計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

時(shí)間：2023-02-14 05:27:01 | 來源：營銷百科

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計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO(International Standards Organization)在80年代提出的開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型OSI(Open System Interconnection)，這個(gè)模型將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議分為七層。這個(gè)模型是一個(gè)定義異構(gòu)計(jì)算機(jī)連接標(biāo)準(zhǔn)的框架結(jié)構(gòu)，其具有如下特點(diǎn)：

①網(wǎng)絡(luò)中異構(gòu)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)均有相同的層次，相同層次具有相同的功能。

②同一節(jié)點(diǎn)內(nèi)相鄰層次之間通過接口通信。

③相鄰層次間接口定義原語操作，由低層向高層提供服務(wù)。

④不同節(jié)點(diǎn)的相同層次之間的通信由該層次的協(xié)議管理，

⑤每層次完成對該層所定義的功能，修改本層次功能不影響其它層、

⑥僅在最低層進(jìn)行直接數(shù)據(jù)傳送。

⑦定義的是抽象結(jié)構(gòu)，并非具體實(shí)現(xiàn)的描述。

在OSI網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中、除了物理層之外，網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)的實(shí)際傳輸方向是垂直的。數(shù)據(jù)由用戶發(fā)送進(jìn)程發(fā)送給應(yīng)用層，向下經(jīng)表示層、會話層等到達(dá)物理層，再經(jīng)傳輸媒體傳到接收端，由接收端物理層接收，向上經(jīng)數(shù)據(jù)鏈路層等到達(dá)應(yīng)用層，再由用戶獲取。數(shù)據(jù)在由發(fā)送進(jìn)程交給應(yīng)用層時(shí)，由應(yīng)用層加上該層有關(guān)控制和識別信息，再向下傳送，這一過程一直重復(fù)到物理層。在接收端信息向上傳遞時(shí)，各層的有關(guān)控制和識別信息被逐層剝?nèi)?，最后?shù)據(jù)送到接收進(jìn)程。

現(xiàn)在一般在制定網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，都把ISO/OSI參考模型作為參照基準(zhǔn)，并說明與該參照基準(zhǔn)的對應(yīng)關(guān)系。例如，在IEEE802局域網(wǎng)LAN標(biāo)準(zhǔn)中，只定義了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，并且增強(qiáng)了數(shù)據(jù)鏈路層的功能。在廣域網(wǎng)WAN協(xié)議中，CCITT的X.25建議包含了物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層等三層協(xié)議。一般來說，網(wǎng)絡(luò)的低層協(xié)議決定了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的傳輸特性，例如所采用的傳輸介質(zhì)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及介質(zhì)訪問控制方法等，這些通常由硬件來實(shí)現(xiàn)；網(wǎng)絡(luò)的高層協(xié)議則提供了與網(wǎng)絡(luò)硬件結(jié)構(gòu)無關(guān)的，更加完善的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和應(yīng)用環(huán)境，這些通常是由網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。

物理層(Physical Layer)

物理層建立在物理通信介質(zhì)的基礎(chǔ)上，作為系統(tǒng)和通信介質(zhì)的接口，用來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體間透明的比特 (bit) 流傳輸。只有該層為真實(shí)物理通信，其它各層為虛擬通信。物理層實(shí)際上是設(shè)備之間的物理接口，物理層傳輸協(xié)議主要用于控制傳輸媒體。

（1）物理層的特性

物理層提供與通信介質(zhì)的連接，提供為建立、維護(hù)和釋放物理鏈路所需的機(jī)械的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性，提供在物理鏈路上傳輸非結(jié)構(gòu)的位流以及故障檢測指示。物理層向上層提供位 (bit) 信息的正確傳送。

其中機(jī)械特性主要規(guī)定接口連接器的尺寸、芯數(shù)和芯的位置的安排、連線的根數(shù)等。電氣特性主要規(guī)定了每種信號的電平、信號的脈沖寬度、允許的數(shù)據(jù)傳輸速率和最大傳輸距離。功能特性規(guī)定了接口電路引腳的功能和作用。規(guī)程特性規(guī)定了接口電路信號發(fā)出的時(shí)序、應(yīng)答關(guān)系和操作過程，例如，怎樣建立和拆除物理層連接，是全雙工還是半雙工等。

（2）物理層功能

為了實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體之間比特流的透明傳輸，物理層應(yīng)具有下述功能：

①物理連接的建立與拆除

當(dāng)數(shù)據(jù)鏈路層請求在兩個(gè)數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體之間建立物理連接時(shí)，物理層能夠立即為它們建立相應(yīng)的物理連接。若兩個(gè)數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體之間要經(jīng)過若干中繼數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體時(shí)，物理層還能夠?qū)@些中繼數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體進(jìn)行互聯(lián)，以建立起一條有效的物理連接。當(dāng)物理連接不再需要時(shí)，由物理層立即拆除。

②物理服務(wù)數(shù)據(jù)單元傳輸

物理層既可以采取同步傳輸方式，也可以采取異步傳輸方式來傳輸物理服務(wù)數(shù)據(jù)單元。

③物理層管理

對物理層收發(fā)進(jìn)行管理，如功能的激活 (何時(shí)發(fā)送和接收、異常情況處理等)、差錯(cuò)控制 (傳輸中出現(xiàn)的奇偶錯(cuò)和格式錯(cuò))等。

數(shù)據(jù)鏈路層(Data Link Layer)

數(shù)據(jù)鏈路層為網(wǎng)絡(luò)層相鄰實(shí)體間提供傳送數(shù)據(jù)的功能和過程；提供數(shù)據(jù)流鏈路控制；檢測和校正物理鏈路的差錯(cuò)。物理層不考慮位流傳輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)，而數(shù)據(jù)鏈路層主要職責(zé)是控制相鄰系統(tǒng)之間的物理鏈路，傳送數(shù)據(jù)以幀為單位，規(guī)定字符編碼、信息格式，約定接收和發(fā)送過程，在一幀數(shù)據(jù)開頭和結(jié)尾附加特殊二進(jìn)制編碼作為幀界識別符，以及發(fā)送端處理接收端送回的確認(rèn)幀，保證數(shù)據(jù)幀傳輸和接收的正確性，以及發(fā)送和接收速度的匹配，流量控制等。

（1）數(shù)據(jù)鏈路層的目的

提供建立、維持和釋放數(shù)據(jù)鏈路連接以及傳輸數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)數(shù)據(jù)單元所需的功能和過程的手段。數(shù)據(jù)鏈路連接是建立在物理連接基礎(chǔ)上的，在物理連接建立以后，進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路連接的建立和數(shù)據(jù)鏈路連接的拆除。具體說，每次通信前后，雙方相互聯(lián)系以確認(rèn)一次通信的開始和結(jié)束，在一次物理連接上可以進(jìn)行多次通信。數(shù)據(jù)鏈路層檢測和校正在物理層出現(xiàn)的錯(cuò)誤。

（2）數(shù)據(jù)鏈路層的功能和服務(wù)

數(shù)據(jù)鏈路層的主要功能是為網(wǎng)絡(luò)層提供連接服務(wù)，并在數(shù)據(jù)鏈路連接上傳送數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議數(shù)據(jù)單元L-PDU，一般將L-PDU稱為幀。數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)可分為以下三種：

①無應(yīng)答、無連接服務(wù)。發(fā)送前不必建立數(shù)據(jù)鏈路連接，接收方也不做應(yīng)答，出錯(cuò)和數(shù)據(jù)丟失時(shí)也不做處理。這種服務(wù)質(zhì)量低，適用于線路誤碼率很低以及傳送實(shí)時(shí)性要求高的 (例如語音類的)信息等。

②有應(yīng)答、無連接服務(wù)。當(dāng)發(fā)送主機(jī)的數(shù)據(jù)鏈路層要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，直接發(fā)送數(shù)據(jù)幀。目標(biāo)主機(jī)接收數(shù)據(jù)鏈路的數(shù)據(jù)幀，并經(jīng)校驗(yàn)結(jié)果正確后，向源主機(jī)數(shù)據(jù)鏈路層返回應(yīng)答幀；否則返回否定幀，發(fā)送端可以重發(fā)原數(shù)據(jù)幀。這種方式發(fā)送的第一個(gè)數(shù)據(jù)幀除傳送數(shù)據(jù)外，也起數(shù)據(jù)鏈路連接的作用。這種服務(wù)適用于一個(gè)節(jié)點(diǎn)的物理鏈路多或通信量小的情況，其實(shí)現(xiàn)和控制都較為簡單。

③面向連接的服務(wù)。該服務(wù)一次數(shù)據(jù)傳送分為三個(gè)階段：數(shù)據(jù)鏈路建立，數(shù)據(jù)幀傳送和數(shù)據(jù)鏈路的拆除。數(shù)據(jù)鏈路建立階段要求雙方的數(shù)據(jù)鏈路層作好傳送的準(zhǔn)備；數(shù)據(jù)傳送階段是將網(wǎng)絡(luò)層遞交的數(shù)據(jù)傳送到對方；數(shù)據(jù)鏈路拆除階段是當(dāng)數(shù)據(jù)傳送結(jié)束時(shí)，拆除數(shù)據(jù)鏈路連接。這種服務(wù)的質(zhì)量好，是ISO/OSI參考模型推薦的主要服務(wù)方式。

（3）數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)單元

數(shù)據(jù)鏈路層與網(wǎng)絡(luò)層交換數(shù)據(jù)格式為服務(wù)數(shù)據(jù)單元。數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)數(shù)據(jù)單元，配上數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議控制信息，形成數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議數(shù)據(jù)單元。

數(shù)據(jù)鏈路層能夠從物理連接上傳輸?shù)谋忍亓髦?，識別出數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)數(shù)據(jù)單元的開始和結(jié)束，以及識別出其中的每個(gè)字段，實(shí)現(xiàn)正確的接收和控制。能按發(fā)送的順序傳輸?shù)较噜徑Y(jié)點(diǎn)。

（4）數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議

數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議可分為面向字符的通信規(guī)程和面向比特的通信規(guī)程。

面向字符的通信規(guī)程是利用控制字符控制報(bào)文的傳輸。報(bào)文由報(bào)頭和正文兩部分組成。報(bào)頭用于傳輸控制，包括報(bào)文名稱、源地址、目標(biāo)地址、發(fā)送日期以及標(biāo)識報(bào)文開始和結(jié)束的控制字符。正文則為報(bào)文的具體內(nèi)容。目標(biāo)節(jié)點(diǎn)對收到的源節(jié)點(diǎn)發(fā)來的報(bào)文，進(jìn)行檢查，若正確，則向源節(jié)點(diǎn)發(fā)送確認(rèn)的字符信息；否則發(fā)送接收錯(cuò)誤的字符信息。

面向比特的通信規(guī)程典型是以幀為傳送信息的單位，幀分為控制幀和信息幀。在信息幀的數(shù)據(jù)字段 (即正文)中，數(shù)據(jù)為比特流。比特流用幀標(biāo)志來劃分幀邊界，幀標(biāo)志也可用作同步字符。

網(wǎng)絡(luò)層(Net Work Layer)

廣域網(wǎng)絡(luò)一般都劃分為通信子網(wǎng)和資源子網(wǎng)，物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層組成通信子網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)層是通信子網(wǎng)的最高層，完成對通信子網(wǎng)的運(yùn)行控制。網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層的界面，既是層間的接口，又是通信子網(wǎng)和用戶主機(jī)組成的資源子網(wǎng)的界限，網(wǎng)絡(luò)層利用本層和數(shù)據(jù)鏈路層、物理層兩層的功能向傳輸層提供服務(wù)。

數(shù)據(jù)鏈路層的任務(wù)是在相鄰兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間實(shí)現(xiàn)透明的無差錯(cuò)的幀級信息的傳送，而網(wǎng)絡(luò)層則要在通信子網(wǎng)內(nèi)把報(bào)文分組從源節(jié)點(diǎn)傳送到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。在網(wǎng)絡(luò)層的支持下，兩個(gè)終端系統(tǒng)的傳輸實(shí)體之間要進(jìn)行通信，只需把要交換的數(shù)據(jù)交給它們的網(wǎng)絡(luò)層便可實(shí)現(xiàn)。至于網(wǎng)絡(luò)層如何利用數(shù)據(jù)鏈路層的資源來提供網(wǎng)絡(luò)連接，對傳輸層是透明的。

網(wǎng)絡(luò)層控制分組傳送操作，即路由選擇，擁塞控制、網(wǎng)絡(luò)互連等功能，根據(jù)傳輸層的要求來選擇服務(wù)質(zhì)量，向傳輸層報(bào)告未恢復(fù)的差錯(cuò)。網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)男畔⒁詧?bào)文分組為單位，它將來自源的報(bào)文轉(zhuǎn)換成包文，并經(jīng)路徑選擇算法確定路徑送往目的地。網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議用于實(shí)現(xiàn)這種傳送中涉及的中繼節(jié)點(diǎn)路由選擇、子網(wǎng)內(nèi)的信息流量控制以及差錯(cuò)處理等。

（1）網(wǎng)絡(luò)層功能

網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是支持網(wǎng)絡(luò)層的連接。網(wǎng)絡(luò)層的具體功能如下：

①建立和拆除網(wǎng)絡(luò)連接

在數(shù)據(jù)鏈路層提供的數(shù)據(jù)鏈路連接的基礎(chǔ)上，建立傳輸實(shí)體間或者若干個(gè)通信子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)連接?；ミB的子網(wǎng)可采用不同的子網(wǎng)協(xié)議。

②路徑選擇、中繼和多路復(fù)用

網(wǎng)際的路徑和中繼不同與網(wǎng)內(nèi)的路徑和和中繼，網(wǎng)絡(luò)層可以在傳輸實(shí)體的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)地址之間選擇一條適當(dāng)?shù)穆窂?，或者在互連的子網(wǎng)之間選擇一條適當(dāng)?shù)穆窂胶椭欣^。并提供網(wǎng)絡(luò)連接多路復(fù)用的數(shù)據(jù)鏈路連接，以提高數(shù)據(jù)鏈路連接的利用率。

③分組、組塊和流量控制

數(shù)據(jù)分組是指將較長的數(shù)據(jù)單元分割為一些相對較小的數(shù)據(jù)單元；數(shù)據(jù)組塊是指將一些相對較小的數(shù)據(jù)單元組成塊后一起傳輸。用以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)數(shù)據(jù)單元的有序傳輸，以及對網(wǎng)絡(luò)連接上傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)服務(wù)數(shù)據(jù)單元進(jìn)行有效的流量控制，以免發(fā)生信息'堵塞'現(xiàn)象。

④差錯(cuò)的檢測與恢復(fù)

利用數(shù)據(jù)鏈路層的差錯(cuò)報(bào)告，以及其他的差錯(cuò)檢測能力來檢測經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元，檢測是否出現(xiàn)異常情況。并可以從出錯(cuò)狀態(tài)中解脫出來。

（2）數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路

網(wǎng)絡(luò)層中提供兩種類型的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，即無連接服務(wù)和面向連接的服務(wù)。它們又被稱為數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和虛電路服務(wù)。

①數(shù)據(jù)報(bào) (Datagram)服務(wù)

在數(shù)據(jù)報(bào)方式，網(wǎng)絡(luò)層從傳輸層接受報(bào)文，拆分為報(bào)文分組，并且獨(dú)立地傳送，因此數(shù)據(jù)報(bào)格式中包含有源和目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的完整網(wǎng)絡(luò)地址、服務(wù)要求和標(biāo)識符。發(fā)送時(shí)，由于數(shù)據(jù)報(bào)每經(jīng)過一個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)時(shí)，都要根據(jù)當(dāng)時(shí)情況按照一定的算法為其選擇一條最佳的傳輸路徑，因此，數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)不能保證這些數(shù)據(jù)報(bào)按序到達(dá)目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，需要在接收節(jié)點(diǎn)根據(jù)標(biāo)識符重新排序。

數(shù)據(jù)報(bào)方式對故障的適應(yīng)性強(qiáng)，若某條鏈路發(fā)生故障，則數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)可以繞過這些故障路徑而另選擇其他路徑，把數(shù)據(jù)報(bào)傳送至目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。數(shù)據(jù)報(bào)方式易于平衡網(wǎng)絡(luò)流量，因?yàn)橹欣^節(jié)點(diǎn)可為數(shù)據(jù)報(bào)選擇一條流量較少的路由，從而避開流量較高的路由。數(shù)據(jù)報(bào)傳輸不需建立連接，目標(biāo)節(jié)點(diǎn)在收到數(shù)據(jù)報(bào)后，也不需發(fā)送確認(rèn)，因而是一種開銷較小的通信方式。但是發(fā)方不能確切地知道對方是否準(zhǔn)備好接收、是否正在忙碌，故數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的可靠性不是很高。而且數(shù)據(jù)報(bào)發(fā)送每次都附加源和目標(biāo)主機(jī)的全網(wǎng)名稱降低了信道利用率。

②虛電路 (Virtue Circuit) 服務(wù)

在虛電路傳輸方式下，在源主機(jī)與目標(biāo)主機(jī)通信之前，必須為分組傳輸建立一條邏輯通道，稱為虛電路。為此，源節(jié)點(diǎn)先發(fā)送請求分組Call-Request，Call-Request包含了源和目標(biāo)主機(jī)的完整網(wǎng)絡(luò)地址。Call-Request途徑每一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)，都要記下為該分組分配的虛電路號，并且路由器為它選擇一條最佳傳輸路由發(fā)往下一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。當(dāng)請求分組到達(dá)目標(biāo)主機(jī)后，若它同意與源主機(jī)通信，沿著該虛電路的相反方向發(fā)送請求分組Call-Request給源節(jié)點(diǎn)，當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)層為雙方建立起一條虛電路后，每個(gè)分組中不必再填上源和目標(biāo)主機(jī)的全網(wǎng)地址，而只需標(biāo)上虛電路號，即可以沿著固定的路由傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)通信結(jié)束時(shí)，將該虛電路拆除。

虛電路服務(wù)能保證主機(jī)所發(fā)出的報(bào)文分組按序到達(dá)。由于在通信前雙方已進(jìn)行過聯(lián)系，每發(fā)送完一定數(shù)量的分組后，對方也都給予了確認(rèn)，故可靠性較高。

③路由選擇

網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是將分組從源節(jié)點(diǎn)經(jīng)過選定的路由送到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，分組途經(jīng)多個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)造成多次轉(zhuǎn)發(fā)，存在路由選擇問題。路由選擇或稱路徑控制，是指網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)根據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的情況 (可用的數(shù)據(jù)鏈路、各條鏈路中的信息流量)，按照一定的策略 (傳輸時(shí)間最短、傳輸路徑最短等)選擇一條可用的傳輸路由，把信息發(fā)往目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。

網(wǎng)絡(luò)路由選擇算法是網(wǎng)絡(luò)層軟件的一部分，負(fù)責(zé)確定所收到的分組應(yīng)傳送的路由。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部采用無連接的數(shù)據(jù)報(bào)方式時(shí)，每傳送一個(gè)分組都要選擇一次路由。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層采用虛電路方式時(shí)，在建立呼叫連接時(shí)，選擇一次路徑，后繼的數(shù)據(jù)分組就沿著建立的虛電路路徑傳送，路徑選擇的頻度較低。

路由選擇算法可分為靜態(tài)算法和動態(tài)算法。靜態(tài)路由算法是指總是按照某種固定的規(guī)則來選擇路由，例如，擴(kuò)散法、固定路由選擇法、隨機(jī)路由選擇法和流量控制選擇法。動態(tài)路由算法是指根據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及通信量的變化來改變路由，例如，孤立路由選擇法、集中路由選擇法、分布路由選擇法、層次路由選擇法等

傳輸層(Transport Layer)

從傳輸層向上的會話層、表示層、應(yīng)用層都屬于端一端的主機(jī)協(xié)議層。傳輸層是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中最核心的一層，傳輸層將實(shí)際使用的通信子網(wǎng)與高層應(yīng)用分開。從這層開始，各層通信全部是在源與目標(biāo)主機(jī)上的各進(jìn)程間進(jìn)行的，通信雙方可能經(jīng)過多個(gè)中間節(jié)點(diǎn)。傳輸層為源主機(jī)和目標(biāo)主機(jī)之間提供性能可靠、價(jià)格合理的數(shù)據(jù)傳輸。具體實(shí)現(xiàn)上是在網(wǎng)絡(luò)層的基礎(chǔ)上再增添一層軟件，使之能屏蔽掉各類通信子網(wǎng)的差異，向用戶提供一個(gè)通用接口，使用戶進(jìn)程通過該接口，方便地使用網(wǎng)絡(luò)資源并進(jìn)行通信。

(1) 傳輸層功能

傳輸層獨(dú)立于所使用的物理網(wǎng)絡(luò)，提供傳輸服務(wù)的建立、維護(hù)和連接拆除的功能；選擇網(wǎng)絡(luò)層提供的最適合的服務(wù)。傳輸層接收會話層的數(shù)據(jù)，分成較小的信息單位，再送到網(wǎng)絡(luò)層，實(shí)現(xiàn)兩傳輸層間數(shù)據(jù)的無差錯(cuò)透明傳送。

傳輸層可以使源與目標(biāo)主機(jī)之間以點(diǎn)對點(diǎn)的方式簡單地連接起來。真正實(shí)現(xiàn)端一端間可靠通信。傳輸層服務(wù)是通過服務(wù)原語提供給傳輸層用戶（可以是應(yīng)用進(jìn)程或者會話層協(xié)議），傳輸層用戶使用傳輸層服務(wù)是通過傳送服務(wù)端口TSAP實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)一個(gè)傳輸層用戶希望與遠(yuǎn)端用戶建立連接時(shí)，通常定義傳輸服務(wù)訪問點(diǎn)TSAP。提供服務(wù)的進(jìn)程在本機(jī)TSAP端口等待傳輸連接請求，當(dāng)某一節(jié)點(diǎn)機(jī)的應(yīng)用程序請求該服務(wù)時(shí)，向提供服務(wù)的節(jié)點(diǎn)機(jī)的TSAP端口發(fā)出傳輸連接請求，并表明自己的端口和網(wǎng)絡(luò)地址。如果提供服務(wù)的進(jìn)程同意，就向請求服務(wù)的節(jié)點(diǎn)機(jī)發(fā)確認(rèn)連接，并對請求該服務(wù)的應(yīng)用程序傳遞消息，應(yīng)用程序收到消息后，釋放傳輸連接。

傳輸層提供面向連接和無連接兩種類型的服務(wù)。這兩種類型的服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)非常相似。傳輸層提供這兩種類型服務(wù)的原因是因?yàn)?，用戶不能對通信子網(wǎng)加以控制，無法通過使用通信處理機(jī)來改善服務(wù)質(zhì)量。傳輸層提供比網(wǎng)絡(luò)層更可靠的端一端間數(shù)據(jù)傳輸，更完善的查錯(cuò)糾錯(cuò)功能。傳輸層之上的會話層、表示層、應(yīng)用層都不包含任何數(shù)據(jù)傳送的功能。

（2）傳輸層協(xié)議類型

傳輸層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)有關(guān)。網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)于越完善，傳輸層協(xié)議就越簡單，網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)越簡單，傳輸層協(xié)議就越復(fù)雜。傳輸層服務(wù)可分成五類：

0類：提供最簡單形式的傳送連接，提供數(shù)據(jù)流控制。

1類：提供最小開銷的基本傳輸連接，提供誤差恢復(fù)。

2類：提供多路復(fù)用，允許幾個(gè)傳輸連接多路復(fù)用一條鏈路。

3類：具有0類和1類的功能，提供重新同步和重建傳輸連接的功能。

4類：用于不可靠傳輸層連接，提供誤差檢測和恢復(fù)。

基本協(xié)議機(jī)制包括建立連接、數(shù)據(jù)傳送和拆除連接。傳輸連接涉及四種不同類型的標(biāo)識：

用戶標(biāo)識：即服務(wù)訪問點(diǎn)SAP，允許實(shí)體多路數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉鄠€(gè)用戶。

網(wǎng)絡(luò)地址：標(biāo)識傳輸層實(shí)體所在的站。

協(xié)議標(biāo)識：當(dāng)有多個(gè)不同類型的傳輸協(xié)議的實(shí)體，對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)標(biāo)識出不同類型的協(xié)議。

連接標(biāo)識：標(biāo)識傳送實(shí)體，允許傳輸連接多路復(fù)用。

會話層(Session Layer)

會話是指兩個(gè)用戶進(jìn)程之間的一次完整通信。會話層提供不同系統(tǒng)間兩個(gè)進(jìn)程建立、維護(hù)和結(jié)束會話連接的功能；提供交叉會話的管理功能，有一路交叉、兩路交叉和兩路同時(shí)會話的3種數(shù)據(jù)流方向控制模式。會話層是用戶連接到網(wǎng)絡(luò)的接口。

（1）會話層的主要功能

會話層的目的是提供一個(gè)面向應(yīng)用的連接服務(wù)。建立連接時(shí)，將會話地址映射為傳輸?shù)刂?。會話連接和傳輸連接有三種對應(yīng)關(guān)系，一個(gè)會話連接對應(yīng)一個(gè)傳輸連接；多個(gè)會話連接建立在一個(gè)傳輸連接上；一個(gè)會話連接對應(yīng)多個(gè)傳輸連接。

數(shù)據(jù)傳送時(shí)，可以進(jìn)行會話的常規(guī)數(shù)據(jù)、加速數(shù)據(jù)、特權(quán)數(shù)據(jù)和能力數(shù)據(jù)的傳送。

會話釋放時(shí)，允許正常情況下的有序釋放；異常情況下由用戶發(fā)起的異常釋放和服務(wù)提供者發(fā)起的異常釋放。

（2）會話活動

會話服務(wù)用戶之間的交互對話可以劃分為不同的邏輯單元，每個(gè)邏輯單元稱為活動。每個(gè)活動完全獨(dú)立于它前后的其他活動，且每個(gè)邏輯單元的所有通信不允許分隔開。

會話活動由會話令牌來控制，保證會話有序進(jìn)行。會話令牌分為四種，數(shù)據(jù)令牌、釋放令牌、次同步令牌和主同步令牌。令牌是互斥使用會話服務(wù)的手段。

會話用戶進(jìn)程間的數(shù)據(jù)通信一般采用交互式的半雙工通信方式。由會話層給會話服務(wù)用戶提供數(shù)據(jù)令牌來控制常規(guī)數(shù)據(jù)的傳送，有數(shù)據(jù)令牌的會話服務(wù)用戶才可發(fā)送數(shù)據(jù)，另一方只能接收數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)發(fā)完之后，就將數(shù)據(jù)令牌轉(zhuǎn)讓給對方，對方也可請求令牌。

（3）會話同步

在會話服務(wù)用戶組織的一個(gè)活動中，有時(shí)要傳送大量的信息，如將一個(gè)文件連續(xù)發(fā)送給對方，為了提高數(shù)據(jù)發(fā)送的效率，會話服務(wù)提供者允許會話用戶在傳送的數(shù)據(jù)中設(shè)置同步點(diǎn)。一個(gè)主同步點(diǎn)表示前一個(gè)對話單元的結(jié)束及下一個(gè)對話單元的開始。在一個(gè)對話單元內(nèi)部或者說兩個(gè)主同步點(diǎn)之間可以設(shè)置次同步點(diǎn)，用于會話單元數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化。當(dāng)會話用戶持有數(shù)據(jù)令牌、次同步令牌和主同步令牌時(shí)就可在發(fā)送數(shù)據(jù)流中用相應(yīng)的服務(wù)原語設(shè)置次同步點(diǎn)和主同步點(diǎn)。

一旦出現(xiàn)高層軟件錯(cuò)誤或不符合協(xié)議的事件則發(fā)生會話中斷，這時(shí)會話實(shí)體可以從中斷處返回到一個(gè)已知的同步點(diǎn)繼續(xù)傳送，而不必從文件的開頭恢復(fù)會話。會話層定義了重傳功能，重傳是指在已正確應(yīng)答對方后，在后期處理中發(fā)現(xiàn)出錯(cuò)而請求的重傳，又稱為再同步。為了使發(fā)送端用戶能夠重傳，必須保存數(shù)據(jù)緩沖區(qū)中已發(fā)送的信息數(shù)據(jù)，將重新同步的范圍限制在一個(gè)對話單元之內(nèi)，一般返回到前一個(gè)次同步點(diǎn)，最多返回到最近一個(gè)主同步點(diǎn)。

表示層(Presentation Layer)

表示層的目的是處理信息傳送中數(shù)據(jù)表示的問題。由于不同廠家的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品常使用不同的信息表示標(biāo)準(zhǔn)，例如在字符編碼、數(shù)值表示、字符等方面存在著差異。如果不解決信息表示上的差異，通信的用戶之間就不能互相識別。因此，表示層要完成信息表示格式轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換可以在發(fā)送前，也可以在接收后，也可以要求雙方都轉(zhuǎn)換為某標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)表示格式。所以表示層的主要功能是完成被傳輸數(shù)據(jù)表示的解釋工作，包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)加密和數(shù)據(jù)壓縮等。表示層協(xié)議主要功能有：為用戶提供執(zhí)行會話層服務(wù)原語的手段；提供描述負(fù)載數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的方法；管理當(dāng)前所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)集和完成數(shù)據(jù)的內(nèi)部與外部格式之間的轉(zhuǎn)換。例如，確定所使用的字符集、數(shù)據(jù)編碼以及數(shù)據(jù)在屏幕和打印機(jī)上顯示的方法等。表示層提供了標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用接口所需要的表示形式。

應(yīng)用層(Application Layer)

應(yīng)用層作為用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的接口層，給應(yīng)用進(jìn)程提供了訪問OSI環(huán)境的手段。

應(yīng)用進(jìn)程借助于應(yīng)用實(shí)體 (AE)、實(shí)用協(xié)議和表示服務(wù)來交換信息，應(yīng)用層的作用是在實(shí)現(xiàn)應(yīng)用進(jìn)程相互通信的同時(shí)，完成一系列業(yè)務(wù)處理所需的服務(wù)功能。當(dāng)然這些服務(wù)功能與所處理的業(yè)務(wù)有關(guān)。

應(yīng)用進(jìn)程使用OSI定義和通信功能，這些通信功能是通過OSI參考模型各層實(shí)體來實(shí)現(xiàn)的。應(yīng)用實(shí)體是應(yīng)用進(jìn)程利用OSI通信功能的唯一窗口。它按照應(yīng)用實(shí)體間約定的通信協(xié)議 (應(yīng)用協(xié)議)，傳送應(yīng)用進(jìn)程的要求，并按照應(yīng)用實(shí)體的要求在系統(tǒng)間傳送應(yīng)用協(xié)議控制信息，有些功能可由表示層和表示層以下各層實(shí)現(xiàn)。

應(yīng)用實(shí)體由一個(gè)用戶元素和一組應(yīng)用服務(wù)元素組成。用戶元素是應(yīng)用進(jìn)程在應(yīng)用實(shí)體內(nèi)部，為完成其通信目的，需要使用的那些應(yīng)用服務(wù)元素的處理單元。實(shí)際上，用戶元素向應(yīng)用進(jìn)程提供多種形式的應(yīng)用服務(wù)調(diào)用，而每個(gè)用戶元素實(shí)現(xiàn)一種特定的應(yīng)用服務(wù)使用方式。用戶元素屏蔽應(yīng)用的多樣性和應(yīng)用服務(wù)使用方式的多樣性，簡化了應(yīng)用服務(wù)的實(shí)現(xiàn)。應(yīng)用進(jìn)程完全獨(dú)立于OSI環(huán)境，它通過用戶元素使用OSI服務(wù)。

應(yīng)用服務(wù)元素可分為兩類，公共應(yīng)用服務(wù)元素 (CASE)和特定應(yīng)用服務(wù)元素 (SASE)。公共應(yīng)用服務(wù)元素是用戶元素和特定應(yīng)用服務(wù)元素公共使用的部分，提供通用的最基本的服務(wù)，它使不同系統(tǒng)的進(jìn)程相互聯(lián)系并有效通信。它包括聯(lián)系控制元素、可靠傳輸服務(wù)元素、遠(yuǎn)程操作服務(wù)元素等；特定應(yīng)用服務(wù)元素提供滿足特定應(yīng)用的服務(wù)。包括虛擬終端、文件傳輸和管理、遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫訪問、作業(yè)傳送等。對于應(yīng)用進(jìn)程和公共應(yīng)用服務(wù)元素來說，用戶元素具有發(fā)送和接收能力。對特定服務(wù)元素來說，用戶元素是請求的發(fā)送者，也是響應(yīng)的最終接收者。^[1][2]