网络体系结构和基本概念

OSI参考模型各层的功能（续）
2. 数据链路层（Data Link Layer） 数据链路层是OSI模型的第2层，该层传输以
“帧”为单位的数据单元，其主要功能用一句话表示 就是“在物理层服务的基础上，通过各种控制协议， 将有差错的实际物理信道变为无差错的、能可靠传输 数据的数据链路”。 3. 网络层（Network Layer）
协议的干路传输功能可以使多个用户信息共用干路。 （9） 连接控制
协议的连接控制功能可以控制通信实体之间建立和终 止链路的过程。
协议的种类
（1） 标准或非标准协议 标准协议涉及各类的通信环境；而非标
准协议只涉及专用环境。 （2） 直接或间接协议
当设备直接进行通信时，需要一种直接 通信协议；而设备之间，间接通信时，则需要 一种间接通信协议。
OSI网络体系结构的示意图
OSI参考模型各层的功能
OSI参考模型每一层的功能、传输的数据单元，以及特 点如下：
1. 物理层（Physical Layer） 物理层是OSI模型的第1层，该层传输以“位”
为单位的数据流，其主要功能用一句话表示就是“确 定如何使用物理传输介质，实现两个节点间的物理连 接，透明地传送比特位流。”。 ※说明：第一，物理层直接与物理信道相连接，因此物 理层是7层中惟一的“实连接层”；而其他各层由于 都间接地使用到物理层的功能，因此为“虚连接层”。 第二，“透明”是一个很重要的术语。它表示的是某 一个实际存在的事物看起来却好像不存在一样。
网络体系结构的定义 完成计算机间的通信合作，把每个计算机互联的功 能划分成有明确定义的层次，并规定同层次进程通 信的协议及相邻层之间的接口服务；
4.2计算机网络协议
协议（Protocol） 协议就是为实现网络中的数据交换建立的规则标准 或约定。
协议的中心任务 在计算机网络的一整套规则中，任何一种协议都需 要解决3方面的问题。
① 协议的语法（如何讲）问题。 ② 协议的语义（讲什么）问题。 ③ 协议的定时（讲话次序）问题。
协议的功能
作为计算机数据交换语言的协议必须具备以下一 些功能。
（1） 分割与重组 协议的“分割”功能，可以将较大的数据单
元分割成较小的数据单元，其反过程为“重 组”，如下图所示。
用户 A
报文
分割
报文分割为 信息包
4.3计算机网络体系结构
邮政系统的工作流程
书写信件 粘贴邮票 投递进信箱
发信者
通信者活动 界面
收信者
通信者活动 界面
信箱取信 阅读邮件
收集信件 加盖邮戳 邮件分检
邮局服务业务
邮局服务业务
邮件投递 邮件分检
邮件打包 转送运输 部门
邮局转运业务
邮局转运业务
接收邮件 邮件拆包
选择运输 路径（路由）
运输部门的（邮件）运输业务
④ 易于实现和维护。整个系统被分割为多个部分，系统变得容易实现、 管理和维护。
⑤ 有益于标准化的实现。由于每一层都有明确的定义，十分利于标准化 的实施。 网络体系结构化分的基本原则是：把应用程序和网络通信管理程序分开； 同时又按照信息在网络中传输的过程，将通信管理程序分为若干个模块； 把原来专用的通信接口转变为公用的、标准化的通信接口。
转送邮局 接收邮件
计算机网络体系结构的特点
① 各层之间相互独立。这样，某一高层只需知道如何通过接口（界面）向 下一层提出服务请求，并使用下层提供的服务，并不需要了解下层执行 时的细节。
② 结构上独立分割。由于各层独立划分，因此，每层都可以选择最合适的 实现技术。
③ 灵活性好。如果某一层发生变化，只要接口的条件不变、则以上各层 和以下各层的工作均不受影响，这样，有利于技术进步和模型的修改。
用户 A 数据
用户 B 数据
封装
Hale Waihona Puke Baidu
数据
数据
拆装
控制信息
控制信息
（4） 排序
协议的排序功能是指报文发送与接收顺序的控制，如 下图所示。
数据设备
1 数据设备
2
3
3 2 1
数据设备
数据设备
（5） 信息流控制 协议的流量控制功能是指在信息流过大时，所采取的一
系列措施。 （6） 差错控制
差错控制功能使得数据按误码率要求的指标，在通信线 路中正确地传输。 （7） 同步 协议的同步功能可以保证收发双方在数据传输时的一致性 （8） 干路传输
4.4 ISO/ OSI网络体系结构
国际标准化组织（International Standards Organization，ISO）于1981年颁布了开放系 统互连OSI参考模型（Open System Interconnection Reference Model，OSI/RM） 的格式，通常简称为“七层模型”，参见下图
网络层是OSI模型的第3层，该层传输以“分组” 为单位的数据单元，其主要任务用一句话表示就是 “为数据通过网络建立逻辑链接，即该层通过路由选 择算法，为报文、或分组通过通信子网选择最适当的 路径，并提供网络互联及拥塞控制功能”。
可编辑
OSI参考模型各层的功能（续）
4. 传输层（Transport Layer）
P
P
用户 B 报文
重组
信息包重组 为报文
P
P
P
（2） 寻址
协议的“寻址”功能使得设备彼此识别，同时可以进 行路径选择，如下图所示。
A
B
数据包
数据包
发送方
选择哪条路径？
C
X
（3） 封装与拆封
协议的“封装”功能是指在数据单元（数据包）的始端 或者末端增加控制信息，其相反的过程是“拆封”（拆 装），如下图所示。
传输层是OSI模型的第4层，该层传输以“报文” 为单位的数据单元，其主要任务用一句话表示就是 “向用户提供可靠的端到端的差错和流量控制，保证 报文的正确传输”。传输层的目的是向高层屏蔽下层 数据通信的细节，即向用户透明地传送报文。
一般，OSI模型下3层的主要任务是数据通信， 上 3 层 的 任 务 是 数 据 处 理 。 由 于 传 输 层 （ transport layer）位于OSI模型的第4层，因此，也是计算机通 信体系结构中最关键的一层，它是通信子网和资源子 网的接口和桥梁，起到承上启下的作用。
第4章 网络体系结构和基本概念
4.1简介
建立网络体系结构的目的 为了减少计算机网络的复杂程度，按照结构化设计 方法，计算机网络将其功能划分为若干个层次，较高 层次建立在较低层次的基础上，并为其更高层次提供 必要的服务功能。网络中的每一层都起到隔离作用， 使得低层功能具体实现方法的变更不会影响到高一层 所执行的功能。