第 2-3 章 OSI七層模式 Session Layer Presentation Layer Application Layer

Presentation on theme: "第 2-3 章 OSI七層模式 Session Layer Presentation Layer Application Layer"— Presentation transcript:

1 第 2-3 章 OSI七層模式 Session Layer Presentation Layer Application Layer
How OSI 7-Layer Model Works 資料單元：訊框、封包 TCP/IP Model IEEE 802 標準 資訊網路

2 Session Layer（會談層） 兩台電腦間的通訊： 由許多迷你的連線交談（又稱對話）所組成 會談層位於第五層：
負責建立、管理、及終止兩個通訊主機間的連線對話（會談） 對話控制（dialogue control）： 判別它們在某時刻所扮演的角色： 每項交談的兩台電腦都扮演兩種角色： 既是要求服務的客戶端，亦是提供服務的伺服器 會談層判斷該使用全雙工，還是半雙工： 全雙工（雙向同時對話） ： 會談層幾乎不干涉對話，讓兩台電腦的其他層來管理 半雙工（雙向交互通訊） ： 須使用會談層資料記號，讓主機輪流傳送訊息 資訊網路 第 2-3 章

3 單工、半雙工與雙工 單工 (Simplex) ： 發送端只能發送訊息出去，不能接收訊息 接收端只能接收訊息，不能發送訊息出去
例如：電視機、收音機... 等 只能接收來自電台的訊息， 但不能回傳訊息給電台 半雙工 (Half Duplex) ： 通訊端可以接收與發送資料 但一次只能做一種動作， 不能同時收發 例如：無線電對講機 全雙工 (Full Duplex) ： 可以同時進行資料的接收與發送動作 例如：電話 資訊網路 第 2-3 章

4 Session Layer的檢查點 檢查點（checkpoint）： 會談層利用檢查點（checkpoint）來分隔對話 以便有條理地依序
起始（Start） 終止（Terminate） 暫停中斷（Break） 恢復通訊（Resume） 資訊網路 第 2-3 章

5 Session Layer 的協定 第五層的協定： NFS（Network File System）： 網路檔案系統
SQL（Structured Query Language）： 結構化查詢語言 RPC（Remote Procedure Call）： 遠端程序呼叫 X-視窗系統（X-Windows system） ASP（AppleTalk Session Protocol）： AppleTalk 連線協定 SCP（Session Control Protocol）： 連線控制協定 資訊網路 第 2-3 章

6 Presentation Layer 展示層位於第六層： 主要提供相同的格式 多種資料格式間進行翻譯工作 將資料轉換成接收端設備可了解的格式
展示層的三個主要功能： 格式化（Formatting）： 文字格式：ASCII、EBCDIC 圖形影像：TIFF（Tag Image File Format）、JPEG（Joint Photographic Experts Group）、PNG（Portable Network Graphics） 聲音：MIDI（Musical Instrument Digital Interface）、MPEG（Motion Picture Experts Group）、QuickTime 加密（Encryption）：金融交易、網路銀行中使用 壓縮（compression）： 利用複雜的數學演算法 尋找整筆資料中重複的位元型式 以一個較短的位元型式來代表長的位元型式 資訊網路 第 2-3 章

7 Application Layer 應用層位於第七層： OSI 中最接近使用者的一層 提供網路服務給應用程式 應用層與其他層的差異：
不提供服務給OSI的其他層，只為OSI模型以外的應用程式提供服務 應用程式一般使用領域名稱來代表IP 常見的第七層應用程式包括： HTTP(Hyper Text Transmission Protocol)： 全球資訊網所使用的超文字傳輸協定 Telnet ：連接到遠端資源的遠端登入與存取程式 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) ： 傳送電子郵件的簡單郵件傳輸協定 POP3 (Post Office Protocol) ： 支援電子郵件所使用之郵局通訊協定 FTP (File Transfer Protocol) ： 網站間複製和移動檔案的檔案傳輸協定 SNMP (Simple Network Management Protocol）: 網路資料擷取和監控的簡易網路管理協定 資訊網路 第 2-3 章

8 How OSI 7-Layer Model Works
發送端執行下列五個步驟，才能傳送資料： 建立共同傳輸格式：以便傳輸資料（Data） 應用層、展示層、會談層（7、6、5） 傳輸層（4）將資料分成區段(Segment) 指定順序編號 接收端以正確順序，組合當初不一定先送先到的區段 網路層（3）對區段進行封裝，建立封包(Packet) 封包添加目的地和來源網路位址，通常是 IP 資料鏈結層（2）對封包進行封裝，建立訊框(Frame) 訊框添加來源和目的地的實體位址（MAC Address） 實體層（1）將訊框透過編碼的方式，成為位元(bits)訊號 經過實體層媒體傳送到接收端 資訊網路 第 2-3 章

9 封裝作業 封裝（encapsulation）： OSI模型的每一層透過封裝作業 將上一層協定資料單元放入資料欄
再加入本層所須表頭和表尾來執行功能 資訊網路 第 2-3 章

10 封裝與拆裝處理圖 封裝： 第7、6、5層資料格式化、加密、壓縮 第4層區段 第3層封包加入來源及目的地的邏輯位址
第2層訊框加入來源及目的地的實體位址 第1層編碼 封裝與拆裝處理圖 拆裝（decapsulation ）： 第1層資料到達目的地 第2層檢查訊框收件欄實體位址無誤，退去訊框 第3層檢查目的地的邏輯位址無誤後，退去第三層的表頭 第4層依序號重組資料，若無缺失把資料送給上層；如有缺失就發送訊號要求對方重送 第5層依服務點的號碼向上分別傳資料給所需的資料點，確保上層可同時進行不同的連線交談而不會混亂 第6層壓縮資料解壓縮，加密資料解密，比對資料格式，必要時翻譯成第七層所需格式 第7層使用HTTP提供網頁瀏覽器解讀網頁內容，將HTML所規定的網頁呈現在螢幕上 資訊網路 第 2-3 章

11 資料單元 資料單元分為兩種： 訊框： 當資料只是傳輸到區域網路時，資料單元為訊框 只需要MAC位址就能由來源主機傳送到目的地主機 封包：
若是資料需傳送到企業外部網路、校園外部網路、或網際網路的另一個主機時，資料單元為封包 資訊網路 第 2-3 章

12 目的地的邏輯住址保持不變 訊框格式： 目的地的邏輯住址（通常是IP），則保持不變 網路上的各個中間設備間，可能會因不同的封裝協定而改變
資訊網路 第 2-3 章

13 TCP/IP Model (傳輸控制協定/網際網路協定)
OSI模型與TCP/IP模型比較： OSI模型世界通用 網際網路的標準其實是TCP/IP模型 每個人的想法都受到OSI模型的引導 但並沒有網路是依照OSI有關協定建造的 TCP/IP模型（又稱 DoD）： 美國國防部訂定，共四層 網路存取層（Network Access，Link） 又稱連結層 網際網路層（Internet，Network） 又稱網路層 主機對主機層（Host-to-Host，Transport） 又稱傳輸層 處理-應用層（Process/Application） 又稱應用層 資訊網路 第 2-3 章

14 TCP/IP Model－ Network Access Layer
網路存取層（Network Access，link） ： 又稱連結層 相當OSI模型的實體層和資料鏈結層 處理作業：封裝成訊框及訊號編碼 使用實體位址（MAC Address）傳送資料 適用於本層的網路包括： 電路交換網路（Circuit Switching） 封包交換網路（Packet Switching） 資料包交換網路（Cell Switching）－封包為fixed length 數據片段傳送（Data Segments） 資訊網路 第 2-3 章

15 TCP/IP Model－ Internet Layer
網際網路層（Internet，Network） ： 相當OSI模型的第三層網路層 執行最佳路徑選定和分封交換 協定為網際網路協定（IP） 使用IP位址來識別網路路徑與裝置 Gateway(閘道器)或Router（路由器）： 兩個網路間傳送封包的裝置 ARP（Address Resolution Protocol） ： 位址解析通訊協定 找出已知 IP 所對應的實體位址（MAC Address） 資訊網路 第 2-3 章

16 TCP/IP Model－ Host-to-Host Layer
主機對主機層（Host-to-Host，Transport）： 相當OSI模型的第四層傳輸層 負責處理有關服務品質的傳輸作業 如：可靠度、流量控制和錯誤校正 協定： TCP(Transmission Control Protocol ) ： 傳輸控制協定 UDP(User Datagram Protocol ) ： 使用者資料元協定 資訊網路 第 2-3 章

17 TCP/IP Model－ Process-Application Layer
相當OSI模型的第五、六、七層 應用層的應用程式： FTP（File Transfer Protocol）： 檔案傳輸的通訊協定 HTTP（Hyper Text Transfer Protocol）： 超文字傳輸通訊協定，用於瀏覽全球資訊網頁 SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）： 簡單郵件傳輸通訊協定，用於傳送電子郵件 DNS（Domain Name System）： 網域名稱服務，轉換IP位址與電腦名稱的服務 TFTP（Trivial File Transfer Protocol）： 一般檔案傳輸協定 資訊網路 第 2-3 章

18 TCP/IP Model 與 OSI Model架構圖對照表
DOD Reference Model （ TCP/IP Model ） OSI Model 4 Process/Application 處理-應用層(應用層) 7 Application 6 Presentation 5 Session 3 Host - to – Host 主機對主機層(傳輸層) Transport 2 Internet 網際網路層(網路層) Network 1 Network Access (Link) 網路存取層(連結層) Data link Physical 資訊網路 第 2-3 章

19 DoD （ TCP/IP ）和OSI模型的異同點
相同點 不同點 1 都有分層 DoD 將 OSI 展示層和會談層併入應用層 2 都有應用層 但它們的服務非常不同 DoD 將 OSI 資料鏈結層和實體層併為同一層 3 都有相對的傳輸層和網路層 DoD 因為層數少看起來似乎較簡單 4 先有TCP/IP協定組合 : 後來才有DoD模型 OSI卻先有模型才有協定 資訊網路 第 2-3 章

20 TCP/IP Model 各層常見通訊協定 DOD Reference Model （ TCP/IP Model ） 4
Process/Application Telnet FTP LPD SNMP TFTP SMTP NFS X window 3 Host - to - Host TCP UDP 2 Internet ICMP BootP ARP RARP IP 1 Network Access Ethernet Fast Ethernet Token Ring FDDI The Line Printer Daemon protocol/Line Printer Remote protocol (or LPD, LPR) is a network protocol for submitting print jobs to a remote printer. ICMP (Internet Control Message Protocol)： 網際網路控制訊息協定 網路層的網際網路協定 負責錯誤報告及提供 IP 封包處理的相關資訊 相關文件見 RFC 792 NFS（Network File System，網路檔案系統）: 提供網路檔案共享的方便機制 資訊網路 第 2-3 章 LPD（Line Printer Daemon）： 網路印表機使用的協定

21 TCP/IP Model 的協定圖 資訊網路 第 2-3 章

22 CCNA－OSI模型常見的通訊協定 NFS、SQL、RPC、X window、ASP、SCP 資訊網路 第 2-3 章

23 OSI模型、DoD模型、與TCP/IP協定組合對照
資訊網路 第 2-3 章

24 IEEE Standard IEEE（Institute of Electric and Electronic Engineers）
一組定義不同傳輸技術（如乙太網路） 且可在真實世界實際執行的標準 OSI模型則是一個理論，方便網路工程師溝通的模型 802： 80代表1980年 2代表2月 專案開始的日期 IEEE 802專案目標： 因應不同的區域網路 建立各種網路裝置的標準 資訊網路 第 2-3 章

25 IEEE 802 標準(802.1 ~ 802.7) 802.1 Higher Layer LAN Protocols Working Group 802.2 Logical Link Control Working Group (Inactive) 802.3 Ethernet Working Group （乙太網路） 802.4 Token Bus Working Group (Inactive) 802.5 Token Ring Working Group （訊標環網路） 802.6 Metropolitan Area Network Working Group (Inactive) 802.7 Broadband TAG (Inactive) 資料鏈結層的LLC 資訊網路 第 2-3 章

26 IEEE 802 標準(802.8 ~ ) 802.8 Fiber Optic TAG 802.9 Isochronous LAN Working Group 802.10 Security Working Group 802.11 Wireless LAN Working Group （無線網路） 802.12 Demand Priority Working Group 802.13 Not Used 資訊網路 第 2-3 章

27 IEEE 802 標準( ~ ) 802.14 Cable Modem Working Group (Archive information is currently being moved, not available) 802.15 Wireless Personal Area Network (WPAN) Working Group 802.16 Broadband Wireless Access Working Group 802.17 Resilient Packet Ring Working Group 有關IEEE802標準的詳細描述，請參閱： 資訊網路 第 2-3 章

28 Summary（第一及二層） 第一層 連線媒體與訊號 第二層 訊框與實體位址、網路拓樸 定義有關硬體設備的電氣與機械特性、使用程序和功能
第一層 連線媒體與訊號 定義有關硬體設備的電氣與機械特性、使用程序和功能 第二層 訊框與實體位址、網路拓樸 分為媒體存取控制(MAC) ，和邏輯鏈結控制(LLC)子層 媒體存取控制子層： 使用實體定址，負責網路媒體的存取 存取方式有議定式和非議定式兩種 乙太網路是非議定式型網路 訊標環網路是議定式網路 邏輯鏈結控制子層： 建立並維護網路連線，負責訊框遞送、 錯誤通知、以及資料流控制 資訊網路 第 2-3 章

29 Summary（第三層 ） 第三層 邏輯定址與路徑選擇 連接不同的網路，選擇傳送資料的路徑
第三層 邏輯定址與路徑選擇 連接不同的網路，選擇傳送資料的路徑 使用邏輯位址，透過路徑選擇和交換路由訊息，來達成轉封包的任務 兩種網路協定： 路由協定(Routing Protocol)：用來決定封包如何轉送 可被繞送協定(Routed Protocol)：用來定義封包地址的格式 資訊網路 第 2-3 章

30 Summary（第四層 ） 第四層 傳輸控制、運輸兵 TCP：
第四層 傳輸控制、運輸兵 TCP： 使用「滑動窗法」、「肯定確認與重新傳輸」、以及「暫緩傳送」的訊號，來提供錯誤偵測、重新發送、以及流量控制的可靠服務 在發送端將資料區段化，在接收端重新將資料區段依區段序號組合成資料流 UDP： 不提供確認、也不保證資料傳送可靠的簡單傳輸協定 不需要確認資料送達無誤的服務，可以利用UDP傳送，以節省往返時間和網路頻寬 TCP及UDP皆使用連接埠（port）號碼，將資訊傳輸給上層，以分辨不同應用程式的資訊 資訊網路 第 2-3 章

31 Summary（第五、六、七層 ） 第五層 對話控管、運輸官 第六層 資料格式、壓縮與加密 第七層 瀏覽網頁、收發電子郵件
第五層 對話控管、運輸官 負責建立、管理和並終止兩個通訊主機之間的連線對話 判斷該使用全雙工還是半雙工連線 第六層 資料格式、壓縮與加密 提供相同的資料格式，以確保發送端送出資訊可由接收端讀取 第七層 瀏覽網頁、收發電子郵件 提供網路服務給應用程式 資訊網路 第 2-3 章

32 OSI Model 通訊協定的各種功能 Compression/Decompression Encryption/Decryption
Connection Establishing/Terminating Segmentation/Reassembly Flow Control Error Control Addressing/Routing Sequencing Encapsulation/Decapsulation Encoding/Decoding Multiplexing Synchronization Positive Acknowledgement and Retransmission (PAR) Windowing 資訊網路 第 2-3 章