協(xié)議分層的基本原理

1、2022/9/131第二章 協(xié)議分層的基本原理2022/9/1322.1 OSI/RM概述2.1.1 OSI/RM的目的2.1.2 開(kāi)放系統(tǒng)的基本概念實(shí)系統(tǒng)開(kāi)放的實(shí)系統(tǒng)開(kāi)放系統(tǒng)是開(kāi)放實(shí)系統(tǒng)中與OSI有關(guān)的部分圖2-1 OSI/RM的三級(jí)抽象示意OSI的體系結(jié)構(gòu)OSI的服務(wù)定義OSI的協(xié)議規(guī)范包括所有可能的服務(wù)、協(xié)議及其實(shí)現(xiàn)包括所有可能的協(xié)議及其實(shí)現(xiàn)包括所有可能的實(shí)現(xiàn) 2.1.3 開(kāi)放系統(tǒng)互連環(huán)境（1）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（2）開(kāi)放系統(tǒng)互連環(huán)境，即OSI環(huán)境（OSIE）（3）實(shí)系統(tǒng)環(huán)境2022/9/133圖2-4 開(kāi)放系統(tǒng)互連環(huán)境的示意圖應(yīng)用層會(huì)話層表示層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層應(yīng)用層會(huì)話層表示層傳輸層

2、網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層APAP物理媒介物理媒介中繼開(kāi)放系統(tǒng)OSI環(huán)境端開(kāi)放實(shí)系統(tǒng)端開(kāi)放系統(tǒng)端實(shí)系統(tǒng)端開(kāi)放實(shí)系統(tǒng)端開(kāi)放系統(tǒng)端實(shí)系統(tǒng)連接網(wǎng)絡(luò)環(huán)境2022/9/1342.2 分層原理分層是一種構(gòu)造技術(shù)把網(wǎng)絡(luò)看成是一些邏輯上相連（垂直排列）的層次組成每層都在下層提供的服務(wù)上增加一定的功能，這些功能加到一起為上一層提供服務(wù)分層能把一個(gè)完整的問(wèn)題，分成許多較小的問(wèn)題分層的另一個(gè)主要目的是保證層次之間的獨(dú)立只規(guī)定每一層向它的上一層提供的服務(wù)，而與如何完成這些服務(wù)無(wú)關(guān)，從而允許某一層的操作有所變化，只要向上一層提供的服務(wù)保持不變即可類似于結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)，其中每一模塊的用戶只需知道它所執(zhí)行的功能，而不必弄清它的

3、內(nèi)部結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)2022/9/135 2.2.1 層的概念圖2-5 互連的開(kāi)放系統(tǒng)的分層方法開(kāi)放系統(tǒng)A開(kāi)放系統(tǒng)B開(kāi)放系統(tǒng)XOSI物理媒介(N)子系統(tǒng)(N+1)子系統(tǒng)(N-1)子系統(tǒng)(N)層(N+1)層(N-1)層最高層最低層 2.2.2 虛擬通信與實(shí)信息流2022/9/136圖2-6 OSI環(huán)境中的信息流ASPTNDLPHAPAP物理媒介系統(tǒng)A系統(tǒng)BAP數(shù)據(jù)ASPTNDLPHAP數(shù)據(jù)AH比特流數(shù)據(jù)單元PH數(shù)據(jù)單元SH數(shù)據(jù)單元TH數(shù)據(jù)單元NH數(shù)據(jù)單元DTDH幀分組報(bào)文2022/9/137 2.2.3 服務(wù)與服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)圖2-7 服務(wù)用戶和服務(wù)提供者的關(guān)系(N)服務(wù)提供者(N)服務(wù)用戶(N)服務(wù)用戶請(qǐng)求

4、服務(wù)提供服務(wù)(N)SAP(N+1)層(N)層 2.2.4 實(shí)體通過(guò)SAP傳遞服務(wù)的規(guī)則2022/9/138圖2-8 服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)與實(shí)體的關(guān)系(N+1)層(N)層(N-1)層(N)服務(wù)(N)SAP(N+1)實(shí)體(N-1)服務(wù)(N)實(shí)體(N-1)SAP(N-1)實(shí)體*(N)協(xié)議(N)協(xié)議*2022/9/1392.2.5 (N)協(xié)議圖2-9 協(xié)議與服務(wù)的概念(N+1)實(shí)體(N)實(shí)體提供服務(wù)開(kāi)放系統(tǒng)A(N+1)層(N)層(N-1)層(N+1)實(shí)體(N)實(shí)體提供服務(wù)開(kāi)放系統(tǒng)B提供(N)服務(wù)提供(N-1)服務(wù)(N)協(xié)議(N+1)協(xié)議通過(guò)(N-1)連接進(jìn)行通信(N)服務(wù)提供者(N)服務(wù)用戶2022/9/131

5、0在OSI參考模型中，明確地區(qū)分了三個(gè)重要概念：服務(wù)、層間接口和協(xié)議。圖2-10 服務(wù)、接口與協(xié)議的關(guān)系7654321物理媒體7654321協(xié)議原語(yǔ)交互提供服務(wù)層接口提供服務(wù)2.2.7 地址映射2022/9/1311圖2-12 層次映射(N)實(shí)體(N)實(shí)體(N+1)層(N)層(N-1)層(N)地址(N-1)地址AABBbBcBa多到一對(duì)應(yīng)一到一對(duì)應(yīng)2022/9/1312圖2-13 表格映射(N)實(shí)體(N)實(shí)體(N+1)層(N)層(N-1)層(N)地址(N-1)地址多到多對(duì)應(yīng)一到多對(duì)應(yīng)2022/9/13132.3 連接及其操作2.3.1 (N)連接(N+1)實(shí)體(N+1)實(shí)體(N+1)實(shí)體(N+

6、1)實(shí)體圖2-15 (N)連接的概念(N+1)層(N)層(N)服務(wù)(N)CEP(N)SAP(N)連接2022/9/13142.3.2 連接的建立與釋放(N+1)層對(duì)等實(shí)體間建立一條(N)連接的條件為：在提供支持的(N)實(shí)體之間有一條(N-1)連接；兩邊(N+1)實(shí)體應(yīng)處于能交換連接建立協(xié)議的狀態(tài)。連接釋放的三種情況：（1）常規(guī)釋放（2）有序釋放（3）異常釋放2022/9/13152.3.3 連接的復(fù)用與分用一對(duì)一映射多對(duì)一映射（復(fù)用）一對(duì)多映射（分用）復(fù)用和分用的主要目的圖2-16 (N)連接與(N-1)連接的映射關(guān)系(N)CEP(N-1)CEP(N)層一對(duì)一復(fù)用分用2022/9/13162.

7、4 數(shù)據(jù)傳送2.4.1 數(shù)據(jù)單元及其組成 圖2-17 協(xié)議數(shù)據(jù)單元的構(gòu)成(N+1)PDU(N)UD(N)PCI(N)PDU(N+1)層(N)層(N-1)UD(N-1)層2022/9/1317圖2-18 PDU、IDU和SDU三者的關(guān)系(N+1)PDU(N)SDU(N)PCI(N)PDU(N-1)SDU(N)PDU(N-1)SDU(N)SAP(N-1)SAP(N+1)層(N)層(N-1)層(N-1)IDU(N-1)ICI(N-1)ID(N-1)SAP2022/9/13182.4.2 正常數(shù)據(jù)、加速數(shù)據(jù)和特權(quán)數(shù)據(jù)傳送1正常數(shù)據(jù)傳送2加速數(shù)據(jù)傳送3特權(quán)數(shù)據(jù)傳送2.4.3 數(shù)據(jù)單元的分與合2022/9

8、/1319圖2-19 數(shù)據(jù)單元的分與合(N)PCI(N)SDU(N)PDU(N)PCI(N)PDU(N)SDU(N)PDU(N)PCI(N)SDU(N-1)SDU(N)PDU(N)PCI(N)SDU(N)PDU(N)PDU(a) 非分段和非分塊(b) 分段和合段(c) 拼塊和分塊(d) 拼接和分割(N)層(N)層(N)層(N-1)層2022/9/13202.5 服務(wù)原語(yǔ)2.5.1 原語(yǔ)及其主要類型一個(gè)簡(jiǎn)單的面向連接的例子原語(yǔ)類型英文對(duì)照含義請(qǐng)求request一個(gè)實(shí)體希望得到完成某些操作的服務(wù)指示indication通知一個(gè)實(shí)體，有某個(gè)事件發(fā)生響應(yīng)response一個(gè)實(shí)體對(duì)某個(gè)事件作出響應(yīng)證實(shí)confirm返回對(duì)先前請(qǐng)求的響應(yīng)2022/9/13212.5.2 原語(yǔ)交互時(shí)序圖2-20 建立(N)連接的原語(yǔ)交互(N)PDU，如CR，CC(N)連接在完成原語(yǔ)交互后建立起來(lái)(N-1)連接（假定已經(jīng)建立）(N+1)層(N)層(N-1)層系統(tǒng)A系統(tǒng)BCONNECT.requestCONNECT.confirmCONNECT