CAN總線通信模型與OSI的七層參考模型(轉)

OSI參考模型是一個邏輯上的定義，一個規範，它把網絡從邏輯上分為七層，每一層都對應着不同的作用，這七層分别為應用層、表示層、會話層、傳輸層、網絡層、資料鍊路層、實體層。對OSI七層網絡模型的定義，對後續的各種網絡技術的評判和分析提供了依據，也是學習網絡技術的基礎。

OSI參考模型的七層協定的分層目的是為了解決異種機互連的問題，包括互連時所遇到的相容性問題。分層的最大優點是将服務、接口和協定這三者明确地區分開。

在這個參考模型的資料傳輸過程當中，不同主機對等層之間會按照協定進行通信，同一主機的不同層之間通過接口進行通信。在這個模型中，每一層将上一層傳遞過來的通信資料加上若幹控制位後再傳遞給下一層，最終由實體層傳遞到對方實體層，再逐級上傳，進而實作了對等層之間的邏輯通信。

對于參考模型的功能介紹如下：

1. 實體層：

實體層是OSI的第一層，該層作為七層絡中的最低層，是整個網絡通信的基礎。實體層為裝置之間的資料通信提供傳輸媒體及互連裝置，為資料傳輸提供可靠的環境。它的主要功能是為資料端裝置提供傳送資料的通路。

實體層的媒體包括架空明線、平衡電纜、光纖、無線信道等。通信用的互連裝置指DTE和DCE間的互連裝置。DTE即是資料終端裝置，又稱實體裝置，如計算機、終端等都包括在内。而DCE則是資料通信裝置或電路連接配接裝置，如數據機等。資料傳輸通常是經過DTE——DCE，再經過DCE——DTE的路徑。互連裝置指将DTE、DCE連接配接起來的裝置，如各種插頭、插座。

主要協定、資料格式：802.3,802.5 FDDI，E1A/T1A，232，V.35,V.24

2. 資料鍊路層:

OSI模型的第二層，它控制網絡層與實體層之間的通信。它的主要功能是如何在不可靠的實體線路上進行資料的可靠傳遞。為了保證傳輸，從網絡層接收到的資料被分割成待定的可被實體層傳輸的幀。幀是用來移動資料的結構包，它不僅包括原始資料，還包括發送方和接受方的網絡位址以及糾錯和控制資訊。其中的位址确定了幀将發送到何處，而糾錯和控制資訊則確定幀無差錯到達（也就是資訊位和校驗位）。如果在傳送資料時。接收點檢測到所傳資料中有差錯，就要通知發送方重發這一幀。

主要協定、資料格式：Frame Relay,HDLC,PPP,IEEE802.3/802.2,FDDL,ATM

3. 網絡層：

作為OSI模型的第三層，該層是為傳輸層提供服務的，傳送的協定資料單元成為資料包或分組。該層的主要作用是解決如何使資料包通過各節點傳送的問題，即通過路徑選擇算法，将資料包送到目的地。另外，為避免通信子網中出現過多的資料包而造成的網絡阻塞，需要對流入的資料包數量進行控制。當資料包要跨越多個通信子網才能到達目的地的時候，還要解決網際互聯的問題。

主要協定、資料格式：IP,IPX,Appletalk DDP

4. 傳輸層：

該層的任務主要是負責節點間的資料傳輸和控制功能。傳輸協定同時進行流量控制或是基于接收方可接收資料的快慢程度規定适當的發送速率。當這一層中，它可以對網絡所能處理的最大尺寸進行分割，使得有效傳輸，例如，以太網不能傳輸超過1500個位元組的資料包，對于長位元組的資料，傳輸層将會對資料分割成較小的資料片，并且對分割後的片标上序号，進行排序，最終實作無差錯傳輸。傳輸層是OSI中承上啟下層，下三層面向網絡，確定資訊準确傳輸；上三層面向使用者主機，為使用者提供各種服務。傳輸層與使用的網絡無關。

主要功能是彌補網絡層服務品質的不足，為對話層提供端-端的可靠資料傳輸服務，包括兩端主機之間的流量控制。

主要協定、資料格式：TCP,UDP,SPX

5. 會話層：

該層的主要目的是組織和同步在兩個通信的會話使用者之間的對話，對管理資料的交換。該層功能是在網絡中的兩個節點之間進行建立和維持通信。是以在該層中，需要連結節點間的通信，在兩節點間對話中要實行同步對話，同時需要确定何時中斷，以及中斷後如何進行重新發送。

主要協定、資料格式：RPC，SQL,NFS,NetBIOS names,AppleTalk ASP

6. 表示層：

主要用于處理在兩個通信系統中的互動資訊的表示方式。它包括資料的格式變換、資料加密與解密、資料壓縮與恢複等功能。

主要協定、資料格式：TIFF,GIF,JPEG,ASCII,MPEG,MIDI,HIML

7. 應用層：

應用層是OSI的最後一層，它為OSI模型以外的應用程式提供服務。應用層中包含大量的、人們普遍需要的協定。該層提供的服務包括檔案傳輸、檔案管理以及電子郵件的資訊處理。

主要協定、資料格式：FTP,WWW browsers,Telnet、NFS、SMTP、gateways、mail等

CAN總線通信模型與OSI的七層參考模型的關系：

基于CAN總線建構的通信網絡，也是依照開放系統互連規範按層次結構設計的。考慮到作為工業測控底層網絡，其資訊傳輸量相對較少，資訊傳輸的實時性要求較高，網絡連接配接方式相對較簡單，是以，CAN總線網絡底層隻采用了OSI 7層通信模型的最低兩層，即實體層和資料鍊路層，而在高層隻有應用層。CAN的資料鍊路層又分為邏輯鍊路控制（LLC）子層和媒體通路控制（MAC）子層。實體層定義信号怎樣傳輸，完成電氣連接配接，實作驅動器/接收器特性；MAC子層是實作CAN協定的核心，它的功能主要是傳送規則，即控制幀結構、執行仲裁、錯誤檢測、出錯标定和故障界定；LLC子層的功能主要是封包濾波、超載通知和恢複管理。實體層和資料鍊路層的功能可由CAN接口器件來完成。應用層的功能是由微處理器完成的。

原文連結：CAN總線通信模型與OSI的七層參考模型