Transcript 電腦網路ISO七層簡介

電腦網路(computer networks)
1
通訊協定
（Communications Protocols）


點對點（Point-to-Point）的溝通
端對端（End-to-End）的溝通
2
層次化的觀念
3
OSI的歷史發展


1977年，國際標準組織(Internetational
Standard Organization, 簡稱ISO)開於著手於
OSI通信協定標準化之研擬。1984年，頒布了
OSI（Open System Interconnection reference
model ， 開放系統連線參考模式 ）基本參考
模型，訂定七個層次之功能標準、通信協定及
服務種類。
OSI標準主要是由國際標準組織(ISO)、國際電
報電話諮詢委員會(CCITT)所共同制定的(註73)。
此二機構設有駐美代表機構：美國國家標準協
會(American National Standards Institute, 簡
稱ANSI)，為美國制定編碼與訊號綱要的重要
組織。
4
ISO／OSI網路模型
5
4.1 OSI模型
OSI模型(3/3)
 模組的最終目標是
 讓不同廠商的通訊產品彼此能夠相互作用
 任何通訊設備都可遵循此模組來設計
目的：
各家推出的實體網路設備，要如何進行連接？
各家的通訊協定不同，要怎樣克服語言上的問題來互
相溝通？
網路上傳輸的單位要定為多少才合適？
在進行傳輸時，何時可以開始發送才不會造成傳輸資
料的互相衝突？
2002/10/3
黎明技術學院 電子科
黃謝璋
12
6
怎樣確定傳送的對象？如何傳送到目的地？

協定堆疊

OSI模型上各分層機能上的不同協定便統
稱為協定堆疊。
7
協定堆疊
各層均獨立，可自行發展
8
ISO／OSI模型







實體層 (Physical layer)
連結層(Data link layer)
網路層(Network Layer)
傳輸層(Transport Layer)
交彈層(Session Layer)
表示層(Presentation Layer)
應用層(Application Layer)
9
ISO／OSI模型

實體層 (Physical layer)


資料連結層(Data link layer)


實體層來規定種種電氣規格和訊號處理之方式。
定義兩個透過實體連線的系統資料傳送與接收，有
時也提供偵錯與控制的服務。
網路層(Network Layer)

網路層來規範資料在網路中的尋徑(Routing)功能，
讓封包能依最短的路徑傳送到目的地。
10
ISO／OSI模型

傳輸層(Transport Layer)


傳輸層具有連接導向的特性，提供高品質的服務與
精確傳輸。它的主要工作包括控制封包順序、資料
流量控制、偵測重複的封包、緊急資料的傳送、複
雜的錯誤與回復處理、以及安全方面的課題。
交談層(Session Layer) （會議層）

交談層即是負責建立、主控一個交談，利用會話技
巧或對話，協調系統之間的資料交換。具體來說，
交談層服務的目的是在滿足OSI各應用體間的共同
需求，它把人與人交談的行為，反映於網路裡電腦
間的通訊。
11
ISO／OSI模型

表現層(Presentation Layer) （表示層）


表現層的協定是作業系統與軟體的一部分，搭配作
業系統與檔案系統一起工作。在這一層，資料為了
顯現或列印而被格式化並編碼，如tab或特殊圖形前
置碼。
應用層(Application Layer)

應用層來規範各類應用之使用介面和運作程序，以
提供使用者統一、有效的網路應用服務，也確保任
何遵循此一規定的使用者得以相互通信。
12
OSI各層級和相對應的資料單位或資料
型態
層級
單位或資料型態
應用層
Message(訊息)
表達層
Data(資料)
會議層
無
傳輸層
Segement(片段)
網路層
Datagram(資料包)或Packet(封包)
資料鏈結層
Frame(訊號框)
實體層
Bit(位元)
13
協定堆疊
協定堆疊說明(3/3)
第七層
應用層
Application Layer
特別的網路功能，例如檔案傳輸，虛擬終端
機，電子郵件，以及檔案伺服器。
第六層
表達層
Presentation Layer
資料格式化，字元碼轉換，及資料加密。
第五層
會議層
Session Layer
協調以及與另一個節點建立連接。
第四層
傳輸層
Transport Layer
提 供 可 靠 的 終 端 對 終 端 ( end-to-end) 資 料 傳
送。
第三層
網路層
Network Layer
在多個網路上為資訊封包安排路徑。
第二層
資料鏈結層
Data-link Layer
傳送可定址的資訊單位，資料框，及錯誤檢
查。
第一層
實體層
Physical Layer
在通訊媒體上傳輸二位元資料。
2002/10/3
黎明技術學院 電子科
黃謝璋
15
14
OSI模型
資料在OSI模型中傳送的過程：
Application Layer
Presentation Layer
Session Layer
Transport Layer
Network Layer
Data Link Layer
Physical Layer
Application Layer
Presentation Layer
Session Layer
Transport Layer
Network Layer
Data Link Layer
Physical Layer
15
OSI模型


往下層傳送資料的過程中，陸續加入表
頭
往上層傳送資料的過程中，陸續去除表
頭。
16
在往下層傳送資料的過程中，陸續加入表頭，在往上傳
的過程中，陸續去除表頭。
原始
資料
應用層
Hp
原始
資料
表達層
H s Hp
原始
資料
會議層
Ht H s Hp
原始
資料
傳輸層
Hn Ht H s Hp
原始
資料
網路層
Hd Hn Ht H s Hp
原始
資料
Td
Hd Hn Ht H s Hp
原始
資料
Td
加入
表頭
位元串流(bits)
原始
資料
Hp
原始
資料
Hs Hp
原始
資料
Ht
Hs Hp
原始
資料
Hn Ht
Hs Hp
原始
資料
資料鏈結層
Hd Hn Ht
Hs Hp
原始
資料
Td
實體層
Hd Hn Ht
Hs Hp
原始
資料
Td
去除
表頭
位元串流(bits)
17
資料的處理與傳遞
18
網路常見的分類法(Taxonomy)




以網路涵蓋的區域大小來分類
以傳輸訊號的特徵來分類
以交換方式來分類
以傳播方式來分類
19
網路的分類
•依網路涵蓋面積的範圍來區分可分為：
•區域網路(Local Area Netware，LAN)
•都會網路(Metropolitan Area Netware，MAN)
•廣域網路(Wide Area Netware，WAN)
20
何謂LAN、MAN、WAN

區域網路 ( LAN；Local Area Network )
分佈在在一間公司內部或者是一所學校以內的範圍
所形成的網路規模
提供電腦間快速、短距離的資料通訊

都會網路 ( MAN；Metropolitan Area
Network )
在同一都會區內的區域網路連接起來所形成的網路

廣域網路 ( WAN；Wide Area Network )
由數個都會網路或區域網路所連接而成的網路結構
提供長距離的通訊、傳輸速率比較慢
21
LAN、MAN、WAN的關係
區域網路、都會網路及廣域網路之規模示意圖
22
區域網路的例子
資源共享
23
區域網路
•在區域網路上有三種主要的存取方法，分別是：
CSMA/CD：是Carrier-Sence Multiple Access
with Collision Detection的縮寫，也就是乙太網
路(Ethernet ，IEEE 802.3)所使用的存取方法。
Token Passing：記號傳送是IEEE 802.4與
IEEE 802.5所採用的存取方法。
Demand Priority：要求優先詮是
IEEE802.12(即是100VG AnyLan)所採用的存取
方法。
24
補充資料
協定與 TCP/IP 通訊協定集
25
協定的主要功能

語法


語義


有關資料區塊的格式
包括協調與錯誤處理的控制訊號
時序

包含速度匹配與順序
26
通訊網路中行為角色

應用程式


電腦


在電腦之間交換資料, 例如, 電子郵件.
連接到網路
網路

在電腦之間傳送資料(低階資料)
27
TCP/IP 階層





實體層(Physical layer)
網路存取層(Network access layer)
網際網路層(Internet layer)
傳輸層(Transport layer)
應用層(Application layer)
28
TCP/IP Physical Layer



實體層
包括資料傳送裝置與傳輸媒體或網路之
間的實體介面
實體層說明:




傳輸媒介的特性
訊號的本質
資料傳輸率
其他相關事物
29
TCP/IP Network Access Layer



網路存取層
有關在終端系統與它所連接的網路之間
資料的交換
所應用的軟體視網路型態而定




線路交換(Circuit switching)
封包交換(Packet switching, 例, X.25)
區域網路(LAN, 例, Ethernet)
其他
30
TCP/IP Internet Layer




網際網路層
使用網際網路協定(Internet Protocol, IP)
提供資料在不同而互連的網路中遊走
(traverse)的遶徑功能( routing functions).
在終端系統及路由器實現.
31
TCP/IP Transport Layer



傳輸層
通常使用傳輸控制協定(Transmission
Control Protocol, TCP)
提供可靠的資料交換


完整性(Completeness)
次序(Order)
32
TCP/IP Application Layer



應用層
邏輯上支援使用者應用程式
對不同型態的應用程式使用特定而分開
的模組
33
TCP/IP 應用

簡易郵件傳輸協定(Simple mail transfer
protocol,SMTP)


檔案傳輸(File Transfer Protocol, FTP)


提供基本的電子郵件功能
可將檔案從一系統傳送到另一系統
遠端登入(TELNET)

提供遠端登入功能
34
OSI 與 TCP/IP 的比較
OSI
TCP/IP
應用層
展現層
會議層
應用層
傳輸層
運送層
(主機對主機)
網路層
網際網路層
鏈結層
實體層
網路存取層
實體層
35
TCP/IP 架構的優點

TCP/IP 協定比 OSI 協定更快速成熟


當有需要在跨越網路進行合作時, 只有
TCP/IP可用而且也已就緒
OSI 模型過於複雜

相較於OSI的七層, TCP/IP 具有較少層級
36
互連網路的用詞



Communication network – 通訊網路,在網
路裝置之間提供資料傳輸服務的設施
Internet – 網際網路, 由橋接器/路由器所
連接的通訊網路的集合
Intranet – 網內網路, 一個組織內部所用的
網際網路。


提供主要的網際網路應用
可以是一個隔離而自已自足的網際網路
37
何謂Intranet及Extranet


Intranet指的是一個網路的辦公室環境，
利用各種Internet協定與工具，彼此分享
資訊，溝通聯絡以及完成各種辦公室的
工作。
Extranet指組織與組織之間利用Internet
所建立起來的一種關係，使組織之間得
以共享資料及資訊。
38
Intranet及Extrant之間的差異
Intranet
資料存取
相異點
使用者
安全性
相同點
Extranet
對聯盟內成員公
開
企業內相關人 聯盟內相關企業
員
高
略低
私人
都是採用TCP/IP協定的連線方式來建構。
39
互連網路的用詞 (續)




End System (ES) – 終端系統, 提供使用者
應用或服務的裝置
Intermediate System (IS) – 中介系統, 用以
連接二網路的裝置
Bridge – 橋接器, 為一 IS, 用以連接兩個
使用相似協定的區域網路
Router – 路由器為一 IS, 用以連接個相似
或不同的網路
40
Router 的功能



提供網路之間的鏈結
在不同網路中的不同終端系統上的程序
之間的資料遶徑及遞送
有這些功能可使網路架構不需修改任何
子網路
41
不同網路的 Routers 必須提供

定址方法


最大封包大小


不同大小的封包必須分段(segmentation)
介面


不同的位址指定方法
區分硬體與軟體介面
可靠性

網路可提供不可靠服務
42