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1、第三章 计算机网络协议的体系结构网络协议体系结构的基本思想:在计算机通信网的设计中采用分层的设计方法,使其达到相互通信的两个计算机系统高度协调的工作的目的.第三章 计算机网络协议的体系结构第一节 网络体系结构概述第二节 开放系统互连参考模型第三节 OSI-RM各层主要功能概述第四节 OSI参考模型的基本概念第五节 物理层第六节 数据链路层第七节 网络层第八节 运输层第九节 高层协议第一节 网络体系结构概述 在两个用户终端间建立一条有效且完整的接续线路,分析发现网络提供的接续线路的基本功能是成对出现的,并且只有是在成对的两个功能间,才需要进行互相”对话”.就计算机通信网的基本功能来说,这些成对出
2、现的功能在其计算机通信中处于同等的地位,或者说,它们处于同一层次.网络分层结构 为实现网络数据交换而建立的规则、约定或标准称为网络协议。一个网络协议主要由三个要素组成:(1)语法，即数据与控制信息的结构或格式；(2)语义，即需要何种控制信息、完成何种动作以及做出何种应答；(3)同步，即事件实现顺序的详细说明。一个功能完备的计算机通信网需要制定一套复杂的协议集，对于这样的网络协议，最好的组织方式是层次结构模型。将计算机网络层次结构模型和各层协议的集合定义为计算机网络协议体系结构。甲、乙两人希望进行通信，讨论有关计算机通信网的问题。甲 乙 -各层的协议是相互独立的。由每一层实现一种相互独立的功能，
3、可将一个难以处理的复杂问题分解为若干个较容易处理的较小一些的问题。认识层认识层语言层传输层传输层语言层 分层作为一种结构技术，把网络在逻辑上视为由若干相邻的层组成的。这样，可以给计算机网络协议带来如下好处：（1）各层之间是独立的；（2）灵活性强；（3）结构上可分割；（4）易于实现和推广；（5）能促进标准化工作。第二节 开放系统互连参考模型 1974年 IBM公司提出“系统网络体系结构SNA”1977年 OSI成立“开放系统互连”分技术委员会1983年春季 “开放系统互连参考模型”(OSI)成为正式国际标准。实践中，OSI参考模型的作用是提供概念性和功能性规范。OSI参考模型及其各有关标准都只是
4、技术规范，而不是功能规范。分层方法：(1)本结构要允许应用客观存在的各种物理媒体与各种不同的控制规程互连，物理层作为本结构的最低一层。(2)物理层之上设置数据链路层。因为在数据链路规程中包括了系统间传送数据时某些物理通信媒体要求使用的某些特殊技术。(3)在开放系统互连中，有些系统是作为数据的目的节点，而有些系统仅作为中间节点。根据分层原则，建立一个网络层在数据链路层之上，将一些面向网络的协议放在其中。(4)为在源终端系统至目的终端系统间提供完整的传送服务，要实现数据传送控制这一功能，需在网络层上建立一个运输层，使其高层不必考虑数据传送的问题。(5)在需要分出一层将各分布的功能结合成一种逻辑关系
5、，这就是会话层。(6)更高一层是为应用程序的需要建立起来的，它们与数据的表示及数据结构的处理有关。这一层叫表示层。(7)最后，由若干完成信息处理的应用进程以及应用进程之间通信所用的协议构成了本结构最高一层-应用层。HA HB 应用层 应用层 表示层 表示层 会话层 会话层 运输层 通信子网 运输层 网络层 网络层 网络层 网络层 数据链路层 数据链路层 数据链路层 数据链路层 物理层 物理层 物理层 物理层 OSI七层结构传输媒体传输媒体传输媒体第三节 OSI-RM各层主要功能概述层号名称英文名称英文缩写功能7应用层Application LayerA与用户应用进程的接口6表示层Present
6、ation LayerP数据格式的转换5会话层Session LayerS会话管理与数据传输的同步4运输层Transport LayerT端-端经网络透明地传送报文3网络层Network LayerN分组传送、路由选择和流量控制2数据链路层Data Link LayerDL在链路上无差错地传送帧1物理层Physical LayerPH经物理媒体透明传送比特流第四节 OSI参考模型的基本概念一 服务与协议二 数据单元三 服务原语四 服务类型 实系统环境 计算机A 计算机B APA LSM LSM APA 7 OSI环境 7 6 6 5 5 4 网络环境 4 3 3 3 3 2 2 2 2 1 1
7、 1 1 节点 节点 本地环境 数据通信网 网络环境 APA APB 7 7 6 6 5 5 4 报文 4 3 分组 3 2 帧 2 1 1 应用进程APA要在OSI中经过复杂的处理过程才能送到对方的应用进程APB，但这些复杂过程对用户来说都被屏蔽掉了，应用进程APA的数据好像直接传递给了应用进程APB。同理，OSI环境中两个同样的层次之间，也好像可将数据（服务单元）直接传送给对方。物理媒体比特流数据单元数据单元数据单元数据单元 数据单元 AP数据AP数据一 服务与协议 OSI体系结构包含七层,其中每一层在逻辑上包含了所有互连系统处于同一地位的各子系统.每一子系统可以看成是由一个或多个实体构成
8、.(N)层:“第N层”上层:(N+1)层 下层:(N-1)层 N层:有”N个层”在(N)层总包含一个或多个(N)子系统,每个(N)子系统都包含一个或多个(N)实体,一个(N)实体的活动可实现一个或多个(N)功能.(N)协议:不同的开放系统的对等实体之间,好像可以直接通信.为了协调(N)实体之间的工作,必须制定出一定的规则和格式,由各(N)实体共同遵守.两个(N)实体必须使用相同的(N)协议才能够进行通信.在(N)层中可存在多个(N)协议,以控制(N)实体进行不同目的的通信.(N)协议 (N)层 -(N)实体(N)实体(N)服务:在(N)协议的控制下,(N)层通过(N)实体的工作,可以向上一层即
9、(N+1)层提供服务.这种服务称为(N)服务.开放系统A (N+1)层 (N)层 交换原语 (N-1)层(N+1)实体(N)实体(N-1)实体(N)服务(N)连接(N)用户(N)服务是由以下三部分组成的:(1)(N)实体自己提供的某些功能;(2)从(N-1)层及其以下各层以及本地环境得到的服务;(3)通过与处在另一开放系统中的对等(N)实体的通信而得到的服务.服务访问点SAP(Service Access Point)在同一系统中,两相邻层的实体进行交互之处.SAP代表在(N)实体和(N+1)实体之间的逻辑界面.一个(N)SAP只能由一个(N)实体提供服务,且只能为一个(N+1)实体所使用.一
10、个(N)实体可以对几个(N)SAP提供服务,即连接复用.一个(N+1)实体可使用几个(N)SAP,即连接分裂.(N+1)层 (N)层 连接复用 连接分裂ACDFBEGH(N+1)实体(N)实体(N)SAP (N)SAP之中具有若干个(N)连接端点CEP(Connection End Point).在两个SAP之间要建立多条连接,要求每条连接的两端都必须使用不同的连接端点.(N+1)层 (N)服务 (N)层(N)SAP(N)CEP(N)连接二 数据单元 在用户数据传送的过程中,有两种控制信息存在:一种用于控制对等(N)层之间的信息传送;另一种用于控制相邻层之间的信息传送.当用户数据从发送端的应用
11、层传向物理层时,要带上各层的对等层控制信息;当其从接送端的物理层传向应用层时,各层要将其对接的同等层附加的控制信息取走.用户信息在相邻层间传送时,由相邻层控制信息控制,这些控制信息不参加传送,也不出现在用户信息中,它们只是局部有效.(N)用户数据 协议数据单元(N)PDU(Protocol Data Unit)(N)PCI 信息 接口数据单元(N)IDU(Interface Data Unit)(N+1)PDU (N)ICI 服务数据单元(N)SDU(Service Data Unit)(N)用户数据 (对应上层PDU)(N)层 (N-1)层(N)PDU(N-1)SDU(N-1)PCI(N-1
12、)PDU (N)层 (N-1)层(N)PDU(N-1)SDU(N-1)PCI(N-1)PDU(N)SDU(N)PCI (N)层 (N-1)层(N)PDU(N-1)SDU(N-1)PCI(N-1)PDU(N)SDU(N)PCI(N-1)ICI(N-1)ICI(N-1)IDU 由图可见,某层的SDU与上层的PDU是对应的,因此(N)SDU就相当于(N)用户数据.但有时SDU和PDU并不是对等的.分段:当(N)SDU较长而(N)协议所要求的(N)PDU较短时,就要对(N)SDU进行”分段”处理.合块:当(N)协议所要求的(N)PDU长度大于(N)SDU时,也可将几个(N)SDU及其相应的(N)PCI
13、合并,成为一个(N)PDU进行传送,这种方法称为”合块”处理.三 服务原语 (N+1)实体通过使用(N)层的服务原语来向(N)实体请求某个(N)服务.服务原语类型名 称意 义Request请求一个实体希望得到某种服务 (N+1-N)Indication指示把关于某一事件的信息告诉某一实体 (N-N+1)Response响应一个实体愿意响应某一事件 (N+1-N)Confirm证实把一个实体的服务请求加以确认并告诉它(N-N+1)打电话:主叫人和被叫人是两个服务用户,电信局(电话交换机)是服务提供者.(1)主叫摘机拨号 服务用户发出Request原语,向电信局请求电话服务;(2)被叫话机振铃 电
14、信局(电话交换机)向服务用户发出Indication原语;(3)被叫摘机 被叫用户发出了Response原语;(4)主叫听到回铃音断了 服务提供者发出了Confirm原语,是服务用户知道 了刚才请求的服务已经实现了.系统A 系统B 用户A 服务器 用户B Request需要证实的服务 Indication Response Confirm Request不需要证实的服务 Indication 一个完整的服务原语在使用时应包括三个部分:原语名字、原语类型和原语参数。例：一个运输连接请求原语的写法是：T-CONNECT.request(被叫地址、主叫地址、)四 服务类型从通信的角度对服务进行分类：
15、（1）面向连接服务 要求在两个实体进行实质性的数据交换之前，必须首先要在彼此之间建立连接，在数据交换中维持这个连接，当数据交换结束后，终止这个连接。（2）无连接服务 两个实体之间的通信不需要事先建立好一个连接。两个进行通信的实体不需要同时处于激活状态。六 服务类型从通信的角度对服务进行分类：（1）面向连接服务 要求在两个实体进行实质性的数据交换之前，必须首先要在彼此之间建立连接，在数据交换中维持这个连接，当数据交换结束后，终止这个连接。（2）无连接服务 两个实体之间的通信不需要事先建立好一个连接。两个进行通信的实体不需要同时处于激活状态。适合于在一定时间内向同一目的地连续发送较多报文的情况适合
16、于传送少量零星报文第三节 物理层一 物理层的概述二 物理层的定义三 物理层接口的特性四 物理连接五 物理层的功能六 物理层的服务一 物理层的概述 物理层并不是计算机的具体的物理设备或具体的传输媒体，而是有关物理设备通过物理传输媒介进行互连的描述与规定。二 物理层的定义 物理层负责为数据链路层实体之间二进制比特流传输的实现而建立、维护和释放物理连接，并提供机械的、电气的、功能的和规程的特性。三 物理层接口的特性 早在ISO提出OSI参考模型之前，许多属于物理层的规程和协议就已经制定出来了，并在某些领域已经形成了相当的工业生产规模和广泛的应用。要想将这些已被大量用户使用多年的物理层规程和协议全部统
17、一到OSI物理层的服务定义和协议规范的框架之下，目前物理层协议实际上是指物理接口标准。反映在物理层协议中的物理接口特性有四点：机械特性、电气特性、功能特性、规程特性四 物理连接激活（建立）连接：发送端发送一个比特时，在该连接的另一端（接收端）做好接收该比特所需的准备。撤除（释放）连接：当比特流传送结束后，释放被占用资源，以便其他连接使用。五 物理层的功能物理层的功能主要有：（1）物理连接的激活和撤除；（2）物理服务数据单元的传输；（3）物理层的管理。六 物理层的服务（1）物理连接（2）物理服务数据单元（3）物理连接端点（4）数据电路标识（5）排序（6）故障状态通知（7）服务参数品质第四节 数据
18、链路层一 数据链路层概述二 停止等待协议三 重发请求协议四 面向比特型数据链路层协议五 数据链路服务原语一 数据链路层概述 设立数据链路层的目的是将一条原始的、有差错的物理线路变为对网络层无差错的数据链路。链路：数据通信中必备的物理线路，也可称为物理链路。数据链路：物理链路加上必要的通信规程就是数据链 路，或可称为逻辑链路。二 停止等待协议（1）理想的数据传输 传输是无差错的，且不需要流量控制。（2）具有最简单流量控制的数据传输 由接收端控制发送端的数据流量。（3）实用的停止等待协议 传输数据的信道是不可靠的，既不能保证传输的数据不产生差错，同时对发送端还要进行流量控制。数据帧在实际链路上传输
19、 A B A B A B A B DATA0 送主机 DATA0 出错 DATA0 丢失 DATA0 送主机 ACK NAK tout tout 丢失 ACK 重发 DATA0 送主机 重发 DATA0 送主机 重发 DATA0 送主机 DATA0 不送主机 ACK ACK ACK ACK时间 (a)(b)(c)(d)停止等待协议的算法在发送节点:(1)从主机取一个数据帧.(2)V(S)-0.(3)N(S)-V(S);将数据帧送交发送缓冲区.(4)将发送缓冲区中的数据帧发送出去.(5)设置超时定时器.(6)等待.等待以下三个事件中最先出现的一个(7)若收到确认帧ACK,则:从主机取一个新的数据
20、帧;V(S)-1-V(S);转到(3).(8)若收到否认帧NAK,则转到(4).(9)若超时定时器时间到,则转到(4).在接收节点:(1)V(R)-0.(2)等待.(3)当收到一个数据帧,就检查有无产生传输差错.若检查结果正确无误,则执行后续算法;否则转到(8).(4)若N(S)=V(R),执行后续算法;否则,丢弃数据帧,转到(7).(5)将收到的数据帧中的数据部分送交主机.(6)V(R)C-E-D则路由表作何改变？B 入 出 D 入 出 (3)A 入 出 E 入 出(1)(2)(5)(6)C 入 出 (4)F 入 出 H10 B 0H11 B 1H12 B 2H13 C 0B0H50D0H5
21、1C0D0C1H52C2D1A0 E0A1 D0H20 D1A2 C0H21 C1H30E0B0E1E0H41B1E2B0H40B1E0E0H41E1H42C 0H60若增添链路：B-C-E-D则路由表作何改变？例、H2 H4 虚电路 经过的节点 (1)A-B-E H1 H6 (2)(3)H3 H5 D 入 出 B 入 出 F 入 出 E 入 出A 入 出 C 入 出 BDAFCEB 0H50C 0F0C 1B0A0 E0H30 E1H10 B0H11 C0A OE 0E 0D 0E 0 H60B 0H40例、H2 H4 虚电路 经过的节点 (1)A-B-E H1 H6 (2)A-C-E-F
22、(3)H3 H5 D 入 出 B 入 出 F 入 出 E 入 出A 入 出 C 入 出 BDAFCEB 0H50C 0F0C 1B0A0 E0H30 E1H10 B0H11 C0A OE 0E 0D 0E 0 H60B 0H40例、H2 H4 虚电路 经过的节点 (1)A-B-E H1 H6 (2)A-C-E-F (3)C-E-B-D H3 H5 D 入 出 B 入 出 F 入 出 E 入 出A 入 出 C 入 出 BDAFCEB 0H50C 0F0C 1B0A0 E0H30 E1H10 B0H11 C0A OE 0E 0D 0E 0 H60B 0H40网络层的服务原语面向连接:(1)网络连接
23、建立和释放的服务原语:N-CONNECT.request()N-CONNECT.indication()N-CONNECT.response()N-CONNECT.confirm()N-DISCONNECT.request()N-DISCONNECT.indication()(2)网络连接建立后,数据传送的服务原语:N-DATA.request(用户数据)N-DATA.indication(用户数据)N-DATA-ACKNOWLEDGE.requestN-DATA-ACKNOWLEDGE.indicationN-EXPEDITED-DATA.request(用户数据)N-EXPEDITED-D
24、ATA.indication(用户数据)(3)重建网络连接的服务原语N-RESET.request(发起者,原因)N-RESET.indication(发起者,原因)N-RESET.responseN-RESET.confirm(4)无连接服务的服务原语N-UNITDATA.request()N-UNITDATA.indication()二 路由选择路由选择算法:在通信子网中,中继节点在收到一个报文分组后,决定下一个转发的中继节点是谁、通过哪一条输出链路传送所使用的策略。在面向连接网络服务的虚电路方式下，只需要在建立虚电路时确定路由；在无连接网络服务的数据报方式下，中继节点则要为每一个分组启动
25、一次路由选择算法。最短通路路由选择算法所要解决的问题是：已知整个网络的拓扑结构和各条链路的长度，对于任意给定网络中的两个节点，求它们之间的最短路径。常用的最短通路的算法有两种：算法A和算法B 算法A是寻找从源节点到网络中其他节点最短通路的算法。方法：设一节点为源节点，然后逐步寻找，每次找一个节点到源节点的最短通路，直至将所有的节点都找到为止。P74例图3-5-4、表3-5-2、图3-5-5、表3-5-3例、求1节点到其他节点最短通路路由。5 3 2 5 2 3 1 1 1 2 162345例、求1节点到其他节点最短通路路由。5 3 2 5 1 2 3 1 2 1 162345步骤ND(2)D(
26、3)D(4)D(5)D(6)初始化125111,4例、求1节点到其他节点最短通路路由。5 3 2 5 1 2 3 1 2 1 162345步骤ND(2)D(3)D(4)D(5)D(6)初始化125111,4241221,2,4例、求1节点到其他节点最短通路路由。5 3 2 5 1 2 3 1 2 1 162345步骤ND(2)D(3)D(4)D(5)D(6)初始化125111,4241221,2,4241231,2,4,5例、求1节点到其他节点最短通路路由。5 3 2 5 1 2 3 1 2 1 162345步骤ND(2)D(3)D(4)D(5)D(6)初始化125111,4241221,2,
27、4241231,2,4,52312441,2,3,4,5例、求1节点到其他节点最短通路路由。5 3 2 5 1 2 3 1 2 1 162345步骤ND(2)D(3)D(4)D(5)D(6)初始化125111,4241221,2,4241231,2,4,52312441,2,3,4,52312451,2,3,4,5,623124例、求1节点到其他节点最短通路路由。5 3 2 5 2 1 2 3 1 2 1 1 2 1 1 节点最短通路树162345步骤ND(2)D(3)D(4)D(5)D(6)初始化125111,4241221,2,4241231,2,4,52312441,2,3,4,5231
28、2451,2,3,4,5,623124162345例、求1节点到其他节点最短通路路由。5 3 2 5 2 1 2 3 1 2 1 1 2 1 1 节点最短通路树1节点的路由表162345步骤ND(2)D(3)D(4)D(5)D(6)初始化125111,4241221,2,4241231,2,4,52312441,2,3,4,52312451,2,3,4,5,623124162345目的节点后继节点2234445464算法B:寻找从指定节点到目的节点的最短通路.(,)P76例图3-5-4、表3-5-4、图3-5-5、表3-5-3通过某节点到目的节点的距离例、求1节点到其他节点最短通路路由。5 3
29、 2 5 2 3 1 1 1 2 162345步骤节点2节点3节点4节点5节点6初始化(,)(,)(,)(,)(,)1(1,2)(1,5)(1,1)(4,2)(5,4)2例、求1节点到其他节点最短通路路由。5 3 2 5 2 3 1 1 1 2 162345步骤节点2节点3节点4节点5节点6初始化(,)(,)(,)(,)(,)1(1,2)(1,5)(1,1)(4,2)(5,4)2(1,2)(5,3)(1,1)(4,2)(5,4)例、求1节点到其他节点最短通路路由。5 3 2 5 2 1 2 3 1 2 1 1 2 1 1 节点最短通路树162345步骤节点2节点3节点4节点5节点6初始化(,)
30、(,)(,)(,)(,)1(1,2)(1,5)(1,1)(4,2)(5,4)2(1,2)(5,3)(1,1)(4,2)(5,4)162345例、求1节点到其他节点最短通路路由。5 3 2 5 2 1 2 3 1 2 1 1 2 1 1 节点最短通路树1节点的路由表162345步骤节点2节点3节点4节点5节点6初始化(,)(,)(,)(,)(,)1(1,2)(1,5)(1,1)(4,2)(5,4)2(1,2)(5,3)(1,1)(4,2)(5,4)162345目的节点后续节点2234445464算法A、算法B不同算法所得结果一样。算法A：前向搜索-适合于集中式路由选择 算法B：后向搜索-适合于分
31、布式路由选择练习：求1节点到其他节点最短通路路由。4 5 5 2 1 3 2 2 2 1 162345练习：求1节点到其他节点最短通路路由。4 5 5 2 1 3 2 2 2 1 162345步骤ND(2)D(3)D(4)D(5)D(6)初始化15211,4352421,2,4352431,2,4,53524541,2,3,4,53524551,2,3,4,5,635245练习：求1节点到其他节点最短通路路由。4 5 5 2 1 3 2 2 2 1 节点最小通路 162345步骤ND(2)D(3)D(4)D(5)D(6)初始化15211,4352421,2,4352431,2,4,535245
32、41,2,3,4,53524551,2,3,4,5,635245162345练习：求1节点到其他节点最短通路路由。4 5 5 2 1 3 2 2 2 1 节点最小通路 1节点路由表 162345步骤ND(2)D(3)D(4)D(5)D(6)初始化15211,4352421,2,4352431,2,4,53524541,2,3,4,53524551,2,3,4,5,635245162345目的节点后续节点2434445464 扩散法 选择扩散法 静态策略 固定路由法 (非自适应性)随机路由法路由选择的策略 查表法 孤立的路由算法(“热土豆”法)动态策略 分布式路由算法 (自适应性)集中式路由算法
33、 混合式路由算法不测量、不利用网络状态信息,仅按照某种固定规律进行决策的简单的路由选择算法依靠当前网络的状态信息进行决策,从而使路由选择结果在一定程度上适应网络拓扑与网络通信量的变化三 流量控制 网络中资源出现拥塞可用公式表示:对资源的需求可用资源 当网络的吞吐量随网络输入负荷的增大而下降时,称为网络的拥塞.当网络的输入负荷继续增大到一定程度时,网络的吞吐量下降为零,网络将完全不能工作,这就是所谓的死锁.解决网络拥塞的办法应当是采用流量控制.通过流量控制达到在网络中有效地动态分配网络资源的目的.流量控制的主要功能是:(1)防止网络因过载而造成吞吐量下降和网络时延增大;(2)避免死锁;(3)在相
34、互竞争的各用户之间公平地分配资源.吞吐量 理想的流量控制 实际的流量控制 无流量控制 死锁 输入负载 拥塞第六节 运输层一 运输层的基本概念二 运输服务与服务原语三 运输协议四 运输协议的机制五 运输协议中差错检测和差错恢复机制一 运输层的基本概念 运输层处于OSI参考模型结构中的中间,它是衔接由物理层、数据链路层及网络层构成的通信子网和包含会话层、表示层及应用层的资源子网的桥梁。运输层对高层用户起到了屏蔽作用，使高层用户的对等实体在交互过程中不受下层数据通信技术细节的影响。面向信息处理 用户功能 面向通信 网络功能 运输层在OSI参考模型中的地位应用层表示层会话层运输层网络层数据链路层物理层
35、 高层用户对运输服务的质量要求是确定的，运输协议的内容取决于通信子网所提供的服务质量。运输层协议负责弥补通信子网提供的服务的不足，运输协议可以看成是运输层提供的服务与网络层提供的服务之差。通用的运输接口 运输协议1 通信子网1所提供的服务 运输协议2 通信子网2所提供的服务 若网络层能够提供虚电路服务，它可以保证报文分组无差错、不丢失、不重复且按顺序传输。在这种情况下，运输层协议相对就较为简单。如果网络层提供数据报服务，就要求主机负责保证报文无差错、不丢失、不重复，并保证报文按发送端顺序传送到接收端。这时就需要一个较为复杂的运输协议。二 运输服务与服务原语 运输层的主要目的是给用户提供可靠的端
36、到端的数据传送。在运输连接中，会话层是运输服务用户，运输层是运输服务提供者。运输连接的建立 一 运输连接管理 连接拒绝 运输连接的释放 连接释放 T提供的服务 文雅释放 正常数据传送(证实)二 数据传送 加速数据传送(证实)无连接服务的数据传送运输连接的建立 系统A 系统B 会话层 运输层 会话层 （服务用户）（服务提供者）（服务用户）T-CONNECT.request T-CONNECT.indication T-CONNECT.response T-CONNECT.confirm 运输连接的释放 T-DISCONNECT.request T-DISCONNECT.indication用户拒
37、绝建立运输连接请求 系统A 系统B 会话层 运输层 会话层 （服务用户）（服务提供者）（服务用户）T-CONNECT.request T-CONNECT.indication T-DISCONNECT.request T-DISCONNECT.indication 服务提供者拒绝建立连接请求 系统A 会话层 运输层 （服务用户）（服务提供者）T-CONNECT.request T-DISCONNECT.indication 运输连接的文雅释放 系统A 系统B 会话层 运输层 会话层 （服务用户）（服务提供者）（服务用户）T-CLOSE.request （不再发数据了）T-CLOSE.indic
38、ation T-CLOSE.request T-CLOSE.indication （不再发数据了）正常数据传送 系统A 系统B 会话层 运输层 会话层 （服务用户）（服务提供者）（服务用户）T-DATA.request T-DATA.indication 加速数据传送 T-EXPEDITED-DATA.request T-EXPEDITED-DATA.indication 加速数据传送，是运输层传输高层加急信息或本层控制信息的一种功能。在网络有拥塞情况时，采用加速数据传送方式可以及时地将有关情况通知对等实体。对于加速数据请求原语，限制其携带的数据的最大长度为16字节。/加速数据的传送必须要得到
39、对方的确认。/运输协议要保证在运输连接的每个方向上，同一时刻只能有一个加速数据存在，/同时，必须保证加速数据交付给接收端运输用户的速度，不能迟于任何在它以后发出的正常数据。无连接服务的数据传送T-UNIT-DATA.requestT-UNIT-DATA.indication三 运输协议1、网络服务质量 运输连接的建立需要网络层提供服务，网络服务质量与运输协议直接相关。对于运输连接，网络服务质量可分为三种类型：A型：网络连接具有可接受的低差错率和可接受的低故障通知率。B型：网络连接具有可接受的低差错率和不可接受的高故障通知率。C型：网络连接具有不可接受的高差错率。2、运输协议的分类 运输协议共分
40、五类，根据连接建立的协商结果，一个运输连接的对等运输实体必须采用同类协议操作。运输层 网络层 运输协议与网络质量的关系0类2类1类3类4类A型C型B型OSI运输协议的类型及功能类别 协议名 网络连接类型基本功能0TP0A型建立连接1TP1B型基本差错恢复2TP2A型复用3TP3B型差错恢复与复用4TP4C型差错检测、恢复与复用四 运输协议的机制以第4类(TP4)运输协议为主讨论.第4类运输协议所面向的C型网络连接不是非常可靠的,会出现差错、失序、丢失或重复，所以TP4具有较全面的功能。1、运输协议数据单元TPDU 协议的执行过程就是协议数据单元交互的过程。ISO为TP4运输协议规定了10种TP
41、DU，其中前9种TPDU对应于面向连接的网络服务，最后一种对应于无连接的网络服务。运输协议数据单元 类型 功能 可携带数据量 CR 连接请求 32字节 CC 连接证实 32字节 DR 连接释放请求 64字节 DC 连接释放证实 无 ER TPDU出错 无 DT 数据 协商好的长度以内 ED 加速数据 16字节 AK 确认 无 EA 加速数据确认 无 UD 单位数据 NSDU的最大值以下2、运输连接建立阶段当网络比较可靠时：系统A 系统B 会话层 运输层 会话层 T-CONNECT.request CR T-CONNECT.indication CC T-CONNECT.response T-C
42、ONNECT.confirm TP2成功连接时TPDU交换情况 系统A 系统B 会话层 运输层 会话层 T-CONNECT.request CR T-CONNECT.indication DR T-DISCONNECT.request T-DISCONNECT.indication TP2连接拒绝时TPDU交换情况当网络不甚可靠时，还须使用一个AK TPDU加以确认才行。系统A 系统B 会话层 运输层 会话层 T-CONNECT.request CR T-CONNECT.indication CC T-CONNECT.response T-CONNECT.confirm AK TP4成功连接时
43、TPDU交换情况3、数据传送阶段 一个运输服务数据单元TSDU可以分割为多个（当然也可以不进行分段）数据运输协议数据单元DT TPDU。每一个DT TPDU带有一个发送序号。在TP2中，由于网络提供按序到达服务，保证DT TPDU肯定按序到达，发送序号仅用于流量控制。但对于TP4，发送序号不仅用于流量控制，而且还用于将不按顺序到达的DT TPDU重新排序，同时检测出重复和丢失的DT TPDU。TP4正常数据传送 会话层 运输层 会话层 T-DATA.request DT0 AK1 DT1 DT2 AK3 DTn EOT T-DATA.indication AK(n+1)在接收端实体，要将接收到
44、的n+1个DT TPDU按序号顺序合并，以TSDU为单位交付给接收端的运输服务用户。如果以TPDU为交付单位，则对于每一个TPDU都应以一个相应的T-DATA.indication.4、加速数据传输 系统A 系统B 会话层 运输层 会话层 T-EXPEDITED DATA.request EDn T-EXPEDITED DATA.indication EAn 在发送等待队列中，ED TPDU可超越排在它前面的任何正常数据而优先发送出去。在任何时候，仅允许一个未被确认的ED TPDU在通信途中。为了保证一个加速数据ED TPDU不比在它之后发出的正常数据DT TPDU更迟地交付给接收端的运输用户
45、，TP4规定：运输实体暂停发送运输用户发过来并已收到的正常数据，只有在EA TPDU收到后才再发送正常数据。5、连接释放阶段 系统A 系统B 会话层 运输层 会话层 T-DISCONNECT.request DR T-DISCONNECT.indication DC 突然释放 系统A 系统B 会话层 运输层 会话层 T-CLOSE.request GR AK T-CLOSE.indication GR T-CLOSE.request T-CLOSE.indication AK 文雅释放 （GR TPDU为文雅释放请求的协议数据单元，不带有用户数据。当通信的每一方发出GR TPDU后就不再发送其
46、他数据。）五 运输协议中差错检测和差错恢复机制 在不可靠网络上传送数据时，所遇到的最基本的一个问题是：在一个运输连接释放时，网络中仍存有尚未交付的数据单元，但是当新的运输连接建立后，这些旧的数据单元传到了接收端，在一定条件下，就会产生差错。P91图3-6-20 解决办法：一、使用一个很大的序号空间 二、新的连接推迟开始（间隔时间增大）三、赋给每个连接一个序号 四、是数据单元在网络传送中逐渐“老化”五、时钟驱动法（数据单元所应收的起始序号受连接开始的时间控制）未用第七节 高层协议一 会话层二 表示层三 应用层一 会话层 在OSI中，所谓一次“会话”是在两个用户之间为交换面向进程的信息而按一定规则
47、建立起来的一个暂时联系。(或者说会话层在两个应用进程进行相互通信时，负责组织它的会话，协调它们之间的数据流，以使应用进程专注于信息交互。)会话层在两个表示层实体之间提供了建立会话连接的服务，并且支持有序地数据交换。为此，要实现下列四个目标：（1）在两个会话服务用户之间建立一个会话连接，并提供同步方式的数据交换和以有序方式释放这个会话连接。（2）协商使用令牌以控制数据交换、用户之间的同步以及会话连接的有序释放。（3）在会话服务数据流中建立同步点，并根据会话服务用户的请求利用已建立的同步点提供重新同步。（4）为会话服务用户提供中断会话的功能，并且可以在以后恢复它。会话连接的建立依赖于运输连接的建立
48、。会话连接到运输连接的映射可有三种可能：一一对应、多个会话连接对应一个运输连接和一个会话连接对应多个运输连接。会话 运输 (a)一对一连接 会话 运输 (b)多会话连接对单个运输连接 会话 运输 (c)单个会话连接对多个运输连接 令牌是会话连接的一个属性，它表示了会话服务用户对某种服务的独占使用权。令牌可在某一时刻动态地分配给一个会话用户，当该用户使用完后又可重新分配。在OSI会话层中定义了四种令牌：（1）数据令牌；（2）释放令牌；（3）次同步令牌；（4）主同步令牌。会话服务用户之间的合作可以划分为不同的逻辑工作段，每个逻辑工作段就称为一个活动。在任一时刻，一个会话连接只能为一个活动所使用；但
49、允许某个活动跨越多个会话连接，也允许有多个活动一个一个地顺序使用一个会话连接。活动1 活动2 活动3 连接建立 连接释放 （a）活动 会话连接1 会话连接2 会话连接3 （b）对话单元是活动中数据的基本交换单元。在活动的一系列对话中，每个单向的连续通信动作所传送的数据就构成了一个对话单元。所谓“同步”是使会话服务用户对会话的进展情况有一致的了解，即让用户知道“说到什么地方了”，这样在会话被中断后可以从中断处继续下去，而不必从头恢复会话。这种对会话进程的了解是通过设置同步点来获得的。同步点有主同步点与次同步点之分。（1）主同步点。主同步点用于在连续的数据流中划分出对话单元，一个主同步点是一个对话
50、单元的结束和下一个对话单元的开始。只有持有主同步令牌的会话用户才有权申请设置主同步点。（2）次同步点。次同步点用于在一个对话单元内部实现数据的结构化。只有持次同步令牌的会话用户才有权申请设置次同步点。P97图3-7-4二 表示层 表示层提供了应用实体在通信中所涉及的信息表示，即通过一些编码规则定义了在通信中传送这些信息所需的传送语法。由表示层看来，在通信的应用实体之间已存在一条端到端的连接，并且已具有了所需的服务质量。因此表示层只涉及传送所需的数据的表示（语法）。表示层为互连通信的应用实体提供一个公共表示，以消除不同应用进程之间信息表示在结构上的区别。从而为应用实体提供了语法独立性。OSI在表