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关于OSI/RM的“服务”与“协议”的概念

浏览:10230  来源:通信人在线  日期:2020-03-02

OSI/RM由两类系统构成:7层的端系统(End-system)和3层或3层以下的中间系统。OSI/RM对层功能的描述与传统的网络描述方式有所不同。除OSI的最高层(应用层)只定义了协议以外,ISO文本为下面6层都定义了“服务”(Service),因此,下6层由服务与协议(Protocol)共同构成完整的功能描述。

1、服务

OSI服务与电信领域的Service(译作“业务”)的含义完全不同。电信领域的业务是用于描述电信业务提供商向电信业务使用者提供的服务,典型的电信业务有:话音与电报传送业务、普通数据传送业务、多媒体实时传送业务等等。OSI服务则是对OSI协议层间操作关系的抽象。

OSI服务定义(Service Definition)文本中,协议层间交换的信息(种类、信息内部参数及用途)被称为服务原语(Service Primitive)。由于对服务原语的定义不涉及其具体的表达格式,又称之为抽象服务原语,因此,同一服务的服务原语在不同的硬软件实现中其表达格式可能完全不同。在OSI文本中,广泛使用“状态变迁图”(State Transition Diagram)来描述在服务访问点(SAP,即Service Access Point)服务原语交换关系与状态变迁关系;“时序图”(Time Sequence Diagram)则用来描述服务原语在一对SAP间概念上的交换时序(抽象服务原语并不从一个系统传送到另一个系统)。

OSI的服务有两类:面向连接的服务(Connection Oriented Service)和无连接服务(Connectionless Service )。前者类似于电话服务过程:在进行数据传输前,呼方必须向受呼方请求建立连接,在得到对方同意后才能在二者间建立起供数据传输用的抽象“连接”,从而进入数据传输阶段;双方在数据传输阶段完成数据传输任务后,必须由某方提出拆除连接请求,连接拆除后整个服务过程结束。拆除连接的过程又有无确认方式和需确认方式,不同的服务可能采用一种或两种拆除连接的方式。面向连接服务较为复杂,但所提供的传输服务较为可靠。有连接服务在路径选择上与无连接方式有所不同,每个连接仅需在建立连接阶段进行一次。

无连接服务像邮政服务,每个基本数据单元像邮件那样带上目的地址,经过中间网络节点(等效于邮政系统的邮件中转站)选择路径后被逐级转发到目的地。无连接服务的每个基本数据单元都需要选择各自的路径,因此,同一对通信对象间的不同数据单元可能会选择不同的路径。无连接服务简单,但通常传输不太可靠,可能发生数据单元错序、丢失、重复等情况。

2、协议(Protocol

OSI/RM之中,所谓协议是指同层(或同一子层)实体(Entity)之间允许交换的信息格式规定和交换规程。协议使用的基本信息称为协议数据单元(PDU,即Protocol Data Unit),其种类、内部字段的意义及编码、各比特的传输顺序,在协议文本中都必须给予详细的定义。ISO文本常采用两种方式来描述PDU交换规程:非形式化技术和形式化技术。前者采用文字描述加状态变迁图/表的方式进行;后者要求使用形式化描述技术(FDT,即Formal Definition Technique)。

由于自然语言可能产生二义性,对文本理解的不同可能会影响协议实现与文本原意之间的一致性(Conformity)。尽管在该类文本中都附有描述协议状态变迁的状态变迁图(State Transition Diagram)或状态变迁表(State Transition Table),但由于二者仍然是非形式化的描述方法,难以保证协议的正确性和完整性。有不少用非形式化描述技术定义的协议在使用多年之后还发现有错误,因此人们开始研究形式化描述技术(FDT)。图1画出了在层次型数据网络中数据在网中的流动与变化过程。

1:层次型网络数据传送过程示意图

如图1所示,上一层交给下一层的用户数据,每经过一层都被加上该层协议头形成该层的协议数据单元(PDU,即Protocol Data Unit),然后交给下一层进行类似处理,最后到达物理层传输线路后,以二进制位流形式发出。收方则进行反向操作,每经过一层,该层协议实体根据协议头内容进行相应处理后,将除去协议头的上一层的PDU交给上一层,直到最后还原成应用系统的用户数据。每一层的协议文本对PDU的种类、用途、格式(包括参数)和合法顺序关系和应答关系都作了明确的规定,发送方发出的PDU到达对方同层实体中原则上不变(个别PDU的参数因协议不同可能变化),就像同层实体间在直接交换PDU一样。

大家应当理解,同层实体间PDU的对等通信关系是虚拟通信关系,实际传输过程是在同一系统中沿空心粗箭头方向传输,通过物理通信介质传至对方。在这一点上,OSI/RM与其他层次型结构网络的传输过程一样。OSI/RM与其他层次型网络不同之处在于,由于它明确地定义了“服务”的概念,因此,图1中的空心箭头实际代表层间服务原语的交换。可以想见,在OSI/RM中,同一系统中邻层的信息交换不能以PDU的形式进行,而是以交换服务原语的方式完成。这也是OSI/RM十分复杂的原因之一。

ITUISO在对OSI/RM中的下3层协议描述的观察点是不同的。欲进一步了解的请进入

欲更多了解其OSI知识的请进入OSI/RM的概念OSI/RM各层功能介绍

附录
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