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网络体系结构与协议详解

2020-04-29 13:56:21
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  一、OSI/RM模型

  OSI/RM是ISO在网络通信方面所定义的开放系统互连模型,1978 ISO(国际化标准组织)定义了这样一个开放协议标准。。有了这个开放的模型,各网络设备厂商就可以遵照共同的标准来开发网络产品,最终实现彼此兼容。

  整个OSI/RM模型共分7层,从下往上分别是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层,如图1所示。
 

OSI七层模型
图1

  当接受数据时,数据是自下而上传输;当发送数据时,数据是自上而下传输。 下面简要介绍这几个层次。
 (1)物理层

  这是整个OSI参考模型的最低层,它的任务就是提供网络的物理连接。所以,物理层是建立在物理介质上(而不是逻辑上的协议和会话),它提供的是机械和电气接口。主要包括电缆、物理端口和附属设备,如双绞线、同轴电缆、接线设备(如网卡等)、RJ-45接口、串口和并口等在网络中都是工作在这个层次的。

  物理层提供的服务包括:物理连接、物理服务数据单元顺序化(接收物理实体收到的比特顺序,与发送物理实体所发送的比特顺序相同)和数据电路标识。
 
  (2)数据链路层

  数据链路层是建立在物理传输能力的基础上,以帧为单位传输数据,它的主要任务就是进行数据封装和数据链接的建立。封装的数据信息中,地址段含有发送节点和接收节点的地址,控制段用来表示数格连接帧的类型,数据段包含实际要传输的数据,差错控制段用来检测传输中帧出现的错误。
 
  数据链路层可使用的协议有SLIP、PPP、X25和帧中继等。常见的集线器和低档的交换机网络设备都是工作在这个层次上,Modem之类的拨号设备也是。工作在这个层次上的交换机俗称“第二层交换机”。

  具体讲,数据链路层的功能包括:数据链路连接的建立与释放、构成数据链路数据单元、数据链路连接的分裂、定界与同步、顺序和流量控制和差错的检测和恢复等方面。

  (3)网络层

  网络层属于OSI中的较高层次了,从它的名字可以看出,它解决的是网络与网络之间,即网际的通信问题,而不是同一网段内部的事。网络层的主要功能即是提供路由,即选择到达目标主机的最佳路径,并沿该路径传送数据包。除此之外,网络层还要能够消除网络拥挤,具有流量控制和拥挤控制的能力。网络边界中的路由器就工作在这个层次上,现在较高档的交换机也可直接工作在这个层次上,因此它们也提供了路由功能,俗称“第三层交换机”。 

  网络层的功能包括:建立和拆除网络连接、路径选择和中继、网络连接多路复用、分段和组块、服务选择和传输和流量控制。

  (4)传输层

  传输层解决的是数据在网络之间的传输质量问题,它属于较高层次。传输层用于提高网络层服务质量,提供可靠的端到端的数据传输,如常说的QoS就是这一层的主要服务。这一层主要涉及的是网络传输协议,它提供的是一套网络数据传输标准,如TCP协议。

  传输层的功能包括:映像传输地址到网络地址、多路复用与分割、传输连接的建立与释放、分段与重新组装、组块与分块。

  根据传输层所提供服务的主要性质,传输层服务可分为以下三大类:

  A类:网络连接具有可接受的差错率和可接受的故障通知率,A类服务是可靠的网络服务,一般指虚电路服务。

  C类:网络连接具有不可接受的差错率,C类的服务质量最差,提供数据报服务或无线电分组交换网均属此类。

  B类:网络连接具有可接受的差错率和不可接受的故障通知率,B类服务介于A类与C类之间,在广域网和互联网多是提供B类服务。
 (5)会话层 

  会话层利用传输层来提供会话服务,会话可能是一个用户通过网络登录到一个主机,或一个正在建立的用于传输文件的会话。

  会话层的功能主要有:会话连接到传输连接的映射、数据传送、会话连接的恢复和释放、会话管理、令牌管理和活动管理。
(责任编辑:武林网)

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