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1、第4章 ISO/OSI参考模型,计算机网络,4.1 计算机网络的层次结构4.2 ISO/OSI参考模型结构4.3 ISO/OSI参考模型分层功能,4.1 计算机网络的层次结构,计算机网络的基本功能是为地理位置不同的计算机用户之间提供访问通路，所以它必须提供下列功能：。可经过中间结点连接的源和目的结点的物理线路；。每条线路两端的结点利用波形进行二进制通信；。无差错的信息传送；。多个用户共享一条物理线路；。按照地址信息，进行路由选择；。信息缓冲和流量控制；。会话控制；。满足各种用户的访问要求,(1)网络分层的目的 将庞大而复杂的问题分为若干较小的易于处理的局 部问题，其具体作用有：。降低系统设计和
2、建造的复杂性；。对系统出现的问题较容易发现和处理;。促进网络标准化的工作。(2)网络分层的原则。各层功能需明确，且相对独立；。层间接口需清晰，尽量减少跨越接口的信息量；。各层都可用最适合的技术实现，而不影响其他层；。各层功能的确定需有助于国际标准的制定。,1)网络分层的目的及原则,2)层与层间的服务关系,层与层间的服务关系：服务于被服务,3)网络各层应具备的功能,确立服务类型：面向连接还是无连接；分段和装配：发送端对数据分块，接收端装配；复用和分用：提高本层的传输效率；差错控制：使相应层的通信可靠；流量控制：使对应层发送数据能被接收端正常接收。流量控制的级别。主机与源结点的控制：控制进网的总通
3、信量；。相邻结点间的控制：避免产生局部拥塞和死锁；。源结点和目的结点控制：防止目的结点因缺少缓冲区 而产生的拥塞；。源主机与目的主机控制：防止用户缓冲区出现拥塞。,为实现不同厂家计算机系统之间以及不同网络之间 的数据通信，ISO定义了开放系统互连参考模(OSI/RM)。OSI/RM将网络的整个功能划分成七个层次，以实现 开放系统环境中的互连性、互操作性和可移植性。1)ISO分层原则。网络中各结点都有相同的层次；。不同结点的同等层具有相同的功能；。同一结点内相邻层之间通过接口通信；。每一层使用下层提供的服务,并向其上层提供服务；。不同结点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。,4.2 ISO/O
4、SI参考模型结构,OSI七层模型,2)OSI/RM参考模型特点,遵循分层体系结构，但仅仅是“参考模型”；模型不基于特定机型、网络操作系统和公司产品；开放，任何系统均可互相通信；模型仅描述各层功能，没有描述各层具体实现细节；模型中各层的功能都在下一层支持下实现。七层依次划分为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。,4.3 OSI/RM参考模型分层功能,1)物理层(Physical Layer)用于规定通信设备的机械的、电气的、功能的和 规程的特性，用以建立、维护和拆除物理链路连接。机械特性：连接插件的规格尺寸、引脚数量和排列情况等；。电气特性：传输bit流信号电平的大小、
5、阻抗匹配、传输速 率距离限制等；。功能特性：定义了DTE和DCE之间各个线路的功能；。规程特性：定义了物理连接的建立/维护/交换信息时，DTE 和DCE双方在各电路上的动作系列。物理层定义的典型规范：RS-232、RS-449、V.35、RJ-45等。,EIA RS-232C/V.24接口标准,RS-232C接口，采用V.24接口标准(广域网物理层规定接口)用于数据终端设备(DTE)和数据电路端接设备(DCE)之间连接，提供了利用电话网通过MODEN完成设备连接。机械特性：25芯连接器，DTE为插头，DCE为插座。电气特性：逻辑1=-3V-15V；逻辑0=+315V；。规程特性：14中不同的接
6、口类型，适合于：单工、半双工、全双工、同步、异步；。RS-232C传输性能低，距离短，速率低；后期推出 RS-449、422和423；。物理层设备：集线器(HUB)、中继器。,RJ45接口标准,RJ-45接口是以太网最为常用的接口，指的是使用由国际性的接插件标准定义的8个位置(8针）的模块化插孔或者插头。RJ45接口采用差分传输方式。10M以太网 100M以太网,2)数据链路层(Data Link Layer),功能与服务 功能：在相邻节点之间实现透明、高可靠性的数据 通信，为网络层提供无错的数据传输链路。服务：是向网络层提供面向连接和无连接的服务。数据链路层需完成的任务。成帧：把物理层的比特
7、流原始数据分割成帧；涉及帧的同步、帧的顺序、差错校验及控 制、流量控制和寻址；。数据链路管理：链路的建立、维护与拆除。典型协议。HDLC、PPP、PPPOE等。,3)网络层(Network Layer),网络层是在数据链路层的基础上考虑如何将数据从源主机传送到目标主机(需经过若干条链路和节点)，为传输层提供支持服务。网络层需完成的工作。规定网络中的地址表示方式和格式；。确定向传输层提供是数据报服务，还是虚电路服务；。路由选择，在各子网间找出到达目的地的最佳路径；。流量控制和拥塞控制。差错及故障恢复 网络层典型协议。Internet使用的IP、RIP、OSPF等,4)传输层(Transport
8、Layer),传输层的基本功能。为端到端连接提供传输服务；(可靠与不可靠)。为端到端连接提供流量控制、差错控制和服务质 量(Quality of ServiceQoS)等管理服务。,传输层服务类型,传输层提供的服务可分为传输连接服务和数据传输服务。传输连接服务：对会话层要求的每个传输连接，传输层都要在 网络层上建立相应的连接。数据传输服务：提供面向连接的可靠服务和无连接服务，并提 供流量控制、差错控制和序列控制，从而实现两 个终端系统间报文无差错、无丢失、无重复、无 乱序的传输。,传输层的开发思想,对于传输层来说，其开发思路是将报文的差错控制、流量控制、序列控制等复杂问题交由通信子网解决，还是
9、由传输层解决（即面向连接服务还是无连接服务），这种思路代表了两种网络开发思想。面向无连接的Internet网 复杂问题放在主机中，通信子网不可靠。面向有连接的ATM网 复杂问题放在通信子网中处理，通信子网可靠。典型的传输层协议。SPX：顺序包交换协议，(Novell网的传输层协议)。TCP：传输控制协议，TCP/IP的传输层协议。UDP：用户数据报文协议，TCP/IP的传输层协议,5)会话层(Session Layer),功能：为两个进程间通信过程(会话)提供会话的连 接，处理通信双方交互的会话服务。它定义了如 何开始、控制和结束一个会话。服务：不参与具体传输，只提供包括访问验证和会 话管理在
10、内的建立和维护之间通信的机制。会话连接处理内容。会话连接的建立、维护和释放；。会话同步：对两个实体间的数据分段加入检查点 进行同步和差错控制；。会话控制：以单工、双工还是办双工方式进行；如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。,6)表示层和应用层,表示层(Presentation Layer)。功能：定义数据格式及加密，解决数据交换中存在 的数据格式不一致和表示方法不同等问题。服务：语法转换、语法选择和联接管理。标准代表：ASCII、ASN.1、JPEG、MPEG等.应用层(Application Layer)。功能：为网络用户之间的通信提供专用的程序。服务：采用不同的应用协议，直接为用户的应
11、用进 程提供服务。协议的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。,OSI/ISO模型各层中的数据格式,ISO/OSI七层模型功能总结,。物理层：负责在物理介质上传输二进制比特流；。数据链路层：将有差错物理链路转化成数据链路；。网络层：负责分组从信源到信宿的最佳路径选择；。传输层：提供透明的、端-端的数据传输服务；。会话层：管理不同主机上各进程间的对话；。表示层：为上下层提供数据的语法和语义的转换；。应用层：为网络用户之间的通信提供专用的程序。,。路由确定();。可靠的端到端的传输();。分组交换();。建立、维护和终止会话();。网络选择();。负责相邻节点的信息传输();。流量控制();。在物理介质上传输比特流();。用户的同步();。直接与用户应用程序通信();。纠错和重传();。机械、电气和功能的接口();。重装数据分组();。格式和代码的转换();。确保数据可靠传输();。与外部世界的接口();。ASCII与EBCDIC的转换();。为端用户提供到网络的接入();。给用户提供服务，如电子邮件等();。从数据表示的差别中提供独立性();,作业：在下列括弧中填入OSI对应层次名称。,
