網(wǎng)絡(luò)七層協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)七層協(xié)議通信系統(tǒng)互連參考模型01各層功能主要組成分層優(yōu)點發(fā)展目錄03020405詳細介紹好處總結(jié)目錄0706基本信息OSI是一個開放性的通信系統(tǒng)互連參考模型，它是一個定義得非常好的協(xié)議規(guī)范。OSI模型有7層結(jié)構(gòu)，每層都可以有幾個子層。OSI的7層從上到下分別是7應(yīng)用層6表示層5會話層4傳輸層3絡(luò)層2數(shù)據(jù)鏈路層1物理層；其中高層（即7、6、5、4層）定義了應(yīng)用程序的功能，下面3層（即3、2、1層）主要面向通過絡(luò)的端到端，點到點的數(shù)據(jù)流。各層功能應(yīng)用層表示層會話層傳輸層各層功能絡(luò)層物理層數(shù)據(jù)鏈路層各層功能應(yīng)用層與其它計算機進行通訊的一個應(yīng)用，它是對應(yīng)應(yīng)用程序的通信服務(wù)的。例如，一個沒有通信功能的自處理程序就不能執(zhí)行通信的代碼，從事字處理工作的程序員也不關(guān)心OSI的第7層。但是，如果添加了一個傳輸文件的選項，那么字處理器的程序就需要實現(xiàn)OSI的第7層。示例：TELNET，HTTP，F(xiàn)TP，NFS，SMTP等。表示層這一層的主要功能是定義數(shù)據(jù)格式及加密。例如，F(xiàn)TP允許你選擇以二進制或ASCII格式傳輸。如果選擇二進制，那么發(fā)送方和接收方不改變文件的內(nèi)容。如果選擇ASCII格式，發(fā)送方將把文本從發(fā)送方的字符集轉(zhuǎn)換成標準的ASCII后發(fā)送數(shù)據(jù)。在接收方將標準的ASCII轉(zhuǎn)換成接收方計算機的字符集。示例：加密，ASCII等。會話層它定義了如何開始、控制和結(jié)束一個會話，包括對多個雙向消息的控制和管理，以便在只完成連續(xù)消息的一部分時可以通知應(yīng)用，從而使表示層看到的數(shù)據(jù)是連續(xù)的，在某些情況下，如果表示層收到了所有的數(shù)據(jù)，則用數(shù)據(jù)代表表示層。示例：RPC，SQL等。傳輸層這層的功能包括是選擇差錯恢復協(xié)議還是無差錯恢復協(xié)議，及在同一主機上對不同應(yīng)用的數(shù)據(jù)流的輸入進行復用，還包括對收到的順序不對的數(shù)據(jù)包的重新排序功能。示例：TCP，UDP，SPX。絡(luò)層這層對端到端的包傳輸進行定義，它定義了能夠標識所有結(jié)點的邏輯，還定義了路由實現(xiàn)的方式和學習的方式。為了適應(yīng)最大傳輸單元長度小于包長度的傳輸介質(zhì)，絡(luò)層還定義了如何將一個包分解成更小的包的分段方法。示例：IP，IPX等。數(shù)據(jù)鏈路層它定義了在單個鏈路上如何傳輸數(shù)據(jù)。這些協(xié)議與被討論的各種介質(zhì)有關(guān)。示例：ATM，F(xiàn)DDI等。物理層OSI的物理層規(guī)范是有關(guān)傳輸介質(zhì)的特性，這些規(guī)范通常也參考了其他組織制定的標準。連接頭、幀、幀的使用、電流、編碼及光調(diào)制等都屬于各種物理層規(guī)范中的內(nèi)容。物理層常用多個規(guī)范完成對所有細節(jié)的定義。示例：Rj45，802.3等。分層優(yōu)點分層優(yōu)點（1）人們可以很容易的討論和學習協(xié)議的規(guī)范細節(jié)。（2）層間的標準接口方便了工程模塊化。（3）創(chuàng)建了一個更好的互連環(huán)境。（4）降低了復雜度，使程序更容易修改，產(chǎn)品開發(fā)的速度更快。（5）每層利用緊鄰的下層服務(wù)，更容易記住各層的功能。大多數(shù)的計算機絡(luò)都采用層次式結(jié)構(gòu)，即將一個計算機絡(luò)分為若干層次，處在高層次的系統(tǒng)僅是利用較低層次的系統(tǒng)提供的接口和功能，不需了解低層實現(xiàn)該功能所采用的算法和協(xié)議；較低層次也僅是使用從高層系統(tǒng)傳送來的參數(shù)，這就是層次間的無關(guān)性。因為有了這種無關(guān)性，層次間的每個模塊可以用一個新的模塊取代，只要新的模塊與舊的模塊具有相同的功能和接口，即使它們使用的算法和協(xié)議都不一樣。絡(luò)中的計算機與終端間要想正確的傳送信息和數(shù)據(jù)，必須在數(shù)據(jù)傳輸?shù)捻樞?、?shù)據(jù)的格式及內(nèi)容等方面有一個約定或規(guī)則，這種約定或規(guī)則稱做協(xié)議。主要組成語義時序語法主要組成語義是對協(xié)議元素的含義進行解釋，不同類型的協(xié)議元素所規(guī)定的語義是不同的。例如需要發(fā)出何種控制信息、完成何種動作及得到的響應(yīng)等。語法將若干個協(xié)議元素和數(shù)據(jù)組合在一起用來表達一個完整的內(nèi)容所應(yīng)遵循的格式，也就是對信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)做一種規(guī)定。例如用戶數(shù)據(jù)與控制信息的結(jié)構(gòu)與格式等。時序?qū)κ录崿F(xiàn)順序的詳細說明。例如在雙方進行通信時，發(fā)送點發(fā)出一個數(shù)據(jù)報文，如果目標點正確收到，則回答源點接收正確；若接收到錯誤的信息，則要求源點重發(fā)一次。發(fā)展發(fā)展70年代以來，國外一些主要計算機生產(chǎn)廠家先后推出了各自的絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，但它們都屬于專用的。為使不同計算機廠家的計算機能夠互相通信，以便在更大的范圍內(nèi)建立計算機絡(luò)，有必要建立一個國際范圍的絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標準。國際標準化組織ISO于1981年正式推薦了一個絡(luò)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)----七層參考模型，叫做開放系統(tǒng)互連模型(OpenSystemInterconnection，OSI)。由于這個標準模型的建立,使得各種計算機絡(luò)向它靠攏，大大推動了絡(luò)通信的發(fā)展。OSI參考模型將整個絡(luò)通信的功能劃分為七個層次。它們由低到高分別是物理層(PH)、數(shù)據(jù)鏈路層(DL)、絡(luò)層(N)、傳輸層(T)、會話層(S)、表示層(P)、應(yīng)用層(A)。每層完成一定的功能，每層都直接為其上層提供服務(wù)，并且所有層次都互相支持。第四層到第七層主要負責互操作性，而一層到三層則用于創(chuàng)造兩個絡(luò)設(shè)備間的物理連接。詳細介紹物理層數(shù)據(jù)鏈路層絡(luò)層傳輸層詳細介紹會話層應(yīng)用層表示層詳細介紹物理層物理層是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。1.1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即數(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?；ミB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。1.2物理層的主要功能1.2.1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。1.2.2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。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)。2.1鏈路層的主要功能鏈路層是為絡(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:2.1.1鏈路連接的建立，拆除，分離。2.1.2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。2.1.3順序控制,指對幀的收發(fā)順序的控制。2.1.4差錯檢測和恢復。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.各種錯誤的恢復則?？糠答佒匕l(fā)技術(shù)來完成。絡(luò)層絡(luò)層的產(chǎn)生也是絡(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，絡(luò)層的功能沒有太大意義.當數(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)。3.1絡(luò)層主要功能絡(luò)層為建立絡(luò)連接和為上層提供服務(wù),應(yīng)具備以下主要功能：3.1.1路由選擇和中繼.3.1.2激活,終止絡(luò)連接.3.1.3在一條數(shù)據(jù)鏈路上復用多條絡(luò)連接,多采取分時復用技術(shù).3.1.4差錯檢測與恢復.3.1.5排序,流量控制.傳輸層傳輸層是兩臺計算機經(jīng)過絡(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。傳輸層還可進行復用，即在一個絡(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在性能上存在著很大差異.例如交換,分組交換,公用數(shù)據(jù)交換，局域等通信子都可互連,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.傳輸層就承擔了這一功能.它采用分流/合流，復用/解復用技術(shù)來調(diào)節(jié)上述通信子的差異,使會話層感受不到.此外傳輸層還要具備差錯恢復，流量控制等功能,以此對會話層屏蔽通信子在這些方面的細節(jié)與差異.傳輸層面對的數(shù)據(jù)對象已不是絡(luò)和主機,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.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,恢復最后的差錯等.會話層同樣要擔負應(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.5.1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：5.1.1將會話映射為運輸5.1.2選擇需要的運輸服務(wù)質(zhì)量參數(shù)(QOS)5.1.3對會話參數(shù)進行協(xié)商5.1.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，便需要表示層來完成這種轉(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.總結(jié)總結(jié)OSI七層模型是一個理論模型，實際應(yīng)用則千變?nèi)f化，因此更多把它作為分析、評判各種絡(luò)技術(shù)的依據(jù)；對