第二讲OSI参考模型.doc

第2讲 计算机网络体系构造一、开放系统互连参照模型（OSI/RM）1. 基本概述为了实现不同厂家生产的计算机系统之间以及不同网络之间的数据通信，就必须遵循相似的网络体系构造模型，否则异种计算机就无法连接成网络，这种共同遵循的网络体系构造模型就是国际原则——开放系统互连参照模型，即OSI/RMISO发布的最出名的ISO原则是ISO/IEC 7498，又称为X.200建议，将OSI/RM根据网络的整个功能划提成7个层次，以实现开放系统环境中的互连性（interconnection）、互操作性(interoperation)和应用的可移植性(portability)2. 分层原则ISO将整个通信功能划分为7个层次，分层原则如下：l 网络中各结点均有相似的层次l 不同结点的同等层具有相似的功能l 同一结点内相邻层之间通过接口通信l 每一层使用下层提供的服务，并向其上层提供服务l 不同结点的同等层按照合同实现对等层之间的通信第七层应用层第六层表达层第五层会话层第四层传播层第三层网络层第二层数据链路层第一层物理层3. OSI/RM参照模型低三层可看作是传播控制层，负责有关通信子网的工作，解决网络中的通信问题；高三层为应用控制层，负责有关资源子网的工作，解决应用进程的通信问题；传播层为通信子网和资源子网的接口，起到连接传播和应用的作用。

ISO/RM的最高层为应用层，面向顾客提供应用的服务；最低层为物理层，连接通信媒体实现数据传播层与层之间的联系是通过各层之间的接口来进行的，上层通过接口向下层提供服务祈求，而下层通过接口向上层提供服务系统A系统B两个计算机通过网络进行通信时，除了物理层之外(阐明了只有物理层才有直接连接)，其他各对等层之间均不存在直接的通信关系，而是通过各对等层的合同来进行通信，如两个对等的网络层使用网络层合同通信只有两个物理层之间才通过媒体进行真正的数据通信当通信实体通过一种通信子网进行通信时，必然会通过某些中间节点，通信子网中的节点只波及到低三层的构造系统A系统B中间节点4. OSI/RM中系统间的通信信息流动过程在OSI/RM中系统间的通信信息流动过程如下：发送端的各层从上到下逐渐加上各层的控制信息构成的比特流传递到物理信道，然后再传播到接受端的物理层，通过从下到上逐级去掉相应层的控制住信息得到的数据流最后传送到应用层的进程由于通信信道的双向性，因此数据的流向也是双向的l 比特流的构成：数据DATAà应用层(DATA+报文头AH,用L7表达)à表达层(L7+控制信息PH)à会话层(L6+控制信息SH)à传播层(L5+控制信息TH)à网络层(L4+控制信息NH)à数据链路层(差错检测控制信息DT+L3+控制信息DH)à物理层(比特流)二、OSI/RM各层概述1. 物理层(Physical Layer)直接与物理信道直接相连，起到数据链路层和传播媒体之间的逻辑接口作用。

功能：提供建立、维护和释放物理连接的措施，实目前物理信道上进行比特流的传播传送的基本单位：比特（bit）物理层的内容：1）通信接口与传播媒体的物理特性物理层合同重要规定了计算机或终端DTE与通信设备DCE之间的接口原则，涉及接口的机械特性、电气特性、功能特性、规程特性2）物理层的数据互换单元为二进制比特：对数据链路层的数据进行调制或编码，成为传播信号（模拟、数字或光信号）3）比特的同步：时钟的同步，如异步/同步传播4）线路的连接：点—点（专用链路）、多点（共享一条链路）5）物理拓扑构造：星型、环型、网状6）传播方式：单工、半双工、全双工典型的物理层合同有RS－232系列、RS449、V.24、V.28、X.20、X.212. 数据链路层(Data Link Layer)通过物理层提供的比特流服务，在相邻节点之间建立链路，对传播中也许浮现的差错进行检错和纠错，向网络层提供无差错的透明传播重要负责数据链路的建立、维持和拆除，并在两个相邻机电队线路上，将网络层送下来的信息（包）构成帧传送，每一帧涉及一定数量的数据和某些必要的控制信息为了保证数据帧的可靠传播应具有差错控制功能功能：是在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传播传送的基本单位：帧（Frame）数据链路层内容：1）成帧：是因要将网络层的数据分为管理和控制的数据单元2）物理地址寻址：标记发送和接受数据帧的节点位置，因此常在数据头部加上控制信息DH（源、目的节点的地址），尾部加上差错控制信息DT3）流量控制：即对发送数据帧的速率进行控制，保证传播对的。

4）差错控制：在数据帧的尾部所加上的尾部控制信息DT5）接入控制：当多种节点共享通信链路时，拟定在某一时间内由哪个节点发送数据常用的数据链路层合同有两类：一是面向字符型传播控制规程BSC；一是面向比特的传播控制规程HDLCn 流量控制技术(1)停-等流量控制：发送节点在发送一帧数据后必须等待对方回送确认应答信息到来后再发下一帧接受节点检查帧的校验序列，无错则发确认帧，否则发送否认帧，规定重发存在问题：双方无休止等待（数据帧或确认帧丢失），解决措施发送后使用超时定期器；重帧现象（收到同样的两帧），解决措施是对帧进行编号合用：半双工通信(2)滑动窗口流量控制：是指对于任意时刻，都容许发送端/接受端一次发送/接受多种帧，帧的序号个数称为发送/接受窗口大小合用：全双工工作原理：以帧控制段长为8位，则发送帧序号用3bit表达，发送窗口大小为WT=5，接受窗口大小为WR=2为例来阐明发送窗口0123412345重发13456756701接受窗口01(0对1错)12(1等2对)12(对的)34(对的)……滑动窗口的大小与合同的关系：l WT >1，WR=1，合同为退回N步的ARQ(自动反馈祈求)l WT >1，WR>1，合同为选择重传的ARQl WT =1，WR=1，合同为停-等式的ARQ3. 网络层（Network Layer）又称为通信子网层，是计算机网络中的通信子网的最高层（由于通信子网不存在路由选择问题），在数据链路层提供服务的基本上向资源子网提供服务。

网络层将从高层传送下来的数据打包，再进行必要的路由选择、差错控制、流量控制及顺序检测等解决，使发送站传播层所传下来的数据可以对的无误地按照地址传送到目的站，并交付给目的站传播层功能：实现分别位于不同网络的源节点与目的节点之间的数据包传播（数据链路层只是负责同一种网络中的相邻两节点之间链路管理及帧的传播），即完毕对通信子网正常运营的控制核心技术：路由选择传送信息的基本单位：包（Packer）网络层采用的合同是X.25分组级合同网络层的服务：l 面向连接服务：指数据传播过程为连接的建立、数传的维持与拆除连接三个阶段如电路互换l 面向无连接服务：指传播数据前后没有连接的建立、拆除，分组根据目的地址选择路由如存储转发网络层的内容：l 逻辑地址寻址：是指从一种网络传播到另一种网络的源节点和目的节点的逻辑地址NH（数据链路层中的物理地址是指在同一网络中）l 路由功能：路由选择是指根据一定的原则和算法在传播通路中选出一条通向目的节点的最佳路由有非适应型（有随机式、扩散式、固定式路选法）和自适应型（有孤立的、分布的、集中的路选法）两种选择算法l 流量控制：l 拥塞控制：是指在通信子网中由于浮现过量的数据包而引起网络性能下降的现象。

4. 传播层(Transport Layer)是计算机网络中的资源子网和通信子网的接口和桥梁，完毕资源子网中两节点间的直接逻辑通信传播层下面的三层属于通信子网，完毕有关的通信解决，向传播层提供网络服务；传播层上面的三层完毕面向数据解决的功能，为顾客提供与网络之间的接口由此可见，传播层在OSI/RM中起到承上启下的作用，是整个网络体系构造的核心功能：实现通信子网端到端的可靠传播（保证通信的质量）信息传送的基本单位：报文传播层采用的合同是ISO8072/35. 会话层(Session Layer)又称为会面层，是运用传播层提供的端到端的服务向表达层或会话层顾客提供会话服务功能：提供一种面向顾客的连接服务，并为会话活动提供有效的组织和同步所必须的手段，为数据传送提供控制和管理信息传送的基本单位：报文会话层采用的合同是ISO8326/76. 表达层（Presentation Layer）表达层解决的是OSI系统之间顾客信息的表达问题，通过抽象的措施来定义一种数据类型或数据构造，并通过使用这种抽象的数据构造在各端系统之间实现数据类型和编码的转换功能：数据编码、数据压缩、数据加密等工作信息传送的基本单位：报文表达层采用的合同是ISO8822/3/4/57. 应用层（Application Layer）应用层是计算机网络与最后顾客间的接口，是运用网络资源唯历来应用程序直接提供服务的层。

功能：涉及系统管理员管理网络服务所波及的所有问题和基本功能信息传送的基本单位：顾客数据报文应用层采用的合同有：用于文献传送、存取和管理FTAM的ISO8571/1～4；用于虚终端VP的ISO9040/1；用于作业传送与操作合同JTM的ISO8831/2；用于公共应用服务元素CASE的ISO8649/50三、Internet的体系构造Internet是由无数不同类型的服务器、顾客终端以及路由器、网关、通信线路等连接构成，不同网络之间、不同类型设备之间要完毕信息的互换、资源的共享需要有功能强大的网络软件的支持，TCP/IP就是可以完毕互联网这些功能的合同集1. TCP/IP的概述TCP/IP即传播控制合同/网际合同，源于美国ARPANET网，其重要目的是提供与底层硬件无关的网络之间的互连，涉及多种物理网络技术TCP/IP并不是单纯的两个合同而是一组通信合同的聚合，所涉及的每个合同都具有特定的功能，完毕相应的OSI层的任务TCP/IP合同特点：l 开放的合同原则（与硬件、OS无关）l 独立于特定的网络硬件（运营于LAN、WAN，特别是互联网中）l 统一网络编址（网络地址的唯一性）l 原则化高层合同可提供多种服务表达层传播层网络层数据链路层物理层会话层应用层传播层网际层网络接口层应用层2. TCP/IP的层次构造TCP/IP采用四层构造如图所示，由于设计时并未考虑到要与具体的传播媒体有关，因此没有对数据链路层和物理层做出规定。

事实上，TCP/IP的这种层次构造遵循着对等实体通信原则，每一层实现特定功能TCP/IP合同的工作过程，可以通过“自上而下，自下而上”形象地描述，数据信息的传递在发送方是按照应用层——传播层——网际层——网络接口层顺序，在接受方则相反，按低层为高层服务的原则应用程序接口层与OSI模型中的高三层任务相似，用于提供网络服务；传播层又称为主机至主机层，与OSI传播层类似，负责主机到主机之间的端到端通信，使用传播控制合同TCP合同和顾客数据包合同UDP合同；网际层也称互联层、网间网层，重要功能是解决来自传播层的分组，将分组形成数据包（IP数据包），并为该数据包进行途径选择，最后将数据包从源主机发送到目的主机常用的合同是网际合同IP合同网络接口层相应着OSI的物理层和数据链路层，负责通过网络发送和接受IP数据报3. TCP/IP合同集1. 网际层合同1) 网际合同IPIP合同是一种面向无连接的合同，在对数据传播解决上，只提供“。