OSI体系结构和物理层

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1、第三章OSI体系结构和物理层§3OSI体系结构和物理层本章内容计算机网络的体系结构物理层（协议、传输介质、设备）编码与调制技术§3-1计算机网络体系结构计算机网络是由多个互连的结点组成的，结点之间要不断地交换数据和控制信息。要做到有条不紊地交换数据，每个结点都必须遵守一些事先约定好的规则。我们把这种由通信双方共同遵守的通信语义和通信规则的集合称为网络协议。一个网络协议从功能角度讲主要由以下三要素构成：语法：即用户数据与控制信息的结构和格式；语义：即需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出的响应；时序：即对事件实现顺序的详细说明和速度匹配。计算机网络体系结构网络协议是

2、实现计算机网络的必要条件之一。对于一个功能完备的计算机网络而言，完整的数据交换需要建立一套复杂的协议集，复杂的网络协议最好的组织方式是层次结构模型。这种相关协议的集合即构成网络的体系结构。世界上第一个网络体系结构是IBM公司于1974年提出的SNA（SystemNetworkArchitecture，系统网络体系结构）。OSI和TCP/IPISO/OSI参考模型国际标准化组织ISO发布的标准是ISO/IEC7498，又称为X.200建议。该体系定义了网络互连的七层框架结构，即OSI（OpenSystemsInterconnection）开放系统互连参考模型。在这一框架

3、下，ISO又进一步详细规定了每一层的功能，以实现开放系统环境中的互连性（Interconnection）、互操作性（Interoperation）和应用的可移植性（Portability）为什么要制定OSI模型？多机种计算机之间进行通信时对话非常困难通信软件的开发费用相当高唯一可行的办法是使计算机生产厂家实现一套共同的对话标准OSI是一个定义异种计算机连接标准的主体结构“开放”表示它可以连接任何两个遵守参考模型和有关标准的异种计算机系统OSI模型的好处简化了网络通信设计的复杂性。根据所完成的处理或技术上明显不同来划分层次.易于实现技术上的更新换代OSI模型中层次之间的

4、关系层与层之间的关系是上下连接的关系，下层对上层提供服务，每层都利用下一层所提供的服务实现该层功能。并向上层提供服务。上层不必去具体考虑（也没必要考虑）下层为提供完成所需的服务而采取的细节（方法、手段、途径），可以实现透明传输。下层要保证向上层传输信息的质量。包括：错误检查、流量和速度控制，实现成本等。OSI标准的三级抽象OSI标准制定过程中采用的方法是将整个庞大而复杂的问题划分为若干个容易处理的小问题，这就是分层的体系结构方法。在OSI中，采用三级抽象：体系结构：定义了开放系统的层次结构、层次之间的相互关系以及各层所包括的可能的服务。服务定义：详细说明了各层提供的服

5、务。协议规程说明：定义应当发送什么样的控制信息，以及应当用怎样的过程来解释这个控制信息。OSI的层次结构将整个通信功能划分为七个层次，划分层次的原则是：网中各结点都有相同的层次不同结点的同等层具有相同的功能同一结点内相邻层之间通过接口通信每一层使用下层提供的服务，并向其上层提供服务不同结点的同等层按照协议实现对等层之间的通信服务、接口、协议名词术语解释层次：网络体系结构的基本组成部分实体：每层中实现该层某一功能的软件或硬件，它也实现与另一个系统中同等实体通信的协议同等实体：互相通信的一对结点在同一层中相对应的实体协议：在某一个具体的层次中指导实体之间通信的规则在Ｎ层中

6、，Ｎ层协议定义了为实现Ｎ层的服务，实体应如何与另外一个结点中的同等实体进行信息的交换。句法协议规则定义了所交换的信息的格式语义规则定义了发送者与接收者所必须完成的操作，如：在什么条件下，数据必须重发、回答或拒绝。名词术语解释服务：为上层提供的技术基础和通信手段被高层看得见的功能服务访问点SAP：在网络同一个结点中，相邻两层的实体，相互作用的地方。每个实体通过SAP与它的上、下层中的实体通信开放系统互连参考模型结构物理层物理层的主要作用是产生并检测电压发送和接收带有数据的电气信号。物理层不提供数据的纠错服务，但在物理层上能对数据的传输速度作一定的控制，并能监测数据的出错

7、率。物理层传输电气信号的载体被称为位流或比特流数据链路层数据链路层位于OSI模型的第二层，数据链路层的主要作用是把从网络层接收到的数据分割成可以被物理层传输的帧，数据链路层直接控制着网络层与物理层的通信。数据链路层通过数据链路层协议，在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输。第一个有意义的层次。有很强的纠错功能（CRC校验）。差错恢复：办法是通知发送方重发出现错误的报文。流量控制：为了使网络中的信息尽快的流动，以避免整个网络或用户过载。提供串行通信中的字符和帧同步，该层必须产生和识别帧的边界。数据链路层由下面的物理层提供支持，它在物理上互相连接的结点