【正文】 絡(luò)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。每一層在其下面一層提供的功能之上構(gòu)建，則簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。用戶可以根據(jù)自己的需要決定采用哪個層次的設(shè)備實(shí)現(xiàn)相應(yīng)層次的互連，例如終端用戶關(guān)心的往往是在應(yīng)用層的互連，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)商關(guān)心的則是在網(wǎng)絡(luò)層的互連，它們使用的互連設(shè)施必然有所不同。層次之間的獨(dú)立性和良好的接口設(shè)計(jì)，使得下層設(shè)施的更新升級不會對上層業(yè)務(wù)產(chǎn)生影響，提高了整個網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和靈活性。分層思想的精髓要開放，任何制造商的產(chǎn)品只要遵循接口標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，就可以在網(wǎng)上運(yùn)行，這打破了以往專用設(shè)備的易于形成壟斷性的缺點(diǎn)。網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商則可以購買來自不同廠商的設(shè)備，并最終將它們互連在一起。 第 1章 緒 論 2．協(xié)議 在分層體系結(jié)構(gòu)中，協(xié)議是指位于一個系統(tǒng)上的第 N層與另一個系統(tǒng)上的第 N層通信時所使用的規(guī)則和約定的集合。 第 1章 緒 論 圖 。對等層之間的通信使用相應(yīng)層協(xié)議，但實(shí)際上，一個系統(tǒng)上的第 N層并沒有將數(shù)據(jù)直接傳到另一個系統(tǒng)上的第 N層，而是將數(shù)據(jù)和控制信息直接傳到它的下一層，此過程一直進(jìn)行到信息被送到第一層，實(shí)際的通信發(fā)生在連接兩個對等的第一層之間的物理媒介上。 第 1章 緒 論 圖 層、協(xié)議、接口 第 五 層主機(jī) A第 五 層 協(xié) 議第 四 層四 、 五 層 接 口第 三 層三 、 四 層 接 口第 二 層二 、 三 層 接 口第 一 層一 、 二 層 接 口第 五 層主機(jī) B第 四 層第 三 層第 二 層第 一 層第 四 層 協(xié) 議第 三 層 協(xié) 議第 二 層 協(xié) 議第 一 層 協(xié) 議物 理 介 質(zhì)第 1章 緒 論 接口位于每一對相鄰層之間 ,它定義了層間原語操作和下層為上層提供的服務(wù)。要達(dá)到這一目標(biāo)，需滿足以下要求： (1) 為每一層定義的功能應(yīng)是明確而詳細(xì)的； (2) 層間的信息交互應(yīng)最小化。 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)就是指其分層結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的協(xié)議構(gòu)成的一個集合。要注意的是，實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)和接口的詳細(xì)規(guī)范并不屬于網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的一部分，因?yàn)樗鼈兺ǔｋ[藏在一個系統(tǒng)的內(nèi)部，對外是不可見的。在一個系統(tǒng)上，每一層對應(yīng)一個協(xié)議，這一組協(xié)議構(gòu)成一個協(xié)議鏈，形象地稱為協(xié)議棧。圖 M由運(yùn)行在第五層的一個應(yīng)用進(jìn)程產(chǎn)生，該應(yīng)用進(jìn)程將 M交給第四層傳輸，第四層將 H4字段加到 M的前面以標(biāo)識該消息，然后將結(jié)果傳到第三層， H4字段包含相應(yīng)的控制信息，例如消息序號，假如底層不能保證消息傳遞的有序性，目的地主機(jī)的第四層利用該字段的內(nèi)容，仍可按順序?qū)⑾鞯缴蠈印Ｈ缓蟮谌龑痈鶕?jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)表決定通過哪一個輸出端口將分組傳到第二層。 第 1章 緒 論 在目的端，消息則逐層向上傳遞，每一層執(zhí)行相應(yīng)的協(xié)議處理并將消息逐層解包， 即 HN字段只在目的端的第 N層被處理，然后被刪去， HN字段不會出現(xiàn)在目的端的第 N+1層。 (2) 半雙工通信：數(shù)據(jù)可以雙向傳輸，但兩個方向不能同時進(jìn)行，只能交替?zhèn)鬏敗? 另外協(xié)議也必須確定一個連接由幾個邏輯信道組成，以及這些邏輯信道的優(yōu)先級，目前大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)都支持為一個連接分配至少兩個邏輯信道：一個用于用戶信息的傳遞，另一個用于控制和管理信息的傳遞。第 N層實(shí)體通常由兩部分組成：相鄰層間的接口和第 N層通信協(xié)議。實(shí)體可以是一個軟件實(shí)體，也可以是一個硬件實(shí)體，位于不同系統(tǒng)的同一層中的實(shí)體叫做對等層實(shí)體。 第 1章 緒 論 服務(wù)只在服務(wù)訪問點(diǎn) (SAP)處有效，也就是說，第 N+1層必須通過第 N層的 SAP來使用第 N層提供的服務(wù)。 第 N層提供的服務(wù)則由用戶或其他實(shí)體可以使用的一個原語 (又稱操作 )集合詳細(xì)描述。 第 1章 緒 論 2．相鄰層間的接口關(guān)系 相鄰層間為了進(jìn)行信息交換，必須對它們之間的接口規(guī)則達(dá)成一致。一個 IDU由 SDU和一些控制信息 (ICI)組成，其中 SDU是要通過網(wǎng)絡(luò)傳到對等層的業(yè)務(wù)信息， ICI主要包含協(xié)助下一層進(jìn)行相應(yīng)協(xié)議處理的控制信息，它本身并不是業(yè)務(wù)信息的一部分。 第 1章 緒 論 圖 相鄰層間的接口關(guān)系 H e a d e r P D UI C I H e a d e r S D UI C I S D U I D US A P第 N ＋ 1 層接口第 N 層S A P —S e r v ic e A c c e s s P o i n t ； I D U —I n te r f a c e D a t a U n i t ；S D U —S e r v ic e D a ta U n it ； P D U —P r o to c o l D a t a U n it ；I C I —I n te r f a c e C o n tr o l I n f o r m a ti o n第 1章 緒 論 下層為其上層提供的服務(wù)可以分為以下兩種類型： (1) 面向連接的服務(wù) (Connectionoriented)：服務(wù)者首先建立連接，然后使用該連接傳輸服務(wù)信息，服務(wù)使用完畢，釋放連接。 (2) 無連接的服務(wù) (Connectionless)：使用服務(wù)前，無需先建立連接，但每個分組必須攜帶全局目的地地址，并且每個分組之間完全獨(dú)立地在網(wǎng)上進(jìn)行選路發(fā)送。 第 1章 緒 論 OSI和 TCP/IP 目前，在通信領(lǐng)域影響最大的分層體系結(jié)構(gòu)有兩個，即TCP/IP協(xié)議族和 OSI參考模型。 TCP/IP體系結(jié)構(gòu)以網(wǎng)絡(luò)互連為基礎(chǔ)，提供了一個建立不同計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)間通信的標(biāo)準(zhǔn)框架。 OSI則是一個標(biāo)準(zhǔn)化了的體系結(jié)構(gòu)，常被用來描述通信功能，但實(shí)際中很少實(shí)施。 第 1章 緒 論 1． OSI參考模型 OSI(Open System Interconnection開放系統(tǒng)互連 )參考模型是ISO在 1977年提出的開發(fā)網(wǎng)絡(luò)互連協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)框架。如圖， OSI參考模型分為七層，其中一至三層一般稱為通信子網(wǎng)，它只負(fù)責(zé)在網(wǎng)上任意兩個節(jié)點(diǎn)之間傳送信息，而不負(fù)責(zé)解釋信息的具體語義。第四層為運(yùn)輸層，它是下三層與上三層之間的隔離層，負(fù)責(zé)解決高層應(yīng)用需求與下三層通信子網(wǎng)提供的服務(wù)之間的不匹配問題。下面是各層的具體功能。 (2) 表示層：將應(yīng)用進(jìn)程與不同的數(shù)據(jù)表示方法獨(dú)立開來。 (4) 運(yùn)輸層：為兩個端點(diǎn)之間提供可靠的、透明的數(shù)據(jù)傳輸，以及端到端的差錯恢復(fù)和流量控制能力。 第 1章 緒 論 (6) 數(shù)據(jù)鏈路層：發(fā)送帶有必需的同步、差錯控制和流量控制信息的數(shù)據(jù)塊 (幀 )，保證物理鏈路上數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴? OSI的目標(biāo)是用這一模型取代各種不同的互連通信協(xié)議，不過以 OSI為背景雖已經(jīng)開發(fā)了很多協(xié)議，但七層模型實(shí)際上并未被接受。其中一個原因是 OSI過于復(fù)雜，它用七層實(shí)現(xiàn)的功能， TCP/IP用很少的層就實(shí)現(xiàn)了。 第 1章 緒 論 圖 OSI與 TCP/IP協(xié)議分層結(jié)構(gòu) 物理層T C P /I P網(wǎng) 絡(luò) 接 入 層IP 層運(yùn)輸層應(yīng)用層物理層O SI數(shù) 據(jù) 鏈 路 層網(wǎng)絡(luò)層運(yùn)輸層應(yīng)用層表示層會話層硬件軟件OS應(yīng) 用 軟 件第 1章 緒 論 表 目前的電信網(wǎng)中每一層要實(shí)現(xiàn)的主要功能 O S I 層次 電信層次 主要設(shè)備 主要功能 七 業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn) 智能網(wǎng) S C P 、語音信箱、各類互聯(lián)網(wǎng)信息服務(wù)器、網(wǎng)管系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)等 業(yè)務(wù)的創(chuàng)建、管理、配置、互操作、運(yùn)營、計(jì)費(fèi)等 三 交換系統(tǒng) 交換機(jī)、路由器、 P A B X 等 網(wǎng)絡(luò)互連、路由、交換、信令、網(wǎng)絡(luò) Q o S 等 三 傳輸系統(tǒng) P D H 、 S D H 、 W D M 、 x D S L 、 D X C移動網(wǎng)無線子系統(tǒng)等 復(fù)用、信道分配、同步定位、檢錯糾錯、流控等 一 物理層 雙絞線、同軸、光纖、無線微波 透明比特傳輸，物理介質(zhì)的機(jī)械、電氣、功能特性 第 1章 緒 論 要注意的是表 OSI之間精確的對應(yīng)。 Inter中的路由器通常實(shí)現(xiàn)一至三層或一至四層的功能， IP分組交換則在第三層實(shí)現(xiàn)；電話網(wǎng)中的交換機(jī)通常要實(shí)現(xiàn)一至三層的功能，但話音交換則在第一層實(shí)現(xiàn)；在局域網(wǎng)中的交換機(jī)通常要實(shí)現(xiàn)一、二層的功能，交換則在第二層實(shí)現(xiàn)。 第 1章 緒 論 2． TCP/IP協(xié)議體系結(jié)構(gòu) TCP/IP是美國國防部高級研究計(jì)劃署 (DARPA)資助的ARPANet實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的研究成果之一， 開始于 20世紀(jì) 60年代的ARPANet項(xiàng)目主要目的就是要研究不同計(jì)算機(jī)之間的互連性，但項(xiàng)目開始進(jìn)展得并不順利。 TCP/IP與 OSI模型不同，并沒有什么組織為 TCP/IP協(xié)議族定義一個正式的分層模型，然而根據(jù)分層體系結(jié)構(gòu)的概念，TCP/IP可以被很自然地組織成相關(guān)聯(lián)的五個獨(dú)立層次，如圖 所示。 第 1章 緒 論 (1) 應(yīng)用層：包含支持不同的用戶應(yīng)用的應(yīng)用邏輯。 (2) 運(yùn)輸層：為應(yīng)用層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制。 (3) IP：該層執(zhí)行在不同網(wǎng)絡(luò)之間 IP分組的轉(zhuǎn)發(fā)和路由的選擇。 第 1章 緒 論 (4) 網(wǎng)絡(luò)接入層：它負(fù)責(zé)一個端系統(tǒng)和它所在的網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)交換。 可以說， Inter今天的成功主要?dú)w功于 TCP/IP協(xié)議的簡單性和開放性。實(shí)踐中可以看到，一個獨(dú)立于任何物理網(wǎng)絡(luò)的邏輯網(wǎng)絡(luò)層的存在，使得上層應(yīng)用與物理網(wǎng)絡(luò)分離開來，網(wǎng)絡(luò)層在解決互連問題時無需考慮應(yīng)用問題，而應(yīng)用層也無須考慮與計(jì)算機(jī)相連的具體物理網(wǎng)絡(luò)是什么，從而使得網(wǎng)絡(luò)的互連和擴(kuò)展變得容易了。目前與通信領(lǐng)域相關(guān)的主要的標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)有 ITU、 ISO、 IAB等。原則上， ITU只負(fù)責(zé)為國際間的通信制定標(biāo)準(zhǔn)、提出建議。 為適應(yīng)現(xiàn)代電信網(wǎng)的發(fā)展， 1993年 ITU機(jī)構(gòu)進(jìn)行了重組，目前常設(shè)機(jī)構(gòu)有： (1) ITUT：電信標(biāo)準(zhǔn)化部門，其前身是國際電報(bào)電話咨詢委員會 (CCITT)，負(fù)責(zé)研究通信技術(shù)準(zhǔn)則、業(yè)務(wù)、資費(fèi)、網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)等，并發(fā)表相應(yīng)的建議書。 (3) ITUD：電信發(fā)展部門，負(fù)責(zé)組織和協(xié)調(diào)技術(shù)合作及援助活動，以促進(jìn)電信技術(shù)在全球的發(fā)展。其具體的標(biāo)準(zhǔn)化工作由 ITUT相應(yīng)的研究組SG(study group)來完成。 第 1章 緒 論 為適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展和電信市場競爭的需要，目前， ITUT的標(biāo)準(zhǔn)化過程已大大加快，從以前的平均 4～ 10年形成一個標(biāo)準(zhǔn)，縮短到 9～ 12個月。 第 1章 緒 論 2． ISO ISO(International Organization for Standardization國際標(biāo)準(zhǔn)化組織 )，是一個專門的國際標(biāo)準(zhǔn)化組織，正式成立于 1947年。 ISO的宗旨是“促進(jìn)國際間的相互合作和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一”，其目的是為了促進(jìn)國際間的商品交換和公共事業(yè)，在知識、科學(xué)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)活動中發(fā)展相互合作，促進(jìn)世界范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化及有關(guān)活動的發(fā)展。 第 1章 緒 論 ISO的組織機(jī)構(gòu)包括全體大會、主要官員、成員團(tuán)體、通信成員、捐助成員、政策發(fā)展委員會、理事會、 ISO中央秘書處、特別咨詢組、技術(shù)管理局、標(biāo)樣委員會、技術(shù)咨詢組、技術(shù)委員會等。在這些委員會中，世界范圍內(nèi)的工業(yè)界代表、研究機(jī)構(gòu)、政府權(quán)威、消費(fèi)團(tuán)體和國際組織都作為對等合作者共同討論全球的標(biāo)準(zhǔn)化問題。與ISO有聯(lián)系的國際組織、政府或非政府組織都可參與工作。若在開始階段得到的文件比較成熟，則可省略其中的一些階段。 第 1章 緒 論 3． IAB IAB(Inter Architecture Board)即 Inter結(jié)構(gòu)委員會，主要任務(wù)是負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)、規(guī)劃和管理 Inter，其工作重點(diǎn)是 TCP/IP協(xié)議族及其擴(kuò)充。 IAB最初主要受美國政府機(jī)構(gòu)的財(cái)政支持，為適應(yīng) Inter的發(fā)展， 1992年，一個完全中立的專業(yè)機(jī)構(gòu) ISOC(Inter Society，Inter協(xié)會 )成立 , 它由公司、政府代表、相關(guān)研究機(jī)構(gòu)組成，其主要目標(biāo)是推動 Inter在全球的發(fā)展，為 Inter標(biāo)準(zhǔn)工作提供財(cái)政支持、管理協(xié)調(diào)，舉辦研討會以推廣 Inter的新應(yīng)用和促進(jìn)各種 Inter團(tuán)體、企業(yè)和用戶之間的合作。 第 1章 緒 論 IAB由 IETF和 IESG兩個機(jī)構(gòu)組成?，F(xiàn)在 IETF有 12個工作組，每個組都有自己的管理人。 第 1章 緒 論