通信工程師傳輸與接入考試OSI和TCP/IP

1.3.3  OSI和TCP/IP
目前，在通信領(lǐng)域影響最大的分層體系結(jié)構(gòu)有兩個(gè)，即TCP/IP協(xié)議族和OSI參考模型。它們已成為設(shè)計(jì)可互操作的通信標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。TCP/IP體系結(jié)構(gòu)以網(wǎng)絡(luò)互連為基礎(chǔ)，提供了一個(gè)建立不同計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)間通信的標(biāo)準(zhǔn)框架。目前幾乎所有的計(jì)算機(jī)設(shè)備和操作系統(tǒng)都支持該體系結(jié)構(gòu)，它已經(jīng)成為通信網(wǎng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。OSI則是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化了的體系結(jié)構(gòu)，常被用來(lái)描述通信功能，但實(shí)際中很少實(shí)施。它首先提出的分層結(jié)構(gòu)、接口和服務(wù)分離的思想，已成為網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本指導(dǎo)原則，通信領(lǐng)域通常采用OSI的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語(yǔ)來(lái)描述系統(tǒng)的通信功能。
1．OSI參考模型
OSI(Open System Interconnection開(kāi)放系統(tǒng)互連)參考模型是ISO在1977年提出的開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)互連協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)框架。這里“開(kāi)放“的含義是指任何兩個(gè)遵守OSI標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)均可進(jìn)行互連。如圖1.13所示，OSI參考模型分為七層，其中一至三層一般稱(chēng)為通信子網(wǎng)，它只負(fù)責(zé)在網(wǎng)上任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間傳送信息，而不負(fù)責(zé)解釋信息的具體語(yǔ)義。五至七層稱(chēng)為資源子網(wǎng)，它們負(fù)責(zé)進(jìn)行信息的處理，信息的語(yǔ)義解釋等。第四層為運(yùn)輸層，它是下三層與上三層之間的隔離層，負(fù)責(zé)解決高層應(yīng)用需求與下三層通信子網(wǎng)提供的服務(wù)之間的不匹配問(wèn)題。例如通信子網(wǎng)不能提供可靠傳輸服務(wù)，而當(dāng)應(yīng)用層又有需要時(shí)，運(yùn)輸層必須負(fù)責(zé)提供該機(jī)制，反之如果通信子網(wǎng)功能強(qiáng)大，運(yùn)輸層作用則變?nèi)?。下面是各層的具體功能。

(1) 應(yīng)用層：為用戶提供到OSI環(huán)境的接入和分布式信息服務(wù)。
(2) 表示層：將應(yīng)用進(jìn)程與不同的數(shù)據(jù)表示方法獨(dú)立開(kāi)來(lái)。
(3) 會(huì)話層：為應(yīng)用間的通信提供控制結(jié)構(gòu)，包括建立、管理、終止應(yīng)用之間的會(huì)話。
(4) 運(yùn)輸層：為兩個(gè)端點(diǎn)之間提供可靠的、透明的數(shù)據(jù)傳輸，以及端到端的差錯(cuò)恢復(fù)和流量控制能力。
(5) 網(wǎng)絡(luò)層：使高層與連接建立所使用的數(shù)據(jù)傳輸和交換技術(shù)獨(dú)立開(kāi)來(lái)，并負(fù)責(zé)建立、保持、終止一個(gè)連接。
(6) 數(shù)據(jù)鏈路層：發(fā)送帶有必需的同步、差錯(cuò)控制和流量控制信息的數(shù)據(jù)塊(幀)，保證物理鏈路上數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br/>(7) 物理層：負(fù)責(zé)物理介質(zhì)上無(wú)結(jié)構(gòu)的比特流傳輸，定義接入物理介質(zhì)的機(jī)械的、電氣的、功能的特性。
OSI的目標(biāo)是用這一模型取代各種不同的互連通信協(xié)議，不過(guò)以O(shè)SI為背景雖已經(jīng)開(kāi)發(fā)了很多協(xié)議，但七層模型實(shí)際上并未被接受。相反，TCP/IP卻成為通信網(wǎng)絡(luò)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。其中一個(gè)原因是OSI過(guò)于復(fù)雜，它用七層實(shí)現(xiàn)的功能，TCP/IP用很少的層就實(shí)現(xiàn)了。另外一個(gè)原因是，當(dāng)市場(chǎng)迫切需要異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互連技術(shù)時(shí)，只有TCP/IP是經(jīng)過(guò)了實(shí)際網(wǎng)絡(luò)檢驗(yàn)的成熟技術(shù)。
表1.3  目前的電信網(wǎng)中每一層要實(shí)現(xiàn)的主要功能

要注意的是表1.3并不是一個(gè)電信層次與OSI之間精確的對(duì)應(yīng)。實(shí)際中的交換系統(tǒng)，一般要實(shí)現(xiàn)多層協(xié)議功能。Internet中的路由器通常實(shí)現(xiàn)一至三層或一至四層的功能，IP分組交換則在第三層實(shí)現(xiàn)；電話網(wǎng)中的交換機(jī)通常要實(shí)現(xiàn)一至三層的功能，但話音交換則在第一層實(shí)現(xiàn)；在局域網(wǎng)中的交換機(jī)通常要實(shí)現(xiàn)一、二層的功能，交換則在第二層實(shí)現(xiàn)。因此實(shí)際中的節(jié)點(diǎn)設(shè)備一般都實(shí)現(xiàn)了多層協(xié)議。

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