第3章网络体系结构3.1 网络体系结构概述
3.2 OSI/RM中的重要概念
3.3 物理层
3.4 数据链路层
3.5 网络层
3.6 公共数据网网络协议X.25 3.7 传输层
3.8 传输控制协议TCP
3.9 会话层
3.10 表示层
3.11 应用层
本章学习目标
?了解开放系统互连参考模型中的若干重要概念
?熟悉OSI/RM各层协议的功能及基本原理并掌握传输控制协议TCP
3.1 网络体系结构概述
1974年，美国IBM公司首先公布了世界上第一个计算机网络体系结构（SNA，System Network Architecture），凡是遵循SNA的网
络设备都可以很方便地进行互连。
1977年3月，国际标准化组织ISO的技术委员
会TC97成立了一个新的技术分委会SC16专门
研究“开放系统互连”，并于1983年提出了
开放系统互连参考模型，即著名的ISO 7498
国际标准（我国相应的国家标准是GB 9387），记为OSI/RM。
在OSI中采用了三级抽象：参考模型（即体系结构）、服务定义和协议规范（即协议规格说明），自上而下逐步求精。OSI/RM并不是一般的工业标准，而是一个为制定标准用的概念性框架。
经过各国专家的反复研究，在OSI/RM中，采用了如表3-1所示的7个层次的体系结构，表中对于各层主要功能的简略描述还是很粗浅的，更准确的概念将在以后的有关章节中给出。
表3-1 OSI/RM七层协议模型
3.2 OSI/RM中的重要概念3.2.1 协议和服务的区别及相互关系3.2.2 服务访问点
3.2.3 数据单元
3.2.4 服务原语
3.2.5 OSI/RM特点分析
3.2.1 协议和服务的区别及相互关系
?在开放系统互连参考模型OSI/RM中采用了七层
协议体系结构，除最高层和最低层以外的任何一层，均可记为（N），表示“第N层”。
?在OSI/RM模型中，协议和服务是两个非常重要
的不同概念。控制两个（N）层对等实体进行通信的规则的集合称为（N）协议；两个（N）层实体间的通信在（N）协议的控制下，能够使（N）层向上一层提供服务，这种服务就称为（N）服务，接受（N）服务的（N）层服务用户是（N＋1）层实体。
?上述关于协议和服务的基本概念及相互关系如图3-1所示。
开放系统A
（N）层服务用户（N＋1）实体
（N）实体提供服务交
换
服
务
原
语
（N＋1）实体（N）实体提供服务交换服务原语开放系统B 提供（N）层服务（N）层协议提供（N-1）层服务通过（N-1）层连接进行通信
（N）层服务提供者
层间接口层间接口
（N＋1）层（N）层
（N-1）层图3.1 协议与服务的概念
图3-1 协议与服务的概念
3.2.2 服务访问点
服务访问点（SAP，Service Access Point）是指同
一系统中相邻两层实体之间进行交换信息之处，
即（N）层实体和（N＋1）层实体之间的逻辑接口，也称为插口（Socket）或端口（Port）。一个（N）层服务是由一个（N）层实体作用在一个（N）层SAP上来完成的，虽然两层之间可以允许
有多个SAP，但一个（N）层SAP只能被一个（N）层实体所使用，并且也只能为一个（N＋1）层实
体所使用；但一个（N）层实体却可以向多个（N）层SAP提供服务，这称为连接复用；一个（N＋1）层实体也可以使用多个（N）层SAP，这称为连接
分裂。
3.2.3 数据单元（1）协议数据单元（2）接口数据单元（3）服务数据单元
（N）PCI （N）SDU
（N）PDU （N-1）ICI
（N-1）IDU
（N-1）SDU （N-1）ICI
（N-1）PCI （N-1）PDU
（N）层（N-1）层
图3.2 协议数据单元PDU、接口数据单元IDU和服务数据单元SDU
图3-2 协议数据单元PDU 、接口数据单元IDU 和服务数据单元SDU
3.2.4 服务原语
服务原语（Service Primitive）是指服务用户与服务提供者之间进行交互时所要交换的一些必要信息。OSI/RM规定了四种服务原语类型，如表3-2所示。
系统A 用户A
Request
Confirm
Request
需要证实
的服务
不需要证实
的服务服务层系统B 用户B
Indication Response Indication 时间图3.3 服务原语关系图
从使用服务原语的角度考虑，可将服务分为需要证实的服务和不需要证实的服务两大类，前者每次服务要使用全部四种服务原语，而后者只使用两种服务原语，如图3-3所示
3.2.5 OSI/RM特点分析
OSI/RM的概念比较抽象，它并没有规定具体的实现方法和措施，更未对网络的性能提出具体的要求，它只是一个为制定标准用的概念性框架。OSI/RM七层协议模型上、下大，中间小，这是因为最高层要和各种类型的应用进程接口，而最低层要和各种类型的网络接口，因此上、下两头标准特别多，而中间几层标准就稍简单些。有些层的任务过于繁重，如数据链路层和网络层，有些层的任务又太轻，如会话层和表示层。
3.3 物理层
3.3.1 DTE和DCE
3.3.2 EIA-232-D/V.24接口标准3.3.3 RS-449/V.35的信号定义
3.3.1 DTE和DCE
DTE 数据终端设备
DCE
数据电路
端接设备
信号线与控制线
用户环境
DTE
数据终端
设备
DCE
数据电路
端接设备
信号线与控制线
用户环境串行比特传输
通信环境
用户设施通信设施用户设施
图2.49 DTE通过DCE与通信传输线路相连
图3-4 DTE通过DCE与通信传输线路相连
3.3.2 EIA-232-D/V.24接口标准
（1）机械特性：EIA-232-D遵循ISO2110关于插头座的标准，使用25根引脚的DB-25插头座，它的两个固定螺丝中心之间的距离为47.040.17mm，其他方面的尺寸也都有详细的规定，DTE上安装带插针的公共接头连接器，DCE上安装带插孔的母接头连接器，其引脚编号如图3-5所示，引脚分为上、下两排，分别有13根和12根引脚，当引脚指向人的方向时，从左到右其编号分别为1～13和14～25。
12345678910111213
141516171819202122232425
（2）电气特性：EIA-232-D与CCITT的
V.28建议书一致，采用负逻辑，此时逻辑0相当于对信号地线有+5V～+15V的电压，而逻辑1相当于对信号地线有-5V～-15V的电压。逻辑“0”相当于数据“0”（空号）或控制线的“接通”状态；逻辑“1”相当于数据“1”（传号）或控制线的“断开”状态。
（3）功能特性：EIA-232-D的功能特性与CCITT的V.24建议书一致。它规定了什么电路应当连接到25根引脚中的哪一根以及该引脚信号线的作用。图3-6画的是最常用的10根引脚信号线的作用，其余的一些引脚可以空着不用。在某些情况下，可以只用图3-6中的9根引脚（振铃指示RI信号线不用），这就是常见的9针COM1串行鼠标接口。
D T E
计算机
或
终端D C E 调制解调器
图2.51 EIA-232-D/V.24的主要信号线定义
20
保护地(Protective Ground)①②③④⑤⑥⑦⑧22发送(TXD)接收(RXD)请求发送(RTS)允许发送(CTS)DCE就绪(DSR)信号地(Signal Ground)
载波检测(DCD)
DTE就绪(DTR)振铃指示(RI)图3-6 EIA-232-D/V.24的主要信号线定义