網絡體系結構與協議詳解

　　一、OSI/RM模型

　　OSI／RM是ISO在網絡通信方面所定義的開放系統互連模型，1978 ISO（國際化標准組織）定義了這樣一個開放協議標准。。有了這個開放的模型，各網絡設備廠商就可以遵照共同的標准來開發網絡產品，最終實現彼此兼容。

　　整個OSI／RM模型共分7層，從下往上分別是：物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層，如圖1所示。
 

圖1

　　當接受數據時，數據是自下而上傳輸；當發送數據時，數據是自上而下傳輸。 下面簡要介紹這幾個層次。
　（1）物理層

　　這是整個OSI參考模型的最低層，它的任務就是提供網絡的物理連接。所以，物理層是建立在物理介質上（而不是邏輯上的協議和會話），它提供的是機械和電氣接口。主要包括電纜、物理端口和附屬設備，如雙絞線、同軸電纜、接線設備（如網卡等）、RJ－45接口、串口和並口等在網絡中都是工作在這個層次的。

　　物理層提供的服務包括：物理連接、物理服務數據單元順序化（接收物理實體收到的比特順序，與發送物理實體所發送的比特順序相同）和數據電路標識。
　
　　（2）數據鏈路層

　　數據鏈路層是建立在物理傳輸能力的基礎上，以幀為單位傳輸數據，它的主要任務就是進行數據封裝和數據鏈接的建立。封裝的數據信息中，地址段含有發送節點和接收節點的地址，控制段用來表示數格連接幀的類型，數據段包含實際要傳輸的數據，差錯控制段用來檢測傳輸中幀出現的錯誤。
　
　　數據鏈路層可使用的協議有SLIP、PPP、X25和幀中繼等。常見的集線器和低檔的交換機網絡設備都是工作在這個層次上，Modem之類的撥號設備也是。工作在這個層次上的交換機俗稱“第二層交換機”。

　　具體講，數據鏈路層的功能包括：數據鏈路連接的建立與釋放、構成數據鏈路數據單元、數據鏈路連接的分裂、定界與同步、順序和流量控制和差錯的檢測和恢復等方面。

　　（3）網絡層

　　網絡層屬於OSI中的較高層次了，從它的名字可以看出，它解決的是網絡與網絡之間，即網際的通信問題，而不是同一網段內部的事。網絡層的主要功能即是提供路由，即選擇到達目標主機的最佳路徑，並沿該路徑傳送數據包。除此之外，網絡層還要能夠消除網絡擁擠，具有流量控制和擁擠控制的能力。網絡邊界中的路由器就工作在這個層次上，現在較高檔的交換機也可直接工作在這個層次上，因此它們也提供了路由功能，俗稱“第三層交換機”。　

　　網絡層的功能包括：建立和拆除網絡連接、路徑選擇和中繼、網絡連接多路復用、分段和組塊、服務選擇和傳輸和流量控制。

　　（4）傳輸層

　　傳輸層解決的是數據在網絡之間的傳輸質量問題，它屬於較高層次。傳輸層用於提高網絡層服務質量，提供可靠的端到端的數據傳輸，如常說的QoS就是這一層的主要服務。這一層主要涉及的是網絡傳輸協議，它提供的是一套網絡數據傳輸標准，如TCP協議。

　　傳輸層的功能包括：映像傳輸地址到網絡地址、多路復用與分割、傳輸連接的建立與釋放、分段與重新組裝、組塊與分塊。

　　根據傳輸層所提供服務的主要性質，傳輸層服務可分為以下三大類：

　　A類：網絡連接具有可接受的差錯率和可接受的故障通知率，A類服務是可靠的網絡服務，一般指虛電路服務。

　　C類：網絡連接具有不可接受的差錯率，C類的服務質量最差，提供數據報服務或無線電分組交換網均屬此類。

　　B類：網絡連接具有可接受的差錯率和不可接受的故障通知率，B類服務介於A類與C類之間，在廣域網和互聯網多是提供B類服務。
　（5）會話層　

　　會話層利用傳輸層來提供會話服務，會話可能是一個用戶通過網絡登錄到一個主機，或一個正在建立的用於傳輸文件的會話。

　　會話層的功能主要有：會話連接到傳輸連接的映射、數據傳送、會話連接的恢復和釋放、會話管理、令牌管理和活動管理。