X.21簡介

X.21是對公用數(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。主要是對兩個功能進行了規(guī)定:

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

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

(1)空閑或靜止階段:此階段接口不工作(類似掛著機的情況);

(2)呼叫建立連接階段:通過交換控制信號建立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:通過交換控制信號中斷兩個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)

1)) 當接口空閑時，4條信號線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DTE要發(fā)出呼叫時，它將T線置為"0"，并置C線為"通"。(相當于某人摘機呼叫)

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

4)) 當DTE收到"+"字符的，就開始經(jīng)T線逐步發(fā)送遠程DTE的地址碼信息，遠程DCE接到該地址碼后，就發(fā)出一呼叫 進行信號，呼叫遠地DTE，同時通知本地DTE呼叫遠地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)(這時使全雙工的，雙方都可進行通信，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DTE中的任何一個都可以置自己一側(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行。即主叫方先說"再見"，置C為"斷"，置T為"0"。當本地DCE檢測到C線為"斷開"時，便將I置為"斷"，R線置為"1"。最后主叫方DTE把T置為1作為應答。使接口又恢復到空閑的狀態(tài)。

呼入的過程與呼出的過程相類似，當發(fā)生呼入、呼出沖突時，一般取消遠程呼叫。

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，如計算機、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。互連設(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，如計算機、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)通路可以是一個物理媒體，也可以是多個物理媒體連接而成。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)傳輸需要的實體，為數(shù)據(jù)傳送服務。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)的方式能滿足點到點，一點到多點，串行或并行，半雙工或全雙工，同步或異步傳輸?shù)男枰?。③完成物理層的一些管理工作?/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)絡和拆除通信聯(lián)絡兩個過程。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，為了彌補物理層上的不足，為上層提供無差錯的數(shù)據(jù)傳輸，就要能對數(shù)據(jù)進行檢錯和糾錯。數(shù)據(jù)鏈路的建立，拆除，對數(shù)據(jù)的檢錯，糾錯是數(shù)據(jù)鏈路層的基本任務。

鏈路層是為網(wǎng)絡層提供數(shù)據(jù)傳送服務的，這種服務要依靠本層具備的功能來實現(xiàn)。鏈路層應具備如下功能：

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，但無論如何必須對幀進行定界；

順序控制，指對幀的收發(fā)順序的控制；

差錯檢測和恢復。還有鏈路標識，流量控制等等。差錯檢測多用方陣碼校驗和循環(huán)碼校驗來檢測信道上數(shù)據(jù)的誤碼，而幀丟失等用序號檢測。各種錯誤的恢復則?？糠答佒匕l(fā)技術(shù)來完成。

獨立的鏈路產(chǎn)品中最常見的當屬網(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)絡層。在IEEE802.3情況下，數(shù)據(jù)鏈路層分成了兩個子層，一個是邏輯鏈路控制，另一個是媒體訪問控制.

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)絡層的產(chǎn)生也是網(wǎng)絡發(fā)展的結(jié)果。在聯(lián)機系統(tǒng)和線路交換的環(huán)境中，網(wǎng)絡層的功能沒有太大意義。當數(shù)據(jù)終端增多時。它們之間有中繼設(shè)備相連，此時會出現(xiàn)一臺終端要求不只是與惟一的一臺而是能和多臺終端通信的情況，這就產(chǎn)生了把任意兩臺數(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，當一條物理信道建立之后，被一對用戶使用，往往有許多空閑時間被浪費掉。人們自然會希望讓多對用戶共用一條鏈路，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)點間的無差錯數(shù)據(jù)傳輸功能，通過路由選擇和中繼功能，實現(xiàn)兩個端系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸。為此，網(wǎng)絡層還具有多路復用功能，采用統(tǒng)計時分復用原理，將一條數(shù)據(jù)鏈路復用為多條邏輯信道，從而實現(xiàn)一個數(shù)據(jù)終端設(shè)備利用一條物理電路同時和多個遠程數(shù)據(jù)通信設(shè)備的通信。網(wǎng)絡層規(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)絡層為建立網(wǎng)絡連接和為上層提供服務，應具備以下主要功能：

1.路由選擇和中繼；

2.激活，終止網(wǎng)絡連接；

3.在一條數(shù)據(jù)鏈路上復用多條網(wǎng)絡連接，多采取分時復用技術(shù)；

4.檢測與恢復；

5.排序，流量控制；

6.服務選擇；

7.網(wǎng)絡管理。

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。同時，還用于彌補各種通信網(wǎng)路的質(zhì)量差異，對經(jīng)過下三層之后仍然存在的傳輸差錯進行恢復，進一步提高可靠性。另外，還通過復用、分段和組合、連接和分離、分流和合流等技術(shù)措施，提高吞吐量和服務質(zhì)量。

傳輸層是兩臺計算機經(jīng)過網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)通信時，第一個端到端的層次，具有緩沖作用。當網(wǎng)絡層服務質(zhì)量不能滿足要求時，它將服務加以提高，以滿足高層的要求；當網(wǎng)絡層服務質(zhì)量較好時，它只用很少的工作。傳輸層還可進行復用，即在一個網(wǎng)絡連接上創(chuàng)建多個邏輯連接。傳輸層也稱為運輸層。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。因為它是源端到目的端對數(shù)據(jù)傳送進行控制從低到高的最后一層。

有一個既存事實，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)延遲通信費用各不相同。對于會話層來說，卻要求有一性能恒定的界面。傳輸層就承擔了這一功能。它采用分流/合流，復用/介復用技術(shù)來調(diào)節(jié)上述通信子網(wǎng)的差異，使會話層感受不到。

此外傳輸層還要具備差錯恢復，流量控制等功能，以此對會話層屏蔽通信子網(wǎng)在這些方面的細節(jié)與差異。傳輸層面對的數(shù)據(jù)對象已不是網(wǎng)絡地址和主機地址，而是會話層的界面端口。上述功能的最終目的是為會話提供可靠的，無誤的數(shù)據(jù)傳輸。傳輸層的服務一般要經(jīng)歷傳輸連接建立、數(shù)據(jù)傳送、傳輸連接釋放3個階段才算完成一個完整的服務過程。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。

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

會話層提供的服務是應用建立和維持會話，并能使會話獲得同步。會話層使用校驗點可使通信會話在通信失效時從校驗點繼續(xù)恢復通信。這種能力對于傳送大的文件極為重要。會話層，表示層，應用層構(gòu)成開放系統(tǒng)的高3層，面向應用進程提供分布處理、對話管理、信息表示、檢查和恢復與語義上下文有關(guān)的傳送差錯等。為給兩個對等會話服務用戶建立一個會話連接，應該做如下幾項工作：

1.將會話地址映射為運輸?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通信提供一種公共語言，以便能進行互操作。這種類型的服務之所以需要，是因為不同的計算機體系結(jié)構(gòu)使用的數(shù)據(jù)表示法不同。例如，IBM主機使用EBCDIC編碼，而大部分PC機使用的是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，最終是要實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的使用。由于各種系統(tǒng)對數(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。表示層和應用層就擔負了消除這種障礙的任務。

OSI參考模型的最高層。其功能是實現(xiàn)應用進程(如用戶程序、終端操作員等)之間的信息交換。同時，還具有一系列業(yè)務處理所需要的服務功能。應用層一般包括公共應用服務要素(CASE)和特定應用服務要素(SASE>。其中CASE提供應用進程中最基本的服務，向應用進程提供信息傳送所必需的、但又獨立于應用進程通信的能力。SASE實質(zhì)上是各種應用進程在應用層中的映射，每一個SASE都針對某一類具體應用，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。

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