2011年軟件水平考試網絡工程師全面復習資料（12）
三.OSI參考模型
1, 物理層(physical layer)
(1)主要作用:實現相鄰節點之間比特數據流的透明傳送,盡可能屏蔽具體傳輸介質和物理設備的差異.利用物理傳輸介質為數據鏈路層提供物理連接(物理信道),為數據鏈路層提供比特流服務.
物理層是所有網絡的基礎,主要關心的問題有:
用多少伏特電壓表示"1",多少伏特電壓表示"0"; 一個比特持續多少微秒;
是單工,半雙工還是全雙工;
最初的連接如何建立和完成,通信后連接如何終止
網絡接插件有多少針以及各針的用途.
信道的最大帶寬;
傳輸介質(例如,是有導線的還是無導線的等);
傳輸方式:是基帶傳輸還是頻帶傳輸,或者二者均可;
多路復用技術(FDM,TDM和WDM波分多路復用Wave-length Division Multiplexing);
等等.
(2)物理層的主要功能:
物理連接的建立,維持和拆除.
實體之間信息的按比特傳輸.
實現四大特性的匹配(機械特性,電氣特性,功能特性,規程特性)
(3)物理層標準
物理層標準主要任務就是要規定DCE設備和DTE設備的接口,包括接口的機械特性,電氣特性,功能特性和規程特性.
DTE 是數據終端設備.數據電路端接設備DCE .DCE的作用就是在DTE和傳輸線路之間提供信號變換和編碼的功能,并且負責建立,保持和釋放數據鏈路的連接.DTE通過DCE與通信傳輸線路相連,如圖所示.是美國電子工業協會EIA制定的著名物理層標準.
物理或機械特性:規定了DTE和DCE之間的連接器形式,包括連接器形狀,幾何尺寸,引線數目和排列方式等.
電氣特性:規定了DTE和DCE之間多條信號線的連接方式,發送器和接收器的電氣參數及其他有關電路的特征.電氣特性決定了傳送速率和傳輸距離.
功能特性:對接口各信號線的功能給出了確切的定義,說明某些連線上出現的某一電平的電壓表示的意義.
規程特性:規定了DTE和DCE之間各接口信號線實現數據傳輸的操作過程(順序).
物理層標準舉例
EIA RS-232C/V.24接口標準
RS是Recommended Standard的縮寫,即推薦標準.RS-232-C接口標準與國際電報電話咨詢委員會CCITT的V.24標準兼容,是一種非常實用的異步串行通信接口.
RS-232-C 建議使用25針的D型連接器DB-25,但是在微型計算機的RS-232C串行端口上,大多使用9針連接器DB-9,如下圖所示.
(4)常見物理層設備與組件
物理傳輸中存在的主要問題
第一大問題:
信號衰減
信號衰減限制了信號的傳輸距離
信號衰減還常常會同時伴隨著信號的變形
采用信號放大和整形的方法來解決信號衰減及其變形問題.
第二大問題:
噪聲干擾
噪聲可能導致信號傳輸錯誤,即接收端難以從混雜了較大噪聲的信號中提取出正確的數據.
減少噪聲的措施,如抵消與屏蔽,良好的端接和接地技術等
常見物理組件
RJ-45插座
RJ-45頭
DB-25 到 DB-9 的轉換器
常見物理層設備
中繼器(repeater)和集線器(hub)
功能:連接相同的LAN網段;對從入口輸入的物理信號進行放大和整形,然后再從出口輸出(轉發).
中繼器具有典型的單進單出結構.
集線器是多端口中繼器.集線器常見的端口規格有4口,8口,16口和24口等.如下圖所示:
2,數據鏈路層(Data link layer)
(1)主要任務是負責相鄰節點之間的可靠傳輸,通過加強物理層傳輸原始比特的功能,使之網絡層表現為一條無錯線路,數據鏈路層的傳輸單元為幀.
主要關心:
成幀與拆幀.以幀(frame)為單位(產生幀,識別幀的邊界);
差錯控制;
(流量控制(防止高速的發送方的數據將低速的接收方"淹沒").
廣播式網絡在數據鏈路層還要處理:如何控制對共享信道的訪問等等.
(2)主要設備:交換機 網橋
3, 網絡層(Network layer)
(1)網絡層的任務就是要選擇合適的路由,使發送站傳輸層所傳下來的數據能夠正確無誤地按地址送到目的站.網絡層的傳輸單元被稱為分組(或稱包).
執行路徑選擇算法,使分組在通信子網中有一條最佳路徑;
擁塞控制.防止子網中同時出現過多的分組而相互阻塞通路,形成瓶頸;
記帳功能;
異種網絡互聯.
(2)主要設備:路由器: 三層交換機
4, 傳輸層(Transport layer)(核心層)
主要任務:負責端到端節點間數據傳輸和控制功能 .
傳輸層是OSI中承上啟下層,下三層面向網絡通信,確保信息準確傳輸;上三層面向用戶主機,為用戶提供各種服務.
傳輸層不涉及中間轉發節點,即與使用的網絡無關.
主要功能:彌補網絡層服務質量的不足,為會話層提供端-端的可靠數據傳輸服務.包括兩端主機之間的流量控制.
5, 會話層( Session layer)
主要目的是組織和同步在兩個通信的會話用戶之間的對話,并管理數據的交換.
會話層的功能是在兩個節點間建立,維護和釋放面向用戶的連接.會話連接的建立是在傳輸連接的基礎上進行的.
6, 表示層(Presentation layer)
主要用于處理在兩個通信系統中交換信息的表示方式.它包括數據格式變換,數據加密與解密,數據壓縮與恢復等功能.
7, 應用層(Application layer)
應用層是OSI的最高層,它為OSI模型以外的應用程序提供服務.
應用層中包含大量的,人們普遍需要的協議.如網絡虛擬終端(VT,Virtual Terminal,文件 傳輸,電子郵件,目錄服務,遠程數據庫訪問等.
常用設備:網關
網關是一種充當轉換重任的計算機系統或設備.在使用不同的通信協議,數據格式或語言,甚至體系結構完全不同的兩種系統之間,網關是一個翻譯器.與網橋只是簡單地傳達信息不同,網關對收到的信息要重新打包,以適應目的系統的需求.同時,網關也可以提供過濾和安全功能.大多數網關運行在OSI 7層協議的頂層--應用層.
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