计算机网络技术计算机网络技术（Ver4）第三章 网络体系结构【摘要摘要】网络体系结构的基网络体系结构的基本思想就是在计算机网络的设计本思想就是在计算机网络的设计中采用分层的设计方法，使相互中采用分层的设计方法，使相互通信的两个计算机系统达到高度通信的两个计算机系统达到高度协调工作的目的。本章将比较详协调工作的目的。本章将比较详细地讲解开放系统互连参考模型细地讲解开放系统互连参考模型（OSI/RMOSI/RM）各层的功能，从网络）各层的功能，从网络体系结构内部了解计算机网络数体系结构内部了解计算机网络数据处理与通信的整个据处理与通信的整个过程过程。 训教重点训教重点n n 网络协议网络协议n n 网络体系结构网络体系结构n n 开放系统互连参考模型（开放系统互连参考模型（OSI/RMOSI/RM）各层功能）各层功能n n 数据段、数据包、数据帧、比特（数据段、数据包、数据帧、比特（BitBit）分别对应的层次）分别对应的层次 能力目标能力目标n n 掌握网络协议概念和原理掌握网络协议概念和原理n n 掌握网络体系结构中各层功能和各层间的关系掌握网络体系结构中各层功能和各层间的关系n n 能够描述两个系统通过能够描述两个系统通过OSIOSI模型进行通信的过程模型进行通信的过程n n 能够描述数据封装的过程能够描述数据封装的过程n n 掌握数据在掌握数据在OSIOSI物理层、数据链路层、网络层和传输层的物理层、数据链路层、网络层和传输层的封装格式封装格式 3.1 3.1 网络体系结构网络体系结构 3.2 3.2 物理层物理层 3.4 3.4 网络层网络层 3.6 3.6 网络高层网络高层 3.3 3.3 数据链路层数据链路层 3.5 3.5 传输层传输层 3.1 3.1 网络体系结构网络体系结构 3.1.1 3.1.1 基本概念基本概念 协议协议：为计算机网络中相互通信的对等实体之间的数据交：为计算机网络中相互通信的对等实体之间的数据交换而建立的规则、标准或约定的集合称为网络协议换而建立的规则、标准或约定的集合称为网络协议（ProtocolProtocol）。网络协议主要由下列三个要素组成：）。网络协议主要由下列三个要素组成： （1 1）语义语义（SemanticsSemantics）。确定协议元素的类型，如规定）。确定协议元素的类型，如规定通信双方要发出的控制信息、执行的动作和返回的应答等。通信双方要发出的控制信息、执行的动作和返回的应答等。 （2 2）语法语法（SyntaxSyntax）。主要是确定协议元素的格式。它涉）。主要是确定协议元素的格式。它涉及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。及数据及控制信息的格式、编码及信号电平等。 （3 3）定时定时（TimingTiming）。是事件实现顺序的详细说明。它）。是事件实现顺序的详细说明。它涉及速度匹配和排序等。涉及速度匹配和排序等。 3.1 3.1 网络体系结构网络体系结构 3.1.2 3.1.2 开放系统互连参考模型开放系统互连参考模型 国际标准化组织（国际标准化组织（ISOISO）于于19771977年建立了一个分会进行计算机网络体年建立了一个分会进行计算机网络体系结构的研究，提出了系结构的研究，提出了开放系统互开放系统互连参考模型连参考模型OSI/RMOSI/RM（Open Open System Interconnection/Reference System Interconnection/Reference ModelModel）。所谓）。所谓“开放开放”表示能使表示能使任何两个遵守参考模型和有关标任何两个遵守参考模型和有关标准的系统互连、互通、互操作。准的系统互连、互通、互操作。OSIOSI包括了包括了体系结构体系结构、服务定义服务定义和和协议规范协议规范三级抽象。三级抽象。 3.1 3.1 网络体系结构网络体系结构 3.1.3 OSI 3.1.3 OSI分层结构分层结构 【图例图例】 3.1 3.1 网络体系结构网络体系结构 3.1.3 OSI 3.1.3 OSI分层结构分层结构 1 1物理层物理层 物理层主要功能是为数据链路层提供一个物理连接，以保证在通信信物理层主要功能是为数据链路层提供一个物理连接，以保证在通信信道上道上“透明透明”地传输数据（比特流）。传输介质可以是多种多样的，地传输数据（比特流）。传输介质可以是多种多样的，双绞线、同轴电缆、光纤或其他，如微波等。物理层协议的目的是双绞线、同轴电缆、光纤或其他，如微波等。物理层协议的目的是要屏蔽掉各种传输介质的差异性，以实现传输介质对计算机系统的要屏蔽掉各种传输介质的差异性，以实现传输介质对计算机系统的独立性。该层的数据单元是比特（独立性。该层的数据单元是比特（BitBit）。）。2 2数据链路层数据链路层 数据链路层主要功能是在物理层提供的服务基础上，在通信实体之间数据链路层主要功能是在物理层提供的服务基础上，在通信实体之间建立数据链路连接，无差错地传输数据帧。数据链路层协议的目的建立数据链路连接，无差错地传输数据帧。数据链路层协议的目的是把一条有可能出错的物理链路变成让网络层实体看起来是一条不是把一条有可能出错的物理链路变成让网络层实体看起来是一条不会出错的数据链路。该层的数据单元是帧（会出错的数据链路。该层的数据单元是帧（FrameFrame）。）。 3.1 3.1 网络体系结构网络体系结构 3.1.3 OSI3.1.3 OSI分层结构分层结构 3 3网络层网络层 网络层主要功能是为数据分组进行路由选择，并负责通信子网的流量控网络层主要功能是为数据分组进行路由选择，并负责通信子网的流量控制、拥塞控制。对于一个通信子网，各结点只包含低三层。该层的数制、拥塞控制。对于一个通信子网，各结点只包含低三层。该层的数据单元是数据包（据单元是数据包（PacketPacket）。）。4 4传输层传输层 传输层主要功能是为会话层提供一个可靠的端到端连接，以便使两个系传输层主要功能是为会话层提供一个可靠的端到端连接，以便使两个系统之间透明地传输报文。该层的数据单元是数据段（统之间透明地传输报文。该层的数据单元是数据段（SegmentSegment）。）。5 5会话层会话层 会话层主要功能是在传输层提供的可靠的端到端的连接的基础上，在两会话层主要功能是在传输层提供的可靠的端到端的连接的基础上，在两个应用进程之间建立会话连接，并对个应用进程之间建立会话连接，并对“会话会话”进行管理，保证进行管理，保证“会话会话”的可靠性。会话层及以上的数据单元都称为报文（的可靠性。会话层及以上的数据单元都称为报文（MessageMessage）。）。 3.1 3.1 网络体系结构网络体系结构 3.1.3 OSI3.1.3 OSI分层结构分层结构 6 6表示层表示层 表示层主要功能是完成被传输数据的表示工作，如数据格式、表示层主要功能是完成被传输数据的表示工作，如数据格式、数据转换、数据加密与数据压缩等语法变换服务。数据转换、数据加密与数据压缩等语法变换服务。7 7应用层应用层 应用层作为参考模型的最高层，其功能与应用进程有关，如虚应用层作为参考模型的最高层，其功能与应用进程有关，如虚拟终端、文件传输、电子邮件、远程登录等。拟终端、文件传输、电子邮件、远程登录等。 3.1 3.1 网络体系结构网络体系结构 3.1.4 OSI 3.1.4 OSI 数据传送单元数据传送单元 在在OSIOSI参考模型中，各种数据传输单元分为三种：参考模型中，各种数据传输单元分为三种：1 1协议数据单元协议数据单元PDUPDU PDU PDU是某层对等实体之间进行通信时，该层协议所操纵的数据单元，是某层对等实体之间进行通信时，该层协议所操纵的数据单元，由协议控制信息由协议控制信息PCIPCI（Protocol Control InformationProtocol Control Information）和用户数据信）和用户数据信息息UDIUDI（User Data InformationUser Data Information）两部分组成，即）两部分组成，即PDU=PCI+UDIPDU=PCI+UDI。2 2接口数据单元接口数据单元IDUIDU 在同一系统相邻两层实体之间的交互中，经过层间接口的数据单元就在同一系统相邻两层实体之间的交互中，经过层间接口的数据单元就是接口数据单元是接口数据单元IDUIDU。因此，。因此，IDUIDU就是层间接口实际所操作的数据单就是层间接口实际所操作的数据单元。元。3 3服务数据单元服务数据单元SDUSDU 在同一系统相邻两层实体之间的交互中，下层向上层提供服务时所使在同一系统相邻两层实体之间的交互中，下层向上层提供服务时所使用的数据单元。用的数据单元。 3.1 3.1 网络体系结构网络体系结构 3.1.5 OSI3.1.5 OSI环境中数据的传输过程环境中数据的传输过程 【图例图例】 3.1 3.1 网络体系结构网络体系结构 3.1.5 OSI 3.1.5 OSI环境中数据的传输过程环境中数据的传输过程 （1 1）当源计算机的应用进程）当源计算机的应用进程I I的数据传送到应用层时，应用层加上的数据传送到应用层时，应用层加上本层的控制报头本层的控制报头AHAH，组成应用层的数据单元，然后送到表示层。，组成应用层的数据单元，然后送到表示层。（2 2）表示层收到数据以后，加上本层的控制报头）表示层收到数据以后，加上本层的控制报头PHPH，组成表示层，组成表示层的数据单元，送到会话层。的数据单元，送到会话层。（3 3）会话层收到数据以后，同样加上本层的控制报头）会话层收到数据以后，同样加上本层的控制报头SHSH，组成会，组成会话层的数据单元，送到传输层。话层的数据单元，送到传输层。（4 4）传输层收到这个数据以后，加上本层的控制报头）传输层收到这个数据以后，加上本层的控制报头THTH，组成传，组成传输层的数据单元，这时就称为报文。输层的数据单元，这时就称为报文。 3.1 3.1 网络体系结构网络体系结构 3.1.5 OSI 3.1.5 OSI环境中数据的传输过程环境中数据的传输过程 第4章目录（5 5）传输层的报文送到网络层时，由于网络层数据单元的长度的限制，）传输层的报文送到网络层时，由于网络层数据单元的长度的限制，传输层的报文将被分割成多个较短的数据字段，加上网络层的控制报传输层的报文将被分割成多个较短的数据字段，加上网络层的控制报头头NHNH，构成网络层的数据单元，即分组。，构成网络层的数据单元，即分组。（6 6）当网络层的分组到达数据链路层以后，在分组的前后加上数据链路）当网络层的分组到达数据链路层以后，在分组的前后加上数据链路层的控制报头层的控制报头DHDH，就构成了数据链路层的数据单元，即帧。，就构成了数据链路层的数据单元，即帧。（7 7）数据链路层的帧到达物理层以后，物理层将以比特流的方式，把数）数据链路层的帧到达物理层以后，物理层将以比特流的方式，把数据通过传输介质传输出去。据通过传输介质传输出去。（8 8）当比特流到达目的计算机时，再从物理层依次往上传输，每层去掉）当比特流到达目的计算机时，再从物理层依次往上传输，每层去掉本层的控制报头，将数据上传到上一层，最终传到目的计算机的应用本层的控制报头，将数据上传到上一层，最终传到目的计算机的应用进程进程II II。 3.2 3.2 物理层物理层 3.2.1 3.2.1 物理层概述物理层概述 物理层位物理层位于于OSIOSI参考模型的最底层，它向下是物理设备之间参考模型的最底层，它向下是物理设备之间的接口，直接与传输介质相连接，使二进制数据流通过该接口的接口，直接与传输介质相连接，使二进制数据流通过该接口从一台设备传给相邻的另一台设备，且为上层数据链路层提供从一台设备传给相邻的另一台设备，且为上层数据链路层提供服务。服务。 物理层的主要功能就是为它的服务用户（即数据链路层的实体）物理层的主要功能就是为它的服务用户（即数据链路层的实体）在具体的物理媒体上提供发送或接收比特流的能力。在具体的物理媒体上提供发送或接收比特流的能力。 与传输介质接口有关的一些特性，即机械特性、电气特性、功与传输介质接口有关的一些特性，即机械特性、电气特性、功能特性和规程特性。能特性和规程特性。 3.2 3.2 物理层物理层 3.2.1 3.2.1 物理层概述物理层概述 标准化的标准化的DTE-DCEDTE-DCE接口包括以下四个方面的特性：接口包括以下四个方面的特性：（1 1）机械特性机械特性。物理层的机械特性规定了连接时所采用的可接插连。物理层的机械特性规定了连接时所采用的可接插连接器的规格和尺寸、连接器中引脚的数目和排列情况等。接器的规格和尺寸、连接器中引脚的数目和排列情况等。（2 2）电气特性电气特性。物理层的电气特性规定了在物理连接上传输二进制。物理层的电气特性规定了在物理连接上传输二进制比特流时，线路上信号电压高低、阻抗匹配情况、传输速率和距离的比特流时，线路上信号电压高低、阻抗匹配情况、传输速率和距离的限制等。限制等。（3 3）功能特性功能特性。物理层的功能特性规定了物理接口上各条信号线的。物理层的功能特性规定了物理接口上各条信号线的功能分配和确切定义。功能分配和确切定义。（4 4）规程特性规程特性。物理层的规程特性规定了利用信号线进行比特流传。物理层的规程特性规定了利用信号线进行比特流传输的一组操作过程，即各信号线的工作规则和先后顺序。输的一组操作过程，即各信号线的工作规则和先后顺序。 3.2 3.2 物理层物理层 3.2.2 3.2.2 物理层协议描述物理层协议描述 1EIA RS-232C接口标准接口标准 EIA RS-232CEIA RS-232C是由美国电子工业协会是由美国电子工业协会EIAEIA（Electronic Industries Electronic Industries AssociationAssociation）在）在19691969年颁布的一种目前使用最广泛的串行物理年颁布的一种目前使用最广泛的串行物理接口标准。接口标准。 RS RS（Recommended StandardRecommended Standard）的意思是）的意思是“推荐标准推荐标准”，232232是是标识号码，而后缀标识号码，而后缀“C C”则表示是则表示是RS-232RS-232标准的最新一次修订。标准的最新一次修订。 RS-232CRS-232C标准是目前用来连接标准是目前用来连接DTEDTE（主机或终端）与（主机或终端）与DCEDCE（调制解（调制解调器）设备最流行的标准接口。大多数主要的调制解调器和调器）设备最流行的标准接口。大多数主要的调制解调器和DTEDTE制造商都已把其设备设计得符合制造商都已把其设备设计得符合RS-232CRS-232C标准规格。由于标准规格。由于EIAEIA促促进了其标准化工作，因此，进了其标准化工作，因此，RS-232CRS-232C常常简称为常常简称为EIAEIA接口。接口。 3.2 3.2 物理层物理层 3.2.2 3.2.2 物理层协议描述物理层协议描述 2EIA RS-232C特性特性（1 1）机械特性。）机械特性。RS-232CRS-232C的机械特性规定了它是一个的机械特性规定了它是一个2525芯的标准连接芯的标准连接器，并对该连接器的尺寸及针或孔芯的排列位置等都做了详细说明。器，并对该连接器的尺寸及针或孔芯的排列位置等都做了详细说明。实际的用户并不一定用到实际的用户并不一定用到RS-232CRS-232C标准的全集，一些厂家对该标准的标准的全集，一些厂家对该标准的机械特性做了变通的简化，使用了一个机械特性做了变通的简化，使用了一个9 9芯标准连接器，将不常用的芯标准连接器，将不常用的信号线舍弃。信号线舍弃。（2 2）电气特性。）电气特性。RS-232CRS-232C的电气特性对它所用的信号作出了统一的规的电气特性对它所用的信号作出了统一的规定，主要是为了保证二进制数据正确传送和设备控制正确完成。定，主要是为了保证二进制数据正确传送和设备控制正确完成。 （3 3）功能特性。定义了接口信号线所具有的特定功能。通常信号线可）功能特性。定义了接口信号线所具有的特定功能。通常信号线可分为四类：数据线、控制线、定时线和地线。分为四类：数据线、控制线、定时线和地线。 3.3 3.3 数据链路层数据链路层 3.3.1 3.3.1 数据链路层概述数据链路层概述 数据链路层数据链路层的作用就是：将物理层传输原始比特流而提供的可的作用就是：将物理层传输原始比特流而提供的可能出差错的链路改造成为逻辑上无差错的数据链路。能出差错的链路改造成为逻辑上无差错的数据链路。 3.3 3.3 数据链路层数据链路层 3.3.1 3.3.1 数据链路层概述数据链路层概述 数据链路层数据链路层的主要功能如下：的主要功能如下：（1 1）链路管理链路管理（Link ManagementLink Management）：主要负责数据链路的建立、维）：主要负责数据链路的建立、维持和释放。持和释放。（2 2）帧同步帧同步（Frame SynchronismFrame Synchronism）：指接收方应能从收到的比特流中）：指接收方应能从收到的比特流中明确区分出一帧的开始和结束在什么地方。明确区分出一帧的开始和结束在什么地方。（3 3）流量控制流量控制（Flow ControlFlow Control）：流量控制实际上指的是对发送方数据）：流量控制实际上指的是对发送方数据流量的控制，使其发送速率不会超过接收方所能处理的速率。流量的控制，使其发送速率不会超过接收方所能处理的速率。（4 4）差错控制差错控制（Error ControlError Control）：在计算机通信中，往往要求有极低的）：在计算机通信中，往往要求有极低的比特差错率。这就要求通信系统必须具备发现（即检测）差错的能力，比特差错率。这就要求通信系统必须具备发现（即检测）差错的能力，并采取措施进行纠正，使差错控制在所能允许的尽可能小的范围内，这并采取措施进行纠正，使差错控制在所能允许的尽可能小的范围内，这就是差错控制过程就是差错控制过程。 3.3 3.3 数据链路层数据链路层 3.3.1 3.3.1 数据链路层概述数据链路层概述 数据链路层数据链路层的主要功能：的主要功能：（5 5）组帧组帧（Frame EncapsulationFrame Encapsulation）：将从网络层传来的分组数据）：将从网络层传来的分组数据进行分割，按照一定的格式组成若干个进行分割，按照一定的格式组成若干个“帧帧”，以帧为单位进行，以帧为单位进行传输。传输。（6 6）透明传输透明传输（Transparent TransmissionTransparent Transmission）：就是不管所传数）：就是不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传输。据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传输。（7 7）寻址寻址（AddressingAddressing）：在多点连接或多条数据链路连接的情）：在多点连接或多条数据链路连接的情况下，提供数据链路端口标识的识别，支持网络层实体建立网络况下，提供数据链路端口标识的识别，支持网络层实体建立网络连接，以保证每一帧都能送到正确的目的地址。接收端也应该知连接，以保证每一帧都能送到正确的目的地址。接收端也应该知道发送端是哪一个结点。道发送端是哪一个结点。 3.3 3.3 数据链路层数据链路层 3.3.2 3.3.2 数据链路层协议描述数据链路层协议描述 第4章目录 数据链路控制规程数据链路控制规程也称数据链路控制协议，也就是也称数据链路控制协议，也就是OSIOSI参参考模型中的数据链路层协议。一般分为：考模型中的数据链路层协议。一般分为： 面向字符：面向字符：是指链路上所传送的数据必须是由规定字符是指链路上所传送的数据必须是由规定字符集中的字符所组成。集中的字符所组成。 面向字节：面向字节：是以字节作为协议数据单元长度的基本计数是以字节作为协议数据单元长度的基本计数单位。单位。 面向比特：面向比特：以特定的二进制比特组合来定义协议的控制以特定的二进制比特组合来定义协议的控制标识符，以二进制比特作为协议的数据单元长度的基本计数单标识符，以二进制比特作为协议的数据单元长度的基本计数单位，而且不论数据或单独的控制信息，都以帧为单元传送。位，而且不论数据或单独的控制信息，都以帧为单元传送。 3.3 3.3 数据链路层数据链路层 3.3.3 3.3.3 差错与流量控制差错与流量控制 数据链路数据链路进行数据传输时，必须进行差错控制。进行数据传输时，必须进行差错控制。 1 1XON/XOFFXON/XOFF方案方案 它它是一种与差错无关的纯流量控制技术，是在接收端来进是一种与差错无关的纯流量控制技术，是在接收端来进行控制的。当接收缓冲区达到规定的上限值时，向发送端发行控制的。当接收缓冲区达到规定的上限值时，向发送端发送送XOFFXOFF控制字符。发送端收到此字符以后，便暂时停止发送，控制字符。发送端收到此字符以后，便暂时停止发送，等待接收端处理缓冲区中的数据。当接收端缓冲区中的数据等待接收端处理缓冲区中的数据。当接收端缓冲区中的数据占据量下降到规定的下限时，向发送端发送占据量下降到规定的下限时，向发送端发送XONXON字符，发送字符，发送端接收到端接收到XONXON字符以后，便可继续发送数据了。字符以后，便可继续发送数据了。 3.3 3.3 数据链路层数据链路层 3.3.3 3.3.3 差错与流量控制差错与流量控制 2 2停止等待协议停止等待协议 一次发送一个数据帧，便停止发送，等待接收端的响应帧，一次发送一个数据帧，便停止发送，等待接收端的响应帧，根据响应帧的情况，再进行相应的处理。根据响应帧的情况，再进行相应的处理。 有以下几种情况：有以下几种情况：（1 1）发送端的数据被正确地接收，接收端给发送端发送）发送端的数据被正确地接收，接收端给发送端发送ACKACK确认帧，发送端收到确认帧，发送端收到ACKACK以后，便可以继续发送数据了。以后，便可以继续发送数据了。（2 2）发送端的数据被错误地接收，接收端给发送端发送）发送端的数据被错误地接收，接收端给发送端发送NAKNAK否认帧，发送端收到否认帧，发送端收到NAKNAK以后，便重新发送，直到正确为止。以后，便重新发送，直到正确为止。（3 3）如果发送端的数据帧在传送过程中丢失，则接收端无响应帧给发送端，发）如果发送端的数据帧在传送过程中丢失，则接收端无响应帧给发送端，发送端将无限地等待下去，从而造成死锁。为解决此问题，我们可在发送端设送端将无限地等待下去，从而造成死锁。为解决此问题，我们可在发送端设置一个计时器来解决此问题，超过规定时间而没有收到响应帧，将重新发送置一个计时器来解决此问题，超过规定时间而没有收到响应帧，将重新发送数据。数据。（4 4）发送端的数据被正确地送达到接收端，但是响应帧丢失，接收端将收到重）发送端的数据被正确地送达到接收端，但是响应帧丢失，接收端将收到重复的数据帧。为解决此问题，可在发送的数据中加入序号。一旦收到重复的复的数据帧。为解决此问题，可在发送的数据中加入序号。一旦收到重复的数据帧，便将其丢弃。数据帧，便将其丢弃。 3.3 3.3 数据链路层数据链路层 3.3.3 3.3.3 差错与流量控制差错与流量控制 3 3连续连续ARQARQ协议协议 在在连续连续ARQARQ协议中，发送端在没有收到响应帧之前，可协议中，发送端在没有收到响应帧之前，可以连续地发送数据。由于链路不可靠，有可能出错，因此发以连续地发送数据。由于链路不可靠，有可能出错，因此发送端需要有一个较大的缓冲区，以保存发送过的数据的拷贝。送端需要有一个较大的缓冲区，以保存发送过的数据的拷贝。为了区分这些数据，还要对它们编号来加以区别。接收端按为了区分这些数据，还要对它们编号来加以区别。接收端按照顺序来接收数据，每收到一个正确的数据帧，就返回一个照顺序来接收数据，每收到一个正确的数据帧，就返回一个确认帧，发送端将从缓冲区中删除该拷贝；如收到错误的数确认帧，发送端将从缓冲区中删除该拷贝；如收到错误的数据帧，返回一个否认帧，并丢弃该帧以及该帧以后所有的帧。据帧，返回一个否认帧，并丢弃该帧以及该帧以后所有的帧。发送端收到否认帧，将重新发送该帧及该帧以后的所有的帧。发送端收到否认帧，将重新发送该帧及该帧以后的所有的帧。超时情况的处理与停止等待的处理相似。超时情况的处理与停止等待的处理相似。 3.4 3.4 网络层网络层 网络层网络层的目的是实现两个端系统之间的数据透明传送，具体的目的是实现两个端系统之间的数据透明传送，具体功能包括路由选择、阻塞控制和网际互连。功能包括路由选择、阻塞控制和网际互连。 网络层网络层向上提供的服务有两大类，即向上提供的服务有两大类，即面向连接面向连接的网络服务和的网络服务和无连接无连接的网络服务。其中面向连接的网络服务又称的网络服务。其中面向连接的网络服务又称虚电路服务虚电路服务，它分为连接，它分为连接建立、数据传输和连接释放三个阶段，是网络层向传输层提供的一种可建立、数据传输和连接释放三个阶段，是网络层向传输层提供的一种可靠的数据传送方式，所有分组按照发送顺序到达。进行数据交换的两个靠的数据传送方式，所有分组按照发送顺序到达。进行数据交换的两个端系统之间有一条虚电路（网络连接）为它们服务；而无连接的网络服端系统之间有一条虚电路（网络连接）为它们服务；而无连接的网络服务又常称为务又常称为数据报服务数据报服务。这种服务在两个实体之间进行通信时，不需。这种服务在两个实体之间进行通信时，不需要事先建立好一个连接，即没有连接建立和连接释放的过程，只要在每要事先建立好一个连接，即没有连接建立和连接释放的过程，只要在每一个发送的分组中携带完整的目的结点地址信息，便可由每一个分组独一个发送的分组中携带完整的目的结点地址信息，便可由每一个分组独立地选择路由，但不能保证所有分组按发送顺序交付给目的结点，而且立地选择路由，但不能保证所有分组按发送顺序交付给目的结点，而且也有丢失分组的情况，故称之为无连接的不可靠的服务。也有丢失分组的情况，故称之为无连接的不可靠的服务。 3.4 3.4 网络层网络层1 1虚电路方式虚电路方式 在在虚电路（虚电路（Virtual CircuitVirtual Circuit）方式中，为进行数据传输，网络）方式中，为进行数据传输，网络的源结点和目的结点之间必须为分组的传输预先建立一条逻辑通的源结点和目的结点之间必须为分组的传输预先建立一条逻辑通道，因为这条逻辑通道不是专用的，所以称之为道，因为这条逻辑通道不是专用的，所以称之为“虚虚”电路。电路。 对于对于虚电路来说，它首先需通过虚呼叫在两个结点之间建立虚电路来说，它首先需通过虚呼叫在两个结点之间建立临时连接。它的通信过程可以分为三个阶段：临时连接。它的通信过程可以分为三个阶段：连接建立连接建立、数据数据传输传输和和连接释放连接释放。 3.4 3.4 网络层网络层2 2数据报数据报 在数据报（在数据报（DatagramDatagram）方式中，每个分组被称为一个数据报。）方式中，每个分组被称为一个数据报。每个数据报自身必须包含有目的端的完整地址信息。它的传送是每个数据报自身必须包含有目的端的完整地址信息。它的传送是被单独处理的。一个结点接收到一个数据报后，根据数据报中的被单独处理的。一个结点接收到一个数据报后，根据数据报中的地址信息和结点所存储的路由信息，找出一个合适的出路，把数地址信息和结点所存储的路由信息，找出一个合适的出路，把数据报原封不动地发送到下一个结点。据报原封不动地发送到下一个结点。 3.5 3.5 传输层传输层 传输层传输层的两个主要目的是：提供可靠的的两个主要目的是：提供可靠的端到端的端到端的通信和向会通信和向会话层提供独立于网络的传输服务。话层提供独立于网络的传输服务。3.5.1 传输层协议的分类 1 1服务质量服务质量 服务质量（服务质量（Quality of ServiceQuality of Service，QoSQoS）是指在传输连）是指在传输连接点之间看到的某些传输连接的特征，是传输层性能的度接点之间看到的某些传输连接的特征，是传输层性能的度量，反映了传输质量及服务的可用性。根据用户要求和差量，反映了传输质量及服务的可用性。根据用户要求和差错性质，网络服务质量分成三种类型。错性质，网络服务质量分成三种类型。 3.5 3.5 传输层传输层 3.5.1 传输层协议的分类 1 1服务质量服务质量（1 1）A A型网络服务。具有可接受的残差率和故障告知率。型网络服务。具有可接受的残差率和故障告知率。残差率指未改正的差错且不通知传输层；故障告知率是指残差率指未改正的差错且不通知传输层；故障告知率是指网络层通知传输层的网络连接释放或网络连接复位。网络层通知传输层的网络连接释放或网络连接复位。 （2 2）B B型网络服务。具有可接受的残差率和不可接受的故型网络服务。具有可接受的残差率和不可接受的故障告知率。障告知率。 （3 3）C C型网络服务。具有不可接受的残差率。型网络服务。具有不可接受的残差率。 3.5 3.5 传输层传输层 3.5.1 传输层协议的分类 2 2传输协议的分类传输协议的分类（1 1）第）第0 0类（类（TP0TP0）。简单类，）。简单类，TP0TP0提供最简单的协议机制，提供最简单的协议机制，以支持以支持A A型网络。型网络。（2 2）第）第1 1类（类（TP1TP1）。基本差错恢复类。）。基本差错恢复类。TP1TP1是比较简单的传是比较简单的传输协议，它适用于输协议，它适用于B B型网络连接型网络连接（3 3）第）第2 2类（类（TP2TP2）。复用类。）。复用类。TP2TP2适用于适用于A A型网络连接。它基型网络连接。它基本上是对本上是对TP0TP0类的增强，允许多路复用。类的增强，允许多路复用。（4 4）第）第3 3类（类（TP3TP3）。差错恢复与复用类。）。差错恢复与复用类。TP3TP3适用于适用于B B型网络型网络连接，它具有连接，它具有TP1TP1和和TP2TP2的功的功（5 5）第）第4 4类（类（TP4TP4）。差错检测和复用类。）。差错检测和复用类。TP4TP4是最复杂的传是最复杂的传输协议，适用于输协议，适用于C C型网络连接。型网络连接。 3.5 3.5 传输层传输层 3.5.2 传输服务 1 1服务类型服务类型 传输传输服务有两大类：面向连接的传输服务与无连接的传输服务有两大类：面向连接的传输服务与无连接的传输服务。服务。 2 2传输连接的管理传输连接的管理 传输传输连接管理的主要内容是建立连接和释放连接。连接管理的主要内容是建立连接和释放连接。 3 3数据传输数据传输 数据传输的任务是在两个传输实体之间传输用户数据和控数据传输的任务是在两个传输实体之间传输用户数据和控制数据。一般采用全双工服务，也可采用半双工服务。制数据。一般采用全双工服务，也可采用半双工服务。 3.6 3.6 网络高层网络高层 3.6.1 会话层 1 1会话连接管理会话连接管理（1 1）建立连接。会话连接是建立在传输连接的基础上的，会话与传输的连）建立连接。会话连接是建立在传输连接的基础上的，会话与传输的连接有接有3 3种对应关系，即一对一、一对多和多对一。种对应关系，即一对一、一对多和多对一。（2 2）维持连接。维持连接是在建立连接的两个会话服务用户之间，进行数）维持连接。维持连接是在建立连接的两个会话服务用户之间，进行数据交换的阶段。据交换的阶段。（3 3）释放连接。有两种释放方式：有序释放和突然释放。有序释放是经双）释放连接。有两种释放方式：有序释放和突然释放。有序释放是经双方同意后，会话才终止；突然释放是双方中的任意一方不经协商而立即释方同意后，会话才终止；突然释放是双方中的任意一方不经协商而立即释放，这样有可能造成数据的丢失。放，这样有可能造成数据的丢失。2 2会话活动管理会话活动管理 在一个会话连接的持续期间，连接有可能出错。为解决此问题，可在会在一个会话连接的持续期间，连接有可能出错。为解决此问题，可在会话层设置一些同步点。这样出现错误以后，可返回到出现错误前的同步点话层设置一些同步点。这样出现错误以后，可返回到出现错误前的同步点进行重复，而不必全部重复。进行重复，而不必全部重复。3 3数据交换管理数据交换管理 在会话连接上，正常的数据交换方式是全双工，但也允许用户定义另两在会话连接上，正常的数据交换方式是全双工，但也允许用户定义另两种方式：单工方式和半双工方式。种方式：单工方式和半双工方式。 3.6 3.6 网络高层网络高层 3.6.2 表示层 目的目的是为了解决不同开放系统互连时的信息表示问题。是为了解决不同开放系统互连时的信息表示问题。 （1 1）语法转换。将抽象语法转换成传送语法，并在对方实现相）语法转换。将抽象语法转换成传送语法，并在对方实现相反的转换。反的转换。（2 2）传送语法协商。根据应用层的要求协商选用合适的上下文，）传送语法协商。根据应用层的要求协商选用合适的上下文，即确定传送语法并传送。即确定传送语法并传送。（3 3）连接管理。包括利用会话层服务建立连接，管理在这个连）连接管理。包括利用会话层服务建立连接，管理在这个连接之上的数据传送和同步控制以及正常或异常地终止这个连接。接之上的数据传送和同步控制以及正常或异常地终止这个连接。（4 4）数据压缩。源端表示实体对所传送的数据按某种规则进行）数据压缩。源端表示实体对所传送的数据按某种规则进行压缩，由接收端的对等表示实体进行解压恢复。压缩，由接收端的对等表示实体进行解压恢复。（5 5）数据加密。源端表示实体采用某种加密算法对所传送的数）数据加密。源端表示实体采用某种加密算法对所传送的数据进行加密，来提高数据的安全性，接收端的表示实体收到数据据进行加密，来提高数据的安全性，接收端的表示实体收到数据后再进行解密。后再进行解密。 3.6 3.6 网络高层网络高层 3.6.3 应用层 应用层应用层是是OSIOSI参考模型的最高层，它为用户的应用进程提参考模型的最高层，它为用户的应用进程提供服务，负责两个应用进程之间的通信，为网络用户之间的供服务，负责两个应用进程之间的通信，为网络用户之间的通信提供专用的程序。通信提供专用的程序。 在在OSIOSI中，应用进程是一个抽象的概念，即信息处理功能的集合，它的中，应用进程是一个抽象的概念，即信息处理功能的集合，它的物理背景可以是多种形式的，不一定要对应一个实际的程序。抽象后的应物理背景可以是多种形式的，不一定要对应一个实际的程序。抽象后的应用进程就是应用实体用进程就是应用实体AEAE。它由若干个特定应用服务元素（。它由若干个特定应用服务元素（SASESASE）和一个）和一个或多个公共应用服务元素（或多个公共应用服务元素（CASECASE）组成。每个）组成。每个SASESASE提供特定的应用服务，提供特定的应用服务，常用的常用的SASESASE有文件的传送、访问和管理有文件的传送、访问和管理FTAMFTAM、虚拟终端协议、虚拟终端协议VTPVTP、报文、报文处理系统处理系统MHSMHS。CASECASE提供一些与具体应用无关、但又是实现这些应用服提供一些与具体应用无关、但又是实现这些应用服务所必需的那些服务，是在应用层中通用的那些服务，如联系控制服务元务所必需的那些服务，是在应用层中通用的那些服务，如联系控制服务元素（素（ACSEACSE）、可靠传输服务元素（）、可靠传输服务元素（RTSERTSE）、远程操作服务元素（）、远程操作服务元素（ROSEROSE）和委托、并发与恢复元素（和委托、并发与恢复元素（CCRCCR）。）。 应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层A A节点节点节点节点B B节点节点节点节点物理介质物理介质数数据据AH数据链路层数据链路层应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层物理层物理层数据链路层数据链路层应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层物理层物理层PHSHTHNHDHDTDHDT比特流比特流比特流比特流PHSHTHNH数据数据数据数据数数据据AHAB