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7.1 通信协议及分层
（3）顺序控制。对发送的信息进行编号，以免重复 接收或丢失。 （4）透明性。透明性是指对用户端所使用的代码无 任何约束性的限制，也即应采取必要的措施，保证所 传送的数据信息为随机的比特序列。 （5）链路控制与管理。应控制信息的传输方向、建 立和结束链路的逻辑连接，显示数据终端设备的工作 状态等。 （6）流量控制。为了避免链路阻塞，应能调节数据 链路上的信息流量，能够决定暂停或继续接收信息。 （7）路径选择。确定信息报文通过多个节点和链路 到达目的节点的传输路径和最优的路径选择策略。 （8）对话控制。包括信息的处理、信息安全和保密、 应用服务等内容。
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7.1 通信协议及分层
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协议及分层
各层的主要功能如下： （1）物理层：保证比特流的正确传输，提供为 建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电 气的、功能的和规程的特性。如规定二进制比 特信息如何传输、电压大小、持续时间、联系 手续以及插座的机械、电气和物理性能等。 （2）数据链路层：在物理层提供的比特服务基 础上，用以建立相邻节点之间的数据链路，传 送数据帧。数据帧是指为便于数据信息在链路 上传送而将数据信息划分为可以互相识别的数 据段。链路层的通信协议又称为数据链路控制 规程。
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7.2 物理层协议
（1）机械特性 机械特性描述连接器即接口插件的插头、插座 的规格、尺寸、帧的数量与排列情况等。 ISO2110数据通信采用25芯DTE／DCE接口接 线器及引线分配，用于串行和并行音频调制解 调器、公用数据网接口、电报接口和自动呼叫 设备； ISO2593数据通信采用34芯高速数据终端设备 备用接口接线器和引线分配，用于 CCITT V.35的宽带调制解调器；
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7.2 物理层协议
1．物理层接口协议 物理层是OSI最基础的一层，它建立在通信传输介质 基础上，能够实现系统与传输介质的物理连接接口， 并提供传送数据信号的物理条件。物理层的功能是在 数据链路实体之间合理地通过中间系统，为数据比特 流传输所需要的物理连接的建立、保持、释放提供机 械、电气、功能和规程特性。 数据信号从一个终端用户传送到另一个终端用户时， 一般要包括通信线路和通信设备的数据通信过程。物 理层提到的连接主要是指数据终端设备（DTE）和数 据电路端接设备（DCE）之间的连接（又称接口）。
第7章数据通信协议
袁津生
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7.1 通信协议及分层
一、通信协议的一般概念 1．协议（Protocol）的概念 协议：为网络交换数据而制定的规则、约定与标准。 层次：人们对于一些难以处理的复杂问题，通常是分解 为若干个较容易处理的小一些的问题。 接口：同一节点内相邻层之间交换信息的节点。 一个通信网络协议主要由以下三要素组成。 （1）语法：规定通信的双方以什么方式交流数据信息， 即确定数据与控制信息的结构或格式； （2）语义：规定通信的双方要交流哪些数据信息，即 确定需要发出何种控制信息、完成何动作，以及返回什 么应答等； （3）规则：规定事件执行的顺序，即确定通信过程中 通信的状态变化。
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7.1 通信协议及分层
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7.1 通信协议及分层
应用层把产生的报文m传送到另一系统应用层中，在发 端，应用层数据信息m按6、7层接口的定义从第7层传 到第6层，假若第6层以某种方式对m进行转换，然后跨 过5、6层接口把新报文M送交第5层，则第5层将对M不 作修改而直接跨过4、5层接口传至第4层。由于很多网 络第3层对报文长度有一定限制，因此第4层必须进行 报文分段，并在每段加上一个报头H4，其中包括顺序 号，报头长度等附加控制信息，然后传至第3层。第3 层将收到的信息视为高层数据，再加上自己的报头H3 （其中包括虚电路号等）传至第2层，第2层再加上自 己的控制信息H2（称报头）及T2（称帧尾）形成帧传至 第1层，第1层以比特流的形式通过传输介质传给主机B 的第1层。此比特流通过图所示通信子网后到达接收端， 接收端逐层递交，每向上传输一层，该层的报头就被剥 掉，意味着本层协议功能已经完成，最后把信息m送到 系统应用层。
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7.1 通信协议及分层
3．OSI参考模型及各层功能 OSI的参考模型共有七层，自下而上分别是： 物理层(physical layer) 、数据链路层(data link layer)、网络层(netwark layer)、传输层 (transport layer)、会话层(session layer)、表 示层(presentation layer)及应用层(application layer)。分别用各层英文首字母缩写PH、DL、 N、T、S、P和A表示。 OSI模型所描述的范围包括端开放系统与中继 开放系统。中继开放系统指通信子网部分，连 接点的物理传输介质不在OSI范围内。
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7.1 通信协议及分层
（3）网络层：在各节点间建立可靠的数据链 路基础上，实现源节点到目的节点间建立一条 传输的通道。具体的功能有控制分组传送系统 操作的路由选择、拥塞控制、网络互连等；根 据传输层的要求来选择服务质量；向传输层报 告未恢复的差错等。 （4）传输层：它是面向通信子网的低层和面 向数据处理高层的接口。基本功能是能实现建 立、维持和拆除传送连接，选择网络层提供的 最合适的服务；在系统之间提供可靠透明的数 据传送，提供端到端的差错恢复和流量控制。
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7.2 物理层协议
目前使用的物理层协议是物理接口标准，这个 标准定义了物理层与传输介质之间的边界和接 口。 DTE与DCE之间的接口是二者之间的界面，它 使得不同厂家产品能够互换或互连。常用的物 理接口标准有；RS-232C／CCITT V.24建议、 X系列建议和 G.703建议等。 2．物理层接口的特性 物理层接口协议是用来定义DTE和DCE之间的 物理接口，它为物理接口规定了机械连接特性、 电气信号特性、信号的功能特性以及交换电路 的规程特性。
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7.2 物理层协议
数据终端设备 DTE（Data Terminal Equipment）是指 数据输入／输出设备、终端设备或计算机等终端装量； 数据电路端接设备DCE（ Data Circuit-terminating Equipment）是指自动呼叫应答设备、调制解调器以 及其他一些中间装置的集合。物理层并不是DTE和 DCE的物理设备或物理传输介质，而是有关物理设备 通过物理传输介质进行互连的描述和规定。
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7.1 通信协议及分层
在七层协议中，下面三层（物理层、链路层和 网络层）称为通信层，上面四层称为用户层。 一般来说，网络的低层协议决定了一个网络系 统的传输特性，如所采用的传输介质、拓扑结 构及介质访问控制方法等，通常由硬件来实现。 高层协议提供了与网络硬件结构无关的，更加 完善的网络服务和应用环境，通常是由网络操 作系统实现的。 4．OSI结构的数据传输过程 在具有功能层次相同的两个不同系统上进行通 信是在对等层进行的，这种通信称为虚通信。 所谓虚通信，是因为对等层与对等层之间不能 直接进行物理通信，只有通过其下层直至最下 面的物理层来传输数据。
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7.1 通信协议及分层
应用软件使用网络进行通信时并不同网络硬件 打交道，而是同给定的协议规则打交道。通信 网络协议是通信网络中不可缺少的重要组成部 分。 2．协议的功能 通信协议是一个复杂而庞大的通信规则的集合， 它可以完成以下8种主要功能： （1）信号的传送与接收。应规定的内容包括 信息传送的格式，接口标准及启动控制、超时 控制等功能。 （2）差错控制。应使终端输出的数据具有一定 的差错控制功能，目的终端根据收到的数据可 进行相应的检错或纠错操作。
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7.2 物理层协议
ISO4902数据通信采用 37芯和 9芯 DTE／DCE 接线器及引线分配，用于音频调制解调器和宽 带调制解调器； ISO4903数据通信采用15芯DTE／DCE接线器 及引线分配，用于 CCITT建议 X.20，X.21和 X.22所规定的公用数据网接口。 （2）电气特性 电气特性说明了数据交换信号以及有关电路的 特性。这些特性主要包括最大数据传输率的说 明、表示信号状态（逻辑电平、通／断、传号 ／空号）的电压或电流电平的识别，以及接收 器和发送器电路特性的说明，并给出了与互连 电缆相关的规则等。
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7.1 通信协议及分层
2．ISO和OSI 体系结构中一个非常重要的问题是关于网络体 系结构的标准化。国际标准化组织ISO （ International Standard Organization ）的 开放系统互连OSI （Open System Interconnection ）参考模型、国际电信联合会 （ITU-T，原名为国际电报电话咨询委员会 CCITT）的V系列和X系列建议书、美国电气电 子工程师学会（IEEE）的IEEE802.11协议标准 以及美国电子工业协会（EIA）的RS系列标准 都是著名的国际标准。这些标准的制定积极推 动了计算机通信和网络技术的应用和发展。
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7.1 通信协议及分层
（5）会话层：在两个应用实体之间建立起进行 一次对话的逻辑关系。它的功能是为应用实体 建立、维持和结束会话连接关系；对会话过程 进行管理等。 （6）表示层：其功能是处理两个应用实体之间 进行数据交换的语法变换及数据结构不一致及 数据不同编码的转换，并提出数据压缩和数据 加密功能来实现数据交换的可行性和可靠性。 （7）应用层：直接面向用户的最高层，它为 用户提供OSI服务，例如事务处理程序、文件 传送程序和网络管理程序等。由于网络应用的 要求很多，所以应用层最复杂，所制定的应用 协议也最多。