《现代铁路远程控制系统（第2版）》2-5 (1)ISO的OSI参考模型

铁道信号远程控制01课程内容

01概述

02远动系统技术基础

03调度集中（CTC）系统及其应用

04铁路列车调度指挥系统（TDCS）

05铁路信号微机监测及其实用系统2本章内容远动系统技术基础远动系统的网络结构远动系统的信息传输差错控制与电码结构铁路专用全球移动通信系统GSM-R通信网络的主要硬件设备远动系统的网络体系结构通信总线和现场总线远动系统的可靠性与避错、容错技术网络安全和数据安全传输技术32.5远动系统的网络体系结构现代的远动系统无疑都是具有专门用途的计算机通信网。网络技术的应用，可以实现远动系统的自动化、智能化、信息化，达到共享资源、减少开支，提高效率的目的。因此，我们有必要对网络的基础知识有一定的了解(1)ISO的OSI参考模型42.5远动系统的网络体系结构计算机网络就是将多台计算机互连起来，使用户程序能够交换信息和共享资源。不同系统的实体进行通信，其过程是相当复杂的。为了简化网络的设计，采用了工程设计中常用的结构化设计方法，即，将复杂的通信任务分解为若干个容易处理的子问题，然后逐个加以解决。网络设计中采用结构化设计方法，即将网络功能分成一系列层次，每层完成特定的功能。52.5远动系统的网络体系结构分层固然是一种处理复杂问题的好方法，但分层本身是一件复杂的事情，分层好坏往往是影响某个网络性能的主要因素。目前尚没有一种最佳分层方法，但一般应遵循以下规则：

①结构层次不能太多，以免造成系统结构复杂；同样，结构层次也不能太少，否则会使每层协议过于繁杂。62.5远动系统的网络体系结构②

当必须区分不同类型功能群时，应设置一个层次。③每层只与其上下层发生关系，且层与层边界的选取应使通过的信息量尽可能少。④每层功能应非常明确。72.5远动系统的网络体系结构国际标准化组织ISO在1977年成立一个分委员会来专门研究网络通信的体系结构问题，并提出了OSI(OpensystemInterconnection，开放系统互连)参考模型，它是一个定义异种计算机连接标准的框架结构。OSI为连接分布式应用处理的“开放”系统提供了基础，所谓的“开放”表示能使任何两个遵守参考模型和有关标准的系统进行互连。OSI采用了层次化结构的构造技术。82.5远动系统的网络体系结构OSI网络的分层结构

从通信的角度看，信息从一方的应用层发送到另一方的应用层中去，发送方的信息从应用层向下流动，在流动过程中每一层都向下加入自己的标识，使得信息越来越多，到达物理层后通过传输信道到达接收方的物理层，然后一层层向上传递，最后到达应用层。92.5远动系统的网络体系结构在接收方数据向上流动的过程中，每一层都去掉发送方相应层加上的标识，在到达应用层后就恢复了发送的信息。OSI网络的分层结构102.5远动系统的网络体系结构由于各层处理能力不同，在传递过程中把数据分成各种不同大小和结构的数据单位加以处理。各层的数据单位都有自己特定的称呼：物理层——比特（Bit）；数据链路层——帧（Frame）;

OSI网络的分层结构112.5远动系统的网络体系结构网络层——分组（Packet，有时也称为包）或数据报(Datagram)；传输层——数据报（Datagram）或段(Segment)；OSI网络的分层结构122.5远动系统的网络体系结构会话层——消息（Message）；表示层——消息（Message）；应用层——消息（Message）；OSI网络的分层结构132.5远动系统的网络体系结构OSI网络的分层结构数据划分的趋势是由高层到底层（应用层→物理层），单位越来越小，消息的大小没有限制。142.5远动系统的网络体系结构OSI参考模型各层的功能：①物理层：提供为建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电气的、功能的和规程的特性及有关在物理链路上传输非结构的位流以及故障检测指示。②数据链路层：在网络层实体间提供传送数据的功能和过程以及提供数据链路的流量控制并检测和校正物理链路产生的差错。152.5远动系统的网络体系结构③网络层：控制分组传送系统的操作，即路由选择、拥塞控制、网络互连等功能，它的特性对高层是透明的，并根据传送层的要求来选择服务质量以及向传输层报告未恢复的差错。④传输层：提供为建立、维护和拆除传送连接的功能以及选择网络层提供的最合适的服务并在系统之间提供可靠的、透明的数据传送和端到端的差错恢复和流量控制。162.5远动系统的网络体系结构⑤会话层：提供两个进程之间的建立、维护和结束会话连接的功能以及提供交叉会话的功能，其中有3种数据流方向的控制模式，即一路交叉、两路交叉和两路同时会话模式。⑥表示层：代表应用进程协商数据的表示并完成数据转换、格式化和文本压缩。⑦应用层：提供OSI用户服务，例如事务处理程序、文件传送程序和网络管理程序等。172.5远动系统的网络体系结构OSI模型的特性：①它是一种将异构系统互连的分层结构；②提供了控制互连系统交互规则的标准框架；③定义了一种抽象结构，而并非具体实现的描述；④不同体系上的相同层的实体称为同等层实体；182.5远动系统的网络体系结构⑤同等层实体之间的通信由该层的协议管理；⑥相邻层间的接口定义了原语操作和低层向高层提供的服务；⑦所提供的公共服务是面向连接的或无连接的数据服务；⑧直接的数据传送仅在最低层实现；⑨层完成所定义的功能，修改本层的功能并不影响其它层。192.5远动系统的网络体系结构由于LAN（LocalAreaNetwork，局域网）在功能和结构上比均WAN（MetropolitanAreaNetwork，广域网）简单，因此LAN协议一般只定义物理层和数据链路层两层，并将网络层的寻址、排序、流量和差错控制等功能放在数据链路层中来实现。根据LAN的特点，将数据链路层分成逻辑链路控制层和介质访问控制层。202.5远动系统的网络体系结构局域网协议层次212.5远动系统的网络体系结构LAN协议各个层的功能：①物理层：物理层的功能和OSI物理层的一样，主要完成在物理链路上传输非结构的位流以及故障检测指示，提供为建立、维护和拆除物理链路所需的机械的、电气的、功能的、规程的特性。222.5远动系统的网络体系结构②介质访问控制层：主要的功能是控制对传输介质的访问。不同类型的LAN所使