第三章 开放系统互连参考模型
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OSI参考模型详解
4.传输层：定义了一些传输数据的协议和端口号（WWW端口80等），如：TCP（传输控制协议，传输效率低，可靠性强，用于传输可靠性要求高，数据量大的数据），UDP（用户数据报协议，与TCP特性恰恰相反，用于传输可靠性要求不高，数据量小的数据，如QQ聊天数据就是通过这种方式传输的）。 主要是将从下层接收的数据进行分段和传输，到达目的地址后再进行重组。常常把这一层数据叫做段。
osi参考模型详解
OSI（Open System Interconnection，开放系统互连）七层网络模型称为开放式系统互联参考模型 ，是一个逻辑上的定义，一个规范，它把网络从逻辑上分为了7层。每一层都有相关、相对应的物理设备，比如路由器，交换机。OSI 七层模型是一种框架性的设计方法 ，建立七层模型的主要目的是为解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题，其最主要的功使就是帮助不同类型的主机实现数据传输。它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来，通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯。
模型优点
建立七层模型的主要目的是为解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题。它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来：服务说明某一层为上一层提供一些什么功能，接口说明上一层如何使用下层的服务，而协议涉及如何实现本层的服务；这样各层之间具有很强的独立性，互连网络中各实体采用什么样的协议是没有限制的，只要向上提供相同的服务并且不改变相邻层的接口就可以了。网络七层的划分也是为了使网络的不同功能模块（不同层次）分担起不同的职责，从而带来如下好处： ● 减轻问题的复杂程度，一旦网络发生故障，可迅速定位故障所处层次，便于查找和纠错； ● 在各层分别定义标准接口，使具备相同对等层的不同网络设备能实现互操作，各层之间则相对独立，一种高层协议可放在多种低层协议上运行； ● 能有效刺激网络技术革新，因为每次更新都可以在小范围内进行，不需对整个网络动大手术； ● 便于研究和教学。 模型中数据传输图示
osi参考模型详解
OSI（Open System Interconnection，开放系统互连）七层网络模型称为开放式系统互联参考模型 ，是一个逻辑上的定义，一个规范，它把网络从逻辑上分为了7层。每一层都有相关、相对应的物理设备，比如路由器，交换机。OSI 七层模型是一种框架性的设计方法 ，建立七层模型的主要目的是为解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题，其最主要的功使就是帮助不同类型的主机实现数据传输。它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来，通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通讯。
模型优点
建立七层模型的主要目的是为解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题。它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来：服务说明某一层为上一层提供一些什么功能，接口说明上一层如何使用下层的服务，而协议涉及如何实现本层的服务；这样各层之间具有很强的独立性，互连网络中各实体采用什么样的协议是没有限制的，只要向上提供相同的服务并且不改变相邻层的接口就可以了。网络七层的划分也是为了使网络的不同功能模块（不同层次）分担起不同的职责，从而带来如下好处： ● 减轻问题的复杂程度，一旦网络发生故障，可迅速定位故障所处层次，便于查找和纠错； ● 在各层分别定义标准接口，使具备相同对等层的不同网络设备能实现互操作，各层之间则相对独立，一种高层协议可放在多种低层协议上运行； ● 能有效刺激网络技术革新，因为每次更新都可以在小范围内进行，不需对整个网络动大手术； ● 便于研究和教学。 模型中数据传输图示
第三章计算机网络的层次结构
第3章 计算机网络的层次结构
TCP/IP与OSI/RM的比较 除表现结构上的不同之外，还需要说明几点。 （1）层次性是否严格 OSI/RM最大的贡献在于它作为一种理论模型， 有清晰的层次结构，并且用服务、接口和协议 三个基本概念作为每一层的核心。 TCP/IP是实践中形成的，是经验的总结，虽然T CP/IP模型也分层次，但是层次间的依赖关系不 像OSI/RM那样强。
第3章 计算机网络的层次结构
1.物理层 物理层（Physical Layer）的功能是解决 “物理连接”的标准问题，而不是物理线路的 敷设问题，具体可以有以下3点： 以下3 （1）它建立在传输介质之上，并不考虑传输 介质的具体敷设问题，而只关心介质两端的连 接，或者说它只关心链路两端点的物理特性。
第3章 计算机网络的层次结构 3.3 TCP/IP体系结构
3.3.1 TCP/IP模型 TCP/IP协议是事实上的工业标准 ，其中以TCP、 IP协议为主。 TCP/IP模型共划分了四个层次： 网络接口层、网络层、传输层、应用层。 网络层、传输层是核心层次，向上支持各 种应用，向下要进行数据的传输，加入了网络 接口层。
第3章 计算机网络的层次结构
6. 表示层 表示层处理两个应用实体间数据交换的语法问题， 解决数据交换中存在的数据格式不一致和数据表 示方法不同等问题。
第3章 计算机网络的层次结构
7. 应用层 应用层主要进行应用管理和系统管理，直接 为用户服务，在信息网络用户之间形成一个交换 信息的界面━━用户应用程序，如电子邮件、文 件传输等。简单地说，就是接收用户数据。
第3章 计算机网络的层次结构
（2）可靠性第一还是效率第一 可靠性是指网络正确地传输数据的能力。 OSI/RM以可靠性第一作为其基本宗旨; TCP/IP模型则以效率第一作为其基本宗旨. （3）主机负担重还是通信子网负担重 OSI/RM系统中通信子网负担较重，主机负担较轻， 即OSI/RM对主机的要求不高。 在TCP/IP模型中主机的负担较重。
开放系统互连参考模型
OSI七层模型工作原理开放系统互连参考模型 (Open System Interconnect 简称OSI）是国际标准化组织(ISO)和国际电报电话咨询委员会(CCITT)联合制定的开放系统互连参考模型，为开放式互连信息系统提供了一种功能结构的框架。
它从低到高分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
其中前三层主要与网络应用相关，负责对用户数据进行编码等操作。
后四层主要是负责网络通讯，负责将用户的数据传递到目的地。
在通讯的过程中，各层所负责的情各不相同，也不会互相干扰，但会协同一起工作，最终完成整个通讯过程，将数据正确的交到对方电脑中。
其各层功能如下：1.物理层的主要功能是利用传输介质为数据链路层提供物理连接，实现比特流的透明传输。
传输单位为比特（bit），即一个二进制位（0或1）。
这些比特的传输必须依赖于传输设备和物理线缆等媒介。
典型设备有中继器，集线器、网线、HUB。
2.数据链路层负责建立和管理节点间的链路。
该层的主要功能是：通过各种控制协议，将有差错的物理信道变为无差错的、能可靠传输数据帧的数据链路。
数据链路层主要有四个功能：（1）协商：两端设备连接上线缆之后，设备默认是不知道对端使用的是什么协议的，会通过数据链路层发送协商包来确认对端是否与自己的协议一致；（2）流量控制（3）差错控制：当数据封装到数据链路层时，会作一个校验，然后再传到对端，对端接收下来之后，也会作一个校验，以确认数据传递过来的时候是一个正常的数据。
（4）物理寻址：在数据链路层中，有很多种二层的协议中都有地址，比如以太网的mac地址，Frame-Relay的DLCI等等。
其典型设备有网卡，网桥，交换机。
3.网络层是通信子网的最高一层。
它在下两层的基础上向资源子网提供服务。
其主要任务是：通过路由选择算法，为报文或分组通过通信子网选择最适当的路径。
该层控制数据链路层与传输层之间的信息转发，建立、维持和终止网络的连接。
3.OSI开放系统互连参考模型
三、OSI模型的层次结构
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
APDU PPDU SPDU Segment Packet Frame
Bit
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
段 包 帧 比特
每一层利用下一层提供的服务与对等层通信 每一层使用自己的协议
三、OSI模型的层次结构
HTTP、Telnet、FTP 、TFTP、SNMP、DN、 SMTP、X-Windows …
传输层
TCP、UDP、RTP
网络层
IP、ICMP、ARP、RARP
网络接口层
以太网、令牌环、 FDDI、X.25、帧中继、
RS-232、v.35
TCP/IP模型
五、延伸知识：TCP/IP模型
OSI参考模型与TCP参考模型的比较（1）
谢谢
31
相同点：
（1） 这两种模型都基于独立的协议栈的概念，强调网络技 术独立性和端对端确认。 （2） 都采用分层的方法，每层建立在下层提供的服务基础 上，并为上层提供服务，且层的功能大体相同。
不同点：
（1） 分层模型不同。TCP/IP模型比较简单。 （2） OSI模型有3个主要明确概念：服务、接口、协议。而 TCP/IP参考模型在三者的区别上不是很清楚。 通信模式。
三、OSI模型的层次结构
表示层
表示层主要完成某些特定的功能。同时，表示层为 应用层(或用户进程)提供服务，该服务可以解释所交换数 据的意义，进行正文压缩及各种变换，以便用户使用， 如代码转换、格式变换等。 表示层的功能： (1) 对数据编码格式进行转换。 (2) 数据压缩与恢复。 (3) 建立数据交换格式。 (4) 数据的安全与保密。
第3章 OSI参考模型体系与TCPIP协议
2）. 数据链路层
• 物理层只负责发送和接收二进制数据流,数 据链路层利用物理层提供的二进制数据的传 输服务,为网络层提供相邻节点间透明的和 可靠的数据的传输. 数据链路层的功能: 1.组装成帧 2.差错控制 3.流量控制 4.链路管理
数据链路层协议 P48
• 分类: PPP协议(广域网-高级数据链路控制规程) HDLC-High –Level Data Link Control 1.HDLC协议特点 2. 0比特插入法 3.HDLC中的主站,从站和组合站 4.三种操作方式 5.HDLC协议的帧格式
一. TCP/IP中的基本概念
• • • • • • • • • • • 1.节点(Node) 2.主机(Host) 3.路由器(Router) 4.局域网网段(LAN Segment) 5. 5.子网(Subnet) (Subnet) 6. TCP/IP网络( TCP/IP Network) 7.接口( Interface) 8.IP地址( IP Address) 9.数据包( IP Packet) 10.子网掩码( Subnet Mask) 11.草案( Internet Request For Comments,RFC)
4）.
传输层
• 传输层(Transport Layer) : 是负责端到端 数据通信的最高层,也是负责总体数据传输 和控制的的最关键一层.它提供可靠的端到 端数据通信和向会话层提供独立于网络的 传输服务. 1.传输服务 2.服务质量标准 QoS 3.传输协议等级 五类: TP0 TP1 TP2 TP3 TP4 传输层协议: TCP UDP
互联网层功能有3个： （1）将传输层送来的报文段或用户数据报 装入IP数据报，填完报头，选择到达目的 主机的路由，将IP数据报发往适当的网络 接口。 （2）对从网络接口收到的IP数据报，首 先检查其合理性，然后进行寻径，若该数 据报已到达目的地（本机），则去掉报头， 将剩下的数据部分交给运输层；否则，转 发该IP数据报。 （3）处理网间网层差错与控制报文，处 理路径、流控、拥塞等问题。
简述开放系统互连基本参考模型
简述开放系统互连基本参考模型开放系统互连（Open Systems Interconnection，简称OSI）基本参考模型是计算机网络领域的一个重要概念，旨在为不同厂商开发的计算机系统提供一种统一的通信规范，使各种硬件和软件系统能够方便地互连在一起。
该模型由国际标准化组织（ISO）制定，具有广泛的应用价值。
开放系统互连基本参考模型采用分层结构，共分为七层，从低到高分别为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
这种分层设计使得不同层次的功能相互独立，有利于系统间的互操作性和可扩展性。
1.物理层：主要负责电气特性和物理连接，如电缆、集线器等硬件设备。
2.数据链路层：实现数据帧的传输和错误检测与纠正，主要包括帧同步、流量控制等功能。
3.网络层：负责将数据包从源主机发送到目的主机，实现路由选择和逻辑地址的转换。
4.传输层：提供可靠或不可靠的数据传输服务，主要包括传输控制协议（TCP）和用户数据报协议（UDP）两种。
5.会话层：负责建立、管理和终止会话连接，实现不同主机间的通信。
6.表示层：数据格式的转换和加密解密，以确保数据在传输过程中的安全性和完整性。
7.应用层：为用户提供各种网络应用服务，如文件传输、电子邮件、远程登录等。
在实际应用中，许多开放系统互连协议遵循OSI模型，如TCP/IP、SNMP、SMTP等。
这些协议在各个层次上实现了数据通信的标准化，为互联网的发展奠定了基础。
我国在开放系统互连领域也取得了显著的进展，积极参与国际标准和国内标准的制定，推动计算机网络技术的发展。
在未来的发展中，我国将继续深化与国际先进技术的交流合作，不断提升国内企业在开放系统互连领域的竞争力。
总之，开放系统互连基本参考模型为计算机网络领域提供了一种理论框架，使不同厂商开发的系统能够实现互联互通。
第三章_计算机网络体系结构要点
源进程传送消息到目 标进程的过程： 消息送到源系统的 最高层； 从最高层开始，自 上而下逐层封装； 经物理线路传输到 目标系统； 目标系统将收到的 信息自下而上逐层 处理并拆封； 由最高层将消息提 交给目标进程。
源进程 消息
逻辑通信
目标进程 消息
N+1 N N-1
Pn+1
Pn Pn-1
第三章 计算机网络体系结构
本章学习要点：
网络体系结构与协议的概念
OSI参考模型
TCP/IP参考模型 OSI与TCP/IP两种模型的比较
3.1 网络体系结构与协议的概念
3.1.1 什么是网络体系结构
计算机网络体系结构是指整个网络系统的 逻辑组成和功能分配，它定义和描述了一 组用于计算机及其通信设施之间互连的标 准和规范的集合。 也就是说：为了完成计算机间的通信合作， 把计算机互连的功能划分成有明确定义的 层次，规定了同层次实体通信的协议及相 邻层之间的接口服务。网络体系结构就是 这些同层次实体通信的协议及相邻层接口 的统称，即层和协议的集合。
3.1.2 什么是网络协议 从最根本的角度上讲，协议就是规则。 网络协议，就是为进行网络中的数据交 换而建立的规则、标准或约定。连网的 计算机以及网络设备之间要进行数据与 控制信息的成功传递就必须共同遵守网 络协议。
网络协议主要由以下三要素组成： 语法 语法是以二进制形式表示的命令和相应的结 构，确定协议元素的格式（规定数据与控制 信息的结构和格式）如何讲 语义 语义是由发出请求、完成的动作和返回的响 应组成的集合，确定协议元素的类型，即规 定通信双方要发出何种控制信息、完成何种 动作以及做出何种应答 。讲什么 交换规则 交换规则规定事件实现顺序的详细说明，即 确定通信状态的变化和过程， 。应答关系
计算机网络技术基础模块3-计算机网络体系结构
1．数据解封装 2．网络通信常见术语。
模块3 计算机网络体系结构
13
3.3 TCP/IP参考模型
3.3.1 TCP/IP概述 3.3.2 TCP/IP参考模型各层的功能 3.3.3 OSI/ISO与TCP/IP参考模型比较 3.3.4 TCP/IP网际层协议 3.3.5 TCP/IP传输层协议 3.3.6 TCP/IP应用层协议
模块3 计算机网络
体系结构
计算机网络技术基础
CONTENTS
01 网络体系结构与协议概述 02 开放系统互连参考模型 03 TCP/IP参考模型
CONTENTS
04 IPV4编址 05 IPV4编址 06 技能实训
模块3 计算机网络体系结构
4
3.1 网络体系结构与协议概述
3.1.1 网络体系结构的概念 3.1.2 网络体系的分层结构 3.1.3 网络协议的概念 3.1.4 网络层次结构中的相关概念
模块3 计算机网络体系结构
6
3.1.2 网络体系的分层结构
网络体系都是按层的方式来组织的，每一层都能完成一组特定的、有明 确含义的功能，每一层的目的都是向上一层提供一定的服务，而上一层不需 要知道.1.3 网络协议的概念
连网的计算机以及网络设备之间要进行数据与控制信息的成功传递就必 须共同遵守网络协议，网络协议包含了3个方面的内容：语义、语法和时序。
语义：规定通信的双方准备“讲什么”，即需要发出何种控制信息，完 成何种动作以及做出何种应答。
语法：规定通信双方“如何讲”，即确定用户数据与控制信息的结构、 格式、数据编码等。
时序：又可称为“同步”，规定了双方“何时进行通信”，即对事件实 现顺序的详细说明。
模块3 计算机网络体系结构
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模块3 计算机网络体系结构
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3.3 TCP/IP参考模型
3.3.1 TCP/IP概述 3.3.2 TCP/IP参考模型各层的功能 3.3.3 OSI/ISO与TCP/IP参考模型比较 3.3.4 TCP/IP网际层协议 3.3.5 TCP/IP传输层协议 3.3.6 TCP/IP应用层协议
模块3 计算机网络
体系结构
计算机网络技术基础
CONTENTS
01 网络体系结构与协议概述 02 开放系统互连参考模型 03 TCP/IP参考模型
CONTENTS
04 IPV4编址 05 IPV4编址 06 技能实训
模块3 计算机网络体系结构
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3.1 网络体系结构与协议概述
3.1.1 网络体系结构的概念 3.1.2 网络体系的分层结构 3.1.3 网络协议的概念 3.1.4 网络层次结构中的相关概念
模块3 计算机网络体系结构
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3.1.2 网络体系的分层结构
网络体系都是按层的方式来组织的，每一层都能完成一组特定的、有明 确含义的功能，每一层的目的都是向上一层提供一定的服务，而上一层不需 要知道.1.3 网络协议的概念
连网的计算机以及网络设备之间要进行数据与控制信息的成功传递就必 须共同遵守网络协议，网络协议包含了3个方面的内容：语义、语法和时序。
语义：规定通信的双方准备“讲什么”，即需要发出何种控制信息，完 成何种动作以及做出何种应答。
语法：规定通信双方“如何讲”，即确定用户数据与控制信息的结构、 格式、数据编码等。
时序：又可称为“同步”，规定了双方“何时进行通信”，即对事件实 现顺序的详细说明。
模块3 计算机网络体系结构
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第三章 开放系统互连参考模型
3.1 OSI参考模型
（4）TCP/IP一开始就向用户同时提供可靠服务和不可靠服 务，而OSI在开始时只考虑到向用户提供可靠服务。相对说来， TCP/IP更侧重于考虑提高网络传输的效率，而OSI参考模型更 侧重于考虑网络传输的可靠性
（5）通信方式上面，在网络层OSI模型支持无连接和面向 有连接的方式，而TCP/IP模型只支持无连接通信模式；在传输 层OSI模式仅有面向有连接的通信，而TCP/IP模型支持两种通 信方式，给用户选择机会。这种选择对简单的请求－应答协议 是非常重要的。
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第三章 开放系统互连参考模型
3.2 物理层协议 物理层协议举例（EIA RS-232C/D接口标准）
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第三章 开放系统互连参考模型
3.3 数据链路层 1. 数据链路层的功能 数据链路层是OSI参考模型的第二层，该层解决两个相邻
节点之间的通信问题，实现两个相邻节点链路上无差错的协议 数据单元传输。数据链路层传输的协议数据单元称为数据帧。
息。头部的信息包括发送结点和接收结点的地址（MAC地址） 等。校验和、头、尾部分一般由发送设备的硬件实现，数据链路 层不必考虑其实现方法。
数据链路层不关心数据包中包含什么信息，而仅是将其传递 到网络中的下一结点。数据链路层的主要功能概括如下：
(1) 数据链路的管理 和物理层相似，数据链路层要负责建立、维持和释放数据链路 的连接。（包括同步、站址确认、收发关系的确定、最终一次传输 的表示等。）
（a）DB-25
（b）DB-9
RS-232C或D规定的连接器的机械特性
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第三章 开放系统互连参考模型
3.2 物理层协议 (2) 电气特性 电气特性规定了在链路上传输二进制比特流有关的电路特
性，如信号电压的高低、阻抗匹配、传输速率和距离限制等， 通常包括发送器和接收器的电气特性以及与互连电缆相关的有 关规则等。
3.1 OSI参考模型
(5) 会话层 会话层主要功能是管理和协调不同主机上各种进 程之间的通信（对话），即负责建立、管理和终止应用程序之间 的会话。会话层得名的原因是它很类似于两个实体间的会话概念。 例如，一个交互的用户会话以登录到计算机开始，以注销结束。
(6) 表示层 表示层处理流经结点的数据编码的表示方式问题， 以保证一个系统应用层发出的信息可被另一系统的应用层读出。 如果必要，该层可提供一种标准表示形式，用于将计算机内部的 多种数据表示格式转换成网络通信中采用的标准表示形式。数据 压缩和加密也是表示层可提供的转换功能之一。
EIA RS-232C和EIA RS-232D是一种目前使用最广泛的串 行物理接口，其定义的连接器的机械特性主要有以下两点：
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第三章 开放系统互连参考模型
3.2 物理层协议
☆ 建议使用25针连接器(DB-25)。 ☆ 在DTE一侧采用孔式插座形式，DCE一侧采用针式插头形式， 并对连接器的尺寸、针或孔芯的排列位置等都作了确切的规定， 如图所示：
一个系统是开放的，是指它可以与世界上任何地方的遵守 相同标准的其他任何系统通信。
3
第三章 开放系统互连参考模型
3.1 OSI参考模型 （一）OSI参考模型的结构及功能划分 OSI参考模型提供了概念性和功能性结构。该模型将开放 系统的通信功能划分为七个层次。各层协议细节的研究是各自 独立进行的。这样一旦导入新技术或提出新的业务要求时，就 可以把由通信功能扩充、变更所带来的影响限制在直接相关的 层内，而不必改动全部协议。
典型的EIA-232-D规程特性
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第三章 开放系统互连参考模型
3.2 物理层协议 物理层协议举例（EIA RS-232C/D接口标准）
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第三章 开放系统互连参考模型
3.2 物理层协议 物理层协议举例（EIA RS-232C/D接口标准）
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第三章 开放系统互连参考模型
3.2 物理层协议 物理层协议举例（EIA RS-232C/D接口标准）
(4) 传输层 传输层的作用是为上层协议提供端到端的可靠和 透明的数据传输服务，包括处理差错控制和流量控制等问题。该 层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，使高层用户看到的只是在 两个传输实体间的一条主机到主机的、可由用户控制和设定的、 可靠的数据通路。传输层传送的协议数据单元称为段或报文。
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第三章 开放系统互连参考模型
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第三章 开放系统互连参考模型
3.1 OSI参考模型
(2) 数据链路层 数据链路层是为网络层提供服务的，解决两个相邻结点之 间的通信问题，传送的协议数据单元称为数据帧。数据帧中包 含物理地址（又称MAC地址）、控制码、数据及校验码等信息。 该层的主要作用是通过校验、确认和反馈重发等手段，将不可 靠的物理链路转换成对网络层来说无差错的数据链路。此外， 数据链路层还要协调收发双方的数据传输速率，即进行流量控 制，以防止接收方因来不及处理发送方来的高速数据而导致缓 冲器溢出及线路阻塞。
所谓链路就是数据传输中任何两个相邻节点间的点到点的 物理线路。数据帧通常是由网卡（NIC）产生：上一层的协议数 据单元（数据包）传递到NIC后，NIC通过添加头部和尾部将数 据打包（封装成帧），如图所示；然后数据帧沿着链路再传送 至目的结点。
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第三章 开放系统互连参考模型
3.3 数据链路层 1. 数据链路层的功能 数据帧首部和尾部含有对等数据链路进程需要使用的协议信
为数据线、控制线、定时线和接地线等。
DB-25的引线分配
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第三章 开放系统互连参考模型
3.2 物理层协议
(4) 规程特性
规程特性定义DTE和DCE通过接口连接时，各信号线进行二进 制位流传输的一组操作规程（动作序列），如，怎样建立、维持和 拆除物理连接，全双工还是半双工操作等等。下图就是一种典型的 DTE根据EIA-232-D规程特性进行数据发送流程图、信号时序与操 作过程。
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第三章 开放系统互连参考模型
3.1 OSI参考模型
(3) 网络层 网络层是为传输层提供服务的，传送的协议数 据单元称为数据包或分组。该层的主要作用是解决如何使数据包 通过各结点传送的问题，即通过路径选择算法（路由）将数据包 送到目的地。另外，为避免通信子网中出现过多的数据包而造成 网络阻塞，需要对流入的数据包数量进行控制（拥塞控制）。当 数据包要跨越多个通信子网才能到达目的地时，还要解决网际互 连的问题。
第三章 开放系统互连参考模型
本章主要内容 3.1 OSI参考模型 3.2 物理层协议 3.3 数据链路层协议 3.4 网络层协议 3.5 传输层及高层协议 3.6 OSI参考模型与现场总线通信模型 3.7 一致性与互操作性测试技术
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第三章 开放系统互连参考模型
引言： 1、计算机网络协议 2、计算机网络怎么会和层次有关系呢 ？
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第三章 开放系统互连参考模型
3.2 物理层协议 2. 物理层协议（标准）的内容
物理层接口协议实际上是（数据终端设备）DTE和（数据 通信设备）DCE或其它通信设备之间的一组约定，主要解决网 络结点与物理信道如何连接的问题。
(1)通信介质的参数和特性等。例如，PC机上的COM1和 COM2接口称为RS-232接口，使用的是典型的物理层协议RS232C和RS-232D。（这两种接口标准基本是等同的）
（2）TCP/IP一开始就考虑到了异种网的互连问题，并将互连 网协议作为TCP/IP的重要组成部分。而ISO只考虑到用一种统 一标准的公用数据网将各种不同的系统互连在一起，根本未想 到异种网的存在，这是OSI/RM的一大缺点。
（3） OSI模型有3个主要明确概念：服务、接口、协议。而 TCP/IP参考模型最初没有明确区分这三者。这是OSI模型最大的贡 献。
(7) 应用层 应用层是OSI参考模型的最高层，是用户与网络
的接口。该层通过应用程序来完成网络用户的应用需求，如文件
传输、收发电子邮件等。
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第三章 开放系统互连参考模型
3.1 OSI参考模型
OSI参考模型中的数据传输过程
以上简单介绍了OSI参考模型各层的功能，那么，按照 这样的分层结构，信息传输的过程是如何进行的呢？
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第三章 开放系统互连参考模型
3.1 OSI参考模型 OSI参考模型中的数据传输过程
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第三章 开放系统互连参考模型
3.1 OSI参考模型 TCP/IP参考模型简介
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第三章 开放系统互连参考模型
3.1 OSI参考模型
OSI参考模型和TCP/IP参考模型的比较：
（1）TCP/IP虽然也分层，但其层次之间的调用关系不像OSI 那样严格。在OSI参考模型中，两个N层实体之间的通信必须经 过（N—1）层。但TCP/IP可以越级调用更低层提供的服务。这 样做可以减少一些不必要的开销，提高了数据传输的效率。
在局域网中，数据链路层又被划分为逻辑链路控制子层（LLC）
和介质访问控制子层（MAC）。
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第三章 开放系统互连参考模型
3.3 数据链路层 1. 数据链路层的功能
（2） 帧同步功能 为了使传输中发生差错后只将出错的 有限数据进行重发,数据链路层将比特流组织成以帧为单位传 送。帧的组织结构必须设计成使接收方法能够明确的从物理 层收到比特流中对其进行识别，也即能从比特流中区分出帧 的起始与终止，这就是帧同步要解决的问题。由于网络传输 中很难保证计时的正确和一致，所以不能采用依靠时间间隔 关系来确定一帧的起始与终止的方法。下面介绍几种常用的 帧同步方法。
OSI的参考模型分层的原则：是将相似的功能集中在同一层 内，功能差别较大时则分层处理，每层只对相邻的上、下层定 义接口。
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第三章 开放系统互连参考模型
3.1 OSI参考模型 （一）OSI参考模型的结构及功能划分
OSI参考模型
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第三章 开放系统互连参考模型
第三章 开放系统互连参考模型
3.1 OSI参考模型
（4）TCP/IP一开始就向用户同时提供可靠服务和不可靠服 务，而OSI在开始时只考虑到向用户提供可靠服务。相对说来， TCP/IP更侧重于考虑提高网络传输的效率，而OSI参考模型更 侧重于考虑网络传输的可靠性
（5）通信方式上面，在网络层OSI模型支持无连接和面向 有连接的方式，而TCP/IP模型只支持无连接通信模式；在传输 层OSI模式仅有面向有连接的通信，而TCP/IP模型支持两种通 信方式，给用户选择机会。这种选择对简单的请求－应答协议 是非常重要的。
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第三章 开放系统互连参考模型
3.2 物理层协议 物理层协议举例（EIA RS-232C/D接口标准）
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第三章 开放系统互连参考模型
3.3 数据链路层 1. 数据链路层的功能 数据链路层是OSI参考模型的第二层，该层解决两个相邻
节点之间的通信问题，实现两个相邻节点链路上无差错的协议 数据单元传输。数据链路层传输的协议数据单元称为数据帧。
息。头部的信息包括发送结点和接收结点的地址（MAC地址） 等。校验和、头、尾部分一般由发送设备的硬件实现，数据链路 层不必考虑其实现方法。
数据链路层不关心数据包中包含什么信息，而仅是将其传递 到网络中的下一结点。数据链路层的主要功能概括如下：
(1) 数据链路的管理 和物理层相似，数据链路层要负责建立、维持和释放数据链路 的连接。（包括同步、站址确认、收发关系的确定、最终一次传输 的表示等。）
（a）DB-25
（b）DB-9
RS-232C或D规定的连接器的机械特性
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第三章 开放系统互连参考模型
3.2 物理层协议 (2) 电气特性 电气特性规定了在链路上传输二进制比特流有关的电路特
性，如信号电压的高低、阻抗匹配、传输速率和距离限制等， 通常包括发送器和接收器的电气特性以及与互连电缆相关的有 关规则等。
3.1 OSI参考模型
(5) 会话层 会话层主要功能是管理和协调不同主机上各种进 程之间的通信（对话），即负责建立、管理和终止应用程序之间 的会话。会话层得名的原因是它很类似于两个实体间的会话概念。 例如，一个交互的用户会话以登录到计算机开始，以注销结束。
(6) 表示层 表示层处理流经结点的数据编码的表示方式问题， 以保证一个系统应用层发出的信息可被另一系统的应用层读出。 如果必要，该层可提供一种标准表示形式，用于将计算机内部的 多种数据表示格式转换成网络通信中采用的标准表示形式。数据 压缩和加密也是表示层可提供的转换功能之一。
EIA RS-232C和EIA RS-232D是一种目前使用最广泛的串 行物理接口，其定义的连接器的机械特性主要有以下两点：
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第三章 开放系统互连参考模型
3.2 物理层协议
☆ 建议使用25针连接器(DB-25)。 ☆ 在DTE一侧采用孔式插座形式，DCE一侧采用针式插头形式， 并对连接器的尺寸、针或孔芯的排列位置等都作了确切的规定， 如图所示：
一个系统是开放的，是指它可以与世界上任何地方的遵守 相同标准的其他任何系统通信。
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第三章 开放系统互连参考模型
3.1 OSI参考模型 （一）OSI参考模型的结构及功能划分 OSI参考模型提供了概念性和功能性结构。该模型将开放 系统的通信功能划分为七个层次。各层协议细节的研究是各自 独立进行的。这样一旦导入新技术或提出新的业务要求时，就 可以把由通信功能扩充、变更所带来的影响限制在直接相关的 层内，而不必改动全部协议。
典型的EIA-232-D规程特性
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第三章 开放系统互连参考模型
3.2 物理层协议 物理层协议举例（EIA RS-232C/D接口标准）
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3.2 物理层协议 物理层协议举例（EIA RS-232C/D接口标准）
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第三章 开放系统互连参考模型
3.2 物理层协议 物理层协议举例（EIA RS-232C/D接口标准）
(4) 传输层 传输层的作用是为上层协议提供端到端的可靠和 透明的数据传输服务，包括处理差错控制和流量控制等问题。该 层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，使高层用户看到的只是在 两个传输实体间的一条主机到主机的、可由用户控制和设定的、 可靠的数据通路。传输层传送的协议数据单元称为段或报文。
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第三章 开放系统互连参考模型
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第三章 开放系统互连参考模型
3.1 OSI参考模型
(2) 数据链路层 数据链路层是为网络层提供服务的，解决两个相邻结点之 间的通信问题，传送的协议数据单元称为数据帧。数据帧中包 含物理地址（又称MAC地址）、控制码、数据及校验码等信息。 该层的主要作用是通过校验、确认和反馈重发等手段，将不可 靠的物理链路转换成对网络层来说无差错的数据链路。此外， 数据链路层还要协调收发双方的数据传输速率，即进行流量控 制，以防止接收方因来不及处理发送方来的高速数据而导致缓 冲器溢出及线路阻塞。
所谓链路就是数据传输中任何两个相邻节点间的点到点的 物理线路。数据帧通常是由网卡（NIC）产生：上一层的协议数 据单元（数据包）传递到NIC后，NIC通过添加头部和尾部将数 据打包（封装成帧），如图所示；然后数据帧沿着链路再传送 至目的结点。
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第三章 开放系统互连参考模型
3.3 数据链路层 1. 数据链路层的功能 数据帧首部和尾部含有对等数据链路进程需要使用的协议信
为数据线、控制线、定时线和接地线等。
DB-25的引线分配
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第三章 开放系统互连参考模型
3.2 物理层协议
(4) 规程特性
规程特性定义DTE和DCE通过接口连接时，各信号线进行二进 制位流传输的一组操作规程（动作序列），如，怎样建立、维持和 拆除物理连接，全双工还是半双工操作等等。下图就是一种典型的 DTE根据EIA-232-D规程特性进行数据发送流程图、信号时序与操 作过程。
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第三章 开放系统互连参考模型
3.1 OSI参考模型
(3) 网络层 网络层是为传输层提供服务的，传送的协议数 据单元称为数据包或分组。该层的主要作用是解决如何使数据包 通过各结点传送的问题，即通过路径选择算法（路由）将数据包 送到目的地。另外，为避免通信子网中出现过多的数据包而造成 网络阻塞，需要对流入的数据包数量进行控制（拥塞控制）。当 数据包要跨越多个通信子网才能到达目的地时，还要解决网际互 连的问题。
第三章 开放系统互连参考模型
本章主要内容 3.1 OSI参考模型 3.2 物理层协议 3.3 数据链路层协议 3.4 网络层协议 3.5 传输层及高层协议 3.6 OSI参考模型与现场总线通信模型 3.7 一致性与互操作性测试技术
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第三章 开放系统互连参考模型
引言： 1、计算机网络协议 2、计算机网络怎么会和层次有关系呢 ？
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第三章 开放系统互连参考模型
3.2 物理层协议 2. 物理层协议（标准）的内容
物理层接口协议实际上是（数据终端设备）DTE和（数据 通信设备）DCE或其它通信设备之间的一组约定，主要解决网 络结点与物理信道如何连接的问题。
(1)通信介质的参数和特性等。例如，PC机上的COM1和 COM2接口称为RS-232接口，使用的是典型的物理层协议RS232C和RS-232D。（这两种接口标准基本是等同的）
（2）TCP/IP一开始就考虑到了异种网的互连问题，并将互连 网协议作为TCP/IP的重要组成部分。而ISO只考虑到用一种统 一标准的公用数据网将各种不同的系统互连在一起，根本未想 到异种网的存在，这是OSI/RM的一大缺点。
（3） OSI模型有3个主要明确概念：服务、接口、协议。而 TCP/IP参考模型最初没有明确区分这三者。这是OSI模型最大的贡 献。
(7) 应用层 应用层是OSI参考模型的最高层，是用户与网络
的接口。该层通过应用程序来完成网络用户的应用需求，如文件
传输、收发电子邮件等。
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第三章 开放系统互连参考模型
3.1 OSI参考模型
OSI参考模型中的数据传输过程
以上简单介绍了OSI参考模型各层的功能，那么，按照 这样的分层结构，信息传输的过程是如何进行的呢？
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3.1 OSI参考模型 OSI参考模型中的数据传输过程
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第三章 开放系统互连参考模型
3.1 OSI参考模型 TCP/IP参考模型简介
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3.1 OSI参考模型
OSI参考模型和TCP/IP参考模型的比较：
（1）TCP/IP虽然也分层，但其层次之间的调用关系不像OSI 那样严格。在OSI参考模型中，两个N层实体之间的通信必须经 过（N—1）层。但TCP/IP可以越级调用更低层提供的服务。这 样做可以减少一些不必要的开销，提高了数据传输的效率。
在局域网中，数据链路层又被划分为逻辑链路控制子层（LLC）
和介质访问控制子层（MAC）。
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3.3 数据链路层 1. 数据链路层的功能
（2） 帧同步功能 为了使传输中发生差错后只将出错的 有限数据进行重发,数据链路层将比特流组织成以帧为单位传 送。帧的组织结构必须设计成使接收方法能够明确的从物理 层收到比特流中对其进行识别，也即能从比特流中区分出帧 的起始与终止，这就是帧同步要解决的问题。由于网络传输 中很难保证计时的正确和一致，所以不能采用依靠时间间隔 关系来确定一帧的起始与终止的方法。下面介绍几种常用的 帧同步方法。
OSI的参考模型分层的原则：是将相似的功能集中在同一层 内，功能差别较大时则分层处理，每层只对相邻的上、下层定 义接口。
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第三章 开放系统互连参考模型
3.1 OSI参考模型 （一）OSI参考模型的结构及功能划分
OSI参考模型
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第三章 开放系统互连参考模型