【正文】 據(jù)單元 7. 服務和協(xié)議的關系 軟件技術基礎 —— 計算機網(wǎng)絡 開放系統(tǒng)互連參考模型（ OSI） 國際標準化組織 (International Standards Organization，ISO)在 80年代提出的開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型 (Open System Interconnection， OSI)，這個模型將計算機網(wǎng)絡通信協(xié)議分為7層。 這個模型定義了異構計算機連接標準的框架結構，它具有如下特點： 軟件技術基礎 —— 計算機網(wǎng)絡 網(wǎng)絡中異構的每個結點均有相同的層次，相同層次具有相同的功能。 同一結點內相鄰層次之間通過接口通信。 相鄰層次間接口定義原語操作，由低層向高層提供服務。 不同結點的相同層次之間的通信由該層次的協(xié)議管理，每個層次完成對該層所定義的功能，修改本層次的功能不影響其他層。 僅在最低層進行直接數(shù)據(jù)傳送。 定義模型的是抽象結構，并非具體實現(xiàn)的描述。 軟件技術基礎 —— 計算機網(wǎng)絡 OSI網(wǎng)絡體系結構如下頁圖所示。在 OSI網(wǎng)絡體系結構中、除了物理層之外，網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)的實際傳輸方向是垂直的。數(shù)據(jù)由用戶發(fā)送進程發(fā)送給應用層，向下經(jīng)表示層、會話層等到達物理層，再經(jīng)傳輸媒體傳到接收端，由接收端物理層接收，向上經(jīng)數(shù)據(jù)鏈路層等到達應用層，再由用戶獲取。數(shù)據(jù)在由發(fā)送進程交給應用層時，由應用層加上該層有關控制和識別信息，再向下傳送，這一過程一直重復到物理層。在接收端信息向上傳遞時，各層的有關控制和識別信息被逐層剝去，最后數(shù)據(jù)送到接收進程。 軟件技術基礎 —— 計算機網(wǎng)絡 應用層 表示層 會話層 傳輸層 網(wǎng)絡層 數(shù)據(jù)鏈路層 物理層 會話層 物理層 數(shù)據(jù)鏈路層 網(wǎng)絡層 傳輸層 表示層 應用層 協(xié)議 7 6 5 4 3 2 1 ISO/OSI參考模型 軟件技術基礎 —— 計算機網(wǎng)絡 現(xiàn)在，在制定網(wǎng)絡協(xié)議和標準時，一般都把 ISO/OSI參考模型作為參照基準，并說明與該參照基準的對應關系。例如，在 IEEE802局域網(wǎng) LAN標準中，只定義了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，并且增強了數(shù)據(jù)鏈路層的功能。在廣域網(wǎng) WAN協(xié)議中， CCITT的 、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡層等 3層協(xié)議。一般來說，網(wǎng)絡的低層協(xié)議決定了一個網(wǎng)絡系統(tǒng)的傳輸特性，例如所采用的傳輸介質、拓撲結構及介質訪問控制方法等，這些通常由硬件來實現(xiàn)；網(wǎng)絡的高層協(xié)議則提供了與網(wǎng)絡硬件結構無關的，更加完善的網(wǎng)絡服務和應用環(huán)境，這些通常是由網(wǎng)絡操作系統(tǒng)來實現(xiàn)的。 軟件技術基礎 —— 計算機網(wǎng)絡 物理層 (Physical Layer) 物理層 建立在物理通信介質的基礎上 ， 作為系統(tǒng)和通信介質的接口 ， 用來實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路實體間透明的比特 (bit) 流傳輸 。 只有該層為真實的物理通信 ， 其他各層為虛擬通信 。 物理層實際上是設備之間的物理接口 ， 物理層傳輸協(xié)議主要用于控制傳輸媒體 。 軟件技術基礎 —— 計算機網(wǎng)絡 1）物理層的特性 物理層提供與通信介質的連接，提供為建立、維護和釋放物理鏈路所需的機械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性，提供在物理鏈路上傳輸非結構的比特流以及故障檢測指示。物理層向上層提供比特信息的正確傳送。 其中機械特性主要規(guī)定接口連接器的尺寸、芯數(shù)和芯的位置的安排、連線的根數(shù)等。電氣特性主要規(guī)定了每種信號的電平、信號的脈沖寬度、允許的數(shù)據(jù)傳輸速率和最大傳輸距離。功能特性規(guī)定了接口電路引腳的功能和作用。規(guī)程特性規(guī)定了接口電路信號發(fā)出的時序、應答關系和操作過程，例如，怎樣建立和拆除物理層連接，是全雙工還是半雙工等。 軟件技術基礎 —— 計算機網(wǎng)絡 2）物理層功能 為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路實體之間比特流的透明傳輸，物理層應具有下述功能： (1) 物理連接的建立與拆除 ： 當數(shù)據(jù)鏈路層請求在兩個數(shù)據(jù)鏈路實體之間建立物理連接時，物理層能夠立即為它們建立相應的物理連接。若兩個數(shù)據(jù)鏈路實體之間要經(jīng)過若干中繼數(shù)據(jù)鏈路實體時，物理層還能夠對這些中繼數(shù)據(jù)鏈路實體進行互聯(lián)，以建立起一條有效的物理連接。當物理連接不再需要時，由物理層立即拆除。 軟件技術基礎 —— 計算機網(wǎng)絡 (2)物理服務數(shù)據(jù)單元傳輸 ：物理層既可以采取同步傳輸方式，也可以采取異步傳輸方式來傳輸物理服務數(shù)據(jù)單元。 (3)物理層管理 ：對物理層收發(fā)進行管理，如功能的激活 (何時發(fā)送和接收、異常情況處理等 )、差錯控制 (傳輸中出現(xiàn)的奇偶錯和格式錯 )等。 軟件技術基礎 —— 計算機網(wǎng)絡 數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路層 （ Data Link Layer） 是 OSI參考模型的第二層 ， 介于物理層與網(wǎng)絡層之間 。 是 OSI模型中極其重要的一層 ，它的主要任務是將一個原始的傳輸設施轉變成一條邏輯的傳輸線路 ， 在這條傳輸線路上 ， 所有未檢測出來的傳輸錯誤也會反映到網(wǎng)絡層上 。 為了完成這個任務 ， 數(shù)據(jù)鏈路層必須執(zhí)行鏈路管理 、 幀傳輸 、 流量控制 、 差錯控制等功能 。 軟件技術基礎 —— 計算機網(wǎng)絡 在 OSI參考模型中，數(shù)據(jù)鏈路層向網(wǎng)絡層提供以下基本的服務： ● 數(shù)據(jù)鏈路建立、維護與釋放的鏈路管理工作； ● 數(shù)據(jù)鏈路層服務數(shù)據(jù)單元幀的傳輸； ● 差錯檢測與控制； ● 數(shù)據(jù)流量控制； ● 在多點連接或多條數(shù)據(jù)鏈路連接的情況下，提供數(shù)據(jù)鏈路端口標識的識別，支持網(wǎng)絡層實體建立網(wǎng)絡連接； ● 幀接收順序控制。 軟件技術基礎 —— 計算機網(wǎng)絡 網(wǎng)絡層 (Net Work Layer) 網(wǎng)絡層（ Network Layer）定義網(wǎng)絡層實體通信的協(xié)議，它確定從源節(jié)點沿著網(wǎng)絡到目的節(jié)點的路由選擇，并處理相關的控制問題，如交換、路由和對數(shù)據(jù)包阻塞的控制。 數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是相鄰兩直接連接結點間的通信協(xié)議，它不能解決數(shù)據(jù)經(jīng)過通信子網(wǎng)中多個轉接結點的通信問題。設置網(wǎng)絡層的主要目的就是要為報文分組以最佳路徑通過通信子網(wǎng)到達目的主機提供服務、而網(wǎng)絡用戶不必關心網(wǎng)絡的拓撲結構與所使用的通信介質。 軟件技術基礎 —— 計算機網(wǎng)絡 數(shù)據(jù)鏈路層的任務是在相鄰的兩個結點間實現(xiàn)透明的無差錯的幀級信息的傳送，而 網(wǎng)絡層則需要在通信子網(wǎng)內把報文分組從源結點傳送到目標結點 。在網(wǎng)絡層的支持下，如果兩個終端系統(tǒng)的傳輸實體之間要進行通信，只需把要交換的數(shù)據(jù)交給它們的網(wǎng)絡層便可實現(xiàn)。至于網(wǎng)絡層如何利用數(shù)據(jù)鏈路層的資源來提供網(wǎng)絡連接，對傳輸層是透明的。 軟件技術基礎 —— 計算機網(wǎng)絡 網(wǎng)絡層控制分組傳送操作，包括路由選擇、擁塞控制和網(wǎng)絡互聯(lián)等功能，根據(jù)傳輸層的要求來選擇服務質量，向傳輸層報告未恢復的差錯。 網(wǎng)絡層傳輸?shù)男畔⒁詧笪姆纸M為單位，它將來自源的報文轉換成包文，并經(jīng)路由選擇算法確定路徑，送往目的地。網(wǎng)絡層協(xié)議用于實現(xiàn)這種傳送中涉及的中繼結點路由選擇、子網(wǎng)內的信息流量控制以及差錯處理等。 軟件技術基礎 —— 計算機網(wǎng)絡 OSI參考模型規(guī)定網(wǎng)絡層的主要功能有以下三點。 （ 1） 路徑選擇與中繼 。在點到點連接的通信子網(wǎng)中，信息從源節(jié)點出發(fā)，要經(jīng)過若干個中繼節(jié)點的存儲轉發(fā)后．才能到達目的節(jié)點。通信子網(wǎng)中的路徑是指從源節(jié)點到目的節(jié)點之間的一條通路，它可以表示為從源節(jié)點到目的節(jié)點之間的相鄰節(jié)點及其鏈路的有序集合、 一般在兩個節(jié)點之間都會有多條路徑選擇。路徑選擇是指在通信子網(wǎng)中，源節(jié)點和中間節(jié)點為將報文分組傳送到目的節(jié)點而對其后繼節(jié)點的選擇，這是網(wǎng)絡層所要完成的豐要功能之一。 （ 2） 流量控制 。網(wǎng)絡中多個層次都存在流量控制問題，網(wǎng)絡層的流量控制則對進入分組交換網(wǎng)的通信量加以一定的控制，以防因通信量過大造成通信子網(wǎng)性能下降。 （ 3） 網(wǎng)絡連接建立與管理 。在面向連接服務中，網(wǎng)絡連接是傳輸實體之間傳送數(shù)據(jù)的邏輯的、貫穿通信子網(wǎng)的端對端通信通道。 軟件技術基礎