ISOOSI模型

Ch3ISO/OSI模型ISO/OSI模型功能物理层：提供相邻设备间的比特流传输。它是利用物理通信介质，为上一层（数据链路层）提供一个物理连接,通过物理连接透明地传输比特流。所谓透明传输指经实际电路后传送的比特流没有变化，任意组合的比特流都可以在这个电路上传输，物理层并不知道比特的含义。物理层要考虑的是如何发送“0”和“1”，以及接收端如何识别。数据链路层：负责在两个相邻的节点间的线路上无差错的传送以帧为单位的数据，每一帧包括一定的数据和必要的控制信息，在接收点接收到数据出错时要通知发送方重发，直到这一帧无误得到达接收节点。数据链路层就是把一条有可能出错的实际链路变成让网络层看来好像不出错的链路。功能网络层：网络中通信的两个计算机之间可能要经过许多个节点和链路，还可能经过几个通信子网。网络层数据的传送单位是分组(packet)，网络层的任务就是要选择合适的路由，使发送站的运输层发下来的分组能够正确无误的按照地址找到目的站并交付目的站的运输层，这就是网络层的寻址功能。对于广播信道构成的通信子网,路由问题很简单，因此这种子网的网络层非常简单，甚至没有。对于通信子网来说，最多只到网络层。功能运输层：任务是根据通信子网的特性最佳的利用网络资源，并以可靠和经济的方式为两个端系统的会话层之间建立一条运输连接，透明的传输报文。运输层向上一层提供一个可靠的端到端的服务，使会话层不知道运输层以下的数据通信的细节。运输层只存在在端系统（主机）中，运输层以上层就不再管信息传输问题了。·会话层：会话层虽然不参与具体的数据传输，但它对数据进行管理，它向互相合作的表示进程之间提供一套会话设施，组织和同步它们的会话活动，并管理它们的数据交换过程。这里，会话的意思是指两个应用进程之间为交换面向进程的信息而按一定规则建立起来的一个暂时联系。功能表示层：提供端到端的信息传输。处理的是OSI系统之间用户信息的表示问题。在OSI中，端用户（应用进程）之间传送的信息数据包含语义和语法两个方面。语义是信息数据的内容及其含义，它由应用层负责处理。语法是与信息数据表示形式有关方面，例如信息的格式、编码、数据压缩等。表示层主要用于处理应用实体面向交换的信息的表示方法。这样即使每个应用系统有各自的信息表示法，但被交换的信息类型和数值仍能用一种共同的方法来表示。它包含用户数据的结构和在传输时的比特流或字节流的表示。在OSI中，用一种抽象语法表示法ASN.1（AbstractSyntaxNotationOne）来定义应用协议数据单元和用户信息，而用一种基本编码规BER（BasicEncodingRules）来描述在传输过程中的内容的比特流和字节流的表示，即一种传送语法。功能应用层：是OSI参考模型的最高层,应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要；负责用户信息的语义表示，并在两个通信者之间进行语义匹配。就是说应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远程操作，而且还要作为互相作用的应用进程的用户代理（useragent），来完成一些为进行语义上有意义的信息交换所必需的功能。物理层有四个特性来说明DTE与DCE之间的接口：·机械特性·电气特性·功能特性·规程特性物理层机械特性：机械特性规定了DTE与DCE实际的物理连接。DTE和DCE作为两种分立设备，通常采用接插件实现机械上的互连。机械特性详细说明了接插件的形状和尺寸、插头的数目、排列方式以及插头和插座的尺寸、电缆的长度以及所含导线的数目等。这很象平时常见的各种规格的电源插头的尺寸都有严格的规定。ISO物理层的机械特性的标准有ISO2110、ISO2593、ISO4092和ISO4093。·电气特性：电气特性规定了数据交换信号以及有关电路的特性。一般包括最大数据传输率的说明、表示信号状态(逻辑电平，通/断，传号/空号)的电压和电流的识别，即什么样的电压表示1或0，以及电路特性的说明和与互联电线相关的规定。ISO物理层采用的电气特性的标准有CCITTV.10/X.26、CCITTV.11/X.27、CCITTV.28和CCITTV.35。物理层功能特性：说明某条线上出现的某一电平的电压表示何种意义。即每一条线的功能分配和确切定义。ISO物理层采用的功能特性标准有CCITTV.24和CCITTX.24。通常信号线可分为四类：数据线、控制线、同步线和地线。·规程特性：即通信协议，说明对于不同功能的各种可能事件的出现顺序。即各信号线的工作规则和先后顺序。ISO物理层采用的规程特性标准有CCITTX.20/21/22和CCITTV.24/25。物理层协议EIARS232-C接口标准数据链路层功能·成帧·差错检测和纠错·流量控制·介质访问控制数据链路层成帧：物理层以比特为单位进行数据传输，数据链路层以帧为单位进行数据传输。帧是具有一定长度和格式的信息块，一般由一些字段和标志组成。不同网络其帧格式或长度可以不同，但将比特流分成帧的方法基本相同。四种常用的方法为：字符计数法；带填充字符的首尾界符法；带填充比特的首尾标志法；物理层编码违例法。数据链路层差错检测和纠错：为保证发方发出的所有帧都正确、有序地交付给目标机网络层，需要启动确认重传机制，由收方向发方提供有关接收情况的反馈信息。如果发方收到肯定确认，则知道此帧已正确到达；若收到否定确认，则意味着需重传此帧。同时，为防止丢失帧所引起的错误，需设置定时器。当发方等待足够的时间还未收到接收方发回的确认帧，则可能是所传帧或者是确认帧丢失，解决的方法是重传此帧(返回N协议和选择重传)。多次传送同一帧的危险是收方可能收到重复帧；为防止这种情况发生，可为发出的各帧编号，使收方能够辨别是重复帧还是新帧，从而保证每帧最终交付给目标网络层一次。通常利用检错码（Error-DetectingCodes）和纠错码（Error-CorrectingCodes）来控制传送差错。数据链路层流量控制：数据链路层必须控制链路上的数据流量，保证发送与接收速度匹配，防止出现发送速度超过接收能力的现象，以免丢失数据。大多数流量控制方法的基本原理都是相同的，都需要启用反馈机制，使发方直接或是间接地获得收方指示的发送时机。在未得到允许前，禁止发出帧。如单工停等协议、滑动窗口协议等。发方的发送速率必须小于等于收方的接收速率，否则会浪费网络资源，增加网络负担。流量控制就是对发方的发送速率进行控制。数据链路层介质访问控制（MAC,MediumAccessControl）：广播信道中的信道分配控制。如：FDM（FrequencyDivisionMultiplexing）、CSMA（CarrierSenseMultipleAccess）等。网络层网络层是OSI参考模型中的第三层，它建立在数据链路层所提供的两个相邻端点之间的数据帧的传送功能之上，将数据从源端经过若干中间节点传送到目的端。从而向运输层提供最基本的端到端的数据传送服务。网络层是处理端到端数据传输的最底层，体现了网络应用环境中资源子网访问通信子网的方式。网络层功能路由控制：利用网络拓扑结构等网络状态，选择分组传送路径。这是网络层的主要功能。在大多数子网中，分组的整个旅途需要经过多次转发。无线广播网络是唯一的例外。拥塞控制：控制和预防网络中出现过多的分组。当到达通信子网中某一部分的分组数高于一定的阈值，使得该部分网络来不及处理这些分组时，就会使这部分以至整个网络的性能下降。这种情况称为拥塞。网络层透明传输：透明传输就是不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送。当所传数据中的比特组合恰巧出现了与某一个控制信息完全一样时，必须采取适当的措施，使收方不会将这样的数据误认为是某种控制信息。这样才能保证数据链路层的传输的透明的。·异种网络的互联：解决不同网络在寻址、分组大小、协议等方面的差异。不同类型的网络对分组大小，分组结构等的要求都不相同，因此要求在不同种类网络交界处的路由器能够对分组进行处理，使得分组能够在不同网络上传输。·分组生成和装配：运输层报文与网络层分组间的相互转换。运输层报文通常很长，不适合直接在分组交换网络中传输。在发送端，网络层负责将运输层报文拆成一个个分组，再进行传输。在接收端，网络层负责将分组组装成报文交给运输层处理。网络层网络层提供的服务数据报虚电路网络层在虚电路方式中，为进行数据传输，源和目的节点间必须为分组的传输预先建立一条逻辑通路。这条传输数据的逻辑通道和电路交换中的连接类似，叫做虚电路。之所以是虚的，是因为这条电路不是专用的，分组仍然在每个节点处首先被缓冲，并排队等待转发。源主机首先发起一个虚呼叫，即发送一个特定格式的呼叫分组到目的主机，要求进行通信，同时也寻找一条合适的路由。若目的主机同意通信，就发回响应，这样在源主机和目的主机之间就建立了一条虚电路。以后源主机向目的主机传送的所有分组都必须沿着这条虚电路进行传送。在数据传送完毕后，还要将这条虚电路释放掉。每个节点到其他节点之间可能同时有若干条虚电路，也可能同时与多个节点间存在虚电路。每条虚电路支持特定的两个端系统之间的数据传输，两个端系统之间也可以有多条虚电路为不同的进程服务，这些虚电路的实际路由可能相同，也可能不同。由于采用了存储转发技术，所以这种虚电路和电路交换的连接有很大的不同。在电路交换网络中，两个用户在通话期间自始至终地占用一条端到端的物理信道。当我们占用一条虚电路进行计算机通信时，由于采用的是存储转发的分组交换，所以只是断续地占用一段又一段的链路。网络层在数据报方式中，每个分组的传输是被单独处理的，与先前传送的分组无关。每个分组被称为一个数据报。每个数据报自身必须包含有目的地的完整地址信息。主机只要想发送数据就随时可以发送。每个分组独立地选择路由。这样，先发送出去的分组不一定先到达目的站主机。这就是说，数据报不能保证按发送数据顺序交付给目的站。当需要把数据按发送顺序交付给目的主机时，在目的站还必须把收到的分组缓存一下，等到能够按顺序交付主机时再进行交付。当网络发生拥塞时，网络中的某个节点可以将一些分组丢弃。所以，数据报提供的服务是不可靠的，它不能保证服务质量，而是一种尽最大努力交付的服务。网络层路由选择路由选择是网络层功能的一部分，负责确定所收到的分组应传送的外出路线。即在具有许多节点的广域网里，应通过哪条通路才能将数据从源主机传到所要通信的目的主机。如果子网内部采用数据报方式，对收到的每一个分组都必须重新作一次路由选择，因为对于每个分组来说，上次到达的最佳路由可能已经改变。然而，如果子网内部采用虚电路方式，则只需要在建立虚电路时作一次路由选择，然后分组就在这条先前建立的路由上传送。网络层拥塞控制计算机通信子网的基本任务是要保证网内分组自由无阻地畅通传送。实际上如果不加任何控制的话，分组并不是任何时候都能够畅通的，有时候网内流量会严重不均，有些节点和链路上的分组堆积，造成拥塞。严重的拥塞会无法解脱，最后会使分组完全停止流通，既送不出也输不进，称为死锁。所以控制流量、避免拥塞、解除死锁是计算机通信子网的又一重要任务。传输层运输层的地位：利用网络层的服务和运输实体的功能，向会话层提供服务。运输层是整个协议层次结构的核心。其任务是为从源端机到目的机提供可靠的、价格合理的数据传输，而与当前网络或使用的网络无关。如果没有传输层，整个分层协议的概念也就没有什么意义了。传输层运输层处于OSI模型的上3层与下3层之间，提供进程间端到端的、透明的、可靠的数据传送。网络层是提供系统间的数据传送，而运输层是提供进程间的数据传送。OSI模型中上3层的功能为：信息传送，了解数据含义，进程间通信；下3层的功能为：数据传送，不关心数据含义，系统间通信。运输层的功能为：数据传送，不关心数据含义，进程间通信；可视为低层的一部分。弥补高层（上3层）要求与网络层（基于下3层）数据传送服务质量间的差异（差错率、差错恢复能力、吞吐率、延时、费用等），对高层屏蔽网络层的服务的差异，提供稳定和一致的界面。会话层会话层位于OSI参考模型的第五层，它是面向信