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計算機網路每一層的具體作用圖

發布時間:2022-09-23 04:28:55

計算機網路由哪幾部分組成各起什麼作用

計算機網路就是由多台計算機(或其它計算機網路設備)通過傳輸介質和軟體物理(或邏輯)連接在一起組成的。總的來說計算機網路的組成基本上包括:計算機、網路操作系統、傳輸介質(可以是有形的,也可以是無形的,如無線網路的傳輸介質就是空間)以及相應的應用軟體四部分。

從整體上來說計算機網路就是把分布在不同地理區域的計算機與專門的外部設備用通信線路互聯成一個規模大、功能強的系統,從而使眾多的計算機可以方便地互相傳遞信息,共享硬體、軟體、數據信息等資源。簡單來說,計算機網路就是由通信線路互相連接的許多自主工作的計算機構成的集合體。

最簡單的計算機網路就只有兩台計算機和連接它們的一條鏈路,即兩個節點和一條鏈路。

(1)計算機網路每一層的具體作用圖擴展閱讀

20世紀60年代中期之前的第一代計算機網路是以單個計算機為中心的遠程聯機系統,典型應用是由一台計算機和全美范圍內2000多個終端組成的飛機訂票系統,終端是一台計算機的外圍設備,包括顯示器和鍵盤,無CPU和內存。

隨著遠程終端的增多,在主機前增加了前端機(FEP)。當時,人們把計算機網路定義為「以傳輸信息為目的而連接起來,實現遠程信息處理或進一步達到資源共享的系統」,這樣的通信系統已具備網路的雛形。

20世紀60年代中期至70年代的第二代計算機網路是以多個主機通過通信線路互聯起來,為用戶提供服務,興起於60年代後期,典型代表是美國國防部高級研究計劃局協助開發的ARPANET。

主機之間不是直接用線路相連,而是由介面報文處理機(IMP)轉接後互聯的。IMP和它們之間互聯的通信線路一起負責主機間的通信任務,構成了通信子網。

通信子網互聯的主機負責運行程序,提供資源共享,組成資源子網。這個時期,網路概念為「以能夠相互共享資源為目的互聯起來的具有獨立功能的計算機之集合體」,形成了計算機網路的基本概念。

② 計算機網路體系分為哪四層

1.、應用層

應用層對應於OSI參考模型的高層,為用戶提供所需要的各種服務,例如:FTP、Telnet、DNS、SMTP等.

2.、傳輸層

傳輸層對應於OSI參考模型的傳輸層,為應用層實體提供端到端的通信功能,保證了數據包的順序傳送及數據的完整性。該層定義了兩個主要的協議:傳輸控制協議(TCP)和用戶數據報協議(UDP).

TCP協議提供的是一種可靠的、通過「三次握手」來連接的數據傳輸服務;而UDP協議提供的則是不保證可靠的(並不是不可靠)、無連接的數據傳輸服務.

3.、網際互聯層

網際互聯層對應於OSI參考模型的網路層,主要解決主機到主機的通信問題。它所包含的協議設計數據包在整個網路上的邏輯傳輸。注重重新賦予主機一個IP地址來完成對主機的定址,它還負責數據包在多種網路中的路由。

該層有三個主要協議:網際協議(IP)、互聯網組管理協議(IGMP)和互聯網控制報文協議(ICMP)。

IP協議是網際互聯層最重要的協議,它提供的是一個可靠、無連接的數據報傳遞服務。

4.、網路接入層(即主機-網路層)

網路接入層與OSI參考模型中的物理層和數據鏈路層相對應。它負責監視數據在主機和網路之間的交換。事實上,TCP/IP本身並未定義該層的協議,而由參與互連的各網路使用自己的物理層和數據鏈路層協議,然後與TCP/IP的網路接入層進行連接。地址解析協議(ARP)工作在此層,即OSI參考模型的數據鏈路層。

(2)計算機網路每一層的具體作用圖擴展閱讀:

OSI將計算機網路體系結構(architecture)劃分為以下七層:

物理層: 將數據轉換為可通過物理介質傳送的電子信號相當於郵局中的搬運工人。

數據鏈路層: 決定訪問網路介質的方式。

在此層將數據分幀,並處理流控制。本層指定拓撲結構並提供硬體定址,相當於郵局中的裝拆箱工人。

網路層: 使用權數據路由經過大型網路 相當於郵局中的排序工人。

傳輸層: 提供終端到終端的可靠連接 相當於公司中跑郵局的送信職員。

會話層: 允許用戶使用簡單易記的名稱建立連接 相當於公司中收寄信、寫信封與拆信封的秘書。

表示層: 協商數據交換格式 相當公司中簡報老闆、替老闆寫信的助理。

應用層: 用戶的應用程序和網路之間的介面老闆。

③ 計算機網路由幾部分組成各有什麼功能

計算機網路通常由三個部分組成,它們是資源子網、通信子網和通信協議。

所謂通信子網就是計算機網路中負責數據通信的部分;資源子網是計算機網路中面向用戶的部分,負責全網路面向應用的數據處理工作;而通信雙方必須共同遵守的規則和約定就稱為通信協議,它的存在與否是計算機網路與一般計算機互連系統的根本區別。


(3)計算機網路每一層的具體作用圖擴展閱讀:

一般地說,將分散的多台計算機、終端和外部設備用通信線路互聯起來,彼此間實現互相通信,並且計算機的硬體、軟體和數據資源大家都可以共同使用,實現資源共享的整個系統就叫做計算機網路。

連入網上的每台計算機本身都是一台完整獨立的設備。它自己可以獨立工作。例如 們可以對它進行啟動、運行和停機等操作。 們還可以通過網路去使用網路上的另外一台計算機。

計算機之間可以用雙絞線、電話線、同軸電纜和光纖等有線通信,也可以使用微波、衛星等無線媒體把它們連接起來。

參考資料:計算機網路系統_網路

④ osi參考模型分為哪幾層各層的功能是什麼

OSI參考模型分為7層。OSl參考模型中從低到高依次是物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。

1、物理層的主要功能是利用物理傳輸介質為數據鏈路層提供物理連接,以便透明的傳送比特流。

2、數據鏈路層將數據分幀,並處理流控制,以實現介質訪問控制。

3、傳輸層為會話層用戶提供一個端到端的可靠、透明和優化的數據傳輸服務機制。

4、應用層為特定類型的網路應用提供了訪問OSI環境的手段。

5、會話層負責驗證訪問和會話管理。解除或建立與別的接點的聯系,沒有協議。

6、表示層的功能包括數據格式化,代碼轉換,數據加密,沒有協議。

7、應用層的功能有文件傳輸,電子郵件,文件服務,虛擬終端 TFTP,HTTP,SNMP,FTP,SMTP,DNS,Telnet。

OSI 分層的好處:

1、每一層更改不會影響其他層。

2、有利於網路設備廠商生產出標準的網路設備。

舉個例子:其實網上買東西的過程就很類似於OSI模型。顧客在淘寶店看到了 一款傢具,顧客就聯系賣家,我要什麼款式,什麼顏色的,什麼型號,價格,然後顧客就拍下傢具支付,廠家這邊就找人打包,打完包後就得把箱子編上號,打包完成後就找快遞員來取貨。

快遞員就會在箱子上寫上寄件人,收件人,手機等,每一個箱子上都貼上;然後快遞員就把箱子搬到中轉站,快遞公司的中轉站每天都有一輛汽車把貨物運往火車站(假如是廠家在北京,顧客在深圳,),這里快遞公司中轉站的汽車就把箱子運往北京火車站。

第二天,貨物就達到深圳火車站,那麼快遞公司的汽車就把貨物從深圳火車站運往快遞公司深圳的中轉站,然後再由快遞員根據單號送到顧客的家裡,廠家就會派人去組裝傢具,最終傢具完整的呈現在顧客的眼前。分層就各負責各的工作。

每一層只關心自己那一層的事情。不關心其他的,就如快遞員不關心裏面是什麼東西,貨運員連寄件人收件人都不看,他就負責每天從中轉站運到火車站就完事了,比如每天運兩次,有一件他也運。

⑤ 計算機網路系統由哪幾個部分組成每個部分的主要作用是什麼

計算機網路系統是由計算機系統、數據通信和網路系統軟體組成的,從硬體來看主要有下列組成部分:
(1)終端:用戶進入網路所用的設備,如電傳打字機、鍵盤顯示器、計算機等。在區域網中,終端一般由微機擔任,叫工作站,用戶通過工作站共享網上資源。
(2)主機:有於進行數據分析處理和網路控制的計算機系統,其中包括外部設備、操作系統及其它軟體。在區域網中,主機一般由較高檔的計算機(如486和586機)擔任,叫伺服器,它應具有豐富的資源,如大容量硬碟、足夠的內存和各種軟體等。
(3)通信處理機:在接有終端的通信線路和主機之間設置的通信控制處理機器,分擔數據交換和各種通信的控制和管理。在區域網中,一般不設通訊處理機,直接由主機承擔通信的控制和管理任務。
(4)本地線路:指把終端與節點蔌主機連接起來的線路,其中包括集中器或多路器等。它是一種低速線路,費用和效率均較低。

⑥ OSI參考模型各層的功能是什麼

OSI參考模型分為7層,分別是物理層,數據鏈路層,網路層,傳輸層,會話層,表示層和應用層。
各層的主要功能及其相應的數據單位如下:



1 物 理 層(Physical Layer)



我們知道,要傳遞信息就要利用一些物理媒體,如雙紐線、同軸電纜等,但具體的物理媒體並不在OSI的7層之內,有人把物理媒體當作第0層,物理層的任務就是為它的上一層提供一個物理連接,以及它們的機械、電氣、功能和過程特性。

如規定使用電纜和接頭 的類型,傳送信號的電壓等。在這一層,數據還沒有被組織,僅作為原始的位流或電氣電壓處理,單位是比特。



2 數 據 鏈 路 層(Data Link Layer)



數據鏈路層負責在兩個相鄰結點間的線路上,無差錯的傳送以幀為單位的數據。每一幀包括一定數量的數據和一些必要的控制信息。和物理層相似,數據鏈路層要負責建立、維持和釋放數據鏈路的連接。在傳送數據時,如果接收點檢測到所傳數據中有差錯,就要通知發方重發這一幀。



3 網 絡 層(Network Layer)



在計算機網路中進行通信的兩個計算機之間可能會經過很多個數據鏈路,也可能還要經過很多通信子網。

網路層的任務就是選擇合適的網間路由和交換結點, 確保數據及時傳送。網路層將數據鏈路層提供的幀組成數據包,包中封裝有網路層包頭,其中含有邏輯地址信息- -源站點和目的站點地址的網路地址。



4 傳 輸 層(Transport Layer)



該層的任務時根據通信子網的特性最佳的利用網路資源,並以可靠和經濟的方式,為兩個端系統(也就是源站和目的站)的會話層之間,提供建立、維護和取消傳輸連接的功能,負責可靠地傳輸數據。在這一層,信息的傳送單位是報文。



5 會 話 層(Session Layer)



這一層也可以稱為會晤層或對話層,在會話層及以上的高層次中,數據傳送的單位不再另外命名,統稱為報文。會話層不參與具體的傳輸,它提供包括訪問驗證和會話管理在內的建立和維護應用之間通信的機制。如伺服器驗證用戶登錄便是由會話層完成的。



6 表 示 層(Presentation Layer)

這一層主要解決擁護信息的語法表示問題。它將欲交換的數據從適合於某一用戶的抽象語法,轉換為適合於OSI系統內部使用的傳送語法。即提供格式化的表示和轉換數據服務。數據的壓縮和解壓縮, 加密和解密等工作都由表示層負責。



7 應 用 層(Application Layer)



應用層確定進程之間通信的性質以滿足用戶需要以及提供網路與用戶應用軟體之間的介面服務。

(6)計算機網路每一層的具體作用圖擴展閱讀:


先將要寄的東西打包,這是應用層的數據。那麼現在到了傳輸層,主要是提供一種傳輸方式。類似我們在寄快遞的時候選擇空運或者陸運。空運比較貴嘛,但是快,陸運便宜但是慢。這邊只是一個比喻,實際肯定沒有這么簡單。

傳輸層主要會使用TCP和UDP兩種協議。那麼在選擇完了傳輸方式後,就需要填寫發件人(源地址)和收件人(目標地址)了。填寫完畢以後交給快遞公司,他們會把快遞由一個轉運中心發往另一個轉運中心,並不是直接從源發往目標。這里的轉運中心其實就到二層了。

在傳輸過程中,像乙太網中的MAC地址,是會不停變化的,就像一個快遞由上海發往武漢,會先到上海的某個集散中心,然後發往武漢,然後又在武漢的集散中心轉幾圈,最後發往離目標最近的快遞點,然後才開始配送,最終送到收件人手上。

ISO為了更好的使網路應用更為普及,就推出了OSI參考模型。其含義就是推薦所有公司使用這個規范來控制網路。這樣所有公司都有相同的規范,就能互聯了。提供各種網路服務功能的計算機網路系統是非常復雜的。根據分而治之的原則,ISO將整個通信功能劃分為七個層次,劃分原則是:

(1)網路中各節點都有相同的層次;

(2)不同節點的同等層具有相同的功能;

(3)同一節點內相鄰層之間通過介面通信;

(4)每一層使用下層提供的服務,並向其上層提供服務;

(5)不同節點的同等層按照協議實現對等層之間的通信。

(6)根據功能需要進行分層,每層應當實現定義明確的功能。

(7)向應用程序提供服務

⑦ 簡述OSI參考模型的各層及各層的功能

ISO/OSI參考模型各層功能:

1、物理層功能:物理層是OSI參考模型的最低層,它利用傳輸介質為數據鏈路層提供物理連接。

2、數據鏈路層:數據鏈路層是為網路層提供服務的,解決兩個相鄰結點之間的通信問題。

3、網路層:網路層是為傳輸層提供服務的,傳送的協議數據單元稱為數據包或分組。

4、傳輸層:傳輸層的作用是為上層協議提供端到端的可靠和透明的數據傳輸服務,包括處理差錯控制和流量控制等問題。

5、會話層:會話層主要功能是管理和協調不同主機上各種進程之間的通信(對話),即負責建立、管理和終止應用程序之間的會話。

6、表示層:表示層處理流經結點的數據編碼的表示方式問題,以保證一個系統應用層發出的信息可被另一系統的應用層讀出。。

7、應用層:應用層是OSI參考模型的最高層,是用戶與網路的介面。

服務與介面

在OSI分層結構模型中,每一層實體為相鄰的上一層實體提供的通信功能稱為服務。N層實體利用N-1層實體所提供的服務,向N+I層實體提供功能更強大的服務。這可以概括為「服務是垂直的」。例如,傳輸層實體利用網路層實體的服務,向應用層實體提供網頁傳輸服務。

在OSI模型中,各層之間的介面都有統一的規則。N層的服務訪問點SAP(Service Access Point)是N層實體提供服務給N+1層的地方,SAP可以理解為下層實體之間的邏輯傳輸通道。每一層的SAP都有一個唯一標明它的地址。一個N層可能存在多個SAP。

以上內容參考:網路-OSI參考模型

⑧ 簡述計算機網路的組成,以及各個組成部分的作用

計算機網路由七層組成:

1、物理層:傳遞信息需要利用一些物理傳輸媒體,如雙絞線、同軸電纜、光纖等。物理層的任務就是為上層提供一個物理的連接,以及該物理連接表現出來的機械、電氣、功能和過程特性,實現透明的比特流傳輸。

2、數據鏈路層:數據鏈路層負責在2個相鄰的結點之間的鏈路上實現無差錯的數據幀傳輸。在接收方接收到數據出錯時要通知發送方重發,直到這一幀無差錯地到達接收結點,數據鏈路層就是把一條有可能出錯的實際鏈路變成讓網路層看起來像不會出錯的數據鏈路。

3、網路層:網路中通信的2個計算機之間可能要經過許多結點和鏈路,還可能經過幾個通信子網。網路層數據傳輸的單位是分組。網路層的主要任務是為要傳輸的分組選擇一條合適的路徑,使發送分組能夠正確無誤地按照給定的目的地址找到目的主機,交付給目的主機的傳輸層。

4、傳輸層:傳輸層的主要任務是通過通信子網的特性,最佳地利用網路資源,並以可靠與經濟的方式為2個端系統的會話層之間建立一條連接通道,以透明地傳輸報文。傳輸層向上一層提供一個可靠的端到端的服務,使會話層不知道傳輸層以下的數據通信的細節。

5、會話層:在會話層以及以上各層中,數據的傳輸都以報文為單位,會話層不參與具體的傳輸,它提供包括訪問驗證和會話管理在內的建立以及維護應用之間的通信機制。如伺服器驗證用戶登錄便是由會話層完成的。

6、表示層:這一層主要解決用戶信息的語法表示問題。它將要交換的數據從適合某一用戶的抽象語法,轉換為適合OSI內部表示使用的傳送語法。即提供格式化的表示和轉換數據服務。數據的壓縮和解壓縮、加密和解密等工作都由表示層負責。

7、應用層:這是OSI參考模型的最高層。應用層確定進程之間通信的性質以滿足用戶的需求,以及提供網路與用戶軟體之間的介面服務。

(8)計算機網路每一層的具體作用圖擴展閱讀:

傳輸層作為整個計算機網路的核心,是惟一負責總體數據傳輸和控制的一層。因為網路層不一定保證服務的可靠,而用戶也不能直接對通信子網加以控制,因此在網路層之上,加一層即傳輸層以改善傳輸質量。

傳輸層利用網路層提供的服務,並通過傳輸層地址提供給高層用戶傳輸數據的通信埠,使系統間高層資源的共享不必考慮數據通信方面和不可靠的數據傳輸方面的問題。

⑨ osi七層模型各層功能有哪些

OSI參考模型分為7層,分別是物理層,數據鏈路層,網路層,傳輸層,會話層,表示層和應用層。

各層的主要功能及其相應的數據單位如下:

1、物理層:要傳遞信息就要利用一些物理媒體,如雙紐線、同軸電纜等,但具體的物理媒體並不在OSI的7層之內,有人把物理媒體當作第0層,物理層的任務就是為它的上一層提供一個物理連接,以及它們的機械、電氣、功能和過程特性。

2、數據鏈路層:數據鏈路層負責在兩個相鄰結點間的線路上,無差錯的傳送以幀為單位的數據。每一幀包括一定數量的數據和一些必要的控制信息。

3、網路層:在計算機網路中進行通信的兩個計算機之間可能會經過很多個數據鏈路,也可能還要經過很多通信子網。

4、傳輸層:該層的任務時根據通信子網的特性最佳的利用網路資源,並以可靠和經濟的方式,為兩個端系統的會話層之間,提供建立、維護和取消傳輸連接的功能,負責可靠地傳輸數據。在這一層,信息的傳送單位是報文。

5、會話層:會話層不參與具體的傳輸,它提供包括訪問驗證和會話管理在內的建立和維護應用之間通信的機制。如伺服器驗證用戶登錄便是由會話層完成的。

6、表示層:這一層主要解決擁護信息的語法表示問題。它將欲交換的數據從適合於某一用戶的抽象語法,轉換為適合於OSI系統內部使用的傳送語法。

7、應用層:確定進程之間通信的性質以滿足用戶需要以及提供網路與用戶應用軟體之間的介面服務。

(9)計算機網路每一層的具體作用圖擴展閱讀:

OSI 參考模型將整個網路通信的功能劃分為七個層次,見圖1。它們由低到高分別是物理層(PH)、數據鏈路層(DL)、網路層(N)、傳輸層(T)、會話層(S)、表示層(P)、應用層(A)。每層完成一定的功能,每層都直接為其上層提供服務,並且所有層次都互相支持。第四層到第七層主要負責互操作性,而一層到三層則用於創造兩個網路設備間的物理連接。

⑩ 網路的七層各自的作用是什麼要簡單的解釋,有例子最好

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OSI七層模型介紹
OSI是一個開放性的通行系統互連參考模型,他是一個定義的非常好的協議規范。OSI模型有7層結構,每層都可以有幾個子層。下面我簡單的介紹一下這7層及其功能。

OSI的7層從上到下分別是

7 應用層
6 表示層
5 會話層
4 傳輸層
3 網路層
2 數據鏈路層
1 物理層

其中高層,既7、6、5、4層定義了應用程序的功能,下面3層,既3、2、1層主要面向通過網路的端到端的數據流。下面我給大家介紹一下這7層的功能:

(1)應用層:與其他計算機進行通訊的一個應用,它是對應應用程序的通信服務的。例如,一個沒有通信功能的字處理程序就不能執行通信的代碼,從事字處理工作的程序員也不關心OSI的第7層。但是,如果添加了一個傳輸文件的選項,那麼字處理器的程序員就需要實現OSI的第7層。示例:telnet, HTTP,FTP,WWW,NFS,SMTP等。

(2)表示層:這一層的主要功能是定義數據格式及加密。例如,FTP允許你選擇以二進制或ASII格式傳輸。如果選擇二進制,那麼發送方和接收方不改變文件的內容。如果選擇ASII格式,發送方將把文本從發送方的字元集轉換成標準的ASII後發送數據。在接收方將標準的ASII轉換成接收方計算機的字元集。示例:加密,ASII等。

(3)會話層:他定義了如何開始、控制和結束一個會話,包括對多個雙向小時的控制和管理,以便在只完成連續消息的一部分時可以通知應用,從而使表示層看到的數據是連續的,在某些情況下,如果表示層收到了所有的數據,則用數據代表表示層。示例:RPC,SQL等。

(4)傳輸層:這層的功能包括是否選擇差錯恢復協議還是無差錯恢復協議,及在同一主機上對不同應用的數據流的輸入進行復用,還包括對收到的順序不對的數據包的重新排序功能。示例:TCP,UDP,SPX。

(5)網路層:這層對端到端的包傳輸進行定義,他定義了能夠標識所有結點的邏輯地址,還定義了路由實現的方式和學習的方式。為了適應最大傳輸單元長度小於包長度的傳輸介質,網路層還定義了如何將一個包分解成更小的包的分段方法。示例:IP,IPX等。

(6)數據鏈路層:他定義了在單個鏈路上如何傳輸數據。這些協議與被討論的歌種介質有關。示例:ATM,FDDI等。

(7)物理層:OSI的物理層規范是有關傳輸介質的特性標准,這些規范通常也參考了其他組織制定的標准。連接頭、針、針的使用、電流、電流、編碼及光調制等都屬於各種物理層規范中的內容。物理層常用多個規范完成對所有細節的定義。示例:Rj45,802.3等。

OSI分層的優點:

(1)人們可以很容易的討論和學習協議的規范細節。

(2)層間的標准介面方便了工程模塊化。

(3)創建了一個更好的互連環境。

(4)降低了復雜度,使程序更容易修改,產品開發的速度更快。

(5)每層利用緊鄰的下層服務,更容易記住個層的功能。

大多數的計算機網路都採用層次式結構,即將一個計算機網路分為若干層次,處在高層次的系統僅是利用較低層次的系統提供的介面和功能,不需了解低層實現該功能所採用的演算法和協議;較低層次也僅是使用從高層系統傳送來的參數,這就是層次間的無關性。因為有了這種無關性,層次間的每個模塊可以用一個新的模塊取代,只要新的模塊與舊的模塊具有相同的功能和介面,即使它們使用的演算法和協議都不一樣。

網路中的計算機與終端間要想正確的傳送信息和數據,必須在數據傳輸的順序、數據的格式及內容等方面有一個約定或規則,這種約定或規則稱做協議。網路協議主要有三個組成部分:

1、語義:

是對協議元素的含義進行解釋,不同類型的協議元素所規定的語義是不同的。例如需要發出何種控制信息、完成何種動作及得到的響應等。

2、語法:

將若干個協議元素和數據組合在一起用來表達一個完整的內容所應遵循的格式,也就是對信息的數據結構做一種規定。例如用戶數據與控制信息的結構與格式等。

3、時序:

對事件實現順序的詳細說明。例如在雙方進行通信時,發送點發出一個數據報文,如果目標點正確收到,則回答源點接收正確;若接收到錯誤的信息,則要求源點重發一次。

70年代以來,國外一些主要計算機生產廠家先後推出了各自的網路體系結構,但它們都屬於專用的。
為使不同計算機廠家的計算機能夠互相通信,以便在更大的范圍內建立計算機網路,有必要建立一個國際范圍的網路體系結構標准。

國際標准化組織ISO 於1981年正式推薦了一個網路系統結構----七層參考模型,叫做開放系統互連模型(Open System Interconnection,OSI)。由於這個標准模型的建立,使得各種計算機網路向它靠攏, 大大推動了網路通信的發展。

OSI 參考模型將整個網路通信的功能劃分為七個層次,見圖1。它們由低到高分別是物理層(PH)、鏈路層(DL)、網路層(N)、傳輸層(T)、會議層(S)、表示層(P)、應用層(A)。每層完成一定的功能,每層都直接為其上層提供服務,並且所有層次都互相支持。第四層到第七層主要負責互操作性,而一層到三層則用於創造兩個網路設備間的物理連接.

1.物理層

物理層是OSI的第一層,它雖然處於最底層,卻是整個開放系統的基礎。物理層為設備之間的數據通信提供傳輸媒體及互連設備,為數據傳輸提供可靠的環境。

1.1媒體和互連設備

物理層的媒體包括架空明線、平衡電纜、光纖、無線信道等。通信用的互連設備指DTE和DCE間的互連設備。DTE既數據終端設備,又稱物理設備,如計算機、終端等都包括在內。而DCE則是數據通信設備或電路連接設備,如數據機等。數據傳輸通常是經過DTE——DCE,再經過DCE——DTE的路徑。互連設備指將DTE、DCE連接起來的裝置,如各種插頭、插座。LAN中的各種粗、細同軸電纜、T型接、插頭,接收器,發送器,中繼器等都屬物理層的媒體和連接器。

1.2物理層的主要功能

1.2.1為數據端設備提供傳送數據的通路,數據通路可以是一個物理媒體,也可以是多個物理媒體連接而成.一次完整的數據傳輸,包括激活物理連接,傳送數據,終止物理連接.所謂激活,就是不管有多少物理媒體參與,都要在通信的兩個數據終端設備間連接起來,形成一條通路.

1.2.2傳輸數據.物理層要形成適合數據傳輸需要的實體,為數據傳送服務.一是要保證數據能在其上正確通過,二是要提供足夠的帶寬(帶寬是指每秒鍾內能通過的比特(BIT)數),以減少信道上的擁塞.傳輸數據的方式能滿足點到點,一點到多點,串列或並行,半雙工或全雙工,同步或非同步傳輸的需要.

1.3物理層的一些重要標准

物理層的一些標准和協議早在OSI/TC97/C16 分技術委員會成立之前就已制定並在應用了,OSI也制定了一些標准並採用了一些已有的成果.下面將一些重要的標准列出,以便讀者查閱.ISO2110:稱為"數據通信----25芯DTE/DCE介面連接器和插針分配".它與EIA(美國電子工
業協會)的"RS-232-C"基本兼容。ISO2593:稱為"數據通信----34芯DTE/DCE----介面連接器和插針分配"。 ISO4092:稱為"數據通信----37芯DTE/DEC----介面連接器和插針分配".與EIARS-449兼容。CCITT V.24:稱為"數據終端設備(DTE)和數據電路終接設備之間的介面電路定義表".其功能與EIARS-232-C及RS-449兼容於100序列線上.

2.數據鏈路層

數據鏈路可以粗略地理解為數據通道。物理層要為終端設備間的數據通信提供傳輸媒體及其連接.媒體是長期的,連接是有生存期的.在連接生存期內,收發兩端可以進行不等的一次或多次數據通信.每次通信都要經過建立通信聯絡和拆除通信聯絡兩過程.這種建立起來的數據收發關系就叫作數據鏈路.而在物理媒體上傳輸的數據難免受到各種不可靠因素的影響而產生差錯,為了彌補物理層上的不足,為上層提供無差錯的數據傳輸,就要能對數據進行檢錯和糾錯.數據鏈路的建立,拆除,對數據的檢錯,糾錯是數據鏈路層的基本任務。

2.1鏈路層的主要功能

鏈路層是為網路層提供數據傳送服務的,這種服務要依靠本層具備的功能來實現。鏈路層應具備如下功能:

2.1.1鏈路連接的建立,拆除,分離。

2.1.2幀定界和幀同步。鏈路層的數據傳輸單元是幀,協議不同,幀的長短和界面也有差別,但無論如何必須對幀進行定界。

2.1.3順序控制,指對幀的收發順序的控制。

2.1.4差錯檢測和恢復。還有鏈路標識,流量控制等等.差錯檢測多用方陣碼校驗和循環碼校驗來檢測信道上數據的誤碼,而幀丟失等用序號檢測.各種錯誤的恢復則常靠反饋重發技術來完成。

2.2數據鏈路層的主要協議

數據鏈路層協議是為發對等實體間保持一致而制定的,也為了順利完成對網路層的服務。主要協議如下:

2.2.1ISO1745--1975:"數據通信系統的基本型控制規程".這是一種面向字元的標准,利用10個控制字元完成鏈路的建立,拆除及數據交換.對幀的收發情況及差錯恢復也是靠這些字元來完成.ISO1155, ISO1177, ISO2626, ISO2629等標準的配合使用可形成多種鏈路控制和數據傳輸方式.

2.2.2ISO3309--1984:稱為"HDLC 幀結構".ISO4335--1984:稱為"HDLC 規程要素 ".ISO7809--1984:稱為"HDLC 規程類型匯編".這3個標准都是為面向比特的數據傳輸控制而制定的.有人習慣上把這3個標准組合稱為高級鏈路控制規程.

2.2.3ISO7776:稱為"DTE數據鏈路層規程".與CCITT X.25LAB"平衡型鏈路訪問規程"相兼容.

2.3鏈路層產品

獨立的鏈路產品中最常見的當屬網卡,網橋也是鏈路產品。MODEM的某些功能有人認為屬於鏈路層,對些還有爭議.數據鏈路層將本質上不可靠的傳輸媒體變成可靠的傳輸通路提供給網路層。在IEEE802.3情況下,數據鏈路層分成了兩個子層,一個是邏輯鏈路控制,另一個是媒體訪問控制。下圖所示為 IEEE802.3LAN體系結構。

AUI=連接單元介面 PMA=物理媒體連接
MAU=媒體連接單元 PLS=物理信令
MDI=媒體相關介面

3.網路層

網路層的產生也是網路發展的結果.在聯機系統和線路交換的環境中,網路層的功能沒有太大意義.當數據終端增多時.它們之間有中繼設備相連.此時會出現一台終端要求不只是與唯一的一台而是能和多台終端通信的情況,這就是產生了把任意兩台數據終端設備的數據鏈接起來的問題,也就是路由或者叫尋徑.另外,當一條物理信道建立之後,被一對用戶使用,往往有許多空閑時間被浪費掉.人們自然會希望讓多對用戶共用一條鏈路,為解決這一問題就出現了邏輯信道技術和虛擬電路技術.

3.1網路層主要功能

網路層為建立網路連接和為上層提供服務,應具備以下主要功能:

3.1.1路由選擇和中繼.

3.1.2激活,終止網路連接.

3.1.3在一條數據鏈路上復用多條網路連接,多採取分時復用技術 .

3.1.4差錯檢測與恢復.

3.1.5排序,流量控制.

3.1.6服務選擇.

3.1.7網路管理.

3.2網路層標准簡介

網路層的一些主要標准如下:

3.2.1 ISO.DIS8208:稱為"DTE用的X.25分組級協議"

3.2.2 ISO.DIS8348:稱為"CO 網路服務定義"(面向連接)

3.2.3 ISO.DIS8349:稱為"CL 網路服務定義"(面向無連接)

3.2.4 ISO.DIS8473:稱為"CL 網路協議"

3.2.5 ISO.DIS8348:稱為"網路層定址"

3.2.6 除上述標准外,還有許多標准。這些標准都只是解決網路層的部分功能,所以往往需要在網路層中同時使用幾個標准才能完成整個網路層的功能.由於面對的網路不同,網路層將會採用不同的標准組合.

在具有開放特性的網路中的數據終端設備,都要配置網路層的功能.現在市場上銷售的網路硬設備主要有網關和路由器.

4.傳輸層

傳輸層是兩台計算機經過網路進行數據通信時,第一個端到端的層次,具有緩沖作用。當網路層服務質量不能滿足要求時,它將服務加以提高,以滿足高層的要求;當網路層服務質量較好時,它只用很少的工作。傳輸層還可進行復用,即在一個網路連接上創建多個邏輯連接。傳輸層也稱為運輸層.傳輸層只存在於端開放系統中,是介於低3層通信子網系統和高3層之間的一層,但是很重要的一層.因為它是源端到目的端對數據傳送進行控制從低到高的最後一層.

有一個既存事實,即世界上各種通信子網在性能上存在著很大差異.例如電話交換網,分組交換網,公用數據交換網,區域網等通信子網都可互連,但它們提供的吞吐量,傳輸速率,數據延遲通信費用各不相同.對於會話層來說,卻要求有一性能恆定的界面.傳輸層就承擔了這一功能.它採用分流/合流,復用/介復用技術來調節上述通信子網的差異,使會話層感受不到.

此外傳輸層還要具備差錯恢復,流量控制等功能,以此對會話層屏蔽通信子網在這些方面的細節與差異.傳輸層面對的數據對象已不是網路地址和主機地址,而是和會話層的界面埠.上述功能的最終目的是為會話提供可靠的,無誤的數據傳輸.傳輸層的服務一般要經歷傳輸連接建立階段,數據傳送階段,傳輸連接釋放階段3個階段才算完成一個完整的服務過程.而在數據傳送階段又分為一般數據傳送和加速數據傳送兩種。傳輸層服務分成5種類型.基本可以滿足對傳送質量,傳送速度,傳送費用的各種不同需要.傳輸層的協議標准有以下幾種:

4.1 ISO8072:稱為"面向連接的傳輸服務定義"

4.2 ISO8072:稱為"面向連接的傳輸協議規范"

5.會話層
會話層提供的服務可使應用建立和維持會話,並能使會話獲得同步。會話層使用校驗點可使通信會話在通信失效時從校驗點繼續恢復通信。這種能力對於傳送大的文件極為重要。會話層,表示層,應用層構成開放系統的高3層,面對應用進程提供分布處理,對話管理,信息表示,恢復最後的差錯等.

會話層同樣要擔負應用進程服務要求,而運輸層不能完成的那部分工作,給運輸層功能差距以彌補.主要的功能是對話管理,數據流同步和重新同步。要完成這些功能,需要由大量的服務單元功能組合,已經制定的功能單元已有幾十種.現將會話層主要功能介紹如下.

5.1為會話實體間建立連接。為給兩個對等會話服務用戶建立一個會話連接,應該做如下幾項工作:

5.1.1將會話地址映射為運輸地址

5.1.2選擇需要的運輸服務質量參數(QOS)

5.1.3對會話參數進行協商

5.1.3識別各個會話連接

5.1.4傳送有限的透明用戶數據

5.2數據傳輸階段

這個階段是在兩個會話用戶之間實現有組織的,同步的數據傳輸.用戶數據單元為SSDU,而協議數據單元為SPDU.會話用戶之間的數據傳送過程是將SSDU轉變成SPDU進行的.

5.3連接釋放

連接釋放是通過"有序釋放","廢棄","有限量透明用戶數據傳送"等功能單元來釋放會話連接的.會話層標准為了使會話連接建立階段能進行功能協商,也為了便於其它國際標准參考和引用,定義了12種功能單元.各個系統可根據自身情況和需要,以核心功能服務單元為基礎,選配其他功能單元組成合理的會話服務子集.會話層的主要標准有"DIS8236:會話服務定義"和"DIS8237:會話協議規范".

6.表示層

表示層的作用之一是為異種機通信提供一種公共語言,以便能進行互操作。這種類型的服務之所以需要,是因為不同的計算機體系結構使用的數據表示法不同。例如,IBM主機使用EBCDIC編碼,而大部分PC機使用的是ASCII碼。在這種情況下,便需要會話層來完成這種轉換。

通過前面的介紹,我們可以看出,會話層以下5層完成了端到端的數據傳送,並且是可靠,無差錯的傳送.但是數據傳送只是手段而不是目的,最終是要實現對數據的使用.由於各種系統對數據的定義並不完全相同,最易明白的例子是鍵盤,其上的某些鍵的含義在許多系統中都有差異.這自然給利用其它系統的數據造成了障礙.表示層和應用層就擔負了消除這種障礙的任務.

對於用戶數據來說,可以從兩個側面來分析,一個是數據含義被稱為語義,另一個是數據的表示形式,稱做語法.像文字,圖形,聲音,文種,壓縮,加密等都屬於語法范疇.表示層設計了3類15種功能單位,其中上下文管理功能單位就是溝通用戶間的數據編碼規則,以便雙方有一致的數據形式,能夠互相認識. ISO表示層為服務,協議,文本通信符制定了DP8822,DP8823,DIS6937/2等一系列標准.

7.應用層

應用層向應用程序提供服務,這些服務按其向應用程序提供的特性分成組,並稱為服務元素。有些可為多種應用程序共同使用,有些則為較少的一類應用程序使用。應用層是開放系統的最高層,是直接為應用進程提供服務的。其作用是在實現多個系統應用進程相互通信的同時,完成一系列業務處理所需的服務.其服務元素分為兩類:公共應用服務元素CASE和特定應用服務元素SASE.CASE提供最基本的服務,它成為應用層中任何用戶和任何服務元素的用戶,主要為應用進程通信,分布系統實現提供基本的控制機制.特定服務SASE則要滿足一些特定服務,如文卷傳送,訪問管理,作業傳送,銀行事務,訂單輸入等.

這些將涉及到虛擬終端,作業傳送與操作,文卷傳送及訪問管理,遠程資料庫訪問,圖形核心系統,開放系統互連管理等等.應用層的標准有DP8649"公共應用服務元素",DP8650"公共應用服務元素用協議",文件傳送,訪問和管理服務及協議.

討論:OSI七層模型是一個理論模型,實際應用則千變萬化,因此更多把它作為分析、評判各種網路技術的依據;對大多數應用來說,只將它的協議族(即協議堆棧)與七層模型作大致的對應,看看實際用到的特定協議是屬於七層中某個子層,還是包括了上下多層的功能。

這樣分層的好處有:

1.使人們容易探討和理解協議的許多細節。

2.在各層間標准化介面,允許不同的產品只提供各層功能的一部分,(如路由器在一到三層),或者只提供協議功能的一部分。(如Win95中的Microsoft TCP/IP)

3. 創建更好集成的環境。

4. 減少復雜性,允許更容易編程改變或快速評估。

5. 用各層的headers和trailers排錯。

6.較低的層為較高的層提供服務。

7. 把復雜的網路劃分成為更容易管理的層。

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