2.1 osi参考模型。
20世纪70年代以后，计算机网络有了迅速的发展。各主要的计算机生产厂家纷纷开发自己的计算机系列产品，先后推出自己的计算机网络体系结构，以保证同一系列内各种计算机的兼容性和本公司产品的联网需要。但是，这种自成体系的封闭计算机系统难以实现其它公司产品的入网，从而很难满足异种计算机互联已达到信息交换、资源共享、分布处理和分布停用的需要。
然而，用户同时安装多个厂家的计算机并需要联网构成系统的情况越来越多。所以，客观要求迫切希望建立一系列的国际标准和国家标准，使得计算机网络由封闭走向开放。
2023年国际标准化组织iso成立了一个委员会研究网络设备的兼容性，并公布了开放系统互连osi(open system interconnection)参考模型。经过多年的努力，2023年它成为正式国际标准iso7498，2023年对该标准进行了进一步的完善和补充。
2.1.1 osi概述。
开放系统互连参考模型osi中的“开放系统”指的是网络模型对竞争的生产厂商的设备开放。参考模型允许“所定义的程序能够在用户间实现信息互连和信息交换”。其中的用户指的是拥有一台或多台计算机的系统以及与之相连的软件、外设、终端、操作员、物理处理，信息传送机制等等。
这些元素组合起来必须能够执行信息处理和/或信息传送。值得一提的是，参考模型并不需要规定某种特定的实现和技术，它只是提供标准化的信息交换程序的参考框架。（熊p23）。
2.1.2osi参考模型结构。
通信是信息转换和信息传送控制的过程。为了很好地实现这一功能，并且建立开放的体系结构，osi参考模型采用分而治之的原则，即分层体系结构。每层具有定义明确的功能及与相邻层的接口，使得各层协议细节的研究是各自独立进行的。
这样，一旦导入新技术或提出新的业务需求时，可以把通信功能的扩充、变更所带来的影响限制在直接相关的层内，而无需改动全部协议。
osi参考模型分层的原则是将相似的功能集中在同一层内，功能差别加大时则分层处理，每层只对相邻的上、下层定义接口，具体分层原则为：
1） 当需要一个不同等级的抽象时，就应当有一个相应的层次，以控制明显不同的功能；
2） 每层的功能应当是非常明确的，应该很容易的包括局部功能，使得该层能够很容易地利用新技术实现功能或协议地变化而不影响其它层；
3） 层与层地边界应该选择在使通过这些边界的服务尽可能的少，且相互作用的信息量尽量少的地方；
4） 层数应足够多，以避免不同的功能混杂在同一层中，但也不能太多，否则会在描述和综合各层功能的系统工程任务时遇到角度的困难，应当在二者之间取得平衡。
基于以上分层原则，osi参考模型将开放系统的通信功能划分为七个层次，每层完成系统信息交换所需的部分功能。从邻接物理**的层次开始，分别为1，2…，7层的顺序编号，相应地称之为物理层ph（physical）、数据链路层dl(data link)、网络层n(network)、传输层t(transport)、会话层s(session)、表示层p(presentation)和应用层a(application)。osi参考模型把进行交换信息的“源系统”和“目的系统”称为端系统（end-system）。
如果二端系统之间没有物理介质直接相连，其间的信息交换则只能通过另一类开放系统进行数据中转（中继）。这类中继开放系统只需要七层中的下三层。osi参考模型及其各层协议通信过程的示意图如图2.
1所示。
阳宪惠p48 网络通信技术分册p51
2.1.3 osi参考模型的功能划分。
osi参考模型每一层的功能是相对独立的，它利用其下一层提供的服务来为其上一层提供服务，且与其它层的具体情况无关。其中，服务指的是下一层向上一层提供的通信功能和层之间的对话规定，一般用通信服务源于实现。两个开放系统中同等层之间的通信规则和约定称为协议。
物理层：物理层提供用于建立、维持和断开物理连接的机械的、电气的、功能的和规程的手段。物理层不是物理**，它只是开放系统中利用物理**提供相邻设备间的比特流传输，为上一层提供一个能够透明传输比特流的屋里连接。
它规范定义了传输**、信令技术和编码模式。
数据链路层：数据链路层用于建立、维持和拆除逻辑链路连接，实现点到点和点到多点的链路上信息的无差错传递。通过对连接相邻的通路进行差错控制、数据成帧、同步等控制，为上一层提供一条不出错的链路。
网络层：网络层规定了网络连接的建立、维持和拆除的协议。其主要功能就是利用数据链路层提供的相邻节点间的无差错数据传输功能，通过路由选择和中继功能是数据（分组）能够正确地按照地址找到目的节点，并交付目的节点的网络层，即实现网络层的寻址功能。
它还具有多路复用的功能。
传输层：传输层完成开放系统之间的数据传送控制，主要实现数据收发确认功能。其主要功能是根据下三层的特性最佳地利用网络资源，为两个端系统的会话层提供可靠的和经济的端到端的服务。
另外，它还通过复用、分段和组合、连接和分离、分流和合流等技术措施提高吞吐量和服务质量。
会话层：会话层依靠传输层以下的通信功能，提供、组织并同步通信对话手段，使得数据传送功能在开放系统间有效地进行。其主要功能是按照在应用进程之间的约定，按照正确的顺序收/发数据，进行各种形式的对话。
表示层：表示层是处理osi系统间用户信息的表示问题，以确保应用程序相互能通信，其主要功能是把应用层提供的信息变换为能够共同理解的形式，提供字符**、数据格式、控制信息格式、加密等的统一表示。它仅对应用层信息内容的形式进行变换，而不改变其内容本上。
应用层：应用层是osi参考模型的最高层，其功能是实现应用进程（如用户程序、终端操作员等）之间的信息交换。同时，还具有一系列业务处理所需要的服务功能。
2.2 物理层协议。
物理层不是指具体的物理设备，也不是指承担信号传输的物理**，而是在物理**上为上一层（数据链路层）提供一个传递比特流的物理连接。物理层协议有时也称为物理接口协议。
2.3.1物理层的功能及特性。
物理层位于 osi参考模型的最低层，是在双绞线、同轴电缆和光导纤维等各种物理**组成的通信线路上传送比特流的层。iso对osi模型的物理层所做的定义为：在物理信道实体之间合理地通过中间系统，为比特传输所需的物理连接的建立、维持和断开提供机械的、电气的、功能性和规程性的手段。
其作用是确保比特流能在物理信道上传输。
图2.2 dte-dce接口框图
物理层协议连接两个物理设备，为数据链路层提供透明的比特流传输所必须遵循的规则，也称为物理接口协议。接口两边的设备分别称为dte(date terminal equipment，数据终端设备)和dce(date communications equipment，数据通信设备)。其中，dte是对属于用户所有的连网设备或工作站的统称，它们是通信的信源或信宿，如计算机、终端等；dce是对为用户提供入接点的网络设备的统称，如自动呼叫应答设备、调制解调器等。
dte-dce的接口框图如图2.2所示，可见物理层接口协议实际上是dte和dce或其它通信设备之间的一组约定，主要解决网络节点与物理信道如何连接的问题，以便为物理上连接的两个数据链路实体之间提供透明的为流传送。物理连接可能是永久性的，也可能是动态的连接和释放。
物理连接允许进行全双工或半双工的比特流传输。在传输过程中，它能对传送通路的工作情况进行监督，一旦出现故障立即通知dte和dce。
物理层要在dte与物理层协议规定了标准接口的机械特性、电气特性、功能特性以及规程特性，以便于不同的制造厂家能够根据公认的标准各自独立地制造设备，使各个厂家的产品都能够相互兼容。这四个重要的特性：
（1）机械特性：规定了物理连接时对所使用的可接插连接器的形状、几何尺寸、插针或插孔芯数及排列方式、锁定装置形式等。
2） 电气特性：规定了在物理连接器上传输二进制比特流时线路的电气连接及有关的电路特性，一般包括：接收器和发送器电路特性、表示信号状态的电压/电流电平、最大传输速率与距离限制，以及与互连电缆相关的规则等。
它还规定了dte-dce接口线的信号电平高低、发送器的输出阻抗、接收器的输入阻抗等电器参数。 根据发送器和接收器采用的工作方式，物理层接口的电气特性主要分三类：非平衡型、新的非平衡型和新的平衡型。
（3）功能特性：规定了物理接口上各条信号的**、作用以及其它信号之间的关系。物理接口信号线一般分为：数据线、控制线、定时线和地线等几类。
（4） 规程特性：规定了物理接口两侧为建立、维持和断开物理连接及传送比特流而在各条信号线上采取的一组操作过程，包括信号线的工作规则和时序。
2.2.2 物理接口标准。
为了实现不同厂商的计算机和各种外围设备串行连接的需要，已经制定了一系列串行物理接口的标准。这些标准主要在机械、电气、功能和规程四个特性上有所区别。常用的物理接口标准有：
eia-232-d, eia rs-499以及x.21建议等。其中，这里仅介绍著名和广泛应用的eia rs-232-d接口标准。
eia rs-232c是由美国电子工业协会eia(electronic industry association)在2023年颁布的一种目前使用最广泛的串行物理接口recommended standard)的意思是“推荐标准”，232是标识号码，而后缀“c”则表示该推荐标准已被修改过的次数。
rs-232标准提供了一个利用公用**网络作为传输**，并通过调制解调器将远程设备连接起来的技术规定。远程**网相连接时，通过调制解调器将数字转换成相应的模拟信号，以使其能与**网相容；在通信线路的另一端，另一个调制解调器将模拟信号逆转换成相应的数字数据，从而实现比特流的传输。图2.
8(a)给出了两台远程计算机通过**网相连的结构图。从图中可看出，dte实际上是数据的信源或信宿，而dce则完成数据由信源到信宿的传输任务。rs-232c标准接口只控制dte与dce之间的通信，与连接在两个dce之间的**网没有直接的关系。
图2.8 rs-232c的远程连接和近地连接
rs-232c标准接口也可以如图2.8(b)所示用于直接连接两台近地设备，此时既不使用**网也不使用调制解调器。由于这两种设备必须分别以dte和dce方式成对出现才符合rs-232c标准接口的要求，所以在这种情况下要借助于一种采用交叉跳接信号线方法的连接电缆，使得连接在电缆两端的dte通过电缆看对方都好象是dce一样，从而满足rs-232c接口需要dte-dce成对使用的要求。
这根连接电缆也称作零调制解调器(null modem)。
rs-232c的机械特性规定使用一个25芯的标准连接器，并对该连接器的尺寸及针或孔芯的排列位置等都做了详细说明。顺便提一下，实际的用户并不一定需要用到rs-232c标准的全集，这在个人计算机(pc)高速普及的今天尤为突出，所以一些生产厂家为rs-232c标准的机械特性做了变通的简化，使用了一个9芯标准连接器将不常用的信号线舍弃。
rs-232c的电气特性规定逻辑“1”的电平为-15至-5伏，逻辑“0”的电平为+5至+15伏，也即rs-232c采用+15伏和-15伏的负逻辑电平，+5伏和-5伏之间为过渡区域不做定义。rs-232c接口的电气特性见图2.9，其电气表示见表3.
1。rs-232c电平高达+15伏和-15伏，较之0~5伏的电平来说具有更强的抗干扰能力。但是，即使用这样的电平，若两设备利用rs-232c接口直接相连(即不使用调制解调器)，它们的最大距离也仅约15m，而且由于电平较高、通信速率反而能受影响。rs-232c接口的通信速率《20kbps(标准速率有bps等几档)。
通信第二章
当用户将鼠标箭头移到文件及设置这一项菜单时，在这个位置上点取鼠标的左键，则屏幕弹出一个下拉菜单 如图2 1所示 该菜单共有15项内容。图2 1 文件及设置菜单栏。每新建一张图请点取该项，屏幕弹出对话框 autocad提示 如图2 2所示 这是对当前图形文件是否保存的提示信息，尽管当前无图形文件，但每...
第二章数据通信基础
一 教学目标 1.了解数据通信的基本概念。2.了解数据传输方式。3.理解数据交换技术。4.理解差错检验与校正技术。二 教学重点 难点。数据通信的数据传输方式 数据交换技术 差错检验与校正技术。三 教学方法。教师讲解 演示 提问 四 教具使用。计算机一台 多 幻灯片演示。五 教学内容与过程。导入 由现...
第二章 数据通信基础
名词解释 信息 是对客观食物的反映，可以是对物质的形态 大小 结构 性能等全部或部分特性的描述，也可以表示物质与外部的联系。数据 信息可以用数字的形式来表示，数字化的信息称为数据。信道容量 是指信道传输信息的最大能力，通常用信息速率来表示。码元 计算机网络传送中的每1位二进制数字称为 码元 或 码位...