無線OSI協定

無線OSI協定

無線OSI協定(radio OSI protocol)是指無線電開放系統互連(OSI)模型中定義的協定。 開放系統互聯(Open System Interconnection,OSI)是由ISO發起的,其任務是制定國際計算機通信標準,特別是促進不兼容系統間的互聯。OSI模型將計算機通信協定劃分為七層,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。 無線區域網路採用OSI參考模型進行一系列的協定集合就稱為無線OSI協定。

無線OSI協定的概念

無線OSI協定(radio OSI protocol)是指無線電開放系統互連(OSI)模型中定義的協定。

開放系統互聯(Open System Interconnection,OSI)是由ISO發起的,其任務是制定國際計算機通信標準,特別是促進不兼容系統間的互聯。OSI模型將計算機通信協定劃分為七層,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。

無線區域網路採用OSI參考模型進行一系列的協定集合就稱為無線OSI協定。

隨著網路技術的進步和各種網路產品的不斷湧現,亟需解決不同系統互聯的問題。1977年國際標準化組織ISO專門設立了一個委員會,提出了異種機系統互聯的標準框架,即開放系統互聯參考模型(OSI/RM)該模型把網路通信的工作分為7層,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。1至4層被認為是低層,這些層與數據移動密切相關。5至7層是高層,包含應用程式級的數據。每一層負責一項具體的工作,然後把數據傳送到下一層。各層間不能把各自的工作內容絕對分別開來,又要密切合作。

OSI模型和TCP/IP模型有一個常見的對應方法,通常將IP層認為是OSI的網路層協定,TCP認為是OSI的傳輸層協定。這樣就將OSI模型和常用的通信協定進行了關聯。

OSI是Open System Interconnection 的縮寫,意為開放式系統互聯參考模型。在OSI出現之前,計算機網路中存在眾多的體系結構,為了解決不同體系結構的網路的互聯問題,國際標準化組織ISO於1981年制定了開放系統互連參考模型(Open System Interconnection Reference Model,OSI/RM)。這個模型把網路通信的工作分為7層,它們由低到高分別是物理層(Physical Layer),數據鏈路層(Data Link Layer),網路層(Network Layer),傳輸層(Transport Layer),會話層(Session Layer),表示層(Presentation Layer)和套用層(Application Layer)。

無線OSI協定工作原理

無線OSI七層結構

OSI參考模型有七層,分別是物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層、套用層。

物理層是OSI分層結構體系中最重要、最基礎的一層,它建立在傳輸媒介基礎上,起建立、維護和取消物理連線作用,實現設備之間的物理接口。物理層之接收和傳送一串比特(bit)流,不考慮信息的意義和信息結構。

物理層包括對連線到網路上的設備描述其各種機械的、電氣的、功能的規定。具體地講,機械特性規定了網路連線時所需接外掛程式的規格尺寸、引腳數量和排列情況等;電氣特性規定了在物理連線上傳輸bit流時線路上信號電平的大小、阻抗匹配、傳輸速率距離限制等;功能特性是指對各個信號先分配確切的信號含義,即定義了DTE(數據終端設備)和DCE(數據通信設備)之間各個線路的功能;過程特性定義了利用信號線進行bit流傳輸的一組操作規程,是指在物理連線的建立、維護、交換信息時,DTE和DCE雙方在各電路上的動作系列。物理層的數據單位是位。

在物理層提供比特流服務的基礎上,將比特信息封裝成數據幀Frame,起到在物理層上建立、撤銷、標識邏輯連結和鏈路復用以及差錯校驗等功能。通過使用接收系統的硬體地址或物理地址來定址。建立相鄰結點之間的數據鏈路,通過差錯控制提供數據幀(Frame)在信道上無差錯的傳輸,同時為其上面的網路層提供有效的服務。

數據鏈路層在不可靠的物理介質上提供可靠的傳輸。該層的作用包括:物理地址定址、數據的成幀、流量控制、數據的檢錯、重發等。

在這一層,數據的單位稱為幀(frame)。

數據鏈路層協定的代表包括:SDLC、HDLC、PPP、STP、幀中繼等。

網路層也稱通信子網層,是高層協定之間的界面層,用於控制通信子網的操作,是通信子網與資源子網的接口。在計算機網路中進行通信的兩個計算機之間可能會經過很多個數據鏈路,也可能還要經過很多通信子網。網路層的任務就是選擇合適的網間路由和交換結點,確保數據及時傳送。網路層將解封裝數據鏈路層收到的幀,提取數據包,包中封裝有網路層包頭,其中含有邏輯地址信息源站點和目的站點地址的網路地址。

如果你在談論一個IP位址,那么你是在處理第3層的問題,這是“數據包”問題,而不是第2層的“幀”。IP是第3層問題的一部分,此外還有一些路由協定和地址解析協定(ARP)。有關路由的一切事情都在第3層處理。地址解析和路由是3層的重要目的。網路層還可以實現擁塞控制、網際互連、信息包順序控制及網路記賬等功能。

在網路層交換的數據單元的單位是分割和重新組合數據包(packet)。

網路層協定的代表包括:IP、IPX、OSPF等。

網路層主要功能是基於網路層地址(IP位址)進行不同網路系統間的路徑選擇。

傳輸層建立在網路層和會話層之間,實質上它是網路體系結構中高低層之間銜接的一個接口層。用一個定址機制來標識一個特定的應用程式(連線埠號)。傳輸層不僅是一個單獨的結構層,它還是整個分層體系協定的核心,沒有傳輸層整個分層協定就沒有意義。

傳輸層的數據單元是由數據組織成的數據段(segment)這個層負責獲取全部信息,因此,它必須跟蹤數據單元碎片、亂序到達的數據包和其它在傳輸過程中可能發生的危險。

這一層也可以稱為會晤層或對話層,在會話層及以上的高層次中,數據傳送的單位不再另外命名,統稱為報文。會話層不參與具體的傳輸,它提供包括訪問驗證和會話管理在內的建立和維護套用之間通信的機制。如伺服器驗證用戶登錄便是由會話層完成的。

會話層提供的服務可使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,面對套用進程提供分布處理,對話管理,信息表示,恢復最後的差錯等。會話層同樣要擔負套用進程服務要求,而運輸層不能完成的那部分工作,給運輸層功能差距以彌補。主要的功能是對話管理,數據流同步和重新同步。要完成這些功能,需要由大量的服務單元功能組合,已經制定的功能單元已有幾十種。

表示層向上對套用層提供服務,向下接收來自會話層的服務。表示層是為在套用過程之間傳送的信息提供表示方法的服務,它關心的只是發出信息的語法與語義。表示層要完成某些特定的功能,主要有不同數據編碼格式的轉換,提供數據壓縮、解壓縮服務,對數據進行加密、解密。例如圖像格式的顯示,就是由位於表示層的協定來支持。

表示層為套用層提供服務包括語法選擇、語法轉換等。語法選擇是提供一種初始語法和以後修改這種選擇的手段。語法轉換涉及代碼轉換和字元集的轉換、數據格式的修改以及對數據結構操作的適配。

網路套用層是通信用戶之間的視窗,為用戶提供網路管理、檔案傳輸、事務處理等服務。其中包含了若干個獨立的、用戶通用的服務協定模組。網路套用層是OSI的最高層,為網路用戶之間的通信提供專用的程式。套用層的內容主要取決於用戶的各自需要,這一層設計的主要問題是分布資料庫、分布計算技術、網路作業系統和分布作業系統、遠程檔案傳輸、電子郵件、終端電話及遠程作業登錄與控制等。至2011年套用層在國際上沒有完整的標準,是一個範圍很廣的研究領域。在OSI的7個層次中,套用層是最複雜的,所包含的套用層協定也最多,有些還在研究和開發之中。

套用層為作業系統或網路應用程式提供訪問網路服務的接口。

套用層協定的代表包括:Telnet、FTP、HTTP、SNMP、DNS等。

無線OSI七層協定的作用

通過 OSI 層,信息可以從一台計算機的軟體應用程式傳輸到另一台的應用程式上。例如,計算機 A 上的應用程式要將信息傳送到計算機 B 的應用程式,則計算機 A 中的應用程式需要將信息先傳送到其套用層(第七層),然後此層將信息傳送到表示層(第六層),表示層將數據轉送到會話層(第五層),如此繼續,直至物理層(第一層)。在物理層,數據被放置在物理網路媒介中並被傳送至計算機 B 。計算機 B 的物理層接收來自物理媒介的數據,然後將信息向上傳送至數據鏈路層(第二層),數據鏈路層再轉送給網路層,依次繼續直到信息到達計算機 B 的套用層。最後,計算機 B 的套用層再將信息傳送給應用程式接收端,從而完成通信過程。

OSI 的七層運用各種各樣的控制信息來和其他計算機系統的對應層進行通信。這些控制信息包含特殊的請求和說明,它們在對應的 OSI 層間進行交換。每一層數據的頭和尾是兩個攜帶控制信息的基本形式。

對於從上一層傳送下來的數據,附加在前面的控制信息稱為頭,附加在後面的控制信息稱為尾。然而,在對來自上一層數據增加協定頭和協定尾,對一個 OSI 層來說並不是必需的。

當數據在各層間傳送時,每一層都可以在數據上增加頭和尾,而這些數據已經包含了上一層增加的頭和尾。協定頭包含了有關層與層間的通信信息。頭、尾以及數據是相關聯的概念,它們取決於分析信息單元的協定層。例如,傳輸層頭包含了只有傳輸層可以看到的信息,傳輸層下面的其他層只將此頭作為數據的一部分傳遞。對於網路層,一個信息單元由第三層的頭和數據組成。對於數據鏈路層,經網路層向下傳遞的所有信息即第三層頭和數據都被看作是數據。換句話說,在給定的某一 OSI 層,信息單元的數據部分包含來自於所有上層的頭和尾以及數據,這稱之為封裝。

例如,如果計算機 A 要將應用程式中的某數據傳送至計算機 B ,數據首先傳送至套用層。 計算機 A 的套用層通過在數據上添加協定頭來和計算機 B 的套用層通信。所形成的信息單元包含協定頭、數據、可能還有協定尾,被傳送至表示層,表示層再添加為計算機 B 的表示層所理解的控制信息的協定頭。信息單元的大小隨著每一層協定頭和協定尾的添加而增加,這些協定頭和協定尾包含了計算機 B 的對應層要使用的控制信息。在物理層,整個信息單元通過網路介質傳輸。

計算機 B 中的物理層收到信息單元並將其傳送至數據鏈路層;然後 B 中的數據鏈路層讀取計算機 A 的數據鏈路層添加的協定頭中的控制信息;然後去除協定頭和協定尾,剩餘部分被傳送至網路層。每一層執行相同的動作:從對應層讀取協定頭和協定尾,並去除,再將剩餘信息傳送至上一層。套用層執行完這些動作後,數據就被傳送至計算機 B 中的應用程式,這些數據和計算機 A 的應用程式所傳送的完全相同 。

一個 OSI 層與另一層之間的通信是利用第二層提供的服務完成的。相鄰層提供的服務幫助一 OSI 層與另一計算機系統的對應層進行通信。一個 OSI 模型的特定層通常是與另外三個 OSI 層聯繫:與之直接相鄰的上一層和下一層,還有目標聯網計算機系統的對應層。例如,計算機 A 的數據鏈路層應與其網路層,物理層以及計算機 B 的數據鏈路層進行通信。

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