第5章 網絡互聯

　　本章詳細介紹開放系統互聯參考模型(OSI/RM)、OSI各層概述，及其他網絡系統結構。重點掌握OSI/RM模型。 本章的“網絡體系結構”考核要求為“領會”層次。

　　1、網絡體系結構

　　為了完成計算機間的通信合作，把各個計算機互聯的功能劃分成定義明確的層次，規定了同層次進程通信的協議和相鄰層之間的接口服務。這些層、同層進程通信的協議及相鄰層接口統稱為 網絡體系結構。 網絡協議三要素：語義、語法、規則。

　　2、開放系統互聯參考模型(OSI/RM)

　　OSI模型最初是用來作為開發網絡通信協議 族的一個工業參考標準。通過嚴格遵守 OSI 模型，不同的網絡技術之間可以輕易地實現互操作。 七層模型(從下至上)：物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。 在網絡數據通信的過程中，每一層完成一個特定的任務。當傳輸數據的時候，每一層接收到上面層格式化后的數據，對數據進行操作，然后把它傳給下面的層。當接收數據的時候，每一層接收到下面層傳過來的數據，對數據進行解包，然后把它傳給上一層。從而實現對等層之間的邏輯通信。

　　OSI 模型的一個關鍵概念是虛電路。OSI模型的網絡中每一部分都不知道其上面層和下面層的行為和細節;它只是向上和向下傳輸數據。就模型的層次而言，每一層都有一虛電路直接連接目的主機上的對應層。就每一層而言，它的數據在目的層被解包的方式和被打包的方式是完全一樣的。層不知道傳輸數據的實際細節;它們只知道數據是從周圍層中傳過來的。

　　OSI模型的有關術語： SDU 服務數據單元(Service Data Unit)指的是第n層待傳送和處理的數據單元。 PDU 協議數據單元(Protocol Data Unit)指的是同等層水平方向傳送的數據單元。 IDU 接口數據單元(Interface Data Unit)指的是在相鄰層接口間傳送的數據單元，它是由SDU和一些控制信息組成。 SAP 服務訪問點(Service Access Point)：相鄰層間的服務是通過其接口界面上的服務訪問點SAP進行的，n層SAP就是n+1層可以訪問n層的地方。每個SAP都有一個唯一的地址號碼。

　　3、OSI各層概述

　　物理層：是OSI的最低層，是網絡物理設備之間的接口，目的是在通信設備DTE/DCE之間提供透明的比特流傳輸。

　　DTE 數據終端設備指計算機網絡中用于處理用戶數據的設備，是計算機網絡的數據信源和信宿。 DCE 數據電路端接設備：它介于DTE與網絡中傳輸介質之間的設備。

　　物理層提供的服務：a、物理連接。b、物理服務數據單元。c、順序化：接收物理實體收到的比特順序，與發送物理實體所發送的比特順序相同。d、數據電路標識。

　　數據鏈路層：主要用途是為在相鄰網絡實體之間建立、維持和釋放數據鏈路連接，以及傳輸數據鏈路服務數據單元。 數據鏈路層的功能： a、數據鏈路連接的建立與釋放。b、構成數據鏈路數據單元。c、數據鏈路連接的分裂。d、定界與同步。e、順序和流量控制。f、差錯的檢測和恢復。 數據鏈路層協議： 面向字符的通信規程和面向比特的通信規程。高級數據鏈路控制規程HDLC是典型的面向比特的通信規程。

　　網絡層：以數據鏈路層提供的無差錯傳輸為基礎，為實現源DCE和目標DCE之間的通信而建立、維持和終止網絡連接，并通過網絡連接交換網絡服務數據單元。它 主要解決 數據傳輸單元分組在通信子網中的路由選擇、擁塞控制問題以及多個網絡互聯的問題。 網絡層的功能： a、建立和拆除網絡連接。b、路徑選擇和中繼。c、網絡連接多路復用。d、分段和組塊。e、服務選擇。f、傳輸和流量控制。網絡層的服務：數據報服務和虛電路服務。 路由選擇算法的要求： 正確性，簡單性，健壯性，穩定性，公平性和最優化。

　　虛電路和數據報的比較 項 目 虛 電 路 數 據 報 目標地址 僅建立連接時需要 每個分組都需要 初始化設置 需要 不需要 分組順序 由通信子網負責按序到達 不保證 差錯控制 由通信子網負責 由主機負責 流量控制 通信子網提供 網絡層不提供 連接的建立和釋放 需要 不需要

　　傳輸層： 是資源子網與通信子網的界面與橋梁 ，它完成資源子網中兩結點間的邏輯通信，實現通信子網中端到端的透明傳輸。傳輸層的功能：a、映象傳輸地址到網絡地址。b、多路復用與分割。c、傳輸連接的建立與釋放。d、分段與重新組裝。e、組塊與分塊。 網絡層 服務可分成三類：A類：網絡連接具有可接受的差錯率和可接受的故障通知率，A類服務是可靠的網絡服務，一般指虛電路服務。C類：網絡連接具有不可接受的差錯率，C類的服務質量最差，提供數據報服務或無線電分組交換網均屬此類。B類：網絡連接具有可接受的差錯率和不可接受的故障通知率，B類服務介于前二者之間，廣域網多提供B類服務。根據不同的網絡層服務， 傳輸層協議 分為0-4五類。

　　會話層：它利用傳輸層提供的端到端數據傳輸服務，具體實施服務請求者與服務提供者之間的通信，屬于進程間通信范疇。會話層的功能：a、會話連接到傳輸連接的映射。b、數據傳送。c、會話連接的恢復和釋放。d、會話管理。e、令牌管理。f、活動管理。

　　表示層：目的是處理有關被傳送數據的表示問題。對通信雙方的計算機來說，一般有其自已的數據內部表示方式，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傳輸的位流，然后在目的端將其解碼為所需的表示。表示層的功能：數據語法轉換、語法表示、表示連接管理、數據加密和數據壓縮。

　　應用層：它是OSI/RM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間的界面。 目的是作為用戶使用OSI功能的唯一窗口。 從功能劃分看，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。應用進程借助于應用實體(AE)、使用協議和表示服務來交換信息。應用實體由一個用戶元素UE和一些應用服務元素組成。UE是于用戶有關的一組元素。

　　4、其他網絡系統結構

　　ARPA網的體系結構：是一個成功的分組交換網，是世界上最早的廣域計算機網絡。由主機、接口信件處理機IMP、終端接口處理機TIP組成。書上第139業圖5.15中：虛線表示虛擬通信，實線表示實際通信。

　　NetWare網的體系結構：傳輸介質層、互聯網層、傳輸層、應用層。(在NetWare網中要重點注意IPX協議、SPX協議。)

　　NT的體系結構：NT網絡的基礎是網絡設備接口規范NDIS 4.0設備驅動程序。NDIS定義了一個數據鏈路層接口，使多網絡層協議能在同一時間訪問同一網卡。NT中的傳輸協議：NWlink:是與NetWare IPX/SPX兼容的通信協議，通過NT中提供的網關程序，能訪問NetWare網絡上的資源。TCP/IP：是目前最完整、最普遍接受的通信協議標準，它可讓不同硬件結構、不同操作系統的計算機之間通信。NetBEUI：在小型網絡上是最快、最有效的通信協議，但沒有路由功能，在廣域網上效率較低。DLC：數據鏈路控制協議，讓NT計算機與大型計算機聯網，或連接網絡打印機、使用遠程啟動服務時必須安裝的協議。

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