开放式系统互联(OSI)模型

   

   开放式系统互联(OSI)模型 Open Systems Interconnection(OSI)Model  
　　OSI模型是国际标准化组织创建的一种标准。它为开放式系统环境定义了一种分层模型，其中，如果两个系统采用了相同的OSI层通信协议，那么，在一台计算机上运行的一个进程就可以和另一台计算机上的类似进程通信。图O-8示意了OSI模型。在一次通信会话期间，在各个计算机的每个层运行的进程相互通信。最底层定义了实际的物理部件，如连接器和电缆，以及系统间的数据位的电子传输。在此之上的一些层定义数据包装和寻址方式。再向上的层定义保持通信会话生存的方式。最后，最高的层描述应用如何利用下面的通信系统来和其它系统上的应用进行交互。
　　OSI模型的设计是为了帮助开发人员创造可以与多厂商产品系列兼容的应用程序，以及增进开放和互操作的联网系统。虽然OSI还没有摆脱只是一种计划的局面，但是它的模型仍然被用于描述和定义不同厂商的产品如何通信。图O-9示意了OSI协议栈和其它协议栈之间的比较情况。
　　协议是以软件驱动程序的形式被装载到计算机中的。协议栈的每一层都定义一些特定的功能。当最高层的应用程序需要发送消息到网络上的其它系统时，这个应用程序就和下面的层进行交互。这个请求是在一个层进行包装，并向下传送到下一个层的，它将增加一些和这个层处理功能相应的信息，在一个分组内产生一个新的分组的应用程序需要发送消息到网络上的其它系统时，这个应用程序就和下面的层进行交互。这个请求是在一个层进行包装，并向下传送到下一个层的，它将增加一些和这个层处理功能相应的信息，在一个分组内产生一个新的分组。然后，这个分组被向下传递到下一个层，并且这个过程将继续，如图O-10所示。每个层都向这个消息分组增加信息，并且这个信息将被接收系统的协议栈的相应层进行读取。按照这个方式，每个协议层与它对应的协议层进行通信以完成通信。
　　每个层定义通信子系统必须遵守的规则和规程，以达到和其它系统对等进程进行通信的目的。下面列出了通信子系统处理进程的一些例子：
　　 在应用程序之间相互协作和交互，以及对语法和数据表示的差异进行翻译。
　　 在全双工或半双工模式下的数据交换管理。
　　 面向连接的会话管理(这是指监控和维护两个系统间的通信通道)。
　　 网络路由选择和寻址过程。
　　 网络驱动程序(这是指为传输做准备而将数据编帧)。
　　 网络接口卡功能(这是指在网络介质上传输电子、光或无线电信号)。
　　产品开发人员利用协议标准来创造能够和其它厂商的产品进行相互操作的产品。例如，底层的一些层定义了硬件接口技术，一个在这一层次设计硬件驱动程序的开发人员，将遵守在这一层定义的规则。
　　在一次实际的通信会话中，在协议栈中的每个层和在其它系统的对等层进行通信，但这是通过对被传送到下一较低协议层的分组加上它需要通信的信息来实现的。如前所述，这个过程在“分层体系结构”中有更详细的介绍。
　　下面介绍网络协议。在进行任何通信层的工作之前，你必须安装了网络硬件——物理层，因而物理层被首先介绍。
　　物理层 物理层定义接口的物理特性，例如机械部件和连接器，电器特性，如表示二进制值的电压级，和功能性特性，如建立、维护和拆除物理链路。用于数据通信的著名物理层接口包括EIARS-232和RS-449，RS449是RS232的后继，它允许更长的电缆距离。著名的局域网(LAN)系统是以太网、令牌网和光纤分布式数据接口(FDDI)网。
　　数据链路层 数据链路层定义在两个系统的物理连接之间发送和接收信息的规则。这一层为进行传输，对数据进行编码和编帧，另外还提供出错检测和控制。由于数据链路层已经能够提供对出错的控制，所以更高的层就不再需要处理这种服务了。然而，当使用可靠传输介质时，在这一层不进行出错控制，而是在更高的层执行这种工作，这将可以提供更高的性能。网桥在协议栈的这一层进行操作。下面是一些用于数据链路层的通用协议：
　　 高级数据链路控制规程(HDLC)和相应的同步、面向位的协议。
　　 LAN驱动程序和访问方式，例如以太网和令牌环。
　　 快速分组广域网，例如帧中继和异步传输模式(ATM)。
　　 Microsoft的网络驱动程序接口规范(NDIS)。
　　 Novell的开放数据链路接口(ODI)。
　　网络层 网络层定义为在系统之间开辟和维护网络路径的协议。它和数据传输和交换过程有关，而对上面的层隐藏了这些过程。路由器在网络层进行操作。网络层可以查看分组地址以确定路由选择的方式。如果一个分组是被编址到一个本地网络上的工作站的，那么它就被直接送到那里。如果它是被编址到其它段的一个网络的，那么这个分组就被送到一个路由选择服务那里，再在网络上被转发。下面是一些用于网络层的通用协议：
　　 因特网协议(IP)。
　　 X．25协议。
　　 Novell的网间分组交换(IPX)。
　　 Banyan的VINES网间互联协议(VIP)。
　　运输层 运输层为在系统间移动信息提供了一种高级控制，包括更加复杂的出错处理、优先分级和安全性特征。运输层通过在两个端系统间提供面向连接的服务，提供了高质量的服务和准确的传递。它控制分组的次序、节制通信流和识别重分组。运输层对编址分组的信息赋予一个跟踪号，这个跟踪号在目的地将被检查。如果分组丢失了数据，在接收端的运输层协议和在发送系统的运输层联系，对这个分组进行重发。这一层保证了所有数据都接收，并且是按正确的次序被接收。一个逻辑电路(Logical Circuit)就象一个专用连接，可以建立逻辑电路来在系统间提供可靠的传输。下面列出了可以提供面向连接服务的非OSI运输层协议：
　　 网间传输控制协议(TCP)。
　　 Internet用户数据报协议(UDP)。
　　 Nove1l串行分组交换(SPX)。
　　 Banyan VINES进程间通信协议(VIPC)。
　　口Microsoft NetBIOS/NetBEUI。
　　会话层 会话层通过使用会话技术或对话，协调系统间的信息交换。并不总是需要对话，但是一些应用程序在一个连接暂时失效时，可能需要知道从哪里重新开始传送数据，或可能需要一个固定间隔的对话以确定一组数据已经发送完毕，可以开始发送新的数据了。
　　表示层 表示层上的协议是工作站上运行的操作系统和应用程序的一部分。为了显示或打印信息，在这一层对信息格式化。数据内的代码(例如标签或特定的图形序列)将被解释。在这一层还进行数据加密和其它字符集的翻译。
　　应用层 应用层用于定义一系列应用程序，这些应用程序处理文件传输、终止会话和消息交换(例如电子函件)。应用使用这一层定义的过程来访问下面的网络服务。下面列出OSI应用层协议：
　　 虚拟终止。
　　 文件传输访问和管理(FTAM)。
　　 分布式事务处理(DTP)。
　　 信报处理系统(X．400)。
　　 目录服务(X．500)。
　　图O-11示意了数据从一个系统到另一个系统的过程中，如何流过协议栈和传输介质的。数据从应用层和表示层开始，在这里一个用户使用一个网络应用，例如电子函件系统。对服务的请求，穿越表示层到达会话层，在这里开始对信息编分组的过程。在两个系统间可以开辟一个面向连接的通信会话，以提供可靠的传输。一旦会话被建立，协议层开始以合适的方式交换信息。