第2章网络协议与体系结构
用户 A 数据
封装
数据
用户 B 数据
数据
拆装
控制信息
控制信息
图2-3 数据封装与拆封
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(4) 排序
协议的排序功能是指报文发送与接收顺 序的控制,如图2-4所示。
数据设备
1 数据设备
2
3
3 2 1
数据设备
数据设备
图2-4 排序
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信息流控制 传输信道
图2-5 信息流控制
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这套规则就是通信协议。
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(2) 层次(layer)
层次是人们对复杂问题的一种基本处理
方法。当人们遇到一个复杂问题的时候,通
常习惯将其分解为若干个小问题,再一一进
行处理。在计算机网络中,每个节点都划分
为相同的层次。不同节点的相同层次具有相
同的功能,这些都与邮政系统的类似。
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(1) 语法
语法是指数据的结构或格式,指数据表示的顺序。例如,
一个简单的协议可定义数据的前八个比特是发送者地址,第二
组八个比特是接收者地址,而剩下的比特流就是消息本身。
(2) 语义
语义指比特流每部分的含义。一个特定的比特模式该如何
理解?基于这样的理解该采取何种动作?例如,一个地址指的是
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协议定义了网络上的各种计算机和设备 之间相互通信、数据管理、数据交换的 整套规则。通过这些规则(也称为约 定),网络上的计算机才有了彼此通信 的“共同语言”。
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1. 协议的中心任务
在计算机网络的一整套规则中,任 何一种协议都需要解决3方面的问题。
① 协议的语法(如何讲)问题。 ② 协议的语义(讲什么)问题。 ③ 协议的定时(讲话次序)问题。
选择运输 路径(路由)
运输部门的(邮件)运输业务
转送邮局 接收邮件
图2-6 邮政系统中信件传递工作过程示意图
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计算机网络通信系统的工作过程存在以 下几个基本概念。
(1) 协议(protocol)
协议是一种通信约定。在计算机网络通
信过程中,为了保证计算机之间能够准确地
进行数据通信,也必须制定一套通信规则,
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2.1 网络协议
在计算机网络中,不同系统的实体 之间将会发生通信。一个通信实体 是指能够发送和接收信息的任何事 物,例如应用程序、文件传输包、 浏览器、数据库管理系统以及电子 邮件软件。一个系统是包含有一个 或多个实体的物理对象,例如计算 机和终端。
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但是两个实体间仅发送二进制位就指望 对方能理解所传送的信息的内容是不可 能的。为了进行通信,实体之间一定要 达成一个协议。正如在数据通信组成部 分中所定义,协议就是控制数据通信的 一组规则。一个协议定义了通信内容是 什么,通信如何进行以及何时进行。协 议的关键要素是语法、语义和时序。
(3) 接口(interface)
接口就是同一节点内,相邻层之间交换 信息的连接之点。在网络中,同一节点内的 各相邻层之间都应有明确的接口,高层通过
接口向低层提出服务请求,底层通过接口向 高层提供服务。
(4) 实体(Entity)
在网络分层体系结构中,每一层都由一
些实体组成。这些实体抽象地表示了通信时
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(3) 整体的协议或分层的结构化协议 整体协议,一个整体协议包括了一整
套的规则,以及协议的各种功能。分层的 结构化协议,即将协议的各种功能分为多 个层次、单位(结构)来实施。
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2.2 计算机网络体系结构的概念
1. 层次化体系结构的概述 图2-6是当前实际运行的邮政系统的
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(2) 寻址
协议的“寻址”功能使得设备彼此 识别,同时可以进行路径选择,如图22所示。
A
B
数据包
数据包
发送方选Biblioteka 哪条路径?C图2-2 路径选择
X
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(3) 封装与拆封
协议的“封装”功能是指在数据单元 (数据包)的始端或者末端增加控制信息, 其相反的过程是“拆封”(拆装),如图2-3 所示。
要经过的路由器还是消息的目的地址?
(3) 时序
时序包括两方面的特性:数据何时发送以及以多快的速率
发送。例如,如果发送方以100Mbps速率发送数据而接收方仅
能处理1Mbps速率的数据,这样的传输将使接收者负载过重并
导致大量数据丢失。
在数据通信中,一个协议是一组用来控制信息通信的各个
方面的规则。
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信息共用干路。 (9) 连接控制 协议的连接控制功能可以控制通信实
体之间建立和终止链路的过程。
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3. 协议的种类
(1) 标准或非标准协议 标准协议涉及各类的通信环境;而非标准
协议只涉及专用环境。 (2) 直接或间接协议 当设备直接进行通信时,需要一种直接
通信协议;而设备之间,间接通信时,则需 要一种间接通信协议。
第2章 网络协议与体系结构
本章学习要点:
l 了解:网络协议的作用 l 掌握:网络系统的分层体系结构 l 掌握:OSI七层参考模型 l 了解:网络的3个著名标准化组织及
其主要贡献
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2.1 网络协议 2.2 计算机网络体系结构的概念 2.3 网络的三个著名标准化组织的 组成与主要贡献
2. 协议的功能
作为计算机数据交换语言的协议 必须具备以下一些功能。
(1) 分割与重组 协议的“分割”功能,可以将较
大的数据单元分割成较小的数据单元, 其反过程为“重组”,如图2-1所示。
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用户 A
报文
分割
报文分割为 信息包
P
P
报文
用户 B 重组
信息包重组 为报文
P
P
P
图2-1 分割与重组
工作流程示意图,图中清楚地表明了信 件发送和接收的过程。
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书写信件 粘贴邮票 投递进信箱
发信者
通信者活动 界面
收集信件 加盖邮戳 邮件分检
邮局服务业务
邮件打包 转送运输 部门
邮局转运业务
收信者
通信者活动 界面
信箱取信 阅读邮件
邮局服务业务
邮件投递 邮件分检
邮局转运业务
接收邮件 邮件拆包
(5) 信息流控制 协议的流量控制功能是指在信息流过大时,
所采取的一系列措施,如图2-5所示。 (6) 差错控制 差错控制功能使得数据按误码率要求的指标,
在通信线路中正确地传输。 (7) 同步 协议的同步功能可以保证收发双方在数据传
输时的一致性。
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(8) 干路传输 协议的干路传输功能可以使多个用户