（三）OSI參考模型

　　1.OSI的7層模型

　　1977年，國際標準化組織ISO提供了一種不基于特定機型、操作系統或公司的網絡體系結構，即開放系統互連參考模型OSI（Open System Interconnection）。OSI定義了異種機連網的標準框架，為連接分散的“開放”系統提供了基礎。OSI參考模型采用分層結構化技術，將整個網絡的通信功能分為7層，由低層至高層分別是:物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。OSI給出的僅是一個概念上和功能上的標準框架，是將異構系統互連的標準分層結構。它定義的僅是一種抽象結構，而并非是具體實現的描述，模型本身不是一組有形的可操作的協議集合，既不包括任何具體的協議定義，也不包括強制的實現一致性。網絡體系結構與實現無關。

　　2.OSI模型各層的基本功能

　�。�1）物理層 提供為建立、維護和拆除物理鏈路所需的機械的、電氣的、功能的和規程的特性;提供有關在傳輸介質上傳輸非結構的位流及物理鏈路故障檢測指示。

　　（2）數據鏈路層 為網絡層實體提供點到點無差錯幀傳輸功能，并進行流控制。

　　（3）網絡層 為傳輸層實體提供端到端的交換網絡數據傳送功能，并進行路由選擇和擁擠控制等。

　�。�4）傳輸層 為會話層實體提供透明的、可靠的數據傳輸服務，保證端到端的數據完整性;選擇網絡層能提供的最適宜的服務;提供建立、維護和拆除傳輸連接功能。

　�。�5）會話層 為彼此合作的表示層實體提供建立、維護和結束會話連接的功能，提供會話管理服務。

　�。�6）表示層 為應用層進程提供能解釋所交換信息含義的一組服務，如代碼轉換、格式轉換、文本壓縮、文本加密與解密等。

　　（7）應用層 為OSI應用進程提供服務，如文件傳送、電子郵件、EDI等。

　　3.信息的流動過程

　　從用戶來看，通信是在用戶A和用戶B之間進行的，雙方遵守應用層協議，通信為水平方向。但實際上，信息并不是從A站應用層直接傳送至B站的應用層。而是每一層都把數據和控制信息傳給它的下一層，直到最低層。物理層下面是傳輸介質，在物理介質上傳送的是實際電信號。信息傳到B站后，信息流動則像A站的逆過程。對收發雙方的同等層，從概念上說，它們之間的通信是水平方向的，每一方都好象有一個“發送到對方去”和“從另一方接收”的過程，而實際上，這個數據傳送過程是垂直方向的，而不是直接在水平方向上同另一方通信。

　　4.物理層基本特性

　　物理層提供為建立、維護和拆除物理鏈路所需的機械、電氣、功能和規程特性。機械特性規定了物理連接時接插件的規格尺寸、引腳數量和排列情況等。電氣特性規定了在物理連接上傳輸二進制位流時線路上信號電壓高低、阻抗匹配、傳輸速率和距離限制等。功能特性是指對各個信號線分配確切的信號含義，即定義DTE/DCE間各個線路的功能。規程特性定義了利用信號線進行二進制位流傳輸的一組操作規程，是指在物理連接的建立、維持、交換信息時，DTE/DCE雙方在各電路上的動作序列。

　　5.面向字符控制規程的基本特點

　　面向字符型控制規程的最基本特征是規定了10個控制字符用于傳輸控制，采用停止等待發送控制方式，以字符作為傳輸信息的基本單位。由于采用了控制字符，使得傳輸正文時產生了代碼相關問題。這樣用戶發送的數據就受到一些限制，即通常所謂的代碼透明性問題。為克服這一缺點，BSC定義了代碼透明型控制規程，用以解決代碼相關問題。

　　6.面向比特型控制規程

　　面和比特型控制規程，不論是信息報文或監控報文均以幀為單位進行傳輸，且具有通一的幀格式，具有良好的透明性。在鏈路上傳輸信息時采用連續發送方式，具有較高的傳輸效率。面向比特型的典型代表是HDLC控制規程，它具有統一的幀格式。該幀的標志序列F不允許在數據中出現，故HDLC使用了位填充技術（又稱“0比特插入、刪除技術”）。從而保證了HDLC控制規程具有良好的代碼透明性。

　　7.停止等待協議的基本特征

 　　停止等待協議是數據鏈路層中最基本最簡單的協議。其基本意義是:發送站的數據鏈路層從其高層獲得數據后，將其裝配成幀并發送一幀信息給接收站，然后處于等待狀態。當發送站收到對方回送的確認信息幀（ACK）后，再發下一幀。如果發送站等到的是來自對方的否定幀（NAK），則應重發剛剛發送的那一幀。為了避免由于發送幀丟失或接收站回答的應答幀丟失，而使發送站無限期等待，造成死鎖現象，發送站在發送幀時就設置定時器，若在超過限定時間內得不到應答，就重發剛剛發送過的幀。

　　8.窗口流量控制法

　　窗口流量控制方法的引入，主要是為了進行流量控制，既要處理好發送方的發送能力比接收能力大的問題。同時也是為了解決發送幀的順序編號問題。即對于連續發送的協議，希望能夠循環重復使用已收到確認那些幀編號。假設幀編號位數為n，發送窗口的最大尺寸為2 n-1 ，接收窗口的最大尺雨為2 n-1 。發送窗口與接收窗口的大小可以不同，但接收窗口的尺寸不能大于發送窗口。

　　9.虛電路服務和數據報服務

　　虛電路服務為面向連接服務，即兩站點之間的通信有3個過程:虛電路呼叫，數據傳送、虛電路拆除。虛呼叫即建立虛電路過程，發送方需給出有關的全稱地址。虛電路一經建立就要賦予虛電路號，幀按序傳送，每個幀不再稱地址而只標稱虛電路號。數據傳送完畢則拆除虛電路。數據報服務為無連接服務，它勿需事先建立鏈路連接，各報文分組需標明全稱地址且獨立選擇路由，其發送順序與到達順序無關。

　　10.路由選擇

　　路由選擇是廣域網、網際網和網絡互連中非常重要的問題。路由選擇的好壞在很大程度上決定了網絡的性能，如網絡吞吐量、平均延遲時間、資源有效利用率等。所謂路由選擇，就是根據一定的原則和算法在傳輸通路中選出一條通向目的結點的最佳路由。路由選擇算法很多，包括全路、多路和單路向外發送。在單路發送中，又包括固定式、自適應式和分布適應式算法。一般說來，愈是追求算法的最佳，其網絡開銷就越大。通常是依據具體情況有所側重，進行合理的折衷。

　　11.流量控制和擁塞控制

　　流量控制是指對一條通路上的通信量進行控制，主要解決一條通路上各接收結點接收能力不足的問題。流量控制不僅在數據鏈路層需要，在網絡層和數據傳輸層都需要，傳輸層負責解決源主機和目主機之間的流控問題。網絡層負責解決通決信結點機和目通信結點機之間的流控問題。而相鄰結點間的流控主要由數據鏈路層實現。流量控制的常用方法是采用滑動窗口協議，也有的采用預約緩沖區法和分組丟棄法。擁塞控制與流量控制的概念是有區別的，流量控制是基于平均值的控制，擁塞多是由于某處峰值流量過高而發生，它與通信子網內傳送的分組總量有關。常用的擁塞控制法有許可證法和分組丟棄法。擁塞制與流量控制的關系又是很密切的，若各條通路上的流控問題解決得好，網絡發生擁塞的概率就小。反之，網絡擁塞的概率就增大。

　　12.OSI模型傳輸層的分類

　　傳輸層位于OSI模型的高層和低層中間，起承上啟下的作用，是負責數據傳送的最高一層，也是整個7層模型中最重要和最復雜的一層，主要保證端到端的正確數據傳送。網絡層向傳輸層提供的服務有可靠與不可靠之分。如果通信子網功能很完善，那么傳輸層的任務就比較簡單。如果通信子網服務質量很差，那么傳輸層就必須填補用戶中所要求的服務質量和網絡層所能提供的服務質量之間的差異。根據通信子網提供給傳輸層的3種不同類型（A、B、C）服務質量。OSI模型將傳輸層協議分為5類:0、1、2、3、4。其中0類協議最簡單，4類協議最復雜。對4類協議，能檢測由于網絡的不可靠服務所引起的差錯，包括TPDU的丟失、錯序、重復和出錯等，同時具有多路復用功能。它面向C型網絡服務。

　　13.傳輸層協議流量控制的特點
　　傳輸層需要解決的是端到端流量控制問題，很多方面與數據鏈路層相似，都是基于滑動窗口協議。與數據鏈路層不同的是，在通信子網中各相鄰DCE之間有相對少的邊線而兩端的主機間可能有大量的連接，從而要求主機備有大量的緩沖區，這使得在傳輸層中采用數據鏈緩沖變得不現實。在傳輸層，一般是采用動態窗口管理和動態緩沖分配的策略。

　　14.會話層的管理與控制

　　會話層要管理會話雙方的對話活動，主要包括管理會話服務用戶之間連接的建立與釋放以及數據傳送和同步管理。用戶間的會話是由對話單位作為基本交換單位，每個對話單位都是單向和連續的，但不同的對話單位可以不是一個方向。為了在連續的數據流中分出對話單位，會話層設立了主同步點。一個主同步點表示一個對話單位的結束和下一個對話單位的開始。為了有利于在一個對話單位內組織數組交換，還設立了次同步點。會話控制方式，指用戶進程間的數據通信方式，共分為3種:單工、半雙工、全雙工。對交互式半雙工數據通信，會話層提供數據令牌（Token）控制常規數據傳送，持有數據令牌的會話服務用戶才可發送數據，另一方只能接收數據。當數據發完之后，就將數據令牌轉讓給對方，對方也可請求令牌。在會話層中共使用了4種不同的令牌:數據令牌、釋放令牌、次同步令牌、主同步令牌。

　　15.表示層

　　表示層所要處理的是通信雙方之間的數據表示問題。表示層的任務是把發送方具有的內部格式結構編碼為適合于傳輸的位流，然后在目的端將其解碼為所需的表示。從所傳送數據屬性看，它具有語義和語法兩方面的問題。對OSI表示，有關語義的處理由應用層負責。語法是數據表示形式的有關方面，有關語法的處理由表示層負責，例如文字、圖形、聲音的表示，數據格式轉換、數據壓縮、數據加密等。目前，應用層也要負責部分語法表示問題。

　　16.抽象語法表示法1（ASN.1）

　　到目前為止，還沒有一種足夠嚴格可供使用的表示方法，使得應用層只需精確說明所要傳送數據的語義，而將確定傳送語法的所有工作都交給表示層去做。現在應用層在精確說明所要傳送數據的語義時，還必須部分地確定這些數據的表示方法，即抽象語法（Abstract Syntax）。OSI給出的第一種抽象語法表示方法是ISO/DIS8824ANS.1（Abstract Syntax Notation One），它的主要任務是:定義各種復雜的類型和精確說明這些類型的值，因為類型（type）與值（value）是任何數據所具有的重要屬性。抽象語法可用一組數據類型或巴科斯諾爾范式BNF來描述。

　　17.應用層

　　應用層是OSI模型的最高層，是直接面向用戶的一層，是計算機網絡與最終用戶的界面，它為應用進程訪問OSI環境提供手段，同時為應用進程提供服務。從功能的劃分看，OSI的下面6層協議解決了支持網絡服務功能所需的通信和表示問題，而應用層則提供完成特定網絡服務功能所需的各種應用協議。常用的能滿足特定應用需求的協議有文件傳送、訪問和管理，遠程數據庫訪問，虛擬終端，電子郵件等。

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