參考模型結構

1. IEEE參考模型結構

IEEE802.3(CSMA/CD訪問控制) vs. IEEE802.5 (令牌環網訪問控制)

我 們稱Ethernet的傳遞形式為廣播(broadcast)形式，Token Ring使用的則是指定(dedicated)形式；broadcast屬於probabilistic形式的協議，也就是不能夠保證工作站可以獲得接通網線的能力。Token Ring則屬於deterministic形式的協議，也就是使用一套規則來保證工作站有接通網線的能力。在IEEE定標准面，Ethernet屬於802.3標准，而Token Ring則屬於802.5標准:

特性類項 IEEE 802.3 IEEE 802.5
邏輯形態 Bus Single Ring
物理形態 Star, Bus Star
介質 Optic fiber, Twisted Pair,
Coaxial Cable Twisted Pair
頻寬 10 Mbps 4 or 16 Mbps
連接形式 CSMA/CD Token Passing
過載信息 Single 1(4 Mbps)或
Multiple(16 Mbps)
最大封包體積 1518 bytes 4500 (4 Mbps)
18000 (16 Mbps)
節點數目 1024 260
節點間隔 2.8m (minimum) 100m (maximum)
最長網路距離 2.8km 不等

IEEE802.3
規格 IEEE802.3
信號調變方式 基頻(Base Band)

信號編碼 Manchester編碼

媒體存取控制 CSMA/CD

種類 10 Base 5 10 Base 2 1Base 5 10 Base T
傳送速度 10 Mbps 1 Mbps 10 Mbps
採用纜線 厚同軸纜線 RG-11 細同軸纜線 RG-58 A/U 無遮蔽式雙絞線(UTP)
網路連接形態 匯流排(Bus) 星狀／匯流排
長度限制 500m/區段 185m/區段 2.4km 4km
可連最大段數 5段 5段
每一段最多可接計算機數目 100台 30台
媒體存取控制CSMA/CD 回
IEEE802.3系採用CSMA/CD做為通信媒體存取方法，最常見的乙太網絡(Ethernet)即符合此標准。
網路上的工作站可自由的取用線路，當它需傳輸數據時，先監聽網路上是否有信號在傳輸，此即載波感測(Carrier Sense)。若察覺網路正忙，即暫時等一段隨機之時間長度，然後再嘗試一次，萬一仍有信號傳輸中，則動復上述動作，此即多次存取(Mutiple Access)。若傳出去了，仍得再監聽一下此數據是否與它人的數據料碰撞在一起，這動作稱為碰撞檢出 (Collision Dectection )。
信號調變方式 回

基頻方式：直接將數字信號以0及1編碼，透過傳收器(Tranceiver)直接在通信媒體上傳輸。一次只能傳一個信道，其價格便宜，裝設也較簡單。

寬頻方式：將數字信號經過一高頻信號調變，轉換成較高頻的模擬信號。通常以分頻多任務方式(FDM, Frequency Division Multiplexing )，可在一個傳輸媒體上，進行多個通道的通信。
Manchester編碼 回
此編碼方式的優點是：1.不必附加同步時序，由傳送信號的0與1之間的位階變動即可達同步效果。此稱之為「自發同步時序」(Self-clocking)。2.傳輸在線不會產生直流電壓成份。3.較易做到傳輸錯誤之偵測。

IEEE802.5
IEEE802.5的規格如下：
規格 IEEE802.5
FSK(載波頻帶)
信號調變方式信號編碼 差分式Manchester編碼

媒體存取控制 記號匯流排
傳送速度 4 Mbps 4,16 Mbps
採用纜線 無遮敝式雙絞線 遮敝式雙絞線
網路連接形態 環狀
每一段最多可接計算機數目 250台

另外還要一提的是，有個IEEE802.4標准，在物理上使用bus形態的，但卻以Token Passing的形式來傳遞數據。和Token Ring一樣，只有得到Token的節點才可以發送數據，但一旦其獲得了接收節點的確認回應，就得把Token交給下一節點了。在網路里必須有一套機制來追蹤哪一個節點會是下一個得到Token的節點。在網路上面會有一個master的角色，如果token丟失或由某些原因不能傳送，master會先對全網路發出請求，然後宣布取消舊的token而重新發放一個，它比任何其它節點要有最優先權獲得Token。
不過比起Token Ring的star形態來說，802.4畢竟還是有其不足之處的。比如在802.5裡面使用的mart hub，有能力偵測到工作不良的節點，從而可以把Token繞過它來傳遞，同時會指示出哪一個節點有問題，而802.4則做不到這點。

2. 簡述OSI參考模型的構成及其功能

OSI七層模型介紹
OSI是一個開放性的通行系統互連參考模型，他是一個定義的非常好的協議規范。OSI模型有7層結構，每層都可以有幾個子層。下面我簡單的介紹一下這7層及其功能。

OSI的7層從上到下分別是

7 應用層
6 表示層
5 會話層
4 傳輸層
3 網路層
2 數據鏈路層
1 物理層

其中高層，既7、6、5、4層定義了應用程序的功能，下面3層，既3、2、1層主要面向通過網路的端到端的數據流。下面我給大家介紹一下這7層的功能：

（1）應用層：與其他計算機進行通訊的一個應用，它是對應應用程序的通信服務的。例如，一個沒有通信功能的字處理程序就不能執行通信的代碼，從事字處理工作的程序員也不關心OSI的第7層。但是，如果添加了一個傳輸文件的選項，那麼字處理器的程序員就需要實現OSI的第7層。示例：telnet，HTTP,FTP,WWW,NFS,SMTP等。

（2）表示層：這一層的主要功能是定義數據格式及加密。例如，FTP允許你選擇以二進制或ASII格式傳輸。如果選擇二進制，那麼發送方和接收方不改變文件的內容。如果選擇ASII格式，發送方將把文本從發送方的字元集轉換成標準的ASII後發送數據。在接收方將標準的ASII轉換成接收方計算機的字元集。示例：加密，ASII等。

（3）會話層：他定義了如何開始、控制和結束一個會話，包括對多個雙向小時的控制和管理，以便在只完成連續消息的一部分時可以通知應用，從而使表示層看到的數據是連續的，在某些情況下，如果表示層收到了所有的數據，則用數據代表表示層。示例：RPC，SQL等。

（4）傳輸層：這層的功能包括是否選擇差錯恢復協議還是無差錯恢復協議，及在同一主機上對不同應用的數據流的輸入進行復用，還包括對收到的順序不對的數據包的重新排序功能。示例：TCP，UDP，SPX。

（5）網路層：這層對端到端的包傳輸進行定義，他定義了能夠標識所有結點的邏輯地址，還定義了路由實現的方式和學習的方式。為了適應最大傳輸單元長度小於包長度的傳輸介質，網路層還定義了如何將一個包分解成更小的包的分段方法。示例：IP,IPX等。

（6）數據鏈路層：他定義了在單個鏈路上如何傳輸數據。這些協議與被討論的歌種介質有關。示例：ATM，FDDI等。

（7）物理層：OSI的物理層規范是有關傳輸介質的特性標准，這些規范通常也參考了其他組織制定的標准。連接頭、針、針的使用、電流、電流、編碼及光調制等都屬於各種物理層規范中的內容。物理層常用多個規范完成對所有細節的定義。示例：Rj45，802.3等。

OSI分層的優點：

（1）人們可以很容易的討論和學習協議的規范細節。

（2）層間的標准介面方便了工程模塊化。

（3）創建了一個更好的互連環境。

（4）降低了復雜度，使程序更容易修改，產品開發的速度更快。

（5）每層利用緊鄰的下層服務，更容易記住個層的功能。

大多數的計算機網路都採用層次式結構，即將一個計算機網路分為若干層次，處在高層次的系統僅是利用較低層次的系統提供的介面和功能，不需了解低層實現該功能所採用的演算法和協議；較低層次也僅是使用從高層系統傳送來的參數，這就是層次間的無關性。因為有了這種無關性，層次間的每個模塊可以用一個新的模塊取代，只要新的模塊與舊的模塊具有相同的功能和介面，即使它們使用的演算法和協議都不一樣。

網路中的計算機與終端間要想正確的傳送信息和數據，必須在數據傳輸的順序、數據的格式及內容等方面有一個約定或規則，這種約定或規則稱做協議。網路協議主要有三個組成部分：

1、語義：

是對協議元素的含義進行解釋，不同類型的協議元素所規定的語義是不同的。例如需要發出何種控制信息、完成何種動作及得到的響應等。

2、語法：

將若干個協議元素和數據組合在一起用來表達一個完整的內容所應遵循的格式，也就是對信息的數據結構做一種規定。例如用戶數據與控制信息的結構與格式等。

3、時序：

對事件實現順序的詳細說明。例如在雙方進行通信時，發送點發出一個數據報文，如果目標點正確收到，則回答源點接收正確；若接收到錯誤的信息，則要求源點重發一次。

70年代以來，國外一些主要計算機生產廠家先後推出了各自的網路體系結構，但它們都屬於專用的。
為使不同計算機廠家的計算機能夠互相通信，以便在更大的范圍內建立計算機網路，有必要建立一個國際范圍的網路體系結構標准。

國際標准化組織ISO 於1981年正式推薦了一個網路系統結構----七層參考模型，叫做開放系統互連模型(Open System Interconnection，OSI)。由於這個標准模型的建立,使得各種計算機網路向它靠攏, 大大推動了網路通信的發展。

OSI 參考模型將整個網路通信的功能劃分為七個層次，見圖1。它們由低到高分別是物理層(PH)、鏈路層(DL)、網路層(N)、傳輸層(T)、會議層(S)、表示層(P)、應用層(A)。每層完成一定的功能，每層都直接為其上層提供服務，並且所有層次都互相支持。第四層到第七層主要負責互操作性，而一層到三層則用於創造兩個網路設備間的物理連接.

1.物理層

物理層是OSI的第一層，它雖然處於最底層，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。

1.1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，如數據機等。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。

1.2物理層的主要功能

1.2.1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.

1.2.2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(帶寬是指每秒鍾內能通過的比特(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,串列或並行,半雙工或全雙工，同步或非同步傳輸的需要.

1.3物理層的一些重要標准

物理層的一些標准和協議早在OSI/TC97/C16 分技術委員會成立之前就已制定並在應用了,OSI也制定了一些標准並採用了一些已有的成果.下面將一些重要的標准列出,以便讀者查閱.ISO2110:稱為"數據通信----25芯DTE/DCE介面連接器和插針分配".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----介面連接器和插針分配"。ISO4092:稱為"數據通信----37芯DTE/DEC----介面連接器和插針分配".與EIARS-449兼容。CCITT V.24:稱為"數據終端設備(DTE)和數據電路終接設備之間的介面電路定義表".其功能與EIARS-232-C及RS-449兼容於100序列線上.

2.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。

2.1鏈路層的主要功能

鏈路層是為網路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:

2.1.1鏈路連接的建立，拆除，分離。

2.1.2幀定界和幀同步。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。

2.1.3順序控制,指對幀的收發順序的控制。

2.1.4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。

2.2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路層的服務。主要協議如下：

2.2.1ISO1745--1975:"數據通信系統的基本型控制規程".這是一種面向字元的標准,利用10個控制字元完成鏈路的建立，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元來完成.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.

2.2.2ISO3309--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個標准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個標准組合稱為高級鏈路控制規程.

2.2.3ISO7776:稱為"DTE數據鏈路層規程".與CCITT X.25LAB"平衡型鏈路訪問規程"相兼容.

2.3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於鏈路層,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路層。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。下圖所示為IEEE802.3LAN體系結構。

AUI=連接單元介面 PMA=物理媒體連接
MAU=媒體連接單元 PLS=物理信令
MDI=媒體相關介面

3.網路層

網路層的產生也是網路發展的結果.在聯機系統和線路交換的環境中，網路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.此時會出現一台終端要求不只是與唯一的一台而是能和多台終端通信的情況,這就是產生了把任意兩台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後,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.

3.1網路層主要功能

網路層為建立網路連接和為上層提供服務,應具備以下主要功能：

3.1.1路由選擇和中繼.

3.1.2激活,終止網路連接.

3.1.3在一條數據鏈路上復用多條網路連接,多採取分時復用技術 .

3.1.4差錯檢測與恢復.

3.1.5排序,流量控制.

3.1.6服務選擇.

3.1.7網路管理.

3.2網路層標准簡介

網路層的一些主要標准如下：

3.2.1 ISO.DIS8208:稱為"DTE用的X.25分組級協議"

3.2.2 ISO.DIS8348:稱為"CO 網路服務定義"(面向連接)

3.2.3 ISO.DIS8349:稱為"CL 網路服務定義"(面向無連接)

3.2.4 ISO.DIS8473:稱為"CL 網路協議"

3.2.5 ISO.DIS8348:稱為"網路層定址"

3.2.6 除上述標准外,還有許多標准。這些標准都只是解決網路層的部分功能,所以往往需要在網路層中同時使用幾個標准才能完成整個網路層的功能.由於面對的網路不同,網路層將會採用不同的標准組合.

在具有開放特性的網路中的數據終端設備,都要配置網路層的功能.現在市場上銷售的網路硬設備主要有網關和路由器.

4.傳輸層

傳輸層是兩台計算機經過網路進行數據通信時,第一個端到端的層次，具有緩沖作用。當網路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；當網路層服務質量較好時，它只用很少的工作。傳輸層還可進行復用，即在一個網路連接上創建多個邏輯連接。 傳輸層也稱為運輸層.傳輸層只存在於端開放系統中,是介於低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後一層.

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，區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.對於會話層來說,卻要求有一性能恆定的界面.傳輸層就承擔了這一功能.它採用分流/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路地址和主機地址,而是和會話層的界面埠.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.傳輸層的協議標准有以下幾種：

4.1 ISO8072:稱為"面向連接的傳輸服務定義"

4.2 ISO8072:稱為"面向連接的傳輸協議規范"

5.會話層
會話層提供的服務可使應用建立和維持會話，並能使會話獲得同步。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。這種能力對於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,恢復最後的差錯等.

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.

5.1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：

5.1.1將會話地址映射為運輸地址

5.1.2選擇需要的運輸服務質量參數(QOS)

5.1.3對會話參數進行協商

5.1.3識別各個會話連接

5.1.4傳送有限的透明用戶數據

5.2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.

5.3連接釋放

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.會話層標准為了使會話連接建立階段能進行功能協商，也為了便於其它國際標准參考和引用,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.會話層的主要標准有"DIS8236:會話服務定義"和"DIS8237:會話協議規范".

6.表示層

表示層的作用之一是為異種機通信提供一種公共語言，以便能進行互操作。這種類型的服務之所以需要，是因為不同的計算機體系結構使用的數據表示法不同。例如，IBM主機使用EBCDIC編碼，而大部分PC機使用的是ASCII碼。在這種情況下，便需要會話層來完成這種轉換。

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據傳送,並且是可靠,無差錯的傳送.但是數據傳送只是手段而不是目的,最終是要實現對數據的使用.由於各種系統對數據的定義並不完全相同,最易明白的例子是鍵盤,其上的某些鍵的含義在許多系統中都有差異.這自然給利用其它系統的數據造成了障礙.表示層和應用層就擔負了消除這種障礙的任務.

對於用戶數據來說,可以從兩個側面來分析,一個是數據含義被稱為語義,另一個是數據的表示形式,稱做語法.像文字,圖形,聲音,文種,壓縮,加密等都屬於語法范疇.表示層設計了3類15種功能單位,其中上下文管理功能單位就是溝通用戶間的數據編碼規則,以便雙方有一致的數據形式,能夠互相認識.ISO表示層為服務,協議,文本通信符制定了DP8822,DP8823,DIS6937/2等一系列標准.

7.應用層

應用層向應用程序提供服務，這些服務按其向應用程序提供的特性分成組，並稱為服務元素。有些可為多種應用程序共同使用，有些則為較少的一類應用程序使用。應用層是開放系統的最高層,是直接為應用進程提供服務的。其作用是在實現多個系統應用進程相互通信的同時,完成一系列業務處理所需的服務.其服務元素分為兩類:公共應用服務元素CASE和特定應用服務元素SASE.CASE提供最基本的服務,它成為應用層中任何用戶和任何服務元素的用戶，主要為應用進程通信,分布系統實現提供基本的控制機制.特定服務SASE則要滿足一些特定服務,如文卷傳送,訪問管理,作業傳送,銀行事務,訂單輸入等.

這些將涉及到虛擬終端,作業傳送與操作,文卷傳送及訪問管理,遠程資料庫訪問,圖形核心系統,開放系統互連管理等等.應用層的標准有DP8649"公共應用服務元素",DP8650"公共應用服務元素用協議",文件傳送,訪問和管理服務及協議.

討論：OSI七層模型是一個理論模型，實際應用則千變萬化，因此更多把它作為分析、評判各種網路技術的依據；對大多數應用來說，只將它的協議族（即協議堆棧）與七層模型作大致的對應，看看實際用到的特定協議是屬於七層中某個子層，還是包括了上下多層的功能。

這樣分層的好處有：

1.使人們容易探討和理解協議的許多細節。

2.在各層間標准化介面，允許不同的產品只提供各層功能的一部分，（如路由器在一到三層），或者只提供協議功能的一部分。（如Win95中的Microsoft TCP/IP）

3. 創建更好集成的環境。

4. 減少復雜性，允許更容易編程改變或快速評估。

5. 用各層的headers和trailers排錯。

6.較低的層為較高的層提供服務。

7. 把復雜的網路劃分成為更容易管理的層。

3. OSI七層參考模型怎麼理解

1，OSI七層參考模型的理解：
（1）OSI七層參考模型可以理解為：應用層、表示層、會話層、傳輸層、網路層、數據鏈路層、物理層，在通訊的過程中，各層所負責的事情也各不相同，也不會互相干擾，但會協同一起工作，最終完成整個通訊過程，將數據正確的交到對方電腦中。
（2）OSI參考模型也可以理解為一個公司結構。財務部、銷售部、技術部、後勤部等，各個部門都在整個工作中只完成自己的事情，互相不幹擾，最終把各自完成的成果提交給執行者，之後進行匯總各部門的意見之後就可以作出決策了。
2，OSI七層模型的層次化結構，優點：
（1）開放的標准化介面  多廠商使用統一結構，互相兼容。
（2）易於理解、學習和更新協議標准（更新某一層的協議，不會干擾到其他層）。
（3）模塊化設計、流程化操作，程序員開發程序時，思路更清晰。
（4）網路分層，就像一個篩子，能快速定位故障發生的地方，更便於故障排除。

4. osi參考模型採用了什麼體系結構

OSI（Open System Interconnect），即開放式系統互聯。 一般都叫OSI參考模型，是ISO（國際標准化組織）組織在1985年研究的網路互聯模型。該體系結構標準定義了網路互連的七層框架（物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層

5. 什麼是計算機網路體系結構osi參考模型

OSI是Open System Interconnect的縮寫，意為開放式系統互聯。 一般都叫OSI參考模型，是ISO（國際標准化組織）組織在1985年研究的網路互聯模型。該體系結構標準定義了網路互連的七層框架（物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和應用層），即ISO開放系統互連參考模型。在這一框架下進一步詳細規定了每一層的功能，以實現開放系統環境中的互連性、互操作性和應用的可移植性。^[

6. 「OSI參考模型」是什麼

OSI（Open System Interconnect）開放式系統互聯。
一般都叫OSI參考模型，是ISO（國際標准化組織）組織在1985年研究的網路互聯模型。國際標准化組織ISO發布的最著名的標準是ISO/iIEC 7498，又稱為X.200協議。該體系結構標準定義了網路互連的七層框架，即ISO開放系統互連參考模型。在這一框架下進一步詳細規定了每一層的功能，以實現開放系統環境中的互連性、互操作性和應用的可移植性。
開放系統 OSI標準定製過程中所採用的方法是將整個龐大而復雜的問題劃分為若干個容易處理的小問題，這就是分層的體系結構方法。在OSI中，採用了三級抽象，即體系結構、服務定義和協議規定說明。
OSI參考模型定義了開放系統的層次結構、層次之間的相互關系及各層所包含的可能的服務。它是作為一個框架來協調和組織各層協議的制定，也是對網路內部結構最精練的概括與描述。
OSI的服務定義詳細說明了各層所提供的服務。某一層的服務就是該層及其下各層的一種能力，它通過介面提供給更高一層。各層所提供的服務與這些服務是怎麼實現的無關。同時，各種服務定義還定義了層與層之間的介面和各層的所使用的原語，但是不涉及介面是怎麼實現的。
OSI標准中的各種協議精確定義了應當發送什麼樣的控制信息，以及應當用什麼樣的過程來解釋這個控制信息。協議的規程說明具有最嚴格的約束。
ISO/OSI參考模型並沒有提供一個可以實現的方法。ISO/OSI參考模型只是描述了一些概念，用來協調進程間通信標準的制定。在OSI范圍內，只有在各種的協議是可以被實現的而各種產品只有和OSI的協議相一致才能互連。這也就是說，OSI參考模型並不是一個標准，而只是一個在制定標准時所使用的概念性的框架。
在歷史來看，在制定計算機網路標准方面起著很大作用的兩大國際組織是CCITT和ISO。CCITT與ISO TC97的工作領域是不同的，CCITT主要是從通信角度考慮一些標準的制定，而ISO的TC97則關心信息的處理與網路體系結構。但是隨著科學技術的發展，通信與信息處理的界限變得比較模糊了。於是，通信與信息處理就都成為了CCITT與TC97共同關心的領域。CCITT的建議書X.200就是開放系統互連的基本參考模型，它和ISO 7498基本是相同的。
最早的時候網路剛剛出現的時候，很多大型的公司都擁有了網路技術，公司內部計算機可以相互連接。可以卻不能與其它公司連接。因為沒有一個統一的規范。計算機之間相互傳輸的信息對方不能理解。所以不能互聯。
ISO為了更好的使網路應用更為普及，就推出了OSI參考模型。其含義就是推薦所有公司使用這個規范來控制網路。這樣所有公司都有相同的規范，就能互聯了。提供各種網路服務功能的計算機網路系統是非常復雜的。根據分而治之的原則，ISO將整個通信功能劃分為七個層次，劃分原則是：
（1）網路中各結點都有相同的層次；
（2）不同結點的同等層具有相同的功能；
（3）同一結點內相鄰層之間通過介面通信；
（4）每一層使用下層提供的服務，並向其上層提供服務；
（5）不同結點的同等層按照協議實現對等層之間的通信。
其內容如下：
第7層 應用層：OSI中的最高層。應用層確定進程之間通信的性質，以滿足用戶的需要。應用層不僅要提供應用進程所需要的信息交換和遠程操作，而且還要作
為應用進程的用戶代理，來完成一些為進行信息交換所必需的功能。它包括：文件傳送訪問和管理FTAM、虛擬終端VT、事務處理TP、遠程數
據庫訪問RDA、製造業報文規范MMS、目錄服務DS等協議；
第6層 表示層：主要用於處理兩個通信系統中交換信息的表示方式。它包括數據格式交換、數據加密與解密、數據壓縮與恢復等功能；
第5層 會話層：—在兩個節點之間建立端連接。此服務包括建立連接是以全雙工還是以半雙工的方式進行設置，盡管可以在層4中處理雙工方式 ；
第4層 傳輸層：—常規數據遞送－面向連接或無連接。包括全雙工或半雙工、流控制和錯誤恢復服務；
第3層 網路層：—本層通過定址來建立兩個節點之間的連接，它包括通過互連網路來路由和中繼數據 ；
第2層 數據鏈路層：—在此層將數據分幀，並處理流控制。本層指定拓撲結構並提供硬體定址；
第1層 物理層：處於OSI參考模型的最底層。物理層的主要功能是利用物理傳輸介質為數據鏈路層提供物理連接，以便透明的傳送比特流。
數據發送時，從第七層傳到第一層，接受方則相反。
上三層總稱應用層，用來控制軟體方面。下四層總稱數據流層，用來管理硬體。
數據在發至數據流層的時候將被拆分。
在傳輸層的數據叫段，網路層叫包，數據鏈路層叫幀，物理層叫比特流，這樣的叫法叫PDU（協議數據單元）
OSI中每一層都有每一層的作用。比如網路層就要管理本機的IP的目的地的IP。數據鏈路層就要管理MAC地址（介質訪問控制）等等，所以在每層拆分數據後要進行封裝，以完成接受方與本機相互聯系通信的作用。
如以此規定。
OSI模型用途相當廣泛。
比如交換機、集線器、路由器等很多網路設備的設計都是參照OSI模型設計的。
OSI參考模型中,各層的功能
OSI各層的功能：
物理層
物理層規定了激活、維持、關閉通信端點之間的機械特性、電氣特性、功能特性以及過程特性。該層為上
層協議提供了一個傳輸數據的物理媒體。
在這一層，數據的單位稱為比特（bit）。
屬於物理層定義的典型規范代表包括：EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。
數據鏈路層
數據鏈路層在不可靠的物理介質上提供可靠的傳輸。該層的作用包括：物理地址定址、數據的成幀、流量
控制、數據的檢錯、重發等。
在這一層，數據的單位稱為幀（frame）。
數據鏈路層協議的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、幀中繼等。
網路層
網路層負責對子網間的數據包進行路由選擇。網路層還可以實現擁塞控制、網際互連等功能。
在這一層，數據的單位稱為數據包（packet）。
網路層協議的代表包括：IP、IPX、RIP、OSPF等
傳輸層
傳輸層是第一個端到端，即主機到主機的層次。傳輸層負責將上層數據分段並提供端到端的、可靠的或不
可靠的傳輸。此外，傳輸層還要處理端到端的差錯控制和流量控制問題。
在這一層，數據的單位稱為數據段（segment）。
傳輸層協議的代表包括：TCP、UDP、SPX等。
會話層
會話層管理主機之間的會話進程，即負責建立、管理、終止進程之間的會話。會話層還利用在數據中插入
校驗點來實現數據的同步。
表示層
表示層對上層數據或信息進行變換以保證一個主機應用層信息可以被另一個主機的應用程序理解。表示層
的數據轉換包括數據的加密、壓縮、格式轉換等。
應用層
應用層為操作系統或網路應用程序提供訪問網路服務的介面。
應用層協議的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。

7. OSI參考模型由哪幾層組成，每一層請列舉一種協議。

第二節 ISO／OSI參考模型
3．2．1 OSI參考模型的基本概念
（1）OSI參考模型的提出
在制定計算機網路標准方面起著很大作用的兩大國際組織是：國際電報與電話咨詢委員會(CCITT，Consultative Committee on International Telegraph and Telephone)與國際標准化組織(ISO，International Standards Organization)。1974年，ISO發布了著名的ISO／IEC 7498標准，它定義了網路互聯的七層框架，也就是 開放系統互聯(OSI，Open System Internetwork)參考模型。在OSI框架下，進一步詳細規定了每一層的功能，以實現開放系統環境中的互聯性、互操作性與應用的可移植性。CCITT的建議書X．400也定義了一些相似的內容。
(2) OSI參考模型的概念
OSI中的「開放」是指只要遵循OSI標准，一個系統就可以與位於世界上任何地方、同樣遵循同一標準的其他任何系統進行通信。在OSI標準的制定過程中，採用的方法是將整個龐大而復雜的問題劃分為若干個容易處理的小問題，這就是分層的體系結構方法。在OSI標准中，採用的是三級抽象：
 體系結構(Architecture)：OSI參考模型定義了開放系統的層次結構、層次之間的相互關系及各層所包括的可能的服務。它是作為一個框架來協調和組織各層協議的制定，也是對網路內部結構最精煉的概括與描述。
 服務定義(Service Definition)：OSI的服務定義詳細地說明了各層所提供的服務。某一層的服務就是該層及其以下各層的一種能力，它通過介面提供給更高一層。各層所提供的服務與這些服務是怎樣實現的無關。同時，各種服務定義還定義了層與層之間的介面與各層使用的原語，但不涉及介面是怎樣實現的。
 協議規格說明(Protocol Specificaton)：OSI標准中的各種協議精確地定義了：應當發送什麼樣的控制信息，以及應當用什麼樣的過程來解釋這個控制信息。協議的規程說明具有最嚴格的約束。
OSI參考模型並沒有提供一個可以實現的方法。OSI參考模型只是描述了一些概念，用來協調進程間通信標準的制定。在OSI的范圍內，只有各種的協議是可以被實現的，而各種產品只有和OSI的協議相一致時才能互聯。也就是說，OSI參考模型並不是一個標准，而是一個在制定標准時所使用的概念性的框架。
3．2．2 OSI參考模型的結構
OSI是分層體系結構的一個實例，每一層是一個模塊，用於執行某種主要功能，並具有自己的一套通信指令格式(稱為協議)。用於相同層的兩個功能之間通信的協議成為對等協議。根據分而治之的原則，OSI將整個通信功能劃分為七個層次，劃分層次的主要原則是：
●網中各結點都具有相同的層次；
●不同結點的同等層具有相同的功能；
●同一結點內相鄰層之間通過介面通信；
●每一層可以使用下層提供的服務，並向其上層提供服務，
●不同結點的同等層通過協議來實現對等層之間的通信。
OSI參考模型的結構如圖3．3所示。將信息從一層傳送到下—層是通過命令方式實現的，這里的命令稱為原語(Primitive)。被傳送的信息稱為協議數據單元(PDU，Protocol Data Unit)。在PDU進入下層之前，會在PDU中加入新的控制信息，這種控制信息稱為PCI(Protocol Control Information)。接下來，會在PDU中加入發送給下層的指令，這些指令稱為介面控制信息(ICI，Interface Control Information)。PDU、PCI與ICI共同組成了介面數據單元(IDU，Interface Data Unit)。下層接收到IDU後，就會就從IDU中去掉ICI，這時的數據包被稱為服務數據單元(SDU，Service Data Unit)。隨著SDU一層層向下傳送，每一層都要加入自己的信息。
3．2．3 OSI參考模型各層的功能
 物理層：物理層(Physical layer)是參考模型的最低層。該層是網路通信的數據傳輸介質，由連接不同結點的電纜與設備共同構成。主要功能是：利用傳輸介質為數據鏈路層提供物理連接，負責處理數據傳輸並監控數據出錯率，以便數據流的透明傳輸。
 數據鏈路層：數據鏈路層(Data link layer)是參考模型的第2層。 主要功能是：在物理層提供的服務基礎上，在通信的實體間建立數據鏈路連接，傳輸以「幀」為單位的數據包，並採用差錯控制與流量控制方法，使有差錯的物理線路變成無差錯的數據鏈路。
 網路層：網路層(Network layer)是參考模型的第3層。主要功能是：為數據在結點之間傳輸創建邏輯鏈路，通過路由選擇演算法為分組通過通信子網選擇最適當的路徑，以及實現擁塞控制、網路互聯等功能。
 傳輸層：傳輸層(Transport layer)是參考模型的第4層。主要功能是向用戶提供可靠的端到端(End-to-End)服務，處理數據包錯誤、數據包次序，以及其他一些關鍵傳輸問題。傳輸層向高層屏蔽了下層數據通信的細節，因此，它是計算機通信體系結構中關鍵的一層。
 會話層：會話層(Session layer)是參考模型的第5層。主要功能是：負責維擴兩個結點之間的傳輸鏈接，以便確保點到點傳輸不中斷，以及管理數據交換等功能。
 表示層：表示層(Presentation layer)是參考模型的第6層。主要功能是：用於處理在兩個通信系統中交換信息的表示方式，主要包括數據格式變換、數據加密與解密、數據壓縮與恢復等功能。
 應用層：應用層(Application layer)是參考模型的最高層。主要功能是：為應用軟體提供了很多服務，例如文件伺服器、資料庫服務、電子郵件與其他網路軟體服務。

8. 計算機網路的結構有哪些參考模型說明OSI模型的組成。

計算機網路結構主要有TCP/IP和OSI參考模型。

網路的拓撲結構是拋開網路物理連接來討論網路系統的連接形式，網路中各站點相互連接的方法和形式稱為網路拓撲。拓撲圖給出網路伺服器、工作站的網路配置和相互間的連接，它的結構主要有星型結構、匯流排結構、樹型結構、網狀結構、蜂窩狀結構、分布式結構等。

星型結構

星型結構是指各工作站以星型方式連接成網。網路有中央節點，其他節點（工作站、伺服器）都與中央節點直接相連，這種結構以中央節點為中心，因此又稱為集中式網路。它具有如下特點：結構簡單，便於管理；控制簡單，便於建網；網路延遲時間較小，傳輸誤差較低。但缺點也是明顯的：成本高、可靠性較低、資源共享能力也較差。

環型結構

環型結構由網路中若干節點通過點到點的鏈路首尾相連形成一個閉合的環，這種結構使公共傳輸電纜組成環型連接，數據在環路中沿著一個方向在各個節點間傳輸，信息從一個節點傳到另一個節點。

環型結構具有如下特點：信息流在網中是沿著固定方向流動的，兩個節點僅有一條道路，故簡化了路徑選擇的控制；環路上各節點都是自舉控制，故控制軟體簡單；由於信息源在環路中是串列地穿過各個節點，當環中節點過多時，勢必影響信息傳輸速率，使網路的響應時間延長；環路是封閉的，不便於擴充；可靠性低，一個節點故障，將會造成全網癱瘓；維護難，對分支節點故障定位較難。

匯流排型結構

匯流排結構是指各工作站和伺服器均掛在一條匯流排上，各工作站地位平等，無中心節點控制，公用匯流排上的信息多以基帶形式串列傳遞，其傳遞方向總是從發送信息的節點開始向兩端擴散，如同廣播電台發射的信息一樣，因此又稱廣播式計算機網路。各節點在接受信息時都進行地址檢查，看是否與自己的工作站地址相符，相符則接收網上的信息。

匯流排型結構的網路特點如下：結構簡單，可擴充性好。當需要增加節點時，只需要在匯流排上增加一個分支介面便可與分支節點相連，當匯流排負載不允許時還可以擴充匯流排；使用的電纜少，且安裝容易；使用的設備相對簡單，可靠性高；維護難，分支節點故障查找難。

分布式結構

分布式結構的網路是將分布在不同地點的計算機通過線路互連起來的一種網路形式，分布式結構的網路具有如下特點：由於採用分散控制，即使整個網路中的某個局部出現故障，也不會影響全網的操作，因而具有很高的可靠性；網中的路徑選擇最短路徑演算法，故網上延遲時間少，傳輸速率高，但控制復雜；各個節點間均可以直接建立數據鏈路，信息流程最短；便於全網范圍內的資源共享。缺點為連接線路用電纜長，造價高；網路管理軟體復雜；報文分組交換、路徑選擇、流向控制復雜；在一般區域網中不採用這種結構。

樹型結構

樹型結構是分級的集中控制式網路，與星型相比，它的通信線路總長度短，成本較低，節點易於擴充，尋找路徑比較方便，但除了葉節點及其相連的線路外，任一節點或其相連的線路故障都會使系統受到影響。

網狀拓撲結構

在網狀拓撲結構中，網路的每台設備之間均有點到點的鏈路連接，這種連接不經濟，只有每個站點都要頻繁發送信息時才使用這種方法。它的安裝也復雜，但系統可靠性高，容錯能力強。有時也稱為分布式結構。

蜂窩拓撲結構

蜂窩拓撲結構是無線區域網中常用的結構。它以無線傳輸介質（微波、衛星、紅外等）點到點和多點傳輸為特徵，是一種無線網，適用於城市網、校園網、企業網。

在計算機網路中還有其他類型的拓撲結構，如匯流排型與星型混合。匯流排型與環型混合連接的網路。在區域網中，使用最多的是匯流排型和星型結構。

OSI七層模型介紹
OSI是一個開放性的通行系統互連參考模型，他是一個定義的非常好的協議規范。OSI模型有7層結構，每層都可以有幾個子層。下面我簡單的介紹一下這7層及其功能。

OSI的7層從上到下分別是

7 應用層
6 表示層
5 會話層
4 傳輸層
3 網路層
2 數據鏈路層
1 物理層

其中高層，既7、6、5、4層定義了應用程序的功能，下面3層，既3、2、1層主要面向通過網路的端到端的數據流。下面我給大家介紹一下這7層的功能：

（1）應用層：與其他計算機進行通訊的一個應用，它是對應應用程序的通信服務的。例如，一個沒有通信功能的字處理程序就不能執行通信的代碼，從事字處理工作的程序員也不關心OSI的第7層。但是，如果添加了一個傳輸文件的選項，那麼字處理器的程序員就需要實現OSI的第7層。示例：telnet，HTTP,FTP,WWW,NFS,SMTP等。

（2）表示層：這一層的主要功能是定義數據格式及加密。例如，FTP允許你選擇以二進制或ASII格式傳輸。如果選擇二進制，那麼發送方和接收方不改變文件的內容。如果選擇ASII格式，發送方將把文本從發送方的字元集轉換成標準的ASII後發送數據。在接收方將標準的ASII轉換成接收方計算機的字元集。示例：加密，ASII等。

（3）會話層：他定義了如何開始、控制和結束一個會話，包括對多個雙向小時的控制和管理，以便在只完成連續消息的一部分時可以通知應用，從而使表示層看到的數據是連續的，在某些情況下，如果表示層收到了所有的數據，則用數據代表表示層。示例：RPC，SQL等。

（4）傳輸層：這層的功能包括是否選擇差錯恢復協議還是無差錯恢復協議，及在同一主機上對不同應用的數據流的輸入進行復用，還包括對收到的順序不對的數據包的重新排序功能。示例：TCP，UDP，SPX。

（5）網路層：這層對端到端的包傳輸進行定義，他定義了能夠標識所有結點的邏輯地址，還定義了路由實現的方式和學習的方式。為了適應最大傳輸單元長度小於包長度的傳輸介質，網路層還定義了如何將一個包分解成更小的包的分段方法。示例：IP,IPX等。

（6）數據鏈路層：他定義了在單個鏈路上如何傳輸數據。這些協議與被討論的歌種介質有關。示例：ATM，FDDI等。

（7）物理層：OSI的物理層規范是有關傳輸介質的特性標准，這些規范通常也參考了其他組織制定的標准。連接頭、針、針的使用、電流、電流、編碼及光調制等都屬於各種物理層規范中的內容。物理層常用多個規范完成對所有細節的定義。示例：Rj45，802.3等。