X.21簡介

X.21是對(duì)公用數(shù)據(jù)網(wǎng)中的同步式終端(DTE)與線路終端(DCE)間接口的規(guī)定。主要是對(duì)兩個(gè)功能進(jìn)行了規(guī)定:

其一是與其他接口一樣，對(duì)電氣特性、連接器形狀、相互連接電路的功能特性等的物理層進(jìn)行了規(guī)定;

其二是為控制網(wǎng)絡(luò)交換功能的網(wǎng)控制步驟，定義了網(wǎng)絡(luò)層的功能。

(1)空閑或靜止階段:此階段接口不工作(類似掛著機(jī)的情況);

(2)呼叫建立連接階段:通過交換控制信號(hào)建立DTE與DCE間的邏輯連接;

(3)數(shù)據(jù)傳輸階段:通信雙方交換數(shù)據(jù)(電話中 雙方通話)

(4)連接清除階段:通過交換控制信號(hào)中斷兩個(gè)DTE間的通信關(guān)系，拆除它們間的邏輯連接(電話中說"再見"掛機(jī))

1)) 當(dāng)接口空閑時(shí)，4條信號(hào)線T C R 和I都傳送"1"碼。CCITT規(guī)定C線和I線中，"1"--"斷"，"0"--"通";

2)) 當(dāng)DTE要發(fā)出呼叫時(shí)，它將T線置為"0"，并置C線為"通"。(相當(dāng)于某人摘機(jī)呼叫)

3)) 如DCE已連在線路上準(zhǔn)備接收呼叫時(shí)，它開始經(jīng)R線連續(xù)發(fā)出ASCⅡ字符"+"，告訴DTE可以撥號(hào)(相當(dāng)于數(shù)字撥號(hào)音)

4)) 當(dāng)DTE收到"+"字符的，就開始經(jīng)T線逐步發(fā)送遠(yuǎn)程DTE的地址碼信息，遠(yuǎn)程DCE接到該地址碼后，就發(fā)出一呼叫 進(jìn)行信號(hào)，呼叫遠(yuǎn)地DTE，同時(shí)通知本地DTE呼叫遠(yuǎn)地DTE的結(jié)果。如呼叫成功，則線路被接通。DCE便置I線為"通"，表示可以傳送數(shù)據(jù)(這時(shí)使全雙工的，雙方都可進(jìn)行通信，雙方通過T和R線傳送或者接收數(shù)據(jù)

5)) 數(shù)據(jù)傳送完畢后，兩個(gè)DTE中的任何一個(gè)都可以置自己一側(cè)的C線為"斷開"狀，表明自己的數(shù)據(jù)已發(fā)送完，斷開連接一般為主叫方進(jìn)行。即主叫方先說"再見"，置C為"斷"，置T為"0"。當(dāng)本地DCE檢測(cè)到C線為"斷開"時(shí)，便將I置為"斷"，R線置為"1"。最后主叫方DTE把T置為1作為應(yīng)答。使接口又恢復(fù)到空閑的狀態(tài)。

呼入的過程與呼出的過程相類似，當(dāng)發(fā)生呼入、呼出沖突時(shí)，一般取消遠(yuǎn)程呼叫。

物理層并不是物理媒體本身，它只是開放系統(tǒng)中利用物理媒體實(shí)現(xiàn)物理連接的功能描述和執(zhí)行連接的規(guī)程。物理層提供用于建立、保持和斷開物理連接的機(jī)械的、電氣的、功能的和過程的條件。簡而言之，物理層提供有關(guān)同步和全雙工比特流在物理媒體上的傳輸手段，其典型的協(xié)議有RS232C、RS449/422/423、V.24和X.21、X.21bis等。

物理層是OSI的第一層，它雖然處于最底層，卻是整個(gè)開放系統(tǒng)的基礎(chǔ)。物理層為設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸媒體及互連設(shè)備，為數(shù)據(jù)傳輸提供可靠的環(huán)境。物理層的媒體包括架空明線、平衡電纜、光纖、無線信道等。通信用的互連設(shè)備指DTE(DataTerminalEquipment)和DCE(DataCommunicationsEquipment)間的互連設(shè)備。DTE即數(shù)據(jù)終端設(shè)備，又稱物理設(shè)備，如計(jì)算機(jī)、終端等都包括在內(nèi)。而DCE則是數(shù)據(jù)通信設(shè)備或電路連接設(shè)備，如調(diào)制解調(diào)器等。數(shù)據(jù)傳輸通常是經(jīng)過DTE-DCE，再經(jīng)過DCE-DTE的路徑?；ミB設(shè)備指將DTE、DCE連接起來的裝置，如各種插頭、插座。LAN中的各種粗、細(xì)同軸電纜、T型接頭、插頭、接收器、發(fā)送器、中繼器等都屬物理層的媒體和連接器。

物理層的媒體包括架空明線、平衡電纜、光纖、無線信道等。通信用的互連設(shè)備指DTE(DataTerminalEquipment)和DCE(DataCommunicationsEquipment)間的互連設(shè)備。DTE即數(shù)據(jù)終端設(shè)備，又稱物理設(shè)備，如計(jì)算機(jī)、終端等都包括在內(nèi)。而DCE則是數(shù)據(jù)通信設(shè)備或電路連接設(shè)備，如調(diào)制解調(diào)器等。數(shù)據(jù)傳輸通常是經(jīng)過DTE-DCE，再經(jīng)過DCE-DTE的路徑?；ミB設(shè)備指將DTE、DCE連接起來的裝置，如各種插頭、插座。LAN中的各種粗、細(xì)同軸電纜、T型接頭、插頭、接收器、發(fā)送器、中繼器等都屬物理層的媒體和連接器。

物理層的主要功能是：①為數(shù)據(jù)端設(shè)備提供傳送數(shù)據(jù)的通路，數(shù)據(jù)通路可以是一個(gè)物理媒體，也可以是多個(gè)物理媒體連接而成。一次完整的數(shù)據(jù)傳輸，包括激活物理連接、傳送數(shù)據(jù)和終止物理連接。所謂激活，就是不管有多少物理媒體參與，都要在通信的兩個(gè)數(shù)據(jù)終端設(shè)備間連接起來，形成一條通路。②傳輸數(shù)據(jù)。物理層要形成適合數(shù)據(jù)傳輸需要的實(shí)體，為數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。一是要保證數(shù)據(jù)能在其上正確通過，二是要提供足夠的帶寬(帶寬是指每秒鐘內(nèi)能通過的比特(Bit)數(shù))，以減少信道上的擁塞。傳輸數(shù)據(jù)的方式能滿足點(diǎn)到點(diǎn)，一點(diǎn)到多點(diǎn)，串行或并行，半雙工或全雙工，同步或異步傳輸?shù)男枰＂弁瓿晌锢韺拥囊恍┕芾砉ぷ鳌?/p>

數(shù)據(jù)鏈路可以粗略地理解為數(shù)據(jù)通道。物理層要為終端設(shè)備間的數(shù)據(jù)通信提供傳輸介質(zhì)及其連接。介質(zhì)是長期的，連接是有生存期的。在連接生存期內(nèi)，收發(fā)兩端可以進(jìn)行不等的一次或多次數(shù)據(jù)通信。每次通信都要經(jīng)過建立通信聯(lián)絡(luò)和拆除通信聯(lián)絡(luò)兩個(gè)過程。這種建立起來的數(shù)據(jù)收發(fā)關(guān)系就叫做數(shù)據(jù)鏈路。而在物理媒體上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)難免受到各種不可靠因素的影響而產(chǎn)生差錯(cuò)，為了彌補(bǔ)物理層上的不足，為上層提供無差錯(cuò)的數(shù)據(jù)傳輸，就要能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。數(shù)據(jù)鏈路的建立，拆除，對(duì)數(shù)據(jù)的檢錯(cuò)，糾錯(cuò)是數(shù)據(jù)鏈路層的基本任務(wù)。

鏈路層是為網(wǎng)絡(luò)層提供數(shù)據(jù)傳送服務(wù)的，這種服務(wù)要依靠本層具備的功能來實(shí)現(xiàn)。鏈路層應(yīng)具備如下功能：

鏈路連接的建立、拆除和分離；

幀定界和幀同步。鏈路層的數(shù)據(jù)傳輸單元是幀，協(xié)議不同，幀的長短和界面也有差別，但無論如何必須對(duì)幀進(jìn)行定界；

順序控制，指對(duì)幀的收發(fā)順序的控制；

差錯(cuò)檢測(cè)和恢復(fù)。還有鏈路標(biāo)識(shí)，流量控制等等。差錯(cuò)檢測(cè)多用方陣碼校驗(yàn)和循環(huán)碼校驗(yàn)來檢測(cè)信道上數(shù)據(jù)的誤碼，而幀丟失等用序號(hào)檢測(cè)。各種錯(cuò)誤的恢復(fù)則?？糠答佒匕l(fā)技術(shù)來完成。

獨(dú)立的鏈路產(chǎn)品中最常見的當(dāng)屬網(wǎng)卡，網(wǎng)橋也是鏈路產(chǎn)品。數(shù)據(jù)鏈路層將本質(zhì)上不可靠的傳輸媒體變成可靠的傳輸通路提供給網(wǎng)絡(luò)層。在IEEE802.3情況下，數(shù)據(jù)鏈路層分成了兩個(gè)子層，一個(gè)是邏輯鏈路控制，另一個(gè)是媒體訪問控制.

OSI其中

AUI--連接單元接口PMA--物理媒體連接

MAU--媒體連接單元PLS--物理信令

MDI--媒體相關(guān)接口

網(wǎng)絡(luò)層的產(chǎn)生也是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的結(jié)果。在聯(lián)機(jī)系統(tǒng)和線路交換的環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)層的功能沒有太大意義。當(dāng)數(shù)據(jù)終端增多時(shí)。它們之間有中繼設(shè)備相連，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)一臺(tái)終端要求不只是與惟一的一臺(tái)而是能和多臺(tái)終端通信的情況，這就產(chǎn)生了把任意兩臺(tái)數(shù)據(jù)終端設(shè)備的數(shù)據(jù)鏈接起來的問題，也就是路由或者叫尋徑。另外，當(dāng)一條物理信道建立之后，被一對(duì)用戶使用，往往有許多空閑時(shí)間被浪費(fèi)掉。人們自然會(huì)希望讓多對(duì)用戶共用一條鏈路，為解決這一問題就出現(xiàn)了邏輯信道技術(shù)和虛擬電路技術(shù)。

中繼控制層，其主要功能是利用數(shù)據(jù)鏈路層所保證的鄰接節(jié)點(diǎn)間的無差錯(cuò)數(shù)據(jù)傳輸功能，通過路由選擇和中繼功能，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)端系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸。為此，網(wǎng)絡(luò)層還具有多路復(fù)用功能，采用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用原理，將一條數(shù)據(jù)鏈路復(fù)用為多條邏輯信道，從而實(shí)現(xiàn)一個(gè)數(shù)據(jù)終端設(shè)備利用一條物理電路同時(shí)和多個(gè)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信設(shè)備的通信。網(wǎng)絡(luò)層規(guī)定了網(wǎng)路連接的建立和拆除規(guī)程以及數(shù)據(jù)傳送規(guī)程等。

網(wǎng)絡(luò)層為建立網(wǎng)絡(luò)連接和為上層提供服務(wù)，應(yīng)具備以下主要功能：

1.路由選擇和中繼；

2.激活，終止網(wǎng)絡(luò)連接；

3.在一條數(shù)據(jù)鏈路上復(fù)用多條網(wǎng)絡(luò)連接，多采取分時(shí)復(fù)用技術(shù)；

4.檢測(cè)與恢復(fù)；

5.排序，流量控制；

6.服務(wù)選擇；

7.網(wǎng)絡(luò)管理。

端開放系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳送控制層。主要功能是端開放系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)的收妥確認(rèn)。同時(shí)，還用于彌補(bǔ)各種通信網(wǎng)路的質(zhì)量差異，對(duì)經(jīng)過下三層之后仍然存在的傳輸差錯(cuò)進(jìn)行恢復(fù)，進(jìn)一步提高可靠性。另外，還通過復(fù)用、分段和組合、連接和分離、分流和合流等技術(shù)措施，提高吞吐量和服務(wù)質(zhì)量。

傳輸層是兩臺(tái)計(jì)算機(jī)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)，第一個(gè)端到端的層次，具有緩沖作用。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)質(zhì)量不能滿足要求時(shí)，它將服務(wù)加以提高，以滿足高層的要求；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)質(zhì)量較好時(shí)，它只用很少的工作。傳輸層還可進(jìn)行復(fù)用，即在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接上創(chuàng)建多個(gè)邏輯連接。傳輸層也稱為運(yùn)輸層。傳輸層只存在于端開放系統(tǒng)中，是介于低3層通信子網(wǎng)系統(tǒng)和高3層之間的一層，但是很重要的一層。因?yàn)樗窃炊说侥康亩藢?duì)數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行控制從低到高的最后一層。

有一個(gè)既存事實(shí)，即世界上各種通信子網(wǎng)在性能上存在著很大差異。例如電話交換網(wǎng)，分組交換網(wǎng)，公用數(shù)據(jù)交換網(wǎng)，局域網(wǎng)等通信子網(wǎng)都可互連，但它們提供的吞吐量，傳輸速率，數(shù)據(jù)延遲通信費(fèi)用各不相同。對(duì)于會(huì)話層來說，卻要求有一性能恒定的界面。傳輸層就承擔(dān)了這一功能。它采用分流/合流，復(fù)用/介復(fù)用技術(shù)來調(diào)節(jié)上述通信子網(wǎng)的差異，使會(huì)話層感受不到。

此外傳輸層還要具備差錯(cuò)恢復(fù)，流量控制等功能，以此對(duì)會(huì)話層屏蔽通信子網(wǎng)在這些方面的細(xì)節(jié)與差異。傳輸層面對(duì)的數(shù)據(jù)對(duì)象已不是網(wǎng)絡(luò)地址和主機(jī)地址，而是會(huì)話層的界面端口。上述功能的最終目的是為會(huì)話提供可靠的，無誤的數(shù)據(jù)傳輸。傳輸層的服務(wù)一般要經(jīng)歷傳輸連接建立、數(shù)據(jù)傳送、傳輸連接釋放3個(gè)階段才算完成一個(gè)完整的服務(wù)過程。而在數(shù)據(jù)傳送階段又分為一般數(shù)據(jù)傳送和加速數(shù)據(jù)傳送兩種。

會(huì)話單位的控制層，其主要功能是按照在應(yīng)用進(jìn)程之間約定的原則，按照正確的順序收、發(fā)數(shù)據(jù)，進(jìn)行各種形態(tài)的對(duì)話。會(huì)話層規(guī)定了會(huì)話服務(wù)用戶間會(huì)話連接的建立和拆除規(guī)程以及數(shù)據(jù)傳送規(guī)程。

會(huì)話層提供的服務(wù)是應(yīng)用建立和維持會(huì)話，并能使會(huì)話獲得同步。會(huì)話層使用校驗(yàn)點(diǎn)可使通信會(huì)話在通信失效時(shí)從校驗(yàn)點(diǎn)繼續(xù)恢復(fù)通信。這種能力對(duì)于傳送大的文件極為重要。會(huì)話層，表示層，應(yīng)用層構(gòu)成開放系統(tǒng)的高3層，面向應(yīng)用進(jìn)程提供分布處理、對(duì)話管理、信息表示、檢查和恢復(fù)與語義上下文有關(guān)的傳送差錯(cuò)等。為給兩個(gè)對(duì)等會(huì)話服務(wù)用戶建立一個(gè)會(huì)話連接，應(yīng)該做如下幾項(xiàng)工作：

1.將會(huì)話地址映射為運(yùn)輸?shù)刂罚?/p>

2.數(shù)據(jù)傳輸階段；

3.連接釋放。

數(shù)據(jù)表示形式的控制層，其主要功能是把應(yīng)用層提供的信息變換為能夠共同理解的形式，提供字符代碼、數(shù)據(jù)格式、控制信息格式、加密等的統(tǒng)一表示。表示層的作用之一是為異種機(jī)通信提供一種公共語言，以便能進(jìn)行互操作。這種類型的服務(wù)之所以需要，是因?yàn)椴煌挠?jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)使用的數(shù)據(jù)表示法不同。例如，IBM主機(jī)使用EBCDIC編碼，而大部分PC機(jī)使用的是ASCII碼。在這種情況下，便需要表示層來完成這種轉(zhuǎn)換。通過前面的介紹，我們可以看出，會(huì)話層以下5層完成了端到端的數(shù)據(jù)傳送，并且是可靠的、無差錯(cuò)的傳送。但是數(shù)據(jù)傳送只是手段而不是目的，最終是要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的使用。由于各種系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的定義并不完全相同，最易明白的例子是鍵盤--其上的某些鍵的含義在許多系統(tǒng)中都有差異。這自然給利用其它系統(tǒng)的數(shù)據(jù)造成了障礙。表示層和應(yīng)用層就擔(dān)負(fù)了消除這種障礙的任務(wù)。

OSI參考模型的最高層。其功能是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用進(jìn)程(如用戶程序、終端操作員等)之間的信息交換。同時(shí)，還具有一系列業(yè)務(wù)處理所需要的服務(wù)功能。應(yīng)用層一般包括公共應(yīng)用服務(wù)要素(CASE)和特定應(yīng)用服務(wù)要素(SASE>。其中CASE提供應(yīng)用進(jìn)程中最基本的服務(wù)，向應(yīng)用進(jìn)程提供信息傳送所必需的、但又獨(dú)立于應(yīng)用進(jìn)程通信的能力。SASE實(shí)質(zhì)上是各種應(yīng)用進(jìn)程在應(yīng)用層中的映射，每一個(gè)SASE都針對(duì)某一類具體應(yīng)用，例如文件傳送、訪問和管理(FTAM)、虛擬終端(VT)、消息處理系統(tǒng)(MHS)、電子數(shù)據(jù)互換(EDI)和目錄查詢等。

應(yīng)用層向應(yīng)用程序提供服務(wù)，這些服務(wù)按其向應(yīng)用程序提供的特性分成組，并稱為服務(wù)元素。有些可為多種應(yīng)用程序共同使用，有些則為較少的一類應(yīng)用程序使用。應(yīng)用層是開放系統(tǒng)的最高層，是直接為應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)的。其作用是在實(shí)現(xiàn)多個(gè)系統(tǒng)應(yīng)用進(jìn)程相互通信的同時(shí)，完成一系列業(yè)務(wù)處理所需的服務(wù)。