开放系统互连参考模型七层协议

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1、第3章计算机网络体系结构网络体系结构OSI参考模型TCP/IP体系结构3.1网络体系结构一、网络体系结构的基本概念1、网络层次体系结构主要包括四个要素：实体、系统、层、协议。系统中能够收发信息和处理信息的任何东西。包含一个或多个实体，具有信息处理和通信功能的整体。通常一个系统总是硬件、软件两部分的有机结合。是处理复杂问题的一种结构化技术。是在系统中两实体间完成通信或服务所必须遵循的规则和约定的集合。协议又包含三个要素：语法、语义、时序。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。2、计算机网络体系结构——

2、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。层次结构的好处在于使每一层实现一种相对独立的功能。每一层不必知道下面一层是如何实现的，只要知道下层通过层间接口提供的服务是什么，以及本层应向上

3、层提供什么样的服务，就能独立地设计。由于系统已经被分解为相对简单的若干层次，故易于实现和维护。当由于技术的变化或其它原因某层的实现需要更新或替换时，只要它和上、下层的接口服务关系不变，则其它层次都不受影响，从而具有很大的灵活性。分层结构易于交流、易于理解和易于标准化，对于计算机网络这种涉及两个和更多个实体间通信的系统就更有其优越性。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

4、功能实现技术明显地与别层不同时，单独设立一层。(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

5、）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。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OSI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。协议

6、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，ServiceAccessPoint）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

7、）层SAP，这称为连接分裂。实体、服务存取点、连接六、服务原语服务原语（ServicePrimitive）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。从使用服务原语的角度考虑，可将服务分为需要证实的服务和不需要证实的服务两大类，前者每次服务要使用全部四种服务原语，而后者只使用两种服务原语，如图所示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。数据报式Socket是一种面向无连接的So

8、cket，