OSI協定集

OSI (Open System Interconnect ，開放式系統互連)參考模型是ISO（國際標準化組織）和CCITT（國際電報電話諮詢委員會）聯合制定的開放系統互連參考模型，為開放式互連信息系統提供了一種功能結構的框架，它從低到高分別是：物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層和套用層。各對應層均有不同的協定內容，這些協定的集合，就是OSI協定集。

基本介紹

• 中文名：OSI協定集
• 外文名：Open System Interconnect
• 提供了：一種功能結構的框架
• 包括：架空明線、平衡電纜

物理層

物理層是OSI的第一層，它雖然處於最底層，卻是整個開放系統的基礎。物理層為設備之間的數據通信提供傳輸媒體及互連設備，為數據傳輸提供可靠的環境。

物理層的媒體包括架空明線、平衡電纜、光纖、無線信道等。通信用的互連設備指DTE和DCE間的互連設備。DTE即數據終端設備，又稱物理設備，如計算機、終端等都包括在內。而DCE則是數據通信設備或電路連線設備，如數據機等。數據傳輸通常是經過DTE-DCE，再經過DCE-DTE的路徑。互連設備指將DTE、DCE連線起來的裝置，如各種插頭、插座。LAN中的各種粗、細同軸電纜、T型接頭、插頭、接收器、傳送器、中繼器等都屬物理層的媒體和連線器。

物理層的主要功能是：①為數據端設備提供傳送數據的通路，數據通路可以是一個物理媒體，也可以是多個物理媒體連線而成。一次完整的數據傳輸，包括激活物理連線、傳送數據和終止物理連線。所謂激活，就是不管有多少物理媒體參與，都要在通信的兩個數據終端設備間連線起來，形成一條通路。②傳輸數據。物理層要形成適合數據傳輸需要的實體，為數據傳送服務。一是要保證數據能在其上正確通過，二是要提供足夠的頻寬(頻寬是指每秒鐘內能通過的比特(Bit)數)，以減少信道上的擁塞。傳輸數據的方式能滿足點到點，一點到多點，串列或並行，半雙工或全雙工，同步或異步傳輸的需要。③完成物理層的一些管理工作。

涉及的協定有：RS-232，RS-449，X.21、V.35、ISDN、FDDI、IEEE802.3、IEEE802.4、IEEE802.5等。

數據鏈路層

數據鏈路可以粗略地理解為數據通道。物理層要為終端設備間的數據通信提供傳輸介質及其連線。介質是長期的，連線是有生存期的。在連線生存期內，收發兩端可以進行不等的一次或多次數據通信。每次通信都要經過建立通信聯絡和拆除通信聯絡兩個過程。這種建立起來的數據收發關係就叫做數據鏈路。而在物理媒體上傳輸的數據難免受到各種不可靠因素的影響而產生差錯，為了彌補物理層上的不足，為上層提供無差錯的數據傳輸，就要能對數據進行檢錯和糾錯。數據鏈路的建立，拆除，對數據的檢錯，糾錯是數據鏈路層的基本任務。

鏈路層是為網路層提供數據傳送服務的，這種服務要依靠本層具備的功能來實現。鏈路層應具備如下功能：

(1)鏈路連線的建立、拆除和分離；

(2)幀定界和幀同步。鏈路層的數據傳輸單元是幀，協定不同，幀的長短和界面也有差別，但無論如何必須對幀進行定界；

(3)順序控制，指對幀的收發順序的控制；

(4)差錯檢測和恢復。還有鏈路標識，流量控制等等。差錯檢測多用方陣碼校驗和循環碼校驗來檢測信道上數據的誤碼，而幀丟失等用序號檢測。各種錯誤的恢復則常靠反饋重發技術來完成。

獨立的鏈路產品中最常見的當屬網卡，網橋也是鏈路產品。數據鏈路層將本質上不可靠的傳輸媒體變成可靠的傳輸通路提供給網路層。在IEEE802.3情況下，數據鏈路層分成了兩個子層，一個是邏輯鏈路控制，另一個是媒體訪問控制。圖所示為IEEE802.3LAN體系結構。

其中

AUI——連線單元接口 PMA——物理媒體連線

MAU——媒體連線單元 PLS——物理信令

MDI——媒體相關接口

涉及的協定有：HDLC、LAP-B、ISO8802等。

網路層

網路層的產生也是網路發展的結果。在在線上系統和線路交換的環境中，網路層的功能沒有太大意義。當數據終端增多時。它們之間有中繼設備相連，此時會出現一台終端要求不只是與惟一的一台而是能和多台終端通信的情況，這就產生了把任意兩台數據終端設備的數據連結起來的問題，也就是路由或者叫尋徑。另外，當一條物理信道建立之後，被一對用戶使用，往往有許多空閒時間被浪費掉。人們自然會希望讓多對用戶共用一條鏈路，為解決這一問題就出現了邏輯信道技術和虛擬電路技術。

網路層為建立網路連線和為上層提供服務，應具備以下主要功能：

(1)路由選擇和中繼；

(2)激活，終止網路連線；

(3)在一條數據鏈路上復用多條網路連線，多採取時分復用技術；

(4)檢測與恢復；

(5)排序，流量控制；

(6)服務選擇；

(7)網路管理。

涉及的協定有：CCITT X.213、ISO8878、X.223、ISO9542等。

傳輸層

傳輸層是兩台計算機經過網路進行數據通信時，第一個端到端的層次，具有緩衝作用。當網路層服務質量不能滿足要求時，它將服務加以提高，以滿足高層的要求；當網路層服務質量較好時，它只用很少的工作。傳輸層還可進行復用，即在一個網路連線上創建多個邏輯連線。傳輸層也稱為運輸層。傳輸層只存在於端開放系統中，是介於低3層通信子網系統和高3層之間的一層，但是很重要的一層。因為它是源端到目的端對數據傳送進行控制從低到高的最後一層。

有一個既存事實，即世界上各種通信子網在性能上存在著很大差異。例如電話交換網，分組交換網，公用數據交換網，區域網路等通信子網都可互連，但它們提供的吞吐量，傳輸速率，數據延遲通信費用各不相同。對於會話層來說，卻要求有一性能恆定的界面。傳輸層就承擔了這一功能。它採用分流/合流，復用/介復用技術來調節上述通信子網的差異，使會話層感受不到。

此外傳輸層還要具備差錯恢復，流量控制等功能，以此對會話層禁止通信子網在這些方面的細節與差異。傳輸層面對的數據對象已不是網路地址和主機地址，而是會話層的界面連線埠。上述功能的最終目的是為會話提供可靠的，無誤的數據傳輸。傳輸層的服務一般要經歷傳輸連線建立、數據傳送、傳輸連線釋放3個階段才算完成一個完整的服務過程。而在數據傳送階段又分為一般數據傳送和加速數據傳送兩種。

涉及協定有：ISO8073、ISO8602、TP0、TP1、TP2、TP3、TP4等。

會話層

會話層提供的服務是套用建立和維持會話，並能使會話獲得同步。會話層使用校驗點可使通信會話在通信失效時從校驗點繼續恢復通信。這種能力對於傳送大的檔案極為重要。會話層，表示層，套用層構成開放系統的高3層，面向套用進程提供分布處理、對話管理、信息表示、檢查和恢復與語義上下文有關的傳送差錯等。為給兩個對等會話服務用戶建立一個會話連線，應該做如下幾項工作：

(1) 將會話地址映射為運輸地址；

(2) 數據傳輸階段；

(3)連線釋放。

涉及協定有：ISO8326、CCITT X.215、ISO8327DENG 。

表示層

表示層的作用之一是為異種機通信提供一種公共語言，以便能進行互操作。這種類型的服務之所以需要，是因為不同的計算機體系結構使用的數據表示法不同。例如，IBM主機使用EBCDIC編碼，而大部分PC機使用的是ASCII碼。在這種情況下，便需要會話層來完成這種轉換。通過前面的介紹，我們可以看出，會話層以下5層完成了端到端的數據傳送，並且是可靠的、無差錯的傳送。但是數據傳送只是手段而不是目的，最終是要實現對數據的使用。由於各種系統對數據的定義並不完全相同，最易明白的例子是鍵盤——其上的某些鍵的含義在許多系統中都有差異。這自然給利用其它系統的數據造成了障礙。表示層和套用層就擔負了消除這種障礙的任務。

涉及協定有：APDU、ISO8824、ISO8825、CCITT X.209、CCITT X.216等。

套用層

套用層向應用程式提供服務，這些服務按其向應用程式提供的特性分成組，並稱為服務元素。有些可為多種應用程式共同使用，有些則為較少的一類應用程式使用。套用層是開放系統的最高層，是直接為套用進程提供服務的。其作用是在實現多個系統套用進程相互通信的同時，完成一系列業務處理所需的服務。

涉及協定有：ISO8649、ISO9066、ISO9072、ISO9804、CCITT X.227、CCITT X.228、CCITT X.229、CCITT X.247、CMIP、CMIS、CCITT X.500等。