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计算机网络体系结构(二)

2014-05-07 16:43:20 www.computerpx.com

  (N)实体之间的通信只使用(N-1)服务。最低层实体之间通过18514 1规定的物理介质通信,物理介质形成了OSI体系结构中的(0).(N)实体之间的合作关系由(N)协议来规范。(N)协议是由公式和规则组成的集合,它精确地定义了(N)实体如何协同工作,利用(N-1)服务

去完成(N)功能,以便向(N+1)实体提供服务。例如,传输层协议定义了传输站如何协同工作,利用网络服务向会话实体提供传输服务.同一个开放系统中的(N)实体之间的直接通信对外部是不可见的,因而不包含在OSI体系结构中。

(N+1)实体从(N)服务访问点(Service Access Point, SAP)获得(N)服务。(N) SAP表示(N)实体与(N+1)实体之间的逻辑接口。一个(N) SAP只能由一个(N)实体提供,也只能为一个(N+1)实体所使用。然而,一个(N)实体可以提供几个(N) SAP,一个(N+1)实体也可能利用几个(N) SAP为其服务。事实上,(N) SAP只是代表了(N)实体和(N+1)实体建立服务关系的手段。

OSI/RM用抽象的服务原语说明一个功能层提供的服务,这些服务原语采用了过程调用的形式。服务可以看作是层间的接口,OSI只为特定层协议的运行定义了所需的原语和参数,而互连系统内部层次之间的局部流控所需的原语和参数,以及层次之间交换状态信息的原语和参数都不包括在OSI服务的定义之中。

服务分为面向连接的服务和无连接的服务。对于面向连接的服务,有4种形式的服务原语,即请求原语、指示原语、响应原语和确认原语,如图1-6所示.(N)层提供(N) SAP之间的连接,这种连接是(N)服务的组成部分。最通常的连接是点到点的连接。但是也可以在多个端点之间建立连接,多点连接和实际网络中的广播通信相对应。(N)连接的两端叫做(N)连接端点(Connection End Point, CEP), (N)实体用本地的CEP来标识它建立的各个连接。另外,在网络服务中还有一种叫做数据报的无连接的通信,它对面向事务处理的应用很重要,所以后来也增添到OSURM中。

下面说明几个与连接有关的概念。

计算机网络体系结构(二)

1.连接的建立和释放

    当某个(N+1)实体要求建立与远方的(N+1)实体的连接时,它必须给当地的(N) SAP

提供远方(N) SAP的地址。(N)连接建立后,(N+1)实体就可以用它们自己一端的(N) CEP来引用该连接。例如,会话实体A要求和远方的会话实体B连接,则它必须知道B的传输地址TA (B)。为了建立这个连接,会话实体A请求传输层建立地址为TA (A)SAP和远方的

地址为TA (B)SAP的连接。该连接建立后,会话实体AB都可以用它们自己一端的传

输层CEP标识符来引用它。

    (N)连接的建立和释放是在(N-1)连接之上动态地进行的。(N)连接的建立意味着两个实体间的(N-1)连接可以利用,如果(N-1)连接不存在,则必须预先建立或同时建立(N-1)连接,而这又要求(N-2)连接可用。依此类推,直到最底层连接可用。显然,最底层的物理线路连接必须存在,所有上层连接的建立才有物理基础。

2.多路复用和分流

在(N-1)连接之上可以构造出三种具体的(N)连接。

1)一一对应式:每一个(N)连接建立在一个(N-1)连接之上.

2)多路复用式:几个(N)连接多路访问同一个(入目)连接。

(3)分流式:一个(N)连接建立在几个(N-1)连接之上。这样,(N)链接上的通信被分

配到几个(N-1)连接上进行传输。

    邻层连接之间的三种对应关系在实际应用中都是可能的。例如,单独一个终端连接到X.25公共数据网上,则在一个网络连接(虚电路)上只实现一个传输连接。如果使用了终端集中器,则各个终端上的传输连接被多路复用到一个网络连接上,这样就降低了通信费用.相反,把一个传输连接分流到几个网络连接上传输,可以得到更高的吞吐率,并提高传输的可靠性.

3.数据传输

 

    各个实体之间的信息传输是由各种数据单元实现的。这些数据单元如图1-7所示。

计算机网络体系结构(二)

(N)协议控制信息通过(N-1)连接在两个(N)实体之间交换,用以协调(N)实体之间的合作关系。例如,HDLC的帧头和帧尾。(N)用户数据来自上层的(N+1)实体。这种数据也在两个(N)实体之间传送,但(N)实体并不了解也不解释其内容。例如,网络实体的数据被包装在HDLC信息帧中由两个数据链路实体透明地传输。(N)协议数据单元包含(N)协议控制信息,也可能包含(N)用户数据。例如HDLC帧。

    (N)接口控制信息是在(N+1)实体和(N)实体之间交换的信息,用以协调两个实体间的合作。例如,在网络实体和数据链路实体间交换的系统专用控制信息:缓冲区地址和长度、最大等待时间等.(N)接口数据是(N+1)实体交给(N)实体发往远端的信息,或者是(N)实体收到的、由远端(N+1)实体发来的信息。例如,由数据链路实体透明传输的一段文字。(N)接口数据单元是(N+1)实体和(N)实体在一次交互作用中通过服务访问点传送的信息单位,由(N)接口控制信息和(N)接口数据组成.一个(N)连接两端传送的(N)接口数据单元的大小可以不同,例如,网络实体和为之服务的数据链路实体可以在一次交互作用中传送一个数据块。

    (N)服务数据单元是通过(N)连接从一端传送到另一端的数据的集合,这个集合在传送期间保持其标识不变。(N)服务数据单元可能通过一个或多个(N)协议数据单元传送,并在到达接收端后完整地交给上层的(N+l)实体。

    OSI/RM的网络体系结构如图I一所示,下面简要说明QSI/RM七层协议的主要功能。

1.应用层

 

这是Os'的最高层。这一层的协议直接为端用户服务,提供分布式处理环境.应用层管理开放系统的互连,包括系统的启动、维持和终止,并保持应用进程间建立连接所需的数据记录,其他层都是为支持这一层的功能而存在的。

计算机网络体系结构(二)

一个应用是由一些合作的应用进程组成的,这些应用进程根据应用层协议互相通信。应用进程是数据交换的源和宿,也可以被看作是应用层的实体。应用进程可以是任何形式的操作过程,例如,手工的、计算机化的或工业和物理过程等。这一层协议的例子有在不同系统间传输文件的协议、电子邮件协议和远程作业录入协议等。

2.表示层

表示层的用途是提供一个可供应用层选择的服务的集合,使得应用层可以根据这些服务功能解释数据的涵义。表示层以下各层只关心如何可靠地传输数据,而表示层关心的是所传输数据的表现方式、它的语法和语义.表示服务的例子有统一的数据编码、数据压缩格式和加密技术等。

3.会话层

    会话层支持两个表示层实体之间的交互作用.它提供的会话服务可分为如下两类.

    (1)把两个表示实体结合在一起,或者把它们分开,这叫会话管理。

    (2)控制两个表示实体间的数据交换过程。例如,分段、同步等,这一类叫会话服务。

    通过计算机网络的会话和人们打电话不一样,更和人们当面谈话的情况不一样。对话的管理包括决定该谁说,该谁听。长的对话(例如传输一个长文件)需要分段,一段一段地进行,

如果一段传错了,可以回到分界限的地方重新传输。所有这些功能都需要专门的协议支持.

4.传输层

这一层在低层服务的基础上提供一种通用的传输服务。会话实体利用这种透明的数据传输服务而不必考虑下层通信网络的工作细节,并使数据传输能高效地进行。传输层用多路复用或分流的方式优化网络的传输效率。当会话实体要求建立一条传输连接时,传输层要求建立一个对应的网络连接。如果要求较高的吞吐率,传输层可能为其建立多个网络连接;如果要求的传输速率不是很高,单独创建和维持一个网络连接不合算,则传输层就可考虑把几个传输连接多路复用到一个网络连接上。这样的多路复用和分流对传输层以上是透明的。

    传输层的服务可以提供一条无差错按顺序的端到端连接,也可能提供不保证顺序的独立报文传输,或多目标报文广播。这些服务可由会话实体根据具体情况选用。传输连接在其两端进行流量控制,以免高速主机发送的信息流淹没低速主机。传输层协议是真正的源端到目标端的协议,它由传输连接两端的传输实体处理。传输层下面的功能层协议都是通信子网中的协议。

5.网络层

    这一层的功能属于通信子网,它通过网络连接交换传输层实体发出的数据。网络层把上层来的数据组织成分组在通信子网的节点之间交换传送。交换过程中要解决的关键问题是选择路径,路径既可以是固定不变的,也可以是根据网络的负载情况动态变化的。另外一个要解决的问题是防止网络中出现局部的拥挤或全面的阻塞。此外,网络层还应有记账功能,以便根据通信过程中交换的分组数(或字符数、位数)收费。

    当传送的分组跨越一个网络的边界时,网络层应该对不同网络中分组的长度、寻址方式、

通信协议进行变换,使得异构型网络能够互联互通。

6.数据链路层

    这一层的功能是建立、维持和释放网络实体之间的数据链路,这种数据链路对网络层表现为一条无差错的信道。相邻节点之间的数据交换是分帧进行的,各帧按顺序传送,并通过接收端的校验检查和应答保证可靠地传输。数据链路层对损坏、丢失和重复的帧应能进行处理,这种处理过程对网络层是透明的.相邻节点之间的数据传输也有流量控制的问题,数据链路层把流量控制和差错控制合在一起进行。两个节点之间传输数据帧和发回应答帧的双向通信问题要有特殊的解决办法,有时由反向传输的数据帧“捎带”应答信息,这是一种极巧妙而又高效率的控制机制。

7.物理层

 

    这一层规定通信设备机械的、电气的、功能的和过程的特性,用以建立、维持和释放数据链路实体间的连接。具体地说,这一层的规程都与电路上传输的原始位有关,它涉及到什么信号代表“1”,什么信号代表“O;一位持续多少时间;传输是双向的,还是单向的;一次通信中发送方和接收方如何应答;设备之间连接件的尺寸和接头数:以及每根连线的用途等。


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