2011年軟件水平考試網(wǎng)絡(luò)工程師全面復(fù)習(xí)資料（12）
三.OSI參考模型
1, 物理層(physical layer)
(1)主要作用:實(shí)現(xiàn)相鄰節(jié)點(diǎn)之間比特?cái)?shù)據(jù)流的透明傳送,盡可能屏蔽具體傳輸介質(zhì)和物理設(shè)備的差異.利用物理傳輸介質(zhì)為數(shù)據(jù)鏈路層提供物理連接(物理信道),為數(shù)據(jù)鏈路層提供比特流服務(wù).
物理層是所有網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ),主要關(guān)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(gè)比特持續(xù)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(wǎng)絡(luò)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(zhì)(例如,是有導(dǎo)線的還是無導(dǎo)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(fù)用技術(shù)(FDM,TDM和WDM波分多路復(fù)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(shí)體之間信息的按比特傳輸.
實(shí)現(xiàn)四大特性的匹配(機(jī)械特性,電氣特性,功能特性,規(guī)程特性)
(3)物理層標(biāo)準(zhǔn)
物理層標(biāo)準(zhǔn)主要任務(wù)就是要規(guī)定DCE設(shè)備和DTE設(shè)備的接口,包括接口的機(jī)械特性,電氣特性,功能特性和規(guī)程特性.
DTE 是數(shù)據(jù)終端設(shè)備.數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備DCE .DCE的作用就是在DTE和傳輸線路之間提供信號(hào)變換和編碼的功能,并且負(fù)責(zé)建立,保持和釋放數(shù)據(jù)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(yè)協(xié)會(huì)EIA制定的著名物理層標(biāo)準(zhǔn).
物理或機(jī)械特性:規(guī)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(shù)目和排列方式等.
電氣特性:規(guī)定了DTE和DCE之間多條信號(hào)線的連接方式,發(fā)送器和接收器的電氣參數(shù)及其他有關(guān)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(duì)接口各信號(hào)線的功能給出了確切的定義,說明某些連線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示的意義.
規(guī)程特性:規(guī)定了DTE和DCE之間各接口信號(hào)線實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟僮鬟^程(順序).
物理層標(biāo)準(zhǔn)舉例
EIA RS-232C/V.24接口標(biāo)準(zhǔn)
RS是Recommended Standard的縮寫,即推薦標(biāo)準(zhǔn).RS-232-C接口標(biāo)準(zhǔn)與國際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)CCITT的V.24標(biāo)準(zhǔn)兼容,是一種非常實(shí)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(jì)算機(jī)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(shè)備與組件
物理傳輸中存在的主要問題
第一大問題:
信號(hào)衰減
信號(hào)衰減限制了信號(hào)的傳輸距離
信號(hào)衰減還常常會(huì)同時(shí)伴隨著信號(hào)的變形
采用信號(hào)放大和整形的方法來解決信號(hào)衰減及其變形問題.
第二大問題:
噪聲干擾
噪聲可能導(dǎo)致信號(hào)傳輸錯(cuò)誤,即接收端難以從混雜了較大噪聲的信號(hào)中提取出正確的數(shù)據(jù).
減少噪聲的措施,如抵消與屏蔽,良好的端接和接地技術(shù)等
常見物理組件
RJ-45插座
RJ-45頭
DB-25 到 DB-9 的轉(zhuǎn)換器
常見物理層設(shè)備
中繼器(repeater)和集線器(hub)
功能:連接相同的LAN網(wǎng)段;對(duì)從入口輸入的物理信號(hào)進(jìn)行放大和整形,然后再從出口輸出(轉(zhuǎn)發(fā)).
中繼器具有典型的單進(jìn)單出結(jié)構(gòu).
集線器是多端口中繼器.集線器常見的端口規(guī)格有4口,8口,16口和24口等.如下圖所示:
2,數(shù)據(jù)鏈路層(Data link layer)
(1)主要任務(wù)是負(fù)責(zé)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的可靠傳輸,通過加強(qiáng)物理層傳輸原始比特的功能,使之網(wǎng)絡(luò)層表現(xiàn)為一條無錯(cuò)線路,數(shù)據(jù)鏈路層的傳輸單元為幀.
主要關(guān)心:
成幀與拆幀.以幀(frame)為單位(產(chǎn)生幀,識(shí)別幀的邊界);
差錯(cuò)控制;
(流量控制(防止高速的發(fā)送方的數(shù)據(jù)將低速的接收方"淹沒").
廣播式網(wǎng)絡(luò)在數(shù)據(jù)鏈路層還要處理:如何控制對(duì)共享信道的訪問等等.
(2)主要設(shè)備:交換機(jī) 網(wǎng)橋
3, 網(wǎng)絡(luò)層(Network layer)
(1)網(wǎng)絡(luò)層的任務(wù)就是要選擇合適的路由,使發(fā)送站傳輸層所傳下來的數(shù)據(jù)能夠正確無誤地按地址送到目的站.網(wǎng)絡(luò)層的傳輸單元被稱為分組(或稱包).
執(zhí)行路徑選擇算法,使分組在通信子網(wǎng)中有一條最佳路徑;
擁塞控制.防止子網(wǎng)中同時(shí)出現(xiàn)過多的分組而相互阻塞通路,形成瓶頸;
記帳功能;
異種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián).
(2)主要設(shè)備:路由器: 三層交換機(jī)
4, 傳輸層(Transport layer)(核心層)
主要任務(wù):負(fù)責(zé)端到端節(jié)點(diǎn)間數(shù)據(jù)傳輸和控制功能 .
傳輸層是OSI中承上啟下層,下三層面向網(wǎng)絡(luò)通信,確保信息準(zhǔn)確傳輸;上三層面向用戶主機(jī),為用戶提供各種服務(wù).
傳輸層不涉及中間轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn),即與使用的網(wǎng)絡(luò)無關(guān).
主要功能:彌補(bǔ)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)質(zhì)量的不足,為會(huì)話層提供端-端的可靠數(shù)據(jù)傳輸服務(wù).包括兩端主機(jī)之間的流量控制.
5, 會(huì)話層( Session layer)
主要目的是組織和同步在兩個(gè)通信的會(huì)話用戶之間的對(duì)話,并管理數(shù)據(jù)的交換.
會(huì)話層的功能是在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間建立,維護(hù)和釋放面向用戶的連接.會(huì)話連接的建立是在傳輸連接的基礎(chǔ)上進(jìn)行的.
6, 表示層(Presentation layer)
主要用于處理在兩個(gè)通信系統(tǒng)中交換信息的表示方式.它包括數(shù)據(jù)格式變換,數(shù)據(jù)加密與解密,數(shù)據(jù)壓縮與恢復(fù)等功能.
7, 應(yīng)用層(Application layer)
應(yīng)用層是OSI的最高層,它為OSI模型以外的應(yīng)用程序提供服務(wù).
應(yīng)用層中包含大量的,人們普遍需要的協(xié)議.如網(wǎng)絡(luò)虛擬終端(VT,Virtual Terminal,文件 傳輸,電子郵件,目錄服務(wù),遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫訪問等.
常用設(shè)備:網(wǎng)關(guān)
網(wǎng)關(guān)是一種充當(dāng)轉(zhuǎn)換重任的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或設(shè)備.在使用不同的通信協(xié)議,數(shù)據(jù)格式或語言,甚至體系結(jié)構(gòu)完全不同的兩種系統(tǒng)之間,網(wǎng)關(guān)是一個(gè)翻譯器.與網(wǎng)橋只是簡單地傳達(dá)信息不同,網(wǎng)關(guān)對(duì)收到的信息要重新打包,以適應(yīng)目的系統(tǒng)的需求.同時(shí),網(wǎng)關(guān)也可以提供過濾和安全功能.大多數(shù)網(wǎng)關(guān)運(yùn)行在OSI 7層協(xié)議的頂層--應(yīng)用層.
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