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OSI/RM协议及各层应用

发布时间: 2022-11-07 11:36:58

OSI/RM协议及各层应用,由于计算机网络中各台主机的类型和规格可能不同,每台主机的操作系统也不一样,为了保证计算机网络能够正常运行,就必须有一套网络中所有结点共同遵守的规程,即网络协议。

网络协议是一组关于数据传输、输入/输出格式和各种控制功能的约定,通过这些约定可以在物理线路的基础上构成逻辑上的连接,实现在网络中计算机、终端以及其他设备之间直接进行数据交换。

1.物理层

在实际的网络通信中,被广泛使用的物理层接口标准有EIA RS-232C、EIA RS-449和CCITT建议的X.21等标准。另外,CCITT也有一些相应的标准,如与EIA RS-232C兼容的CCITT V.24建议、与EIA RS-422兼容的CCITT V.10等,接口标准说明请参阅有关标准的文本。在串行通信中,EIA RS-232C是应用最广泛的标准,是美国电子工业协会(Electronic Industries Association,EIA)在1969年公布的数据通信标准。RS(Recommended standard)表示EIA的一种“推荐标准”,后面的232为标识号码,C表示了标准RS-232的修订版本次数。

2.数据链路层

数据链路层协议是最早被确认的通信协议之一。随着通信技术的发展,数据链路层协议也在不断改进和完善,时至今日已基本形成了完整的协议集。数据链路层协议由最初的异步终端协议发展到同步的面向字符协议,后来又出现了同步的面向位协议,这也是现在最常用的数据链路层协议。

面向字符协议是利用已定义好的一种代码字符集的一个子集来执行通信控制功能,如用“STX”字符代表正文开始等。可用的字符集有ASCII码和EBCDIC码等,面向字符的典型协议有ISO1745—数据通信系统的基本型控制规程和IBM的二进制同步通信(Binary Synchronous Communication,BSC)协议。最早的面向位协议是IBM公司研制的同步数据链路控制规程(Synchronous Data Link Control,SDLC)协议,用于IBM SNA网络的数据链路层协议。

后来几个国际标准化组织做了少量修改,发展为多个版本的面向位协议,如ADCCP(Advanced Data Communication Control Procedure)协议、HDLC(High-level Data Link Control)协议、LAP(Link Access Procedure)协议,这些协议都是以SDLC协议为基础做了少量修改补充而命名的,所以它们的基本内容是相同的。

3.网络层

在网络层中将报文分组从源结点传送到目的结点,选择一条合适的传输路径是至关重要的。局域网多采用共享信道且比较简单,故不需要路由选择。一般广域网多为网状拓扑结构,从源结点到目的结点的通路往往存在多条冗余路由,因此存在选择最佳路由的问题。

路由选择就是根据一定的原则和算法在传输通路中选出一条通向目的结点的最佳路由,路由选择算法的好坏关系到网络资源的利用和网络性能的高低,如网络吞吐量、平均延迟时间、资源有效利用率等。

网络层协议的代表包括X.25协议、IP、IPX、RIP、OSPF等。X.25协议是CCITT于20世纪70年代推出的,并在后来进行了几十次的修改和完善,被广泛应用于分组交换公用数据网中。

4.传输层

ISO将网络服务分为A、B、C三种类型。

●A型—网络连接具有可接受的残留差错率和可接受的失效通知率。

●B型—网络连接具有可接受的残留差错率和不可接受的失效通知率。

●C型—网络连接具有不可接受的残留差错率。

这里的残留差错是指经过差错控制后仍然存在的传送数据丢失、重复或畸变发生等错误,而失效通知是指网络协议检测到了差错,但不能恢复而通知传输实体。

A型服务是可靠的网络服务,如虚电路服务。C型服务的质量最差,单纯提供无连接(如数据报)服务的广域网或无线电分组交换网均属此类。B型服务介于二者之间,广域网多是提供B型服务。

表1-1 传输层协议分类



根据网络层提供的服务质量类型的不同,OSI/RM将传输层协议分为5类,如表1-1所示。0类最简单,也是功能最低的一类,仅具有连接建立、数据传输及差错报告等功能,适用于A型网络服务。

1类除了具有0类的功能外,还增加了基本错误恢复功能,提供流控制、加快数据传输、拆除连接等功能,可用于B型网络服务。

2类则在1类的基础上增加了多路复用功能,但不提供错误检测和恢复功能,适用于A型网络服务。

3类作为2类的功能增强级,具有差错恢复功能,可用于B型网络服务。

4类最复杂,可用于C型网络服务,具有超时机构和校验机构,增加了重复和顺序错检验等功能。

5.会话层

会话层是利用传输层提供的端到端的服务,向表示层或会话用户提供会话服务。这种服务主要是向会话服务用户(表示层实体或用户进程)提供建立连接并在连接上有序地传送数据,这种连接就叫做会话。会话实体通过会话协议组织和同步它们的会话,以管理它们的数据交换。所谓会话协议,就是在传输连接的基础上会话层实体之间建立会话连接的服务,并且支持有序交换数据的交互的一整套机制。会话协议含有34种会话协议数据单元的类型,会话协议数据单元与会话服务原语之间具有相对简单的映像关系,大多数服务原语导致会话协议实体产生并发送一个相应的会话协议数据单元。

6.表示层

表示层处理的是OSI系统之间用户信息的表示问题,主要涉及被传输信息的语法和语义。在OSI环境中,表示层负责处理数据的表示形式,如文字、图形、声音的表示、数据压缩、数据加密等。由于通信双方表示数据的内部方法往往是不一样的,如IBM370系列计算机使用EBCDIC码表示字符,而大多数其他计算机使用ASCII码,所以需要转换和协定来保证通信双方可以彼此理解。

7.应用层

应用层是OSI/RM的最高层,又是计算机网络与最终用户间的界面,包含系统管理员管理网络服务涉及的所有问题和基本功能。应用层在下面6层提供的数据传输和数据表示等各种服务的基础上,为网络用户或应用程序提供完成特定网络服务功能所需各种应用协议。不同的网络操作系统提供网络服务在功能、性能、易用性、用户界面、实现技术、硬件平台支持、开发应用软件所需的应用程序接口(API)等方面均存在较大差异,所采纳应用层协议也各具特色,所以需要应用层协议的标准化。常用的网络服务包括文件服务、电子邮件服务、打印服务、集成通信服务、目录服务、网络管理服务、安全服务、多协议路由与路由互连服务、分布式数据库服务、虚拟终端服务等。网络服务由相应的应用层协议来实现。

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