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第三章 开放系统互连参考模型七层协议
由于面向字符的控制规程效率低下,因而提出了面 向比特的DLC规程。 高级数据链路控制规程HDLC:
信息字段的头尾各加上24bit的控制信息,就构成了一个 完整的HDLC数据帧。其结构如图所示。 (1)标志符F为8bit(01111110)。其作用有三:一是作 为一帧开始和结束的分界符;二是进行帧同步;三是用于 其他信息段的定位。 (2)地址字段A为8bit。 (3)控制字段C共8bit,是最复杂的字段。根据其前面两 个比特取值的不同,可将HDLC数据帧划分为三大类:信 息帧I,监督帧S,无编号帧U (4)帧校验序列(FCS,Frame Check Sequence)字段 共16bit。
3)数据链路控制规程(DLC) ①面向字符的数据链路控制规程:
它利用若干个特殊规定的控制字符控制报文的传送。 报文通常由标题(报头)和正文组成。例如:标题 开始字符SOH;正文开始字符STX等等。标题含有 报文名称、源站地址、目标站地址、发送日期等信 息;正文则是报文的具体内容。
②面向比特的数据链路控制规程:
数据传输 • Close()——释放Socket • Shutdown()——可关闭单方向上的传输
四、常见的网络层次模型
1. OSI/RM参考模型
*20世纪70年代后期,国际标准化组织(ISO)为
了促进异种机互连的研究和发展,制订了一个 参照模型,为协调标准的研制提供了一个共同 基础,允许现存的和正在演变中的标准化活动 有一致的框架和前景。在1983年形成了开放系 统互连(OSI)基本参考模型的正式文件,即著 名的ISO 7498国际标准。
1)网络层的功能
2)网络层提供的服务
①面向连接服务(虚电路服务)
连接是指两个对等实体之间为进行数据通信而进行的一种 结合。面向连接服务就是在数据交换之前,必须先建立连 接(虚电路),一旦建立了虚电路,则在以后发送的数据 分组中就不必再填上源和目标主机的全网地址,而只需标 上虚电路号。当数据交换结束后,则应该终止这个连接。 通常面向连接服务是一种可靠的报文序列服务,在建立连 接之后,每个用户都可以发送可变长度的报文,这些报文 按顺序发送给远端的用户,报文的接收也是按顺序的。
在开放系统互连参考模型OSI/RM中采用了七层协议 体系结构,除最高层和最低层以外的任何一层,均可记为 (N),表示“第N层”。
在OSI/RM模型中,协议和服务是两个非常重要的不 同概念。控制两个(N)层对等实体进行通信的规则的集 合称为(N)协议;两个(N)层实体间的通信在(N) 协议的控制下,能够使(N)层向上一层提供服务,这种 服务就称为(N)服务,接受(N)服务的(N)层服务 用户是(N+1)层实体。
DTE(数据终端设备)——指网络中用 于处理用户数据的设备,是计算机的信 源与信宿。通常是一台计算机;
DCE(数据电路端接设备)——是介于 DTE与网络中传输介质之间的设备,例 如:调制解调器
DTE通过DCE与通信传输线路相连
2、 数据链路层
数据链路层是OSI模型的第二层,通 过一些数据链路层协议和链路控制规程, 在不太可靠的物理链路上实现可靠的数 据传送;它控制网络层与物理层之间的 通信,并对网络层提供服务。
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。素:
语法:数据结构、编码和信号电平 等。
语义:用于协调和差错处理的控制 信息。
时序:传输速率匹配和事件先后顺 序。
(4) 功能相似的放在同一层。
(5) 根据过去成功的经验分层。
(6) 功能具有独立性,并能局部化时,单设 一层。
(7) 每层只与上下相邻层有接口关系,而 与其他层无关。
(8) 对数据做不同处理时可分层。 (9)在现存标准接口的可用处分层,每层的
功能选择应着眼于国际标准的制定。
三、协议和服务的区别及相互关系
这些命令和应答是为适应各种应用而设置 的,对 某一特定的应用只需其中的某些命令和应答。 初始化连接 数据传输 差错控制 连接终止
3、 网络层
网络层是OSI模型的第三层,其主要功 能是分组传送、路由选择和流量控制,实 现端到端通信系统中中间节点的路由选择; 就是将网络地址翻译成对应的物理地址, 并决定如何将数据从发送方路由到接收方。
2、计算机网络体系结构——指网络通信功能的 层次构成、各层的通信协议规范和相邻层的接 口协议规范的集合模型。
3、层次式结构
两个系统中实体间的通信是一个十分复杂的 过程,为了减少协议设计和调试过程的复杂性,大 多数网络的实现都按层次的方式来组织,每一层完 成一定的功能,每一层又都建立在它的下层之上。 不同的网络,其层的数量、各层的名字、内容和功 能不尽相同,然而在所有的网络中,每一层都是通 过层间接口向上一层提供一定的服务,而把这种服 务是如何实现的细节对上层加以屏蔽。
二、网络层次划分的原则
1980 年 ,H.Zimmerman 提出了网络层 次划分的基本原则: (1) 层次适中,当必须要有不同级的抽象 时,设立一层。 (2) 界面清晰,当所提供的服务容易描述 时,作为层次间的界面,应使通过界面的 信息量最少。 (3) 当某层功能实现技术明显地与别层不 同时,单独设立一层。
系统A 用户A
服务层
系统B 用户B
需要证实 的服务
Request Confirm
不需要证实 的服务
Request
Indication Response
时 间
Indication
Socket编程简介
常用的Socket类型有两种:流式Socket和数据报式 Socket。
流式Socket是一种面向连接的Socket,针对面向连 接的TCP服务应用。
2.TCP/IP参考模型
TCP/IP参考模型将网络分成:网络接口层、 网络层、传输层、应用层。
3.LAN参考模型
LAN参考模型是IEEE制定的标准。它将 网络分成:逻辑链路控制层、介质访问 控制层、物理层。
(1) 逻 辑 链 路 控 制 ( LLC , Logical Link Contral)层
上述关于协议和服务的基本概念及相互关系如图所示
四、数据单元
(1)协议数据单元(PDU)
在对等实体之间所传送的数据叫作协议数据单元, 由两部分组成:协议控制信息(PCI)和用户数据 (2)接口数据单元 (IDU)
相邻两层实体间传送的信息叫作接口数据单元,也 由两部分组成:接口控制信息(ICI)和接口数据 (3)服务数据单元 (SDU) 是一种已经在O S I层间进行过转换并删除了其中 的控制信息和转换指令的协议数据单元。
(2) 介 质 访 问 控 制 ( MAC , Media Access Contral)层
(3) 物理层
3.2 OSI参考模型
最低3层(1-3)是依赖网络的,牵涉到将两 台通信计算机链接在一起所使用的数据通信 网的相关协议
高三层(5-7)是面向应用的,牵涉到允许两 个末端用户应用进程交互作用的协议,通常 是由本地操作系统提供的一套服务。
连接,数据报每经过一个中继节点时,都要根据当 时的情况并按照一定的算法为报文建立一个最佳的 传输路由。它不考虑之前已发出的和之后将要发出
的数据报的顺序关系。因此,有可能出现先发出的 数据报比后发出的数据报后到达目标。
数据报 每个分组单独传送 网络为每个分组单独选路,路径可能不同 分组达到顺序可能与发出顺序不同 分组中需要携带完整的目的地址
2.3 2.2 2.1
vc1
2
A
1
3
vc2
虚电路
B
C B 4
5 C
vc1: A--1--2--4--B vc2: A--1--3--5--C
②无连接服务(数据报服务)
网络层在接收和发送报文时,先为每一个数据
报填上源和目标的全网地址,然后把它作为一个独 立的信息单位传送,在发送之前不需要与目标建立
HDLC数据帧结构
信息帧I,用于实现信息的编号传送;
监督帧S,用于差错控制和流量控制,只包含接收序号;
无编号帧(U 帧) 用于链路的建立和拆除及多种控制功能, 不包含任何确认信息。5 个M (修改)位定义了32 种附 加控制功能。
HDLC 命令和应答 rHDLC 规程定义了18 种命令和13 种应答
协议数据单元PDU、接口数据单元IDU和服务数据单元SDU
五、服务存取点
服务存取点(SAP,Service Access Point)是指同 一系统中相邻两层实体之间进行交换信息之处,即 (N)层实体和(N+1)层实体之间的逻辑接口, 也称为插口(Socket)或端口(Port)。一个(N) 层服务是由一个(N)层实体作用在一个(N)层 SAP上来完成的,虽然两层之间可以允许有多个 SAP,但一个(N)层SAP只能被一个(N)层实 体所使用,并且也只能为一个(N+1)层实体所 使用;但一个(N)层实体却可以向多个(N +1 ) 层提供服务,这称为连接复用;一个(N+1)层 实体也可以使用多个(N)层SAP,这称为连接分 裂。
中间的传输层为面向应用的上3层遮蔽了跟网 络有关的下3层的详细操作。本质上讲,它建 立在由下3层提供的服务上,为面向应用的高 层提供网络无关的信息交换服务。
1、 物理层 典型问题 多少电压代表1 和0 比特持续多少微秒 传输是否在两个方向 连接如何建立及终止 网络连接器有多少针
2)DTE/DCE接口
实体、服务存取点、连接
六、服务原语
服务原语(Service Primitive)是指服务用户与服务 提供者之间进行交互时所要交换的一些必要信息。 OSI/RM规定了四种服务原语类型,如表所示。