OSI七层模型介绍
物理層<?xml:namespace prefix = o ns = "urn:schemas-microsoft-com:office:office" />
物理層是OSI的第一層，它雖然處于最底層，卻是整個開放系統(tǒng)的基礎(chǔ)。物理層為設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸媒體及互連設(shè)備，為數(shù)據(jù)傳輸提供可靠的環(huán)境。媒體和互連設(shè)備
物理層的媒體包括架空明線、平衡電纜、光纖、無線信道等。通信用的互連設(shè)備指DTE和DCE間的互連設(shè)備。DTE既數(shù)據(jù)終端設(shè)備，又稱物理設(shè)備，如計算機、終端等都包括在 內(nèi)。而DCE則是數(shù)據(jù)通信設(shè)備或電路連接設(shè)備，如調(diào)制解調(diào)器等。數(shù)據(jù)傳輸通常是經(jīng)過DTE──DCE，再經(jīng)過DCE──DTE的路徑。互連設(shè)備指將DTE、DCE連接起來的裝置，如各種插頭、插座。LAN中的各種粗、細同軸電纜、T型接、插頭，接收器，發(fā)送器,中繼器等都屬物理層的媒體和連接器。
物理層的主要功能
為數(shù)據(jù)端設(shè)備提供傳送數(shù)據(jù)的通路,數(shù)據(jù)通路可以是一個物理媒體,也可以是多個物理媒體連接而成.一次完整的數(shù)據(jù)傳輸,包括激活物理連接,傳送數(shù)據(jù),終止物理連接.所謂激活,就是不管有多少物理媒體參與,都要在通信的兩個數(shù)據(jù)終端設(shè)備間連接起來,形成一條通路。
傳輸數(shù)據(jù).物理層要形成適合數(shù)據(jù)傳輸需要的實體,為數(shù)據(jù)傳送服務(wù).一是要保證數(shù)據(jù)能在其上正確通過，二是要提供足夠的帶寬(帶寬是指每秒鐘內(nèi)能通過的比特(BIT)數(shù)),以減少信道上的擁塞。傳輸數(shù)據(jù)的方式能滿足點到點,一點到多點,串行或并行,半雙工或全雙工，同步或異步傳輸?shù)男枰Ｍ瓿晌锢韺拥囊恍┕芾砉ぷ鳌?/span>
物理層的一些重要標準
物理層的一些標準和協(xié)議早在OSI/TC97/C16 分技術(shù)委員會成立之前就已制定并在應(yīng)用了，OSI也制定了一些標準并采用了一些已有的成果。下面將一些重要的標準列出，以便讀者查閱。
ISO2110：稱為"數(shù)據(jù)通信----25芯DTE/DCE接口連接器和插針分配"。它與EIA(美國電子工業(yè)協(xié)會)的"RS-232-C"基本兼容。
ISO2593：稱為"數(shù)據(jù)通信----34芯DTE/DCE----接口連接器和插針分配"。
ISO4092：稱為"數(shù)據(jù)通信----37芯DTE/DEC----接口連接器和插針分配"。與EIARS-449兼容。
CCITT V.24：稱為"數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備之間的接口電路定義表"。其功能與EIARS-232-C及RS-449兼容于100序列線上. 數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路可以粗略地理解為數(shù)據(jù)通道。物理層要為終端設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸媒體及其連接。媒體是長期的，連接是有生存期的。在連接生存期內(nèi)，收發(fā)兩端可以進行不等的一次或多次數(shù)據(jù)通信。每次通信都要經(jīng)過建立通信聯(lián)絡(luò)和拆除通信聯(lián)絡(luò)兩過程。這種建立起來的數(shù)據(jù)收發(fā)關(guān)系就叫作數(shù)據(jù)鏈路。而在物理媒體上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)難免受到各種不可靠因素的影響而產(chǎn)生差錯，為了彌補物理層上的不足，為上層提供無差錯的數(shù)據(jù)傳輸，就要能對數(shù)據(jù)進行檢錯和糾錯。數(shù)據(jù)鏈路的建立、拆除，對數(shù)據(jù)的檢錯、糾錯是數(shù)據(jù)鏈路層的基本任務(wù)。
鏈路層的主要功能
鏈路層是為網(wǎng)絡(luò)層提供數(shù)據(jù)傳送服務(wù)的,這種服務(wù)要依靠本層具備的功能來實現(xiàn)。鏈路層應(yīng)具備如下功能：
鏈路連接的建立，拆除，分離。
幀定界和幀同步。鏈路層的數(shù)據(jù)傳輸單元是幀。協(xié)議不同。幀的長短和界面也有差別，但無論如何必須對幀進行定界。
順序控制。指對幀的收發(fā)順序的控制。
差錯檢測和恢復(fù)。還有鏈路標識,流量控制等等.差錯檢測多用方陣碼校驗和循環(huán)碼校驗來檢測信道上數(shù)據(jù)的誤碼,而幀丟失等用序號檢測.各種錯誤的恢復(fù)則常靠反饋重發(fā)技術(shù)來完成。 數(shù)據(jù)鏈路層的主要協(xié)議
數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是為發(fā)對等實體間保持一致而制定的,也為了順利完成對網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)。主要協(xié)議如下：
ISO1745--1975："數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的基本型控制規(guī)程"。這是一種面向字符的標準，利用10個控制字符完成鏈路的建立，拆除及數(shù)據(jù)交換。對幀的收發(fā)情況及差錯恢復(fù)也是靠這些字符來完成。
ISO1155, ISO1177, ISO2626, ISO2629等標準的配合使用可形成多種鏈路控制和數(shù)據(jù)傳輸方式。
ISO3309--1984：稱為"HDLC 幀結(jié)構(gòu)"。
ISO4335--1984：稱為"HDLC 規(guī)程要素"。
ISO7809--1984：稱為"HDLC 規(guī)程類型匯編"。這3個標準都是為面向比特的數(shù)據(jù)傳輸控制而制定的.有人習(xí)慣上把這3個標準組合稱為高級鏈路控制規(guī)程。
ISO7776：稱為"DTE數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)程"。與CCITT X.25LAB"平衡型鏈路訪問規(guī)程"相兼容。
鏈路層產(chǎn)品
獨立的鏈路產(chǎn)品中最常見的當(dāng)屬網(wǎng)卡，網(wǎng)橋也是鏈路產(chǎn)品。MODEM的某些功能有人認為屬于鏈路層，對些還有爭議。數(shù)據(jù)鏈路層將本質(zhì)上不可靠的傳輸媒體變成可靠的傳輸通路提供給網(wǎng)絡(luò)層。在IEEE802.3情況下，數(shù)據(jù)鏈路層分成了兩個子層，一個是邏輯鏈路控制，另一個是媒體訪問控制。下圖所示為IEEE802.3LAN體系結(jié)構(gòu)。
AUI=連接單元接口 PMA=物理媒體連接
MAU=媒體連接單元 PLS=物理信令
MDI=媒體相關(guān)接 圖:
網(wǎng)絡(luò)層 網(wǎng)絡(luò)層的產(chǎn)生也是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的結(jié)果.在聯(lián)機系統(tǒng)和線路交換的環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)層的功能沒有太大意義.當(dāng)數(shù)據(jù)終端增多時。它們之間有中繼設(shè)備相連。此時會出現(xiàn)一臺終端要求不只是與唯一的一臺而是能和多臺終端通信的情況，這就是產(chǎn)生了把任意兩臺數(shù)據(jù)終端設(shè)備的數(shù)據(jù)鏈接起來的問題，也就是路由或者叫尋徑。另外，當(dāng)一條物理信道建立之后，被一對用戶使用，往往有許多空閑時間被浪費掉。人們自然會希望讓多對用戶共用一條鏈路，為解決這一問題就出現(xiàn)了邏輯信道技術(shù)和虛擬電路技術(shù)。
網(wǎng)絡(luò)層主要功能
網(wǎng)絡(luò)層為建立網(wǎng)絡(luò)連接和為上層提供服務(wù),應(yīng)具備以下主要功能：
路由選擇和中繼
激活,終止網(wǎng)絡(luò)連接
在一條數(shù)據(jù)鏈路上復(fù)用多條網(wǎng)絡(luò)連接，多采取分時復(fù)用技術(shù)
差錯檢測與恢復(fù)
排序,流量控制
服務(wù)選擇
網(wǎng)絡(luò)管理
網(wǎng)絡(luò)層標準簡介
網(wǎng)絡(luò)層的一些主要標準如下：
ISO.DIS8208：稱為"DTE用的X.25分組級協(xié)議"
ISO.DIS8348：稱為"CO 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)定義"(面向連接)
ISO.DIS8349：稱為"CL 網(wǎng)絡(luò)服務(wù)定義"(面向無連接)
ISO.DIS8473：稱為"CL 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議"
ISO.DIS8348：稱為"網(wǎng)絡(luò)層尋址"
除上述標準外,還有許多標準。這些標準都只是解決網(wǎng)絡(luò)層的部分功能，所以往往需要在網(wǎng)絡(luò)層中同時使用幾個標準才能完成整個網(wǎng)絡(luò)層的功能。由于面對的網(wǎng)絡(luò)不同，網(wǎng)絡(luò)層將會采用不同的標準組合。
。
在具有開放特性的網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)終端設(shè)備，都要配置網(wǎng)絡(luò)層的功能。現(xiàn)在市場上銷售的網(wǎng)絡(luò)硬設(shè)備主要有網(wǎng)關(guān)和路由器。 傳輸層 傳輸層是兩臺計算機經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)通信時，第一個端到端的層次，具有緩沖作用。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)質(zhì)量不能滿足要求時，它將服務(wù)加以提高，以滿足高層的要求；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)質(zhì)量較好時，它只用很少的工作。傳輸層還可進行復(fù)用，即在一個網(wǎng)絡(luò)連接上創(chuàng)建多個邏輯連接。 傳輸層也稱為運輸層。傳輸層只存在于端開放系統(tǒng)中，是介于低3層通信子網(wǎng)系統(tǒng)和高3層之間的一層，但是很重要的一層。因為它是源端到目的端對數(shù)據(jù)傳送進行控制從低到高的最后一層。
有一個既存事實，即世界上各種通信子網(wǎng)在性能上存在著很大差異。例如電話交換網(wǎng)，分組交換網(wǎng)，公用數(shù)據(jù)交換網(wǎng)，局域網(wǎng)等通信子網(wǎng)都可互連，但它們提供的吞吐量，傳輸速率,數(shù)據(jù)延遲通信費用各不相同。對于會話層來說，卻要求有一性能恒定的界面。傳輸層就承擔(dān)了這一功能。它采用分流/合流，復(fù)用/介復(fù)用技術(shù)來調(diào)節(jié)上述通信子網(wǎng)的差異,使會話層感受不到。
此外傳輸層還要具備差錯恢復(fù)，流量控制等功能，以此對會話層屏蔽通信子網(wǎng)在這些方面的細節(jié)與差異.傳輸層面對的數(shù)據(jù)對象已不是網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址，而是和會話層的界面端口。上述功能的最終目的是為會話提供可靠的，無誤的數(shù)據(jù)傳輸。傳輸層的服務(wù)一般要經(jīng)歷傳輸連接建立階段，,數(shù)據(jù)傳送階段，傳輸連接釋放階段3個階段才算完成一個完整的服務(wù)過程。而在數(shù)據(jù)傳送階段又分為一般數(shù)據(jù)傳送和加速數(shù)據(jù)傳送兩種。傳輸層服務(wù)分成5種類型。基本可以滿足對傳送質(zhì)量，傳送速度，傳送費用的各種不同需要。傳輸層的協(xié)議標準有以下幾種：
ISO8072:稱為"面向連接的傳輸服務(wù)定義"
ISO8072:稱為"面向連接的傳輸協(xié)議規(guī)范"
會話層 會話層提供的服務(wù)可使應(yīng)用建立和維持會話，并能使會話獲得同步。會話層使用校驗點可使通信會話在通信失效時從校驗點繼續(xù)恢復(fù)通信。這種能力對于傳送大的文件極為重要。會話層,表示層,應(yīng)用層構(gòu)成開放系統(tǒng)的高3層，面對應(yīng)用進程提供分布處理，對話管理,信息表示,恢復(fù)最后的差錯等. 會話層同樣要擔(dān)負應(yīng)用進程服務(wù)要求，而運輸層不能完成的那部分工作,給運輸層功能差距以彌補.主要的功能是對話管理，數(shù)據(jù)流同步和重新同步。要完成這些功能,需要由大量的服務(wù)單元功能組合,已經(jīng)制定的功能單元已有幾十種，現(xiàn)將會話層主要功能介紹如下。
為會話實體間建立連接。為給兩個對等會話服務(wù)用戶建立一個會話連接，應(yīng)該做如下幾項工作：
將會話地址映射為運輸?shù)刂?/span>
選擇需要的運輸服務(wù)質(zhì)量參數(shù)(QOS)
對會話參數(shù)進行協(xié)商
識別各個會話連接
傳送有限的透明用戶數(shù)據(jù)
數(shù)據(jù)傳輸階段
這個階段是在兩個會話用戶之間實現(xiàn)有組織的，同步的數(shù)據(jù)傳輸。用戶數(shù)據(jù)單元為SSDU，而協(xié)議數(shù)據(jù)單元為SPDU。會話用戶之間的數(shù)據(jù)傳送過程是將SSDU轉(zhuǎn)變成SPDU進行的。
連接釋放
連接釋放是通過"有序釋放"、"廢棄"、"有限量透明用戶數(shù)據(jù)傳送"等功能單元來釋放會話連接的。會話層標準為了使會話連接建立階段能進行功能協(xié)商，也為了便于其它國際標準參考和引用，定義了12種功能單元.各個系統(tǒng)可根據(jù)自身情況和需要，以核心功能服務(wù)單元為基礎(chǔ)，選配其他功能單元組成合理的會話服務(wù)子集。會話層的主要標準有"DIS8236:會話服務(wù)定義"和"DIS8237:會話協(xié)議規(guī)范"。
表示層 表示層的作用之一是為異種機通信提供一種公共語言，以便能進行互操作。這種類型的服務(wù)之所以需要，是因為不同的計算機體系結(jié)構(gòu)使用的數(shù)據(jù)表示法不同。例如，IBM主機使用EBCDIC編碼，而大部分PC機使用的是ASCII碼。在這種情況下，便需要會話層來完成這種轉(zhuǎn)換。 通過前面的介紹,我們可以看出,會話層以下5層完成了端到端的數(shù)據(jù)傳送，并且是可靠,無差錯的傳送。但是數(shù)據(jù)傳送只是手段而不是目的，最終是要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的使用。由于各種系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的定義并不完全相同，最易明白的例子是鍵盤，其上的某些鍵的含義在許多系統(tǒng)中都有差異。這自然給利用其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)造成了障礙。表示層和應(yīng)用層就擔(dān)負了消除這種障礙的任務(wù)。
對于用戶數(shù)據(jù)來說，可以從兩個側(cè)面來分析，一個是數(shù)據(jù)含義被稱為語義，另一個是數(shù)據(jù)的表示形式，稱做語法。像文字、圖形、聲音、文種、壓縮、加密等都屬于語法范疇。表示層設(shè)計了3類15種功能單位，其中上下文管理功能單位就是溝通用戶間的數(shù)據(jù)編碼規(guī)則，,以便雙方有一致的數(shù)據(jù)形式，能夠互相認識。ISO表示層為服務(wù)、協(xié)議、文本通信符制定了DP8822、DP8823、DIS6937/2等一系列標準。 應(yīng)用層 應(yīng)用層向應(yīng)用程序提供服務(wù)，這些服務(wù)按其向應(yīng)用程序提供的特性分成組，并稱為服務(wù)元素。有些可為多種應(yīng)用程序共同使用，有些則為較少的一類應(yīng)用程序使用。應(yīng)用層是開放系統(tǒng)的最高層，是直接為應(yīng)用進程提供服務(wù)的。其作用是在實現(xiàn)多個系統(tǒng)應(yīng)用進程相互通信的同時,完成一系列業(yè)務(wù)處理所需的服務(wù).其服務(wù)元素分為兩類:公共應(yīng)用服務(wù)元素CASE和特定應(yīng)用服務(wù)元素SASE.CASE提供最基本的服務(wù)，它成為應(yīng)用層中任何用戶和任何服務(wù)元素的用戶，主要為應(yīng)用進程通信,分布系統(tǒng)實現(xiàn)提供基本的控制機制。特定服務(wù)SASE則要滿足一些特定服務(wù)，如文卷傳送、訪問管理、作業(yè)傳送、銀行事務(wù)、訂單輸入等。
這些將涉及到虛擬終端、作業(yè)傳送與操作、文卷傳送及訪問管理、遠程數(shù)據(jù)庫訪問、圖形核心系統(tǒng)、開放系統(tǒng)互連管理等等。應(yīng)用層的標準有DP8649"公共應(yīng)用服務(wù)元素"、DP8650"公共應(yīng)用服務(wù)元素用協(xié)議"、文件傳送、訪問和管理服務(wù)及協(xié)議。
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