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计算机网络体系结构概况

时间:2022-10-04 百科知识 版权反馈
【摘要】:计算机网络体系结构就是为了完成网络功能,把网络上每个计算机互联的功能划分成定义明确的层次,规定通信双方同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口和服务。在计算机网络中,发现差错发生,并进行相应的处理,最终使得到正确的数据报文这种情况称为差错控制。在计算机网络中,一个网络被分解成若干层次,各层次实现网络的某一部分功能,构成计算机网络的所有的层次共同实现了计算机网络的总体功能。

计算机网络体系结构就是为了完成网络功能,把网络上每个计算机互联的功能划分成定义明确的层次,规定通信双方同层次进程通信的协议及相邻层之间的接口和服务。网络的分层、各层的功能和服务、同层间通信的协议,以及相邻层接口构成网络体系结构的主要内容。

3.1.1 计算机网络的基本功能

数据信息传输对计算机网络提出了两个基本要求:

①及时而可靠地将数据从发送主机一端传送到目的主机一端;

②保证数据经网络到达用户后正确无误,从语法和语义上均能为接收用户识别。

计算机数据通信和话音通信不同,在话音通信中,只要求所建立的传输信道清晰、低噪声,而双方对通信内容的识别(互懂)则由终端用户自己去解决。在数据通信中,信号的识别是至关重要的,由于数据通信是机器与机器之间的通信,必须按预定的数据格式发送数据和接收数据,各种命令和控制符都应事先规定和精确定义,在通信开始前,终端用户必须一致同意预定的数据格式、各种命令和控制符的定义,这些事前规定的定义称为通信的协议。所以计算机网络通信的双方在通信前必须建立起特定的规程协议,并按照建立的特定规程协议进行通信。

计算机数据通信和话音通信的另一个不同是计算机数据通信的间歇性和突发性。人们打电话时信息流是平稳而连续的,速率也不高。然而计算机之间的数据通信却不是这样,当用户坐在终端前思考时,线路中没有信息流过,当用户发出文件传输命令时,开始的突发数据传输,当数据传输结束,线路可能又进入无数据阶段。所以计算机数据通信具有突发性的特点。另外计算机网络上连接着多台计算机,它们共享通信线路,计算机数据通信的突发性和共享线路的特点决定了计算机网络必须使用交换技术来满足这种特殊的通信要求。

为了高效地使用通信线路,计算机网络将要传送的数据分成若干分组进行传输。为了将这些分组正确的传输到目的地,被分成分组的每一段数据必须加入一些附加信息。这些附加的信息主要有用于识别分组开始和结束的同步信息,验证收到的分组是否正确的差错控制信息,指明发送分组的源端和接收分组的目的端的地址信息等。

计算机网络将每一段数据加入附加信息形成数据分组的过程称为打包,打包在发送方完成。打包的分组经过计算机网络传输到后,需要去除这些附加信息,取出传输的数据。将分段的数据中加入的附加信息去除称为解包,解包在完成。所以计算机网络的通信在要实现打包,在要实现解包。

如果网络中从发送方到接收方没有直接的链路存在,则数据分组的传输需要通过网络的中间节点选择不同的传输链路实现转发,通过网络中存在的若干节点和链路进行不断的转发,最终达到目的节点。由于发送方通往接收方之间的节点和链路往往存在若干条路径,网络中存在需要选择最佳的路径进行传输,即数据报文达到每个转发节点时,每个节点都存在为该数据报文选择一条最佳传输路径的问题。所以计算机网络中的各节点设备要为转发的数据包解决路由选择问题。

计算机网络的数据包传输过程中,难免发生差错,当传输发生差错时,网络需要能及时发现,并进行相应的处理(如要求重新发送)。在计算机网络中,发现差错发生,并进行相应的处理,最终使得到正确的数据报文这种情况称为差错控制。所以计算机网络要实现差错控制。

复杂网络中的数据通信情况类似道路系统中的交通流量情况,如果没有控制,在数据流量太大时会引起拥挤和堵塞,所以计算机网络在进行数据通信时,需要进行数据流量控制。如限制进入网中的数据分组数目,使网中的数据流量比较均匀,不发生拥挤和阻塞。所以计算机网络要实现流量控制。

两个端主机进行通信时,它们是按进程进行的,这种进程的通信在网络中称为会话。网络系统要对通信的双方的会话进行管理,以确定什么时候该谁说(发送),什么时候该谁听(接收)。一旦发生差错,从哪儿恢复继续会话。所以计算机网络的通信要进行会话管理。

两个端主机进行通信时,双方的信息表示要互相能够识别,如果双方的信息表示不一样,还需完成信息表示的转换。所以计算机网络需要解决信息表示的问题。

计算机网络传输数据的目的是实现网络应用,如实现网站访问、电子邮件、文件下载,所以计算机网络应提供各种基本的网络应用服务。

网络需要实现以上若干基本功能,网络的这些基本功能是由网络中的不同部分来完成的。在计算机网络中,一个网络被分解成若干层次,各层次实现网络的某一部分功能,构成计算机网络的所有的层次共同实现了计算机网络的总体功能。

3.1.2 分层系统结构和协议

从上面的讨论可知,计算机网络的两个基本功能涉及两个基本层次:第一个功能直接与通信传输有关。它解决数据的可靠传输,处于低层的位置,低层功能的实现主要是由通信设备和通信线路来完成。第二个功能与信息处理有关,处于高层的位置,高层功能的实现主要是由计算机主机系统或设备中的软件来完成的。高层、底层的关系如图3-1(1)所示。按照这种高层、低层两个基本层次划分的概念,一个计算机网络可以分成一个面向通信的通信子网和一个面向信息处理的资源子网,如图3-1(2)所示。其中通信子网对应底层部分,资源子网对应高层部分。

通信子网和资源子网中各自要实现的功能是很复杂的,所以在网络技术中,还需将通信子网和资源子网各自的功能作进一步的划分,某些功能划分成一个层次,每层只完成某些特定的功能。

图3-1 计算机网的两个基本功能与两个层次的关系

按照OSI技术标准,一个计算机网络被划分成7个层次。其中下面四层负责数据的可靠传输,对应在通信子网部分,上面的三层负责数据处理,对应在资源子网部分,即由通信子网组成的低层被划分成4个子层,由资源子网组成的高层被划分成3个子层,这种分层又称为七层网络体系结构模型(如图3-2所示)。一个计算机网络总功能任务的实现就由若干个子层各自完成自己的子任务来最终实现。

图3-2 计算机网络的7个层次

分层是一种结构化技术,它将一个复杂问题分解成若干容易解决的子问题,是工程中常用的一种方法。分层是系统分解的最好方法之一,把网络在逻辑上看成是由若干相邻的层组成的。大体上讲,将计算机网络分成若干层次,可以有以下好处:

①各层是独立的。某一层并不需要知道它的下一层是如何实现的,而仅仅需要知道该层通过层间的接口所提供的服务是什么。

②灵活性好。当发生变化时,只要接口关系保持不变,则该层或以下各层均不受影响。此外,某一层提供的服务还可以修改。当不再需要某层提供的服务时,甚至可以将该层取消。

③结构上可分割开。各层都可以采用最适合的技术来实现。

④易于实现和维护。

⑤实现标准化。

在达朗姆(A.S.Tanenbaum)所著的《计算机网络》一书中曾经举了一个生动的例子来说明计算机网络的分层结构。这个例子讲的是一个肯尼亚的哲学家和一个印度尼西亚的哲学家的对话。它们可以看成是层次结构中的最高层。由于他们使用不同的语言因而不能直接对话,于是每人都请来一个翻译,将他们各自的语言翻译成译员都能懂的第三国语言。这里翻译就在第二层,他们向高层提供翻译的服务。两个翻译可以使用共同的语言进行交流,但是由于他们一个在非洲,一个在亚洲,还是不能直接对话。两个翻译都需要请一个工程技术人员,按照事先约定的方式如电报或电话,将交谈的内容转化成电信号在物理介质上传送至对方。这里工程人员就在最下一层,他们知道如何按约定的方式将语音转换成电信号,然后发送到物理介质上传送到对方,为上一层翻译提供服务。

在这个例子中就有了3个层次,从上到下,我们不妨称为传输层、语言层和认识层。在认识层上对话的两个实体,即两个哲学家,他们之间的对话通信不是直接进行,我们称这为虚通信,这个虚通信是通过语言层接口处翻译员提供的语言翻译以及翻译员间的交谈来实现的,抽象地说就是上一层的虚通信是通过下一层接口处提供的服务以及下一层的通信来实现的。对语言层的翻译员来说他们并不关心哲学家交谈的内容,而只是将其准确地翻译成第三国语言就行。他们间的通信也是虚通信,他们的通信是通过传输层工程技术人员提供的服务以及传输层通信来实现的。传输层的工程技术人员只负责按共同的约定将语言转换成电信号传输到对方。既不管是用什么语言,也不管交谈的是什么哲学问题。传输层的这种通信为实通信。

该例子说明了在不同语言国家两个哲学家的对话系统,被分解成了3个层次,各层次完成自己特定的功能,3个层次共同完成了对话系统所需的所有功能,这就是网络分层的生动例子说明。

3.1.3 计算机网络体系结构的若干重要概念

计算机网络体系结构的网络模型中有很多重要概念,掌握这些基本概念对更好地学习后面各章或者进一步阅读有关网络书籍和文献都会有很大帮助。

(1)服务、功能与实体

计算机网络体系结构采用分层结构,每一层实现特定的功能,所有层共同实现网络的整体功能。网络各层的层次关系存在上下层之间的关系和同层间的关系。

网络上下层之间的关系是服务关系,下层为上层提供一定的服务,而各层把这种服务是如何实现的细节对上层屏蔽起来,上下层之间通过层间的接口来进行交互。

结构中的每一层都完成某些特定的功能,这些功能有些是新增加的,完全不同于低层,有些则是为了增强低层的功能。以前述通信子网组成的低层和资源子网组成的高层两层结构为例,高层的功能(保证收、发双方对所传信息可懂)是以其下层提供的服务(保证正确无误的传输)为基础的。下层的任务是向其上层提供无误码的信息传送,使上层往下看到的是一条“理想的无误码的通道”。至于下层是如何来做到这一点的上层并不关心亦无需知道。显然,实际的物理信息传输通路总是存在噪声、干扰的,误码是客观存在的。通常的做法是在低层作误码检测,凡是发现有误码的信息,收端拒收,要求发方重传,直到无误码发生为止,只负责报告收到发来的正确信息。这种“报喜不报忧”的做法本身就将物理线路上存在误码这一事实对高层屏蔽起来了。换句话说,由于下层提供了一定的服务后,高层就不必再去考虑低层的问题,而只需考虑本层的功能就行了。

事实上,低层还可以有许多别的方法来对付差错问题。只要保证向上层提供同样的服务,它甚至可以改用别的差错控制方法,低层采用何种差错控制方法上层根本不必知道,只要低层最终能提供正确的传输即可。所以各层设计与实现的细节对上层无关紧要,重要的是能完成本层功能,为上层提供需要的服务,在这个条件下,各层的设计细节对整个网络功能、性能也不会带来影响。这种灵活性是分层结构的重要优点之一,也是各个网络产品生产厂家可以自己设计、生产自己的网络产品,但各个厂家的网络产品又能互相兼容的重要保证,图3-3给出了网络的层次模型。

图3-3 计算机网络的层次模型

在层次模型结构中的任意层以“(N)层”为标记,而分别把它的下一层和上一层记为“N-1层”和“(N+1)层”,此标记规则同样可用来标明其他所有与层有关的概念。

体系结构中服务的概念就是每一层都以某种方式在其低层提供的服务之上再附加一定的功能为上层提供服务,使整个系统的最高层能够提供网络应用所需要的服务。

功能是指N层完成它特定的任务需要的具体功能。每一层具体功能的实现是由该层中的软硬件来完成的,N层中的软硬件又称为N层实体。

N层是N-1层的用户,又是N+1层的服务提供者,换言之,N实体在它从N-1层所得到的N-1服务之上附加了一些功能,形成向N+1实体提供的N服务,N+2层的用户使用了N+1层提供的服务,实际上它通过N+1层还间接使用了N层的服务,并更间接地使用N-1层以及以下所有各层的服务。

在分层结构中,除了最高层外,N层中的各软硬件实体共同向N+1层实体提供服务。也就是说,通过分层,就把总的问题分成若干小的问题。

分层的另一目的是保证层间的独立性。由于只定义了本层向高层所提供的服务,至于本层怎样提供这种服务则不作任何规定,因此每一层在如何完成自己的功能上都具有一定的独立性。这样一来就允许任意一层或几层在工作中作各种变动,关键是要向其高层提供同样的服务。这种方式,让各生产厂家可以独自设计实现自己的产品,在实现中,每个层次内部如何实现都可以关键是要能实现本层需要的功能,并能通过统一的层间接口,为上层提供标准的服务。

网络中的服务和功能具有这样的性质:功能是指本层而言,而服务是指本层向上一层提供的服务而言的。

(2)协 议

分层将复杂的整体功能分解成了若干子功能,分而治之,逐个加以解决,简化了网络的复杂度。每一个子层都为网络上的数据传输完成自己特定的功能,通过层间的接口为上层提供服务。

网络同层之间的关系是协议关系。网络中各层功能的实现是通过和同等层进行信息传输实现的,和同等层在实现信息传输时,必须事前有一些约定,并遵循这些事前约定的规则,这些规则称为网络协议。如规定数据传输的报文格式,双方都按规定的数据报文格式进行数据传输,规定报文格式中各在字段的意义,网络层次和协议的关系如图3-4所示。

图3-4 网络层次和协议的关系

网络协议明确规定为实现本层功能双方在信息交换时怎样表示信息格式、怎样控制信息交换、信息交换的顺序如何等。数据的格式、数据的意义、数据传输的时序,称之为网络协议的三要素,它表述为:

①语法,即数据与控制信息的结构和格式;

②语义,即需要发出何种控制信息、完成何种动作,以及作出何种应答;

③时序,即事件实现顺序的详细说明。

网络协议是计算机网络的重要组成部分。网络的各层功能的实现通过各层的协议体现,讨论网络各层的功能就是讨论各层网络协议,可以这么认为:计算机网络的功能是由各层功能的组合来完成的,各层的功能实现就是由各层协议来实现的,从这个意义上来说,计算机网络的软件实现就是计算机网络的协议的集合。

N实体之间的合作关系由N协议来规范,N协议协调N实体间的工作,实现N层的功能。协议是处于同等层的双方之间的每一层的同等层之间都有协议关系存在,如图3-4中N层协议表示发送方N层和N层之间的协议。同等层之间的N层协议精确地定义了各N实体如何使用N-1服务协同完成N功能,并将这些功能附加在N-1服务之上,向N+1实体提供N服务。

图3-5 协议、服务、服务访问点概念的模型示意

(3)服务访问点SAP

我们前面说过,低层向高层提供服务,通过层间的接口来实现服务。在网络中将同一系统中相邻两层的实体进行信息交互的接口称为服务访问点SAP(Service Access Point),也就是N实体和N+1实体之间的逻辑接口。相邻层的一对实体——N实体和N+1实体就是通过服务访问点来使用和提供服务。

一个N服务访问点一次只能连到一个N+1实体上,一个N服务访问点可以从一个N+1实体脱开,然后重新再接到同一个或另一个N实体上。同样在N+1层和N层之间有服务访问点SAP,在N层和N-1层之间也有服务访问点SAP,即各相邻层之间都存在服务访问点SAP。N+1实体从SAP获得N服务,一个NSAP只能由一个N实体提供,也只能为一个N+1实体所利用。然而一个N实体可以提供几个NSAP,一个N+1实体也可能利用几个NSAP为其服务。一个服务访问点由服务访问地址来标识。协议、服务、服务访问点概念的模型示意如图3-5所示。

(4)层间数据流动方向

当数据终端用户进行数据发送时,它通过计算机主机将数据发送到网络,通过网络送到对方主机(如图3-6所示)。这个过程对应网络七层模型,则是发送方的最高层和它的第二层进行交互,即发送方最高层(N层)和它的下层相邻层(N-1层)进行交互,将信息交给下层(N-1层),该相邻层又和它的下一层(N-2层)进行交互,这样一直到最底层,最底层以信息流方式通过物理媒体介质传输到最底层,最底层又和它的相邻上层(N-1层)交互,将信息交给相邻上层(N层),相邻上层再交给它的相邻上层(N+1层),这样一直到最高层,最高层将信息交给接收用户。可以看出,各层都仅仅和自己的相邻层交互,信息流的流动在发送方是自上而下的,而在接收方是自下而上的。各层间交互的目的是通过这种交互最终实现和自己的对等层传输信息,交互遵循双方对等层之间的协议进行。

图3-6 层间数据流动方向

(5)协议数据单元PDU

在网络层次结构模型中,网络中各层功能的实现是通过和的同等层之间的协议实现的,和的同等层在实现信息传输时,必须使用本层的协议数据单元进行通信。信息从最高层自上而下的传送过程中,每层都要加上供同等层使用的各种控制信息,这些控制信息实际加在数据的前部和尾部,形成头部和尾部,构成本层的协议数据单元PDU(如图3-7所示)。在数据的前部和尾部,形成头部和尾部,构成本层的协议数据单元PDU这个过程一般被称为打包。

图3-7 协议数据单元PDU

网络中的各层都要形成自己的数据单元,它们的名称也不相同。各层数据单元的形成和传输为:

发送方的最高层实体从用户获得传送的信息(数据),加上头部和尾部,形成最高层的协议数据单元,然后通过服务访问点SAP交给它的下层N层实体;N层实体将来自最高层的协议数据单元作为自己的信息(数据),又加上本层的头部和尾部形成N层的协议数据单元,继续通过N层和N-1层再次打包,又构成N-1层实体;这个N层的协议数据单元又作为N-1层的数据在N-1层再次打包,又构成N-1层的协议数据单元向下层传送,就这样逐层交互,直至最下面的物理层。各层数据单元关系如图3-7所示。

到达物理层后,通过最下面物理传输介质上以比特数据流的形式传输到的物理层,完成了传送到接收方的任务:接受方收到后,物理层根据物理层协议数据单元的头部和尾部的控制信息完成比特流的接收,此时该物理层协议数据单元的头部和尾部的作用已经完成,在逐层自下而上的传送中,不必将物理层数据单元的头部和尾部再往上层传送,可以剥去再往上层传送。同样在物理层上面的这一层根据物理层上面的这一同等层的协议数据单元的头部和尾部中的控制信息完成接收,然后剥去该头部和尾部,再通过SAP往它的上层传送,交给它的上层实体,这样一直传送到的最高层。所以在逐层向上层传送时,对协议数据单元的处理正好和相反,即是逐层的剥去包。最终送到的最高层。

网络的数据传送是通过逐层的协议数据单元PDU的逐层交互,在发送方自上而下逐层打包,形成各层的协议数据单元向下传递;在接收方自下而上的逐层拆包,向上传递,最终到达的最高层的方式进行传递的(如图3-8所示)。打包和拆包的过程与邮政信件实际传递中要加信封、加邮袋、邮车等层层封装,再层层去掉封装的过程相类似。

(6)虚通信和实通信

在前面我们已经提出虚通信的概念,这里作进一步的讨论。我们已经知道,网络层次模型中的数据流动是通过各层和自己的相邻层交互,发送方是自上而下进行的。某一同等层的协议数据单元(N层协议数据单元)也是通过不断地从发送方向下层交互到达的最底层,通过物理介质的传输传送到的最底层,然后又逐层自上而下的交互,才到达的N层。这样的交互过程对于某一同等层的协议数据单元看上去好像在发送、接收双方的同等层之间存在一条通路,可以将自己的协议数据单元送到对方的同等层,这就是虚通信。

而网络体系结构中将在最底层通过物理介质的传输称为实通信(实际的传送是通过的自上而下的交互传送到最底层的物理介质,通过物理介质的比特流传送到,再自下而上交互的传送来实现的)。虚通信和实通信的示意如图3-9所示。

虚通信的概念使我们以后讨论数据传输数据涉及两个对等层时,可以用直接的传输(虚通信)来分析问题。而不必再繁琐地说明发送方自上而下,接收方自下而上的这个传输过程。

图3-8 网络的数据传送通过协议数据单元PDU逐层交互

图3-9 虚通信与实通信示意

(7)服务原语

上述讨论指出,分层结构的信息传输通过发送方层间不断地交给下层和不断地提交给上层来实现。传输在发送方是自上而下进行的,交互的目的是和自己的对等层传输信息以实现数据传输。这种交互的实现由上层的实体通过SAP交给下层的实体,这种交互是通过服务原语进行的。OSI标准定义了4种类型的服务原语来实现N+1层实体向N层实体之间的交互:

①请求原语(Request)。请求原语是发送方N+1(上层)实体向发送方自己的N层(下层)发出的,要求这个N实体向它提供指定的服务。例如请求建立连接、请求数据传输等。

②指示原语(Indication)。指示原语是由接收方N层(下层)发向接收方自己的相邻层N+1层(上层)的,通知N+1层有服务请求到来。

③响应原语(Response)。响应原语是接收方的N+1层(上层)发向自己的N层(下层)的,通知N层对此服务请求响应。

④确认原语(Confirm)。确认原语是由发送方N层(下层)发向自己的相邻层N+1层(上层)的,表示N层对N+1层提出的服务请求已经完成(加以确认)。

服务原语和协议数据单元的关系如下:

假设N+1实体要和N+1实体进行通信。于是N+1实体就先发出Request原语,以调用N实体的某个过程。这就引起了N实体向其对等层发出一个协议数据单元PDU,当的N实体收到这个协议数据单元PDU后,就向自己一方的N+1实体发出Indication原语。指示N实体已经调用一个过程,接着N+1实体发出Response原语,用于完成刚才Indication原语所调用的过程。这又引起N实体产生一个协议数据单元PDU,通过网络返回到N实体,N实体向N+1实体发出Confirm原语,表示完成了N+1实体发出的Request原语的调用过程。

一个服务原语交互过程如图3-10所示。

图3-10 服务原语交互过程

以上仅是N+1层和N层进行交互的例子。当用户对发送方最高层实体提出服务请求时,通过以上各对等层的逐层交互,完成用户提出的服务请求。

(8)连接的建立和释放(拆除)

所谓连接就是2个对等实体为进行数据通信而进行的一种结合。2个同等N+1实体之间进行通信时,即在2个或多个N+1实体之间进行交换信息,就要利用N协议建立N层的联系。这种联系称为N连接,可以在N层的2个或多个访问点之间提供N连接,处于N连接的服务访问点称为N连接点。

①建立连接:

连接就是2个或多个N+1实体之间交换数据,必须先在N层中用N协议在N+1实体之间建立联系,使服务的实体进入准备就绪状态,这种联系称为N连接。N连接是N层给N+1层实体提供的一种为了交换信息的服务,建立一个连接包括以下内容:

为实体提供服务的实体名;

a.建立SAP与N+1实体和N实体的连接;

b.N+1实体要求N实体提供合乎要求的服务质量;

c.与N服务有关的其他性能(如流量控制的窗口大小、数据长度、加速服务等)。

建立N连接要求如下的条件:

a.在这些N实体间可以得到一个N-1连接;

b.2个N实体处于能执行连接建立协定的状态。

N连接的建立和释放是在N-1连接基础上动态地进行的,N连接的建立意味着2个实体间的N-1连接可以利用,如果N-1连接不存在,则必须先建立或同时建立N-1连接,而这又要求N-2连接可用。依此类推,直到遇到可用的下层连接。显然最底层的物理线路连接必须存在,所有上层连接的建立才有物质基础。

②释放连接:

当完成了数据交换后,各实体为本次数据交换分配的资源应该释放出来,为后续继续的数据传输提供服务,这种对分配资源的释放过程就是释放连接。释放连接实现了对建立起来的连接给予释放,除此之外,还有其他原因也能引起连接释放。

a.常规释放:当通信的N+1实体间完成数据传送,任何一方N+1的实体都可以发起它们之间的连接,以后释放后的N实体可以为其他的N+1实体建立新的N连接服务。常规释放为非证实的释放。

b.有序释放:有序释放也叫协商释放,实质是证实型的释放服务。

c.异常释放:异常释放也叫随意释放,当N服务用户和服务提供者发现异常情况,不必再保持N连接上的数据传送时,都可随时发起释放连接。释放还将在后面章节进一步讨论。

(9)数据传送

数据传送包括正常的数据传送、在连接建立和释放期间的数据传送、加速数据传送等内容。

①正常的数据传送:

在N实体之间,以N协议数据单元为单位交换控制信息和用户数据。N协议数据单元是N协议所指定的数据单元,它包括N协议控制信息和可能的N用户数据。N协议控制信息是在N实体之间利用N-1连接来交换的,用于支持N实体间的操作。

如果已经存在N-1连接,就能在N协议的规则控制下交换数据。反之,若不存在N-1连接,就必须首先建立连接,然后再进行数据传送。

②连接建立期间的数据传送:

在N连接的建立请求中,可以携带N用户数据,并且在连接建立的应答中,也可以携带数据。

③加速数据传送:

加速数据传送是给予协议数据单元拥有较高的优先权,加速数据传输可以不受流量控制。

一个通过连接进行数据传输使用服务原语的简单例子如下:

连接请求:呼叫方通过连接请求原语向被叫方请求建立一个连接;

连接指示:连接请求通过虚通信传到被叫方后,通过连接知识原语向被叫方指示有建立连接的请求;

连接响应:被叫方响应此建立连接则通过连接响应原语告诉本方服务提供者。

连接证实:呼叫方服务提供者通过虚通信得知被叫方已建立连接后,通过连接证实原语告知呼叫方服务用户。通过以上四步就建立一条呼叫方与被叫方之间的连接,可开始进行数据传输。

数据请求:呼叫方服务用户通过此原语请求本方服务提供者将数据送给被叫方。

数据指示:被叫方服务提供者收到对方送来的数据后通知服务用户。

断连请求:任何一方用户可通过此原语请求释放连接,由服务提供者传至对等方。

断连指示:对等方服务提供者通过此原语告诉本方服务用户释放连接。

从以上例子可看到服务有证实和非证实之分。连接服务是证实的服务,要使用请求、指示、响应和证实全部4种服务原语。数据传送服务和断连服务都是非证实的。只要使用请求和指示2种原语。证实的服务需要在对等方之间来回一次,花费较多的时间,但增加了可靠性。对建立连接的服务被呼叫方既可以同意建立连接,也可以拒绝建立连接。数据传送以及断开连接服务根据需要可采用证实的服务或非证实的服务方式。

(10)复用和分流

在N-1连接之上可以构造出3种具体的N连接:

①一一对应式。每一个N连接建立在一个N-1连接之上。

②多路复用式。几个N连接多路访问一个N-1连接。

③分流。一个N连接建立在几个N-1连接之上。这样,N连接上的通信被分配到几个N-1连接上传输。

邻层连接之间的3种对应关系在实际应用中都是可能的。例如,单独一个终端连接到X.25公共数据网上,则在一个网络连接(虚电路)上只实现单个传输连接。如果使用了终端集中器,则各个终端上的传输连接被多路复用到一个网络连接上,这样就降低了通信费用。相反,把一个传输连接分流到几个网络连接上传输,则可以得到更高的吞吐率,并提高传输的可靠性。

以上是计算机网络中的若干概念。有了网络的分层结构思想和分层模型中的若干基本概念。就为深入了解开放系统互联参考模型和网络协议标准打下了良好的基础。

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