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第4章 ISO OSI模型
第2篇 计算机网络体系结构 这一篇主要从立面上观察计算机网络的层次结构 和工作原理。实践证明,按照层次结构建立的系 统具有较高的稳定性和可管理性。 第四章 ISO/OSI参考模型 第五章 IEEE 802 模型与局域网 第六章 Internet与TCP/IP结构 第七章 ATM网络 第4章 ISO/OSI参考模型 4.1 关于网层次结构的基本概念 4.2 ISO/OSI参考模型结构 4.1关于网层次结构的基本概念 4.1.1 分层原则 4.1.2 服务与接口 4.1.3 各层设计中的流量控制 网络体系结构 为了完成计算机间的通信合作,把每个计算机互连的功能划分成定义明确的层次,并规定了同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口和服务,这样的层次结构模型和通信协议统称为网络体系结构。 网络采用层次结构的优点: (1)各层之间相互独立,高层不需要知道低层是如何实现的,而仅知道该层通过层间的接口所提供的服务。(2)灵活性好。某层的改变,只要层间接口不变,则不影响上下层。(3)结构上可分割,各层都可采用最合适的技术来实现。(4) 这种结构使得系统的实现和维护变得容易控制。(5)这有利于促进标准化工作。 分层原则 每层的功能应当明确、各层相对独立,使得当某层的方法变更时,只要保持接口关系不变,不会影响其他层的结构和方法; 各层功能的确定,应当有助于网络协议国际标准的制定; 层间接口要清晰,尽量减少跨越接口的信息量; 层数适当: 4.1.2 服务与接口 A.服务和协议 在对等层间形成虚拟通信。 第N层向第N+1层提供服务,称为N服务 对等层之间的虚拟通信是通过执行(N)功能实现的。 网络协议 网络协议就是计算机网络中相互通信的对等实体间交换信息或者数据所共同遵守的规则标准或约定的集合。 网络协议三个要素: ①语法,数据与控制信息的结构或格式。 ② 语义,需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做 出何种应答。 ③ 同步,实体通信实现顺序的说明,涉及速度匹配和排序 B .接口 接口是协议中不同功能层之间的通信规约,是数据流穿越功能层界 面的约定,是实体之间的连接部分 接口在相邻层之间,层间通过接口联系,并将服务功能细节对上层屏蔽 上下层间通过接口交换信息 C.服务原语 原语的概念 “有证实”服务和“无证实”服务 原语的参数 原语的概念 服务在形式上由一组原语描述。 原语规定了应完成的功能,并用于传送数据以及控制信息,它们供用户和其他实体访问该服务时调用。 它们通知服务提供者采取某些行动或报告某个对等实体的活动。 ISO/OSI定义的4种类型的服务原语 “有证实”服务和“无证实”服务 有证实服务包括请求、指示、响应和证实4个原语。 无证实服务只包括请求、指示2个原语。 原语的参数 例如:连接请求的参数:目的地,服务类别,报文长度; D 协议与服务的关系 服务定义了相邻两层之间的接口关系,上层是服务的用户,下层是服务的提供者,并用一组原语描述服务内容——下层能够为它的上层给予的支持。 协议是同层实体之间的数据交换的规则。实体利用协议来实现它们的服务的定义 4.1.3 各层设计中的流量控制 拥塞与死锁 流量控制的基本原理 流量控制的级别 用户资源需求限制策略 拥塞与死锁 网络拥塞:网络的吞吐量随输入负载的增大而下降的现象 网络死锁:网络吞吐量随输入负载大到一定程度,引起网络不能工作 流量控制功能 。防止网络因过载而引起的吞 吐率下降和延时的增加 。减少拥塞、避免死锁 。在互相竞争的用户之间公平 合理地分配资源 流量控制的基本原理 从原理上说,拥塞和死锁是网上可用资源不能满足各用户资源需求造成的 防止拥塞和死锁的办法是流量控制。 流量控制的基本策略: 增加用户可用资源 限制用户资源需求 流量控制的级别 计算机网络流量控制从两种角度来研究 从网络的组成环节上看,涉及段级、入口出口级、主机与节点间和主机间的流量控制; 从网络的体系结构上看,涉及到物理层、链路层、网络层和传输层。 流量控制级别 ① 相邻结点控制—维持一个均匀平滑的流量,避免产生局部拥塞和死锁 ② 源结点和目的结点—防止目的结点因缺少缓冲区而产生拥塞,办法是源结点向目的结点预约缓冲区,保证每份报文都有相应的分组存储空间 ③ 主机与源结点的控制—控制进网的总通信量(网络访问流量控制) ④ 原主机与目的主机控制—防止用户缓冲区出现拥塞 用户资源需求限制策略拥塞控制 1)缓冲区预分配法(面向连接) — 建立虚电路,使经过交换结点的每条虚电路都有足够的缓冲空间 2)分组丢弃法(无连接) — 发结点有分组就发,接收结点若无缓冲区就将分组丢弃
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