第5章+通信协议

第5章 通信协议5.1 开放系统互连参考模型5.5.1协议及分层结构通信协议——事先约定的、通信双方共同遵守的规则、规定、约定等统称为通信协议。

分层结构——协议比较复杂，为了描述上方便和双方共同遵守上方便，通常将协议分层，每 一层对应着相应的协议，各层协议的集合就是全部协议。

5.5.2开放系统互连参考模型1、问题的提出为了使不同类型的计算机或终端能互连，以便相互通信和资源共享。

ISO 提出 开放系统互连参考模型（OSI-RM）ISO和CCITT（ITU-T） 制定 各层协议2、OSI-RM的概念将通信全过程的所有功能分成若干层，每一层对应有一些功能，完成每一层功能时应遵照相应的协议——功能模型，协议模型。

讨论：z开放系统——是指在与其他系统通信时，遵守OSI标准要求的系统。

换句话说，开放系统是能遵循OSI-RM实现互连的计算机系统。

3、OSI-RM的分层结构P168图5-14、各层功能概述（第1∽3层）（1）物理层（数据信息传送单位：比特流）功能： P168协议：RS232C，RS449／422／423，V.24，V.28，X.20和X.21等。

讨论：z物理层并不是物理媒介本身z物理层无控制信息，不进行差错控制，即不保证无差错传输。

（2）数据链路层（数据信息传送单位：帧）功能：数据链路的建立、维持和拆除差错控制流量控制等协议：基本型传输控制规程高级数据链路控制规程（HDLC）（3）网络层（数据信息传送单位：分组）功能：网络连接的建立、拆除数据交换路由选择流量控制协议：X.25分组级协议5.2 物理层协议1、物理层接口的位置及物理层接口规程（标准）的概念P171图5-3●物理层接口 P171●物理层接口规程——物理层协议2、物理层接口规程（标准）的分类ISO提出的ISO系列标准——ISO2110、ISO4902等CCITT提出的 V系列标准：V.24、V.28等X系列标准：X.20、X.21等I系列标准EIA提出的RS(EIA)系列标准——RS-232、RS449 等3、物理层接口规程的基本特性（1）机械特性机械特性描述连接器即接口接插件的插头（阳连接器）、插座（阴连接器）的规格、尺寸、针的数量与排列情况等。

（2）电气特性电气特性规定了物理接口处多条连线的连接方式、适用元件、传输速率、信号电平、电缆长度及阻抗等。

（3）功能特性功能特性是指接口中各条信号线的用途，即每条接口线的功能。

（4）规程特性规程特性是指接口两侧为建立、维持、拆除物理连接以及传送比特流而在各信号线上采用的动作序列，这些动作是靠信号线上电平的升降来体现的。

讨论：并不是所有的标准都规定了四种基本特性。

5.3 数据链路传输控制规程5.3.1基本概念1、数据通信的过程一次完整的数据通信过程包括5个阶段： P182讨论：第2到第4阶段属于数据链路控制规程的范围，而第1和第5阶段是在公用交换网上完成的操作。

2、数据链路传输控制规程（1）概念数据通信需传输控制（目的：有效、可靠地传输数据信息）数据链路层完成（2）功能 P183（3）数据链路传输控制规程的种类传输控制规程基本上分为两大类：z面向字符型——基本型传输控制规程z面向比特型——高级数据链路控制规程（HDLC）5.3.2 基本型传输控制规程1、基本型控制规程的特征 P1842、数据链路结构站的概念——把不同类型的DTE统称为“站”。

站的分类 一方面 主站——发送信息或命令的站 可以倒换 从站——接收信息或命令而发出认可信息或响应的站组合站——同时能发送信息、命令、认可或响应的站另一方面 控制站——把负责组织链路上的数据流，并处理链路上出现的不可恢复差错的站。

辅助站——其余各站 不能倒换数据链路的结构：点对点、点对多点P185图5-133、传输控制字符P185表5-74、文电格式z概念——所谓文电格式就是利用上述控制字符进行数据传送时所规定的排列形式。

z分类——文电可分成信息电文和监控序列两种。

（1）信息电文格式·组成 正文——正文是要传输的信息标题——标题是与正文传输有关的辅助信息，包括发信地址、收信地址、优先权、保密措施、信息报（电）文名称、报文级别、编号、传送路径等。

·信息文电的格式：P186图5-14（2）监控序列（控制序列）作用：监控序列用来实现传输控制作用的，利用基本控制字符可组成监控序列。

分类：z正向监控序列——是主站向从站发送的控制序列，与信息文电的传输方向一致，主要用于通信双方的呼叫应答，以确保信息文电的可靠传输。

z反向监控序列——是从站向主站发送的控制序列，它的方向与信息文电的传送方向相反。

主要用于对询问的应答和数据链路的控制。

讨论：z在信息电文的格式中，不允许在正文或标题中出现与控制字符相同的序列（信息的传输是不透明的）。

z为了能透明传输,通过在控制字符SOH，STX等前面加上转义字符DLE来实现。

如用DLE SOH表示标题开始，DLE STX表示正文开始等。

这样当信息出现与控制字符相同的序列时，因为前面没有转义字符DLE而不会被误解。

5.3.3 高级数据链路控制规程（HDLC）1、HDLC的特征 P1882、链路结构P188图5-153、HDLC 的帧结构P190图5-16各字段的作用：（1） 标志字段（F）——8bit，01111110作用——用于帧同步，表示一帧的开始和结束；相邻两帧之间的F 既可作为前一帧的结束，又可作为下一帧的开始。

“透明传输”——针对终端而言的，即对终端发出的数据序列不加以任何限制。

要保证“透明传输”，又要避免过早地终止帧（若一帧内两个F 之间的各字段A，C，I，FCS 出现类似标志序列的比特组合，收端则会错误地认为一帧结束）,所采取的措施：“0”插入和删除技术：即在发送站检查两个F 之间的字段，若有5个连“1”就在第5个“1”之后插入一个“0”，在接收站对接收帧的比特序列进行检查，当发现起始标志和结束标志之间的比特序列中有连续5个“1”时，自动将其后的“0”删去。

这样既可避免过早地终止帧，又使HDLC 帧所传送的用户信息内容不受任何限制，从而达到数据的透明传输。

（2）地址字段（A）作用——表示数据链路上发送站和接收站的地址。

格式——地址字段一般为8bit 共可表示个站的地址。

25628= 扩充两个字节（16 bit） 0 1 共可表示2个站的地址 14 第一个字节 第二个字节（3）控制字段（C）——8bit（也可扩充到2个字节）作用——用于表示帧类型、帧编号以及命令、响应等。

三种基本格式——根据C 字段的构成不同，可以把HDLC 分成3种类型：z 信息帧（简称I 帧）——用来实现数据信息的传输。

z 监控帧（简称S 帧）——用来实现对数据链路的监控。

z 无编号帧（简称U 帧）——用来提供链路的建立和拆除等多种附加的数据链路控制功能和无编号信息的传输功能。

P 191图5-18（a）（4）信息字段（I） 作用——传用户的数据信息和来自上层的控制信息。

长度不定，但 其长度必须是8bit 的整倍数最大长度受限于 收发站缓冲存储区大小 差错控制能力（5）帧校验字段（FCS）作用——用于对帧进行循环冗余校验。

校验的范围 A、C、I、FCS 字段（但不包括插入的“0”）不负责校验的范围——F 及插入的“0”5.3.4 HDLC 规程与基本型控制规程的比较HDLC 基本型控制规程 透明传输 保证 也可保证，但较复杂 可靠性 高 较低传输效率 高 较低应用范围 广泛，适应力强 适应范围较小5.4 CCITT X.25建议5.4.1 X.25建议概述1 、X.25建议的概念 P196讨论：X.25建议的三个含义：z DTE——分组型终端（计算机、智能终端等）z DCE——X.25建议所指的DCE是交换或入口节点机（如果DTE与交换节点之间的传输线路采用模拟线路进行频带传输，则DCE也把调制解调器包括在内）。

z DTE经租用专线入网P197图5-202、X.25建议的分层结构P197图5-21X.25建议包括三层：物理层——X.21建议数据链路层——HDLC分组层——X.25分组级协议讨论：z DCE（分组交换机）的功能及协议有三层z DTE的功能及协议有七层，属于X.25建议管辖范畴的有三层，但要进行端到端的通信，DTE需七层功能及协议3、通过X.25各层的信息P198图5-225.4.3 X.25分组层1、X.25分组层的功能 P2002、虚电路的建立和释放z虚电路的建立： P202图5-26z虚电路的释放：P204图5-29任何一方DTE当想释放虚电路时都可以发送释放请求分组。

5.5 分组装／拆（PAD）相关协议5.5.1 PAD功能及相关协议1、PAD相关协议P208图5-35与PAD有关的协议：z X.3建议z X.28建议z X.29建议2、PAD基本功能 P2085.5.2 X.3建议的作用规定了PAD的工作特性和向终端提供的基本功能。

5.5.3 X.28建议的作用定义了非分组终端和PAD之间的接口规程。

5.5.4 X.29建议的作用X.29建议描述了PAD和分组型终端之间或PAD之间的接口规程。

5.6 X.75／X.32建议5.6.1 X.75建议1、X.75建议的作用不同的公用分组交换网之间互连的接口协议（有些交换机之间的互连协议也采用X.75建议）。

P212图5-372、X.75建议的分层X.75建议分3层：物理层数据链路层分组层5.6.2 X.32建议作用——是经公用电话交换网、综合业务数字网或公用电路交换网接入分组交换网的分组型终端DTE与DCE之间的接口标准。