概述
OSI 参考模型
其中比较关键的一个部分是网络协议。在计算机网络中,所谓协议,就是为了使网络中的不同设备能进行数据通信而预先制定的一整套通信各方相互了解和共同遵守的格式和约定,是系列规则和约定的规范性描述。
协议定义了网络设备之间如何进行信息交换,是网络通信的基础。只有遵从相同的协议,网络设备之间才能够通信。如果一台设备不支持用于网络互联的协议,它就无法与其他设备进行通信。
以电话为例,必须首先规定好信号的传输方式、什么信号表示发起呼叫、什么信号表示呼叫结束、出了错误怎么办、怎样表示呼叫人的号码等,这种预先规定好的格式及约定就是协议。
网络协议多种多样,例如经常提到的有超文本传输协议( Hypertext Transfer Protool, HTTP)、文件传输协议(File Transter Protocol, FTP)、传输控制协议(Transmission Control Protocol, TCP)、 IPv4等。譬如通过浏览器访问网站时,输入网址中的http://" 就是代表这次访问使用的协议是HTTP。
协议分为两类:一 类是各网络设备厂商自己定义的协议,称为私有协议;另-类是专门的标准机构定义的协议,称为开放式协议。私有协议只有厂商自己的设备支持,无法和其他厂商的设备互通,所以在平时应用中,各厂商会尽量遵循开放式协议。
目前现网中使用的开放式协议标准可以分为两类,包括事实标准和法定标准。事实标准是未经组织团体承认但已在应用中被广泛使用和接受的标准,法定标准是由官方认可的组织团体制定的标准。
目前,整理、研究、制定和发布开放性标准协议的组织机构主要有以下几个
标准机构 | 组织介绍 |
国际标准化组织( International Organization for Standardization) | ISO是一个全球性的非政府组织,是国际标准化领域中一个↓分重要的组织,成立于1946年 中国是ISO的正式成员,代表中国参加ISO的国家机构是中国国家技术监督局 ISO制定国际标准,协调世界范围内的标准化工作,与其他国际性组织合作研究有关标准化问题,促进标准化工作的开展,以利于国际物资交流和互助,并扩大知识、科学、技术和经济方面的合作 |
互联网工程任务组( Internet Engineering Task Force, IETF ) | IETF是一个公开性质的大型民间国际团体,成立于1985 年底,是全球互联网最具权威的技术标准化组织,主要任务是负责互联网相关技术规范的研发和制定,当前绝大多数国际互联网技术标准出自IETF。著名的RFC( Request For Comments,请求评论 )标准系列就是由IETF制定和发布的 |
电气和电子工程师协会( Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE ) | IEEE是一个国际性的电子技术与信息科学工程师的协会,是目前全球最大的非营利性专业技术协会。 IEEE致力于推动电工技术在理论方面的发展和应用方面的进步促进计算机工程、生物医学、通信到电力、航天、用户电子学等技术领域的科技和信息交流,制定和推荐电气、 电子技术标准。 以太网标准规范就是由IEEE制定发布的 |
国际电信联盟( International Telecommunication Union, ITU) | ITU是联合国的一个重要专门机构 ITu是主管信息通信技术事务的联合国机构,负责分配和管理全球无线电频谱与卫星轨道资源,制定全球电信标准,向发展中国家提供电信援助,促进全球电信发展。 |
电子工业联盟( Electronic Industries Alliance, EIA ) | EIA是美国电子产品制造商的一个产业组织 EIA由美国国家标准学会授权编写电子器件、消费电子产品、电信和互联网安全等方面的标准 串行通信的RS -232、EIA-422、EIA- 485等就是由EIA制定的 |
网络中,为了使不同设备能够互相通信,收发双方都必须遵循同一个标准,但单一的巨大的协议会加大网络设计难度,同时也不利于分析及查找问题。因此,计算机模型中引入了分层的概念。
分层模型是一种用于开 放网络的设计方法,将通信问题划分为几个小的问题(层次),每个问题对应一个层次。
为了更好地实现计算机之间的通信,分层模型需具备以下的特点。
(1)每层的功能应是明确的,并且是相互独立的,当某一 层的具体实现方法更新时,只要保持上下层的接口不变,便不会对邻层产生影响。
(2)层间接口必须清晰,跨越接口的信息量应尽可能少。
(3)层数应适中。若层数太少,则造成每一 层的协议太复杂。若层数太多,则体系结构过于复杂,使描述和实现各层功能变得困难。
基于以上的原则,20世纪60年代以来,各大厂商为了在数据通信网络领域占据主导地位,纷纷推出了各自的网络架构体系和标准,如IBM公司的SNA、Novell IPX/SPX协议、Apple公司的AppleTalk协议、DEC公司的DECnet。
同时,各大厂商针对自己的协议生产出了不同的硬件和软件。各个厂商的共同努力促进了网络技术的快速发展和网络设备种类的迅速增加。但是由于多种协议的并存,也使网络变得越来越复杂,而且厂商之间的网络设备大部分不能兼容,很难互相进行通信。
为了解决网络设备之间的兼容性问题,帮助各个厂商生产出可兼容的网络设备,国际标准化组织( ISO )于1984年提出了开放系统互联参考模型( Open System Interconnetion Reference Model, OSIRM),其7层模型如图所示。
OSI参考模型在设计时,遵循了以下原则。
(1)各个层之间有清晰的边界,每层实现特定的功能。
(2)层次的划分有利于国际标准协议的制定。
(3)层的数目足够多,以避免各个层功能重复。
其中的第1~3层称为底层(Lower Layer),又叫介质层( MediaLayer),主要负责数据在网络中的传送。以硬件和软件相结合的方式来实现,组成互联网络的设备通常具备下面3层的功能。
第4层称为传输层,负责实现面向连接或者无连接的传输通道的建立。
第5~7层称为高层(Upper Layer) ,又叫主机层(HostLayer) ,主要用于保障数据的正确传输, 通常以软件方式来实现。
最后
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