1、OSI参考模型的基本概念
国际标准化组织ISO发布的著名的标准是ISO/IEC7498,又称为X.200建议。该体系结构标准定义了网络互连的七层框架,即ISO开放系统互连参考模型。在这一框架下进一步详细规定了每一层的功能,以实现开放系统环境中的互连性(interconnection)、互操作性(interoperation)和应用的可移植性(portability)。
开放系统互连OSI中的“开放”是指只要遵循OSI标准,一个系统就可以和体于世界上任何地方的,也遵循这同一标准的其他任何系统进行通信。
OSI标准制定过程中所采用的方法是将整个庞大而复杂的问题划分为若干个容易处理的小问题,这就是分层的体系结构方法。在OSI中,采用了三级抽象,即体系结构、服务定义(Service Definition)和协议规格说明(Protocol Specification)。
OSI参考模型定义了开放系统的层次结构、层次之间的相互关系及各层所包括的可能的服务。它是作为一个框架来协调和组织各层协议的制定,也是对网络内部结构最精炼地概括与描述。
OSI参考模型的服务定义详细地说明了各层所提供的服务。某一层的服务就是该层及其以下各层的一种能力,它通过接口提供给更高一层。各层所提供的服务与这些服务是怎样实现的无关。同时,各种服务定义还定义了层与层之间的接口和各层的所使用的原语,但不涉及接口是怎样实现的。
OSI标准中的各种协议精确地定义了应当发送什么样的控制信息,以及应当用什么样的过程来解释这个控制信息。协议的规程说明具有最严格的约束。
OSI参考模型并没有提供一个可以实现的方法。OSI参考模型只是描述了一些概念,用来协调进程间通信标准的制定。在OSI的范围内,只有在各种的协议是可以被实现的而各种产品只有和OSI的协议相一致时才能互连。这也就是说,OSI参考模型并不是一个标准,而只是一个在制定标准时所使用的概念性的框架。
从历史上来看,在制定计算机网络标准方面起着很大作用的两大国际组织是CCITT与ISO。CCITT与ISOTC97的工作领域是不同的,CCITT主要是从通信的角度考虑一些标准的制定,而ISO的TC97则关心信息的处理与网络体系结构。但随着科学技术的发展,通信与信息处理的界限变得比较模糊了。于是,通信与信息处理就都成为CCITT与TC97共同关心的领域。CCITT的建议书X.200就是开放系统互连的基本参考模型,它和ISO7498基本上是相同的。
2 OSI参考模型的结构与各层的主要功能
提供各种网络服务功能的计算机网络系统是非常复杂的。根据分而治之的原则,ISO将整个通信功能划分为七个层次,划分层次的原则是:
(1)网中各结点都有相同的层次;
(2)不同结点的同等层具有相同的功能;
(3)同一结点内相邻之间通过接口通信;
(4)每一层使用下层提供的服务,并向其上层提供服务;
(5)不同结点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。
OSI各层的主要功能是:
(1)物理层(Physical layer)
物理层处于OSI参考模型的最低层。物理层的主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接,以便透明地传送比特流。
(2)数据链路层(Data link layer)
在物理层提供比特流传输服务的基础上,在通信的实体之间建立数据链路连接,传送以帧为单位的数据,采用差错控制、流量控制方法,使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。
(3)网络层(Network layer)
网络层主要任务是通过路由器算法,为分组通过通信子网选择最适当的路径。网络层要实现路由器选择、拥塞控制与网络互连等功能。
(4)传输层(Transport layer)
传输层的主要任务是向用户提供可靠的端到端(End-to-End)服务,透明地传送报文。它向高层屏蔽了下层数据通信的细节,因而是计算机通体体系结构中最关键的一层。
(5)会话层(Session layer)
会话层的主要任务是组织两个会话进程之间的通信,并管理数据的交换。
(6)表示层(Presentation layer)
表示层主要用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式。它包括数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。
(7)应用层(Application layer)
应用层是OSI参考模型中的最高层。应用层确定进程之间通信的性质,以满足用户的需要。应用层不仅要提供应用进程所需要的信息交换和远程操作,而且还要作为应用进程的用户代理(User Agent),来完成一些为进行信息交换所必需的功能。它包括:文件传送访问和管理FTAM、虚拟终端VT、事务处理TP、远程数据库访问RDA、制造业报文规范MMS、目录服务DS等协议。