輸入設備 ◎第三章 程式 開放係統互連

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\"content\": \"開放係統互連(OpenSystemInterconnection,OSI)意為開放式係統互聯參考模型。在OSI出現之前，計算機網絡中存在眾多的體繫結構，其中以IBM公司的SNA(係統網絡體繫結構)和DEC公司的DNA(DigitalNetworkArchitecture)數字網絡體繫結構最為著名。為瞭解決不同體繫結構的網絡的互聯問題，國際標準化組織ISO(注意不要與OSI搞混）於1981年製定了開放係統互連參考模型（OpenSystemInterconnectionReferenceModel，OSI\\/RM），這個模型把網絡通訊的工作分為7層。\\n\\n它們由低到高分彆是物理層（PhysicalLayer),數據鏈路層（DataLinkLayer),網絡層(NetworkLayer),傳輸層（TransportLayer),會話層（SessionLayer），表示層（PresentationLayer)和應用層（ApplicationLayer)。第一層到第三層屬於OSI參考模型的低三層，負責創建網絡通訊連接的鏈路；第四層到第七層為OSI參考模型的高四層，具體負責端到端的數據通訊。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援，而網絡通訊則可以自上而下（在發送端）或者自下而上（在接收端）雙向進行。當然並不是每一通訊都需要經過OSI的全部七層，有的甚至隻需要雙方對應的某一層即可。物理介麵之間的轉接，以及中繼器與中繼器之間的連接就隻需在物理層中進行即可；而路由器與路由器之間的連接則隻需經過網絡層以下的三層即可。總的來說，雙方的通訊是在對等層次上進行的，不能在不對稱層次上進行通訊。\\n\\nOSI標準製定過程中采用的方法是將整個龐大而複雜的問題劃分爲若乾個容易處理的小問題，這就是分層的體繫結構辦法。在OSI中，采用了三級抽象，既體繫結構，服務定義，協議規格說明。\\n\\nOSI的七層結構\\n\\nISO將整個通訊功能劃分爲七個層次,劃分層次的原則是:\\n\\n1、網中各節點都有相同的層次。\\n\\n2、不同節點的同等層次具有相同的功能。\\n\\n3、同一節點能相鄰層之間通過介麵通訊。\\n\\n4、每一層使用下層提供的服務，並向其上層提供服務。\\n\\n5、不同節點的同等層按照協議實現對等層之間的通訊。\\n\\n第一層：\\n\\n物理層（PhysicalLayer)，規定通訊設備的機械的、電氣的、功能的和過程的特性，用以建立、維護和拆除物理鏈路連接。具體地講，機械特性規定了網絡連接時所需接外掛的規格尺寸、引腳數量和排列情況等；電氣特性規定了在物理連接上傳輸bit流時線路上信號電平的大小、阻抗匹配、傳輸速率距離限製等；功能特性是指對各個信號先分配確切的信號含義，即定義了DTE和DCE之間各個線路的功能；規程特性定義了利用信號線進行bit流傳輸的一組操作規程，是指在物理連接的建立、維護、交換資訊是，DTE和DCE雙放在各電路上的動作係列。\\n\\n在這一層，數據的單位稱為位元（bit）。\\n\\n屬於物理層定義的典型規範代表包括：EIA\\/TIARS-232、EIA\\/TIARS-449、V.35、RJ-45等。\\n\\n第二層：\\n\\n數據鏈路層（DataLinkLayer):在物理層提供位元流服務的基礎上，建立相鄰結點之間的數據鏈路，通過差錯控製提供數據幀（Frame）在通道上無差錯的傳輸，並進行各電路上的動作係列。\\n\\n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：實體地址尋址、數據的成幀、流量控製、數據的檢錯、重發等。\\n\\n在這一層，數據的單位稱為幀（frame）。\\n\\n數據鏈路層協議的代表包括：SDLC、HDLC、PPP、STP、幀中繼等。\\n\\n第三層是網絡層(Networklayer)\\n\\n在計算機網絡中進行通訊的兩個計算機之間可能會經過很多個數據鏈路，也可能還要經過很多通訊子網。網絡層的任務就是選擇合適的網間路由和交換結點，確保數據及時傳送。網絡層將數據鏈路層提供的幀組成數據包，包中封裝有網絡層包頭，其中含有邏輯地址資訊--源站點和目的站點地址的網絡地址。\\n\\n如果你在談論一個IP地址，那麼你是在處理第3層的問題，這是“數據包”問題，而不是第2層的“幀”。IP是第3層問題的一部分，此外還有一些路由協議和地址解析協議（ARP）。有關路由的一切事情都在第3層處理。地址解析和路由是3層的重要目的。網絡層還可以實現擁塞控製、網際互連等功能。\\n\\n在這一層，數據的單位稱為數據包（packet）。\\n\\n網絡層協議的代表包括：IP、IPX、RIP、OSPF等。\\n\\n第四層\\n\\n是處理資訊的傳輸層(Transportlayer)。第4層的數據單元也稱作數據包（packets）。但是，當你談論TCP等具體的協議時又有特殊的叫法，TCP的數據單元稱為段（segments）而UDP協議的數據單元稱為“數據報（datagrams）”。這個層負責獲取全部資訊，因此，它必須跟蹤數據單元碎片、亂序到達的數據包和其它在傳輸過程中可能發生的危險。第4層為上層提供端到端（最終用戶到最終用戶）的透明的、可靠的數據傳輸服務。所謂透明的傳輸是指在通訊過程中傳輸層對上層遮蔽了通訊傳輸係統的具體細節。\\n\\n傳輸層協議的代表包括：TCP、UDP、SPX等。\\n\\n第五層是會話層(Sessionlayer)\\n\\n這一層也可以稱為會晤層或對話層，在會話層及以上的高層次中，數據傳送的單位不再另外命名，統稱為報文。會話層不參與具體的傳輸，它提供包括訪問驗證和會話管理在內的建立和維護應用之間通訊的機製。如服務器驗證用戶登錄便是由會話層完成的。\\n\\n第六層是表示層(Presentationlayer)\\n\\n這一層主要解決用戶資訊的語法表示問題。它將欲交換的數據從適合於某一用戶的抽象語法，轉換為適合於OSI係統內部使用的傳送語法。即提供格式化的表示和轉換數據服務。數據的壓縮和解壓縮，加密和解密等工作都由表示層負責。\\n\\n第七層應用層(Applicationlayer)\\n\\n應用層為操作係統或網絡應用程式提供訪問網絡服務的介麵。\\n\\n應用層協議的代表包括：Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。\\n\\n通過OSI層，資訊可以從一台計算機的軟件應用程式傳輸到另一台的應用程式上。例如，計算機A上的應用程式要將資訊發送到計算機B的應用程式，則計算機A中的應用程式需要將資訊先發送到其應用層（第七層），然後此層將資訊發送到表示層（第六層），表示層將數據轉送到會話層（第五層），如此繼續，直至物理層（第一層）。在物理層，數據被放置在物理網絡媒介中並被髮送至計算機B。計算機B的物理層接收來自物理媒介的數據，然後將資訊向上發送至數據鏈路層（第二層），數據鏈路層再轉送給網絡層，依次繼續直到資訊到達計算機B的應用層。最後，計算機B的應用層再將資訊傳送給應用程式接收端，從而完成通訊過程。下麵圖示說明瞭這一過程。\\n\\nOSI的七層運用各種各樣的控製資訊來和其他計算機係統的對應層進行通訊。這些控製資訊包含特殊的請求和說明，它們在對應的OSI層間進行交換。每一層數據的頭和尾是兩個攜帶控製資訊的基本形式。\\n\\n對於從上一層傳送下來的數據，附加在前麵的控製資訊稱為頭，附加在後麵的控製資訊稱為尾。然而，在對來自上一層數據增加協議頭和協議尾，對一個OSI層來說並不是必需的。\\n\\n當數據在各層間傳送時，每一層都可以在數據上增加頭和尾，而這些數據已經包含了上一層增加的頭和尾。協議頭包含了有關層與層間的通訊資訊。頭、尾以及數據是相關聯的概念，它們取決於分析資訊單元的協議層。例如，傳輸層頭包含了隻有傳輸層可以看到的資訊，傳輸層下麵的其他層隻將此頭作為數據的一部分傳遞。對於網絡層，一個資訊單元由第三層的頭和數據組成。對於數據鏈路層，經網絡層向下傳遞的所有資訊即第三層頭和數據都被看作是數據。換句話說，在給定的某一OSI層，資訊單元的數據部分包含來自於所有上層的頭和尾以及數據，這稱之為封裝。\\n\\n舉例\\n\\n例如，如果計算機A要將應用程式中的某數據發送至計算機B，數據首先傳送至應用層。計算機A的應用層通過在數據上新增協議頭來和計算機B的應用層通訊。所形成的資訊單元包含協議頭、數據、可能還有協議尾，被髮送至表示層，表示層再新增為計算機B的表示層所理解的控製資訊的協議頭。資訊單元的大小隨著每一層協議頭和協議尾的新增而增加，這些協議頭和協議尾包含了計算機B的對應層要使用的控製資訊。在物理層，整個資訊單元通過網絡介質傳輸。\\n\\n計算機B中的物理層收到資訊單元並將其傳送至數據鏈路層；然後B中的數據鏈路層讀取計算機A的數據鏈路層新增的協議頭中的控製資訊；然後去除協議頭和協議尾，剩餘部分被傳送至網絡層。每一層執行相同的動作：從對應層讀取協議頭和協議尾，並去除，再將剩餘資訊發送至上一層。應用層執行完這些動作後，數據就被傳送至計算機B中的應用程式，這些數據和計算機A的應用程式所發送的完全相同。\\n\\n一個OSI層與另一層之間的通訊是利用第二層提供的服務完成的。相鄰層提供的服務幫助一OSI層與另一計算機係統的對應層進行通訊。一個OSI模型的特定層通常是與另外三個OSI層聯絡：與之直接相鄰的上一層和下一層，還有目標聯網計算機係統的對應層。例如，計算機A的數據鏈路層應與其網絡層，物理層以及計算機B的數據鏈路層進行通訊。\\n\\nOSI模型與TCP\\/IP模型的比較\\n\\nTCP\\/IP模型實際上是OSI模型的一個濃縮版本，它隻有四個層次：\\n\\n1.過程\\/應用層\\n\\n2.主機到主機層\\n\\n3.因特網層\\n\\n4.網絡接入層\\n\\n與OSI功能相比：\\n\\n過程\\/應用層對應著OSI的應用層表示層會話層\\n\\n主機到主機層對應著OSI的傳輸層\\n\\n因特網層對應著OSI的網絡層\\n\\n網絡接入層對應著OSI的數據鏈路層和物理層\\n\\n\"

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