计算机网络的各层功能及阻塞控制

OSI 体系结构用分层结构, 将整个网络的功能划分成7 层。 下面以从底层到高层的顺序依次介绍。

1.物理层

物理层(Physical) 是OSI 的最低层。 物理层的主要任务是实现二进制位流的传输过程：一是建立用于传播信号的信道； 二是完成二进制位流与信号之间的转换过程； 三是实现信号的传输过程。 物理层实现的是透明地传输二进制比特流, 即经过实际电路传输后的比特流没有发生变化。 它并不关心比特流的实际意义和结构, 只是负责接收和传输比特流。 作为发送端, 物理层通过传输介质发送数据； 作为接收端, 物理层通过传输介质接收数据。 物理层的另一个任务就是定义网络硬件的特性, 包括使用什么样的传输介质以及与传输介质连接的接头等物理特性。

物理层定义的典型规范： EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45 等。

注意： 物理层的实体包括电脑的网卡和调制解调器等, 传输信息所利用的物理传输介质, 如双绞线、同轴电缆、光纤等, 并不在物理层之内而是在物理层之下。

2.数据链路层

数据链路层(Data Link Layer) 是OSI 的第二层, 其主要任务是差错控制功能和将需要传输的数据封装成帧, 从而在两个相邻节点间的线路上无差错地传输以帧(Frame) 为单位的数据, 使数据链路层对网络层显现为一条无差错线路。 由于物理层仅仅接收和传输比特流, 并不关心比特流的意义和结构, 所以数据链路层要产生和识别帧边界。 另外, 数据链路层还提供了差错控制与流量控制, 保证在物理链路上传输的数据无差错。 另外, 广播式网络在数据链路层还要控制各个节点对共享信道的访问。

数据链路层协议的代表： SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。

3.网络层

网络层 (Network Layer) 是OSI 的第三层。 在这一层, 数据的单位为数据分组(Packet)。 网络层的主要任务是进行路由选择, 以确保数据分组从发送端到达接收端。 如果在子网中同时出现的数据分组太多, 就会发生阻塞, 影响数据的正常传输。 因此, 阻塞控制也是网络层的功能之一。 另外, 网络层还要解决异构网络的互联问题, 以实现数据分组在不同类型的网络中传输。 网络层的功能主要通过交换机来实现。

网络层协议的代表： IP、IPX、RIP、OSPF 等。

4.传输层

传输层(Transport Layer) 是OSI 的第四层。 传输层从会话层接收数据, 形成报文(Message), 并且在必要时将其分成若干个分组, 然后交给网络层进行传输。(www.xing528.com)

传输层的主要功能是为上一层进行通信的两个进程之间提供一个可靠的端到端服务, 使传输层以上的各层看不到传输层以下的数据通信细节, 可以不用关心信息传输的问题。 端到端是指进行相互通信的两个节点不是直接通过传输介质连接起来的, 相互之间有很多交换设备(如路由器)。

传输层协议的代表： TCP、UDP、SPX 等。

5.会话层

会话层(Session Layer) 是OSI 的第五层。 会话层允许不同终端上的用户建立会话关系,主要是针对远程访问(比如断点续传)。 其主要任务包括会话管理、传输同步以及数据交换管理等。 会话一般都是面向连接的, 如当文件传输到中途时建立的连接突然断掉, 是从文件的开始重传还是断电续传等, 这个任务由会话层来完成。

会话层协议的代表： Net BIOS、ZIP (Apple Talk 区域信息协议) 等。

6.表示层

表示层(Presentation Layer) 是OSI 的第六层。 表示层关心的是所传输的信息的语法和语义。 表示层的主要功能： 处理在多个通信系统之间交换信息的表示方式, 包括数据格式的转换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等。

表示层协议的代表： ASCII、ASN.1、JPEG、MPEG 等。

7.应用层

应用层(Application Layer) 是OSI 的最高层。 应用层为网络用户或应用程序提供各种服务, 如文件传输、电子邮件、网络管理和远程登录等。

应用层协议的代表： WWW、Telnet、FTP、HTTP、SNMP 等。