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為什么分成兩層

林玟書2年前16瀏覽0評論

為什么分成兩層?

osi-介紹osi模型osi

國際標準組織(國際標準化組織)制定了osi模型。這個模型把網絡通信的工作分為7層,分別是物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。1至4層被認為是低層,這些層與數據移動密切相關。5至7層是高層,包含應用程序級的數據。每一層負責一項具體的工作,然后把數據傳送到下一層。

物理層

物理層是osi的第一層,它雖然處于最底層,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。

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,如調制解調器等。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。

物理層的一些重要標準

物理層的一些標準和協議早在osi/tc97/c16分技術委員會成立之前就已制定并在應用了,osi也制定了一些標準并采用了一些已有的成果。iso2110:稱為“數據通信----25芯dte/dce接口連接器和插針分配”。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----接口連接器和插針分配”。iso4092:稱為“數據通信----37芯dte/dec----接口連接器和插針分配”。與eiars-449兼容。ccittv.24:稱為“數據終端設備(dte)和數據電路終接設備之間的接口電路定義表”。其功能與eiars-232-c及rs-449兼容于100序列線上。

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。

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絡層的服務。主要協議如下:iso1745--1975:“數據通信系統的基本型控制規程”。這是一種面向字符的標準,利用10個控制字符完成鏈路的建立,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符來完成。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。iso3309--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個標準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個標準組合稱為高級鏈路控制規程。iso7776:稱為“dte數據鏈路層規程”。與ccittx.25lab“平衡型鏈路訪問規程”相兼容。

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于鏈路層,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絡層。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。

網絡層

網絡層的產生也是網絡發展的結果。在聯機系統和線路交換的環境中,網絡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。此時會出現一臺終端要求不只是與唯一的一臺而是能和多臺終端通信的情況,這就是產生了把任意兩臺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后,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。

網絡層標準簡介

網絡層的一些主要標準如下:

iso.dis8208:稱為“dte用的x.25分組級協議”

iso.dis8348:稱為“co網絡服務定義”(面向連接)

iso.dis8349:稱為“cl網絡服務定義”(面向無連接)

iso.dis8473:稱為“cl網絡協議”

iso.dis8348:稱為“網絡層尋址”

除上述標準外,還有許多標準。這些標準都只是解決網絡層的部分功能,所以往往需要在網絡層中同時使用幾個標準才能完成整個網絡層的功能。由于面對的網絡不同,網絡層將會采用不同的標準組合。在具有開放特性的網絡中的數據終端設備,都要配置網絡層的功能。現在市場上銷售的網絡硬設備主要有網關和路由器。

傳輸層傳輸層

傳輸層是兩臺計算機經過網絡進行數據通信時,第一個端到端的層次,具有緩沖作用。當網絡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;當網絡層服務質量較好時,它只用很少的工作。傳輸層還可進行復用,即在一個網絡連接上創建多個邏輯連接。傳輸層也稱為運輸層,傳輸層只存在于端開放系統中,是介于低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后一層。

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,局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。對于會話層來說,卻要求有一性能恒定的界面。傳輸層就承擔了這一功能.它采用分流/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絡地址和主機地址,而是和會話層的界面端口。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。傳輸層的協議標準有以下幾種:

iso8072:稱為“面向連接的傳輸服務定義”

iso8072:稱為“面向連接的傳輸協議規范”

會話層

會話層提供的服務可使應用建立和維持會話,并能使會話獲得同步。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。這種能力對于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,恢復最后的差錯等。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。

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:

將會話地址映射為運輸地址

選擇需要的運輸服務質量參數(qos)

對會話參數進行協商

識別各個會話連接

傳送有限的透明用戶數據

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。

表示層組件連接釋放是通過“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、會話層標準為了使會話連接建立階段能進行功能協商,也為了便于其它國際標準參考和引用。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、會話層的主要標準有“dis8236:會話服務定義”和“dis8237:會話協議規范”。

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于某一用戶的抽象語法,轉換為適合于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。

第7層是“一切”。第7層也稱作“應用層”,是專門用于應用程序的。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絡與用戶應用軟件之間的接口服務如果你的程序需要一種具體格式的數據,你可以發明一些你希望能夠把數據發送到目的地的格式,并且創建一個第7層協議。smtp、dns和ftp都是7層協議。osi-各層功能osi物理層的主要功能

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。

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(帶寬是指每秒鐘內能通過的比特(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、串行或并行、半雙工或全雙工,同步或異步傳輸的需要。完成物理層的一些管理工作。

鏈路層的主要功能

鏈路層是為網絡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:

鏈路連接的建立,拆除,分離。

幀定界和幀同步。數據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。

順序控制,指對幀的收發順序的控制。

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。

網絡層主要功能

網絡層為建立網絡連接和為上層提供服務,應具備以下主要功能:路由選擇和中繼;激活、終止網絡連接;在一條數據鏈路上復用多條網絡連接,多采取分時復用技術;差錯檢測與恢復;排序、流量控制;服務選擇;網絡管理;

運輸層主要功能

此層表示處理數據交付問題的較低層和與應用層軟件協同工作的較高層之間的過渡點。運輸層負責應用進程之間的端到端通信,而它部分地通過進程級尋址和復用或分解來實現的。運輸層協議負責將應用層數據分段成要發送的塊,可以是面向連接的或者是無連接的。此層的協議也常提供數據交付管理服務如可靠性和流量控制。(處理及尋址;多路復用/分解;連接;分段和重組;確認和重傳;流量控制)

osi-實際代表意思ip協議假如你是一個網絡上的操作系統。在1層和2層工作的網卡將通知你什么時候有數據到達。驅動程序處理2層幀的出口,通過它你可以得到一個發亮和閃光的3層數據包(希望是如此)。作為操作系統,你將調用一些常用的應用程序處理3層數據。如果這個數據是從下面發上來的,你知道那是發給你的數據包,或者那是一個廣播數據包(除非你同時也是一個路由器,不過,暫時不用擔心這個問題)。如果你決定保留這個數據包,你將打開它,并且取出4層數據包。如果它是tcp協議,這個tcp子系統將被調用并打開這個數據包,然后把這個7層數據發送給在目標端口等待的應用程序。這個過程就結束了。

當要對網絡上的其它計算機做出回應的時候,每一件事情都以相反的順序發生。7層應用程序將把數據發送給tcp協議的執行者。然后,tcp協議在這些數據中加入額外的文件頭。在這個方向上,數據每前進一步體積都要大一些。tcp協議在ip協議中加入一個合法的tcp字段。然后,ip協議把這個數據包交給以太網。以太網再把這個數據作為一個以太網幀發送給驅動程序。然后,這個數據通過了這個網絡。這條線路中的路由器將部分地分解這個數據包以獲得3層文件頭,以便確定這個數據包應該發送到哪里。如果這個數據包的目的地是本地以太網子網,這個操作系統將代替路由器為計算機進行地址解析,并且把數據直接發送給主機。

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