《计算机网络体系结构》学习笔记之 第六章 OSI高三层协议(一)

•课前索引
[课前思考]
OSI高层协议分成三层的原因何在？各层分别完成什么样的功能？
[学习目标]
1. 掌握高三层协议的基本模型和各自功能
2. 掌握高三层协议
[学习指南]
结合OSI模型分层的概念，理清高三层相互关系及各自的实现细节,并结合TCP/IP的功能来理解OSI的高层功能。
[难重点]
1. 会话层、表示层和应用层的功能和模型
2. 抽象语法表示法ASN.1
3. 应用层模型及ASE概念

•第一节会话层
一、会话层功能与模型
1.会话层功能
会话层位于OSI参考模型的第五层，它是面向信息处理的OSI高层和面向数据通信的OSI低层的接口。会话协议的最主要目的是提供一个面向用户的连接服务，会话层给合作的会话用户间的对话和活动提供组织和同步所必须的手段，对数据传送提供控制和管理。虽然运输层能负责端到端的可靠通信服务，但仍不能满足许多应用的需求，会话层的设立可以做到为运输层"增值"的功能，以便提供一个面向应用的完善的服务。
具体说来会话层有以下的功能：
•会话管理
连接建立、数据传送、连接释放。
•令牌管理
管理和协商数据传送、同步及对话连接的释放时必需的发送权（即Token），设定半双工及全双工的数据传送模式。
•同步管理
在连续的数据传送过程中插入同步点，当出错时，可以从双方认为合适的同步点开始重新传送。
•活动管理
将报文流分成活动（activity）逻辑单元，对用户应用的交互活动过程进行结构化管理，即每一个活动独立于其前、后到达的活动。
•异常情况的处理
在会话期间报告来自下面网络的异常情况，保证在会话连接释放之前所有的数据单元都被应用进程所接收。
2.会话层模型
会话层模型如左图所示。
组成成分如下：
•会话服务用户
(SSU,Session Service User)
•会话实体(SE,Session Entity)
•会话连接(SC,Session Connection)
•会话协议(SP,Session Protocol)
•会话服务访问点
(SSAP,Session Service Access Point)
 
图6.1 会话层模型

二、会话服务
1.几个基本概念
(1) 令牌（Token）
令牌是会话连接的属性，表示会话连接用户使用会话服务的权力。其特点是：
•拥有令牌的用户才可使用与该属性相关的服务；
•令牌在一个时间点上只分配给一个用户。保证用户调用某种服务时的独占性，防止可能出现的竞争和冲突。
令牌共有四种，分类如下：
•数据令牌（data token）：
在半双工连接中，持有数据令牌的用户才能发送数据，而全双工连接中用不着数据令牌；
•次同步令牌（synchronize-minor token）：
用于管理对话单元中次同步点的设置，次同步点的概念在后面说明；
•主同步/活动令牌（major/activity token）：
用于管理主同步点的设置和一次活动的开始和结束；
•连接释放令牌（release token）：
持有该令牌的用户才有权释放连接。
(2) 同步与对话单元
（synchronization,dialogue unit）
同步是在发生了错误或不符合协议的事件的情况下，使会话实体返回到一个已知状态的过程。这个已知状态就是一个同步点。
同步点可分为两类：
•主（major）同步点：
将一次会话活动划分为若干个对话单元，用来标志一个对话单元的开始与结束，两个次同步点之间可设立若干个次同步点；
•次（minor）同步点：
将对话单元内容分页，其页间分割点即为次同步点。
当一次会话出现问题时，将会话的状态复位到前面的同步点，从那里再继续进行。每个同步点有一个序号.次同步点可不要求确认，主同步点需要确认，主同步点前后的数据要严格区分。主同步点必须被确认，在发生错误时，会话状态仅仅可以回复到前一个主同步点，而次同步点不需要确认，可以回退到一个或多个次同步点重新发送数据。
(3) 活动（activity）
活动用于区别数据传送的不同逻辑工作段。每次活动可以看成一次独立的数据传送，或者可看成会话服务用户间传送数据中的一个特定阶段。对应用层来说，一个活动相当于一次应用协议数据单元APDU的交换。活动包含的信息可以是双向的，而一个对话单元只能是单向的。
其特点是：
1）一个活动由一个或多个对话单元组成。
2）每个会话连接上，每个时刻只允许有一个活动；在一个会话连接期间，可存在几个相继的活动，一个活动也可以持续多个会话连接。通过主同步/活动令牌来控制。
3）可以中断一个活动，并在同一个或后继会话连接上恢复该活动。一个活动可以跨越几个会话连接，在某个连接上的活动被中断后，经过一段时间后，如果在同一会话连接上被恢复，则该活动只是在同一连接上，如果在另外一次会话连接上被恢复，则跨越了多个连接。
2.会话服务
会话服务由3个阶段构成，依次是会话连接阶段、数据传送阶段和会话释放阶段，共有21组原语。
(1) 会话连接阶段
该阶段建立两个会话用户之间的会话连接，会话连接建立阶段服务原语如左所示。
表6.1 会话连接建立阶段服务原语

服务	原语	参数
会话连接	S-CONNECT.request S-CONNECT.indication S-CONNECT.response S-CONNECT.confirm	会话连接标识符， 主呼 / 被呼 SSAP 地址， 结果， QoS ， 会话需求， 同步点序号， 初始令牌设置， 用户数据。

(2) 数据传送阶段

该阶段要在会话连接的两个会话用户之间传送会话服务数据单元SSDU。服务原语如左所示。

"U-异常报告"的形成原因：
1）用户接收能力受到破坏
2）本地用户差错
3）次序错
4）要求数据令牌
5）不可恢复的规程差错
6）非特定的差错

"P-异常报告"和"U-异常报告"的可能处理：
1）重新同步
2）废弃
3）活动中断或活动丢弃
4）出让数据令牌

表6.2 数据传送阶段服务原语

服务	原语	参数
正常数据 传送	S-DATA.request S-DATA.indication	用户数据
加速数据 传送	S-EXPEDITED-DATA.request S-EXPEDITED-DATA.indication	用户数据
特权数据 传送	S-TYPED-DATA.request S-TYPED-DATA.indication	用户数据 ( 注：特权数据不 受数据令牌限制 )
能力数据 交换	S-CAPABILITY-DATA.request S-CAPABILITY-DATA.indication S-CAPABILITY-DATA. response S-CAPABILITY-DATA.confirm	用户数据 ( 注：用于在活动 未开始前用户数据 传送 )
令牌出让	S-TOKEN-GIVE.request S-TOKEN-GIVE.indication	令牌
令牌请求	S-TOKEN-PLEASE.request S-TOKEN-PLEASE.indication	令牌 用户数据
控制出让	S-CONTROL-GIVE.request S-CONTROL-GIVE.indication	( 注：表示当没有 活动时，重新分配 令牌 )
次同步点	S-SYNC-MINOR.request S-SYNC-MINOR.indication S-SYNC-MINOR.response S-SYNC-MINOR.confirm	类型， 同步点序号， 用户数据
主同步点	S-SYNC-MAJOR.request S-SYNC-MAJOR.indication S-SYNC-MAJOR.response S-SYNC-MAJOR.confirm	同步点序号， 用户数据
重新同步	S-RESYNCHRONIZE.request S-RESYNCHRONIZE.indication S-RESYNCHRONIZE.response S-RESYNCHRONIZE.confirm	重新同步类型， 同步点序号， 令牌， 用户数据
P- 异常报告	S-P-EXCEPTION-REPORT.indication	原因
U- 异常报告	S-U-EXCEPTION-REPORT.request S-U-EXCEPTION-REPORT.indication	原因 用户数据
活动开始	S-ACTIVITY-START.request S-ACTIVITY-START.indication	活动标识符， 用户数据
活动中断	S-ACTIVITY-INTERRUPT.request S-ACTIVITY-INTERRUPT.indication S-ACTIVITY-INTERRUPT.response S-ACTIVITY-INTERRUPT.confirm	原因
活动恢复	S-ACTIVITY-RESUME.request S-ACTIVITY-RESUME.indication	活动标识符， 老活动标识符， 同步点序号， 老会话连接标识符， 用户数据
活动丢弃	S-ACTIVITY-DISCARD.request S-ACTIVITY-DISCARD.indication S-ACTIVITY-DISCARD.response S-ACTIVITY-DISCARD.confirm	原因
活动结束	S-ACTIVITY-END.request S-ACTIVITY-END.indication S-ACTIVITY-END.response S-ACTIVITY-END.confirm	同步点序号， 用户数据

(3) 会话释放阶段
该阶段是断开会话连接，其服务原语如左所示。