与EIARS-232-C及RS-449兼容于100序列线上.

    2.数据链路层

    数据链路可以粗略地理解为数据通道。物理层要为终端设备间的数据通信提供传输媒体及其连接.媒体是长期的,连接是有生存期的.在连接生存期内,收发两端可以进行不等的一次或多次数据通信.每次通信都要经过建立通信联络和拆除通信联络两过程.这种建立起来的数据收发关系就叫作数据链路.而在物理媒体上传输的数据难免受到各种不可靠因素的影响而产生差错,为了弥补物理层上的不足,为上层提供无差错的数据传输,就要能对数据进行检错和纠错.数据链路的建立,拆除,对数据的检错,纠错是数据链路层的基本任务。

    2.1链路层的主要功能 链路层是为网络层提供数据传送服务的,这种服务要依靠本层具备的功能来实现。链路层应具备如下功能:

    2.1.1链路连接的建立,拆除,分离。

    2.1.2帧定界和帧同步。链路层的数据传输单元是帧,协议不同,帧的长短和界面也有差别,但无论如何必须对帧进行定界。

    2.1.3顺序控制,指对帧的收发顺序的控制。

    2.1.4差错检测和恢复。还有链路标识,流量控制等等.差错检测多用方阵码校验和循环码校验来检测信道上数据的误码,而帧丢失等用序号检测.各种错误的恢复则常靠反馈重发技术来完成。

    2.2数据链路层的主要协议 数据链路层协议是为发对等实体间保持一致而制定的,也为了顺利完成对网络层的服务。主要协议如下:

    2.2.1ISO1745--1975:"数据通信系统的基本型控制规程".这是一种面向字符的标准,利用10个控制字符完成链路的建立,拆除及数据交换.对帧的收发情况及差错恢复也是靠这些字符来完成.ISO1155,

    ISO1177, ISO2626, ISO2629等标准的配合使用可形成多种链路控制和数据传输方式.

    2.2.2ISO3309--1984:称为"HDLC 帧结构".ISO4335--1984:称为"HDLC 规程要素

    ".ISO7809--1984:称为"HDLC

    规程类型汇编".这3个标准都是为面向比特的数据传输控制而制定的.有人习惯上把这3个标准组合称为高级链路控制规程.

    2.2.3ISO7776:称为"DTE数据链路层规程".与CCITT X.25LAB"平衡型链路访问规程"相兼容. 2.3链路层产品

    独立的链路产品中最常见的当属网卡,网桥也是链路产品。MODEM的某些功能有人认为属于链路层,对些还有争议.数据链路层将本质上不可靠的传输媒体变成可靠的传输通路提供给网络层。在IEEE802.3情况下,数据链路层分成了两个子层,一个是逻辑链路控制,另一个是媒体访问控制。下图所示为IEEE802.3LAN体系结构。

    AUI=连接单元接口 PMA=物理媒体连接 MAU=媒体连接单元 PLS=物理信令 MDI=媒体相关接口 3.网络层

    网络层的产生也是网络发展的结果.在联机系统和线路交换的环境中,网络层的功能没有太大意义.当数据终端增多时.它们之间有中继设备相连.此时会出现一台终端要求不只是与唯一的一台而是能和多台终端通信的情况,这就是产生了把任意两台数据终端设备的数据链接起来的问题,也就是路由或者叫寻径.另外,当一条物理信道建立之后,被一对用户使用,往往有许多空闲时间被浪费掉.人们自然会希望让多对用户共用一条链路,为解决这一问题就出现了逻辑信道技术和虚拟电路技术.

    3.1网络层主要功能 网络层为建立网络连接和为上层提供服务,应具备以下主要功能: 3.1.1路由选择和中继.

    3.1.2激活,终止网络连接. 3.1.3在一条数据链路上复用多条网络连接,多采取分时复用技术 . 3.1.4差错检测与恢复.

    3.1.5排序,流量控制. 3.1.6服务选择. 3.1.7网络管理. 3.2网络层标准简介 网络层的一些主要标准如下: 3.2.1

    ISO.DIS8208:称为"DTE用的X.25分组级协议" 3.2.2 ISO.DIS8348:称为"CO

    网络服务定义"(面向连接) 3.2.3 ISO.DIS8349:称为"CL 网络服务定义"(面向无连接) 3.2.4

    ISO.DIS8473:称为"CL 网络协议" 3.2.5 ISO.DIS8348:称为"网络层寻址" 3.2.6

    除上述标准外,还有许多标准。这些标准都只是解决网络层的部分功能,所以往往需要在网络层中同时使用几个标准才能完成整个网络层的功能.由于面对的网络不同,网络层将会采用不同的标准组合.

    在具有开放特性的网络中的数据终端设备,都要配置网络层的功能.现在市场上销售的网络硬设备主要有网关和路由器. 4.传输层

    传输层是两台计算机经过网络进行数据通信时,第一个端到端的层次,具有缓冲作用。当网络层服务质量不能满足要求时,它将服务加以提高,以满足高层的要求;当网络层服务质量较好时,它只用很少的工作。传输层还可进行复用,即在一个网络连接上创建多个逻辑连接。

    传输层也称为运输层.传输层只存在于端开放系统中,是介于低3层通信子网系统和高3层之间的一层,但是很重要的一层.因为它是源端到目的端对数据传送进行控制从低到高的最后一层.

    有一个既存事实,即世界上各种通信子网在性能上存在着很大差异.例如电话交换网,分组交换网,公用数据交换网,局域网等通信子网都可互连,但它们提供的吞吐量,传输速率,数据延迟通信费用各不相同.对于会话层来说,却要求有一性能恒定的界面.传输层就承担了这一功能.它采用分流/合流,复用/介复用技术来调节上述通信子网的差异,使会话层感受不到.

    此外传输层还要具备差错恢复,流量控制等功能,以此对会话层屏蔽通信子网在这些方面的细节与差异.传输层面对的数据对象已不是网络地址和主机地址,而是和会话层的界面端口.上述功能的最终目的是为会话提供可靠的,无误的数据传输.传输层的服务一般要经历传输连接建立阶段,数据传送阶段,传输连接释放阶段3个阶段才算完成一个完整的服务过程.而在数据传送阶段又分为一般数据传送和加速数据传送两种。传输层服务分成5种类型.基本可以满足对传送质量,传送速度,传送费用的各种不同需要.传输层的协议标准有以下几种:

    4.1 ISO8072:称为"面向连接的传输服务定义" 4.2 ISO8072:称为"面向连接的传输协议规范" 5.会话层

    会话层提供的服务可使应用建立和维持会话,并能使会话获得同步。会话层使用校验点可使通信会话在通信失效时从校验点继续恢复通信。这种能力对于传送大的文件极为重要。会话层,表示层,应用层构成开放系统的高3层,面对应用进程提供分布处理,对话管理,信息表示,恢复最后的差错等.

    会话层同样要担负应用进程服务要求,而运输层不能完成的那部分工作,给运输层功能差距以弥补.主要的功能是对话管理,数据流同步和重新同步。要完成这些功能,需要由大量的服务单元功能组合,已经制定的功能单元已有几十种.现将会话层主要功能介绍如下.

    5.1为会话实体间建立连接。为给两个对等会话服务用户建立一个会话连接,应该做如下几项工作: 5.1.1将会话地址映射为运输地址

    5.1.2选择需要的运输服务质量参数(QOS) 5.1.3对会话参数进行协商 5.1.3识别各个会话连接

    5.1.4传送有限的透明用户数据 5.2数据传输阶段

    这个阶段是在两个会话用户之间实现有组织的,同步的数据传输.用户数据单元为SSDU,而协议数据单元为SPDU.会话用户之间的数据传送过程是将SSDU转变成SPDU进行的.

    5.3连接释放

    连接释放是通过"有序释放","废弃","有限量透明用户数据传送"等功能单元来释放会话连接的.会话层标准为了使会话连接建立阶段能进行功能协商,也为了便于其它国际标准参考和引用,定义了12种功能单元.各个系统可根据自身情况和需要,以核心功能服务单元为基础,选配其他功能单元组成合理的会话服务子集.会话层的主要标准有"DIS8236:会话服务定义"和"DIS8237:会话协议规范".

    6.表示层

    表示层的作用之一是为异种机通信提供一种公共语言,以便能进行互操作。这种类型的服务之所以需要,是因为不同的计算机体系结构使用的数据表示法不同。例如,IBM主机使用EBCDIC编码,而大部分PC机使用的是ASCII码。在这种情况下,便需要会话层来完成这种转换。

    通过前面的介绍,我们可以看出,会话层以下5层完成了端到端的数据传送,并且是可靠,无差错的传送.但是数据传送只是手段而不是目的,最终是要实现对数据的使用.由于各种系统对数据的定义并不完全相同,最易明白的例子是键盘,其上的某些键的含义在许多系统中都有差异.这自然给利用其它系统的数据造成了障碍.表示层和应用层就担负了消除这种障碍的任务.

    对于用户数据来说,可以从两个侧面来分析,一个是数据含义被称为语义,另一个是数据的表示形式,称做语法.像文字,图形,声音,文种,压缩,加密等都属于语法范畴.表示层设计了3类15种功能单位,其中上下文管理功能单位就是沟通用户间的数据编码规则,以便双方有一致的数据形式,能够互相认识.ISO表示层为服务,协议,文本通信符制定了DP8822,DP8823,DIS6937/2等一系列标准.

    7.应用层

    应用层向应用程序提供服务,这些服务按其向应用程序提供的特性分成组,并称为服务元素。有些可为多种应用程序共同使用,有些则为较少的一类应用程序使用。应用层是开放系统的最高层,是直接为应用进程提供服务的。其作用是在实现多个系统应用进程相互通信的同时,完成一系列业务处理所需的服务.其服务元素分为两类:公共应用服务元素CASE和特定应用服务元素SASE.CASE提供最基本的服务,它成为应用层中任何用户和任何服务元素的用户,主要为应用进程通信,分布系统实现提供基本的控制机制.特定服务SASE则要满足一些特定服务,如文卷传送,访问管理,作业传送,银行事务,订单输入等.

    这些将涉及到虚拟终端,作业传送与操作,文卷传送及访问管理,远程数据库访问,图形核心系统,开放系统互连管理等等.应用层的标准有DP8649"公共应用服务元素",DP8650"公共应用服务元素用协议",文件传送,访问和管理服务及协议.

    讨论:OSI七层模型是一个理论模型,实际应用则千变万化,因此更多把它作为分析、评判各种网络技术的依据;对大多数应用来说,只将它的协议族(即协议堆栈)与七层模型作大致的对应,看看实际用到的特定协议是属于七层中某个子层,还是包括了上下多层的功能。

    这样分层的好处有: 1.使人们容易探讨和理解协议的许多细节。

    2.在各层间标准化接口,允许不同的产品只提供各层功能的一部分,(如路由器在一到三层),或者只提供协议功能的一部分。(如Win95中的Microsoft

    TCP/IP) 3. 创建更好集成的环境。 4. 减少复杂性,允许更容易编程改变或快速评估。 5.

    用各层的headers和trailers排错。 6.较低的层为较高的层提供服务。 7. 把复杂的网络划分成为更容易管理的层。

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