OSI/RM Open System Interconnection Reference Model 開放系統(tǒng)互連參考模型
Open System Interconnection Reference Model -- 開放系統(tǒng)互連參考模型
OSI (Open System Interconnect )開放式系統(tǒng)互連參考模型是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)和國際電報電話咨詢委員會(CCITT)聯(lián)合制定的開放系統(tǒng)互連參考模型,為開放式互連信息系統(tǒng)提供了一種功能結(jié)構(gòu)的框架,它從低到高分別是:物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層。
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(tǒng)的基礎(chǔ)。物理層為設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸媒體及互連設(shè)備,為數(shù)據(jù)傳輸提供可靠的環(huán)境。
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(shè)備指DTE和DCE間的互連設(shè)備。DTE即數(shù)據(jù)終端設(shè)備,又稱物理設(shè)備,如計算機(jī)、終端等都包括在內(nèi)。而DCE則是數(shù)據(jù)通信設(shè)備或電路連接設(shè)備,如調(diào)制解調(diào)器等。數(shù)據(jù)傳輸通常是經(jīng)過DTE-DCE,再經(jīng)過DCE-DTE的路徑。互連設(shè)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(xì)同軸電纜、T型接頭、插頭、接收器、發(fā)送器、中繼器等都屬物理層的媒體和連接器。
物理層的主要功能是:①為數(shù)據(jù)端設(shè)備提供傳送數(shù)據(jù)的通路,數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳輸,包括激活物理連接、傳送數(shù)據(jù)和終止物理連接。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(shù)據(jù)終端設(shè)備間連接起來,形成一條通路。②傳輸數(shù)據(jù)。物理層要形成適合數(shù)據(jù)傳輸需要的實體,為數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。一是要保證數(shù)據(jù)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(nèi)能通過的比特(Bit)數(shù)),以減少信道上的擁塞。傳輸數(shù)據(jù)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?shù)男枰。③完成物理層的一些管理工作?
數(shù)據(jù)鏈路層
數(shù)據(jù)鏈路可以粗略地理解為數(shù)據(jù)通道。物理層要為終端設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸介質(zhì)及其連接。介質(zhì)是長期的,連接是有生存期的。在連接生存期內(nèi),收發(fā)兩端可以進(jìn)行不等的一次或多次數(shù)據(jù)通信。每次通信都要經(jīng)過建立通信聯(lián)絡(luò)和拆除通信聯(lián)絡(luò)兩個過程。這種建立起來的數(shù)據(jù)收發(fā)關(guān)系就叫做數(shù)據(jù)鏈路。而在物理媒體上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)難免受到各種不可靠因素的影響而產(chǎn)生差錯,為了彌補(bǔ)物理層上的不足,為上層提供無差錯的數(shù)據(jù)傳輸,就要能對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢錯和糾錯。數(shù)據(jù)鏈路的建立,拆除,對數(shù)據(jù)的檢錯,糾錯是數(shù)據(jù)鏈路層的基本任務(wù)。
鏈路層是為網(wǎng)絡(luò)層提供數(shù)據(jù)傳送服務(wù)的,這種服務(wù)要依靠本層具備的功能來實現(xiàn)。鏈路層應(yīng)具備如下功能:
鏈路連接的建立、拆除和分離;
幀定界和幀同步。鏈路層的數(shù)據(jù)傳輸單元是幀,協(xié)議不同,幀的長短和界面也有差別,但無論如何必須對幀進(jìn)行定界;
順序控制,指對幀的收發(fā)順序的控制;
差錯檢測和恢復(fù)。還有鏈路標(biāo)識,流量控制等等。差錯檢測多用方陣碼校驗和循環(huán)碼校驗來檢測信道上數(shù)據(jù)的誤碼,而幀丟失等用序號檢測。各種錯誤的恢復(fù)則?糠答佒匕l(fā)技術(shù)來完成。
獨立的鏈路產(chǎn)品中最常見的當(dāng)屬網(wǎng)卡,網(wǎng)橋也是鏈路產(chǎn)品。數(shù)據(jù)鏈路層將本質(zhì)上不可靠的傳輸媒體變成可靠的傳輸通路提供給網(wǎng)絡(luò)層。在IEEE802.3情況下,數(shù)據(jù)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.
OSI其中
AUI——連接單元接口 PMA——物理媒體連接
MAU——媒體連接單元 PLS——物理信令
MDI——媒體相關(guān)接口
網(wǎng)絡(luò)層
網(wǎng)絡(luò)層的產(chǎn)生也是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的結(jié)果。在聯(lián)機(jī)系統(tǒng)和線路交換的環(huán)境中,網(wǎng)絡(luò)層的功能沒有太大意義。當(dāng)數(shù)據(jù)終端增多時。它們之間有中繼設(shè)備相連,此時會出現(xiàn)一臺終端要求不只是與惟一的一臺而是能和多臺終端通信的情況,這就產(chǎn)生了把任意兩臺數(shù)據(jù)終端設(shè)備的數(shù)據(jù)鏈接起來的問題,也就是路由或者叫尋徑。另外,當(dāng)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(xiàn)了邏輯信道技術(shù)和虛擬電路技術(shù)。
網(wǎng)絡(luò)層為建立網(wǎng)絡(luò)連接和為上層提供服務(wù),應(yīng)具備以下主要功能:
1.路由選擇和中繼;
2.激活,終止網(wǎng)絡(luò)連接;
3.在一條數(shù)據(jù)鏈路上復(fù)用多條網(wǎng)絡(luò)連接,多采取分時復(fù)用技術(shù);
4.檢測與恢復(fù);
5.排序,流量控制;
6.服務(wù)選擇;
7.網(wǎng)絡(luò)管理。
傳輸層
傳輸層是兩臺計算機(jī)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時,第一個端到端的層次,具有緩沖作用。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)質(zhì)量不能滿足要求時,它將服務(wù)加以提高,以滿足高層的要求;當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)質(zhì)量較好時,它只用很少的工作。傳輸層還可進(jìn)行復(fù)用,即在一個網(wǎng)絡(luò)連接上創(chuàng)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(tǒng)中,是介于低3層通信子網(wǎng)系統(tǒng)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(shù)據(jù)傳送進(jìn)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(wǎng)在性能上存在著很大差異。例如電話交換網(wǎng),分組交換網(wǎng),公用數(shù)據(jù)交換網(wǎng),局域網(wǎng)等通信子網(wǎng)都可互連,但它們提供的吞吐量,傳輸速率,數(shù)據(jù)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(dān)了這一功能。它采用分流/合流,復(fù)用/介復(fù)用技術(shù)來調(diào)節(jié)上述通信子網(wǎng)的差異,使會話層感受不到。
此外傳輸層還要具備差錯恢復(fù),流量控制等功能,以此對會話層屏蔽通信子網(wǎng)在這些方面的細(xì)節(jié)與差異。傳輸層面對的數(shù)據(jù)對象已不是網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址,而是會話層的界面端口。上述功能的最終目的是為會話提供可靠的,無誤的數(shù)據(jù)傳輸。傳輸層的服務(wù)一般要經(jīng)歷傳輸連接建立、數(shù)據(jù)傳送、傳輸連接釋放3個階段才算完成一個完整的服務(wù)過程。而在數(shù)據(jù)傳送階段又分為一般數(shù)據(jù)傳送和加速數(shù)據(jù)傳送兩種。
會話層
會話層提供的服務(wù)是應(yīng)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(xù)恢復(fù)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(yīng)用層構(gòu)成開放系統(tǒng)的高3層,面向應(yīng)用進(jìn)程提供分布處理、對話管理、信息表示、檢查和恢復(fù)與語義上下文有關(guān)的傳送差錯等。為給兩個對等會話服務(wù)用戶建立一個會話連接,應(yīng)該做如下幾項工作:
1.將會話地址映射為運輸?shù)刂罚?
2.數(shù)據(jù)傳輸階段;
3.連接釋放。
表示層
表示層的作用之一是為異種機(jī)通信提供一種公共語言,以便能進(jìn)行互操作。這種類型的服務(wù)之所以需要,是因為不同的計算機(jī)體系結(jié)構(gòu)使用的數(shù)據(jù)表示法不同。例如,IBM主機(jī)使用EBCDIC編碼,而大部分PC機(jī)使用的是ASCII碼。在這種情況下,便需要會話層來完成這種轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)傳送,并且是可靠的、無差錯的傳送。但是數(shù)據(jù)傳送只是手段而不是目的,最終是要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的使用。由于各種系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的定義并不完全相同,最易明白的例子是鍵盤——其上的某些鍵的含義在許多系統(tǒng)中都有差異。這自然給利用其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)造成了障礙。表示層和應(yīng)用層就擔(dān)負(fù)了消除這種障礙的任務(wù)。
應(yīng)用層
應(yīng)用層向應(yīng)用程序提供服務(wù),這些服務(wù)按其向應(yīng)用程序提供的特性分成組,并稱為服務(wù)元素。有些可為多種應(yīng)用程序共同使用,有些則為較少的一類應(yīng)用程序使用。應(yīng)用層是開放系統(tǒng)的最高層,是直接為應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)的。其作用是在實現(xiàn)多個系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)程相互通信的同時,完成一系列業(yè)務(wù)處理所需的服務(wù)。