第三章：协议

一个现实问题： 一个现实问题： 各个协议都根据各自的需求，定义自己的PDU首部，格式不统一 首部， 各个协议都根据各自的需求，定义自己的 首部 因此，若不知道PDU是何种协议，就无法获知首部的格式 是何种协议， 因此，若不知道 是何种协议 掌握PDU是何种协议，是掌握首部格式的基本条件 是何种协议， 掌握 是何种协议
协议实现
可变多域、 可变多域、可变长报文 请求—响应 请求 响应 有定时要求
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<tag>keyword:……</tag>
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Typical Protocol –MAC(以太网 以太网) 以太网
Objectives
总线形组网环境下各站点间的相互帧传输
Functions
无连接通信， 无连接通信，适应任意站点间灵活传输 高性能的总线信道利用率
试发送
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Typical Protocol – PPP
Objectives 为多种网络协议在点对点信道传输提供有效支持 Functions 信道质量测试 信道速率、 信道速率、PDU长度协商 长度协商 ① 链路协商 支持上层协议参数协商 单向认证、 单向认证、双向认证协商 Algorithms 认证协商 ② 协商会话 协商过程控制 协议实现 ③ 上层协商 一种报文格式、多个子协议(过程 过程) 一种报文格式、多个子协议 过程 有交互过程约束 有时间约束 ④ 上层通信 Peer-to-Peer or Master-Slaves
首部
DU
SAP功能域
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PDU首部功能域 首部功能域
PDU类型功能域 类型功能域
若协议有多种含义的PDU，首部将出现区分PDU类型 ，首部将出现区分 若协议有多种含义的 类型 功能域
如Data_PDU, ACK_PDU, Req_PDU, Rsp_PDU等 等
若协议只有一种类型的PDU，首部中将没有PDU类型 ，首部中将没有 若协议只有一种类型的 类型 功能域
如IP 协议、以太网协议 协议、
ARP 协议类型域定义： 类型=1 ：ARP Request 类型=2：ARP Response 类型=3：RARP Request 类型=4：RARP Response
首部
DU
ARP_Req ARP_Resp
PDU类型功能域
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PDU首部功能域 首部功能域
地址域
无连接通信的协议通常首部都有地址域 点对点信道除外 连接模式的协议通常首部没有地址域
连接标识域
是用于标识通信方向的功能域 不是地址)， 是用于标识通信方向的功能域(不是地址 ，该域是连接模式协 不是地址 议的特征(网络层及以上层 网络层及以上层) 议的特征 网络层及以上层 参见： 协议—逻辑信道号 参见：X.25协议 逻辑信道号 协议 连接模式的链路层协议可以没有连接标识域
Full Cooperative
任意协议实体都是对等实体 任一实体与任意其它实体成对等实体
Protocol (Peer) Protocol (Peer) Protocol (Peer) Protocol (D)
Indirect Cooperative
多个实体间、 多个实体间、间接合作的协议
Protocol (B) Protocol (A) Protocol (C)
Algorithms
文本/图像的格式化描述 文本 图像的格式化描述(HTTP) 图像的格式化描述 <tag>keyword:……</tag> 多媒体信息的格式化描述(XML) 多媒体信息的格式化描述 可重复嵌套 信息处理扩展的格式化描述(java script) 信息处理扩展的格式化描述 Peer-to-Peer Protocol
协议仅涉及两个实体
Protocol (Peer) Protocol (Peer)
Master-Slaves
协议在一对多的实体间 Slave之间不是对等实体 可间接合作 之间不是对等实体(可间接合作 之间不是对等实体 可间接合作)
Protocol (Master) Protocol (slave) Protocol (slave)
Objectives Functions
在网状网环境中，提供并发、可靠的端 端通信 在网状网环境中，提供并发、可靠的端—端通信 并行支持多个应用独立、 并行支持多个应用独立、可靠字节流通信 网络性能、 网络性能、延迟的自适应速率调节 连接模式的通信 字节流排序与分段重组 网络拥塞感知 可变窗口的速率控制 Full Cooperative Protocol 一种报文、 种含义 一种报文、6种含义 有交互约束 有定时要求
下一报文
Algorithms
CSMA/CD信道访问算法 信道访问算法 平面地址 Full Cooperative Protocol
侦听 成功 失败 源地址、目的地址 MAC首部 14字节 Type：区分不同上层协议
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协议实现
一种PDU格式 格式 一种 直接发送， 直接发送，无应答 有时间、 有时间、重试发送限制
TCP首部 20字节 源Port：源SAP 目的Port：目的SAP 序号：首字节序号
Algorithms
其它：syn、ack、rst、push、fin 标志发送窗口、接收窗口 区分不同上层实体方法： 由sIP、dIP、sPort、dPort联合确定 syn syn+ack ack data ack
IP分组
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Typical Protocol –UDP
Objectives
在网状网环境中，提供并发、灵活的端 端通信 在网状网环境中，提供并发、灵活的端—端通信
Functions
并行支持多个应用独立、 并行支持多个应用独立、灵活通信
Algorithms
提供大量的并行通信、多对多映射的 提供大量的并行通信、多对多映射的SAP 采用无连接通信方式
PPP首部 2字节 Prot：区分不同上层协议 交互过程
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网络协议 ④ 网络控制 ③ 子协议 PPP 链路控制 子协议 ① 认证 子协议 ②
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Typical Protocol – HDLC
Objectives Functions
Peer Entities Protocol
Exchange PDUs
Protocol Entity Semantics
Protocol Entity
① ②
Syn Syn+Ack Ack
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Timing
Syntax
③
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Protocol Overview(2/4)
Under three criterion conditions
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PDU首部功能域 首部功能域
协议典型功能与PDU首部域的关系 首部域的关系 协议典型功能与 SAP功能域 功能域
功能域名称定义没有统一规范 根据协议对各个域的功能定义， 根据协议对各个域的功能定义，推断协议的典型功能 首部中将出现支持区分多个上层实体的功能域 IP协议的什么功能域支持不同的上层协议？ 协议的什么功能域支持不同的上层协议？ 协议的什么功能域支持不同的上层协议 以太网帧的什么功能域支持不同的上层协议？ 以太网帧的什么功能域支持不同的上层协议？ UDP的SAP功能域是什么？ 功能域是什么？ 的 功能域是什么 支持不同上层协议的功能域是“SAP功能域” 支持不同上层协议的功能域是“ 功能域” 功能域 若协议不支持多个上层实体， 若协议不支持多个上层实体，首部将不出现该域 如HDLC协议首部 协议首部
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Typical Protocol –IP
Objectives 将多种网络互联起来， 将多种网络互联起来，实现网状网的互联互通 Functions 编址寻址技术 Indirect Cooperative Protocol 适应不同网络的通信技术 IP 提供多个并行、 提供多个并行、独立通信服务 单播、广播、 单播、广播、多播通信 IP IP Algorithms IP 基于子网的组网结构、 基于子网的组网结构、编址方式 无连接通信(用 地址寻址 地址寻址)， 无连接通信 用IP地址寻址 ，降低对不同网络的依赖度 分段重组技术， 分段重组技术，以适应不同网络的长度制约 提供多个独立服务访问点 Protocol：标识上层协议 协议实现 源IP、目的IP地址 语义：一种PDU格式 语义：一种 格式 其它：版本、ID，分 IP首部 组长度、分段控制等 语法：直接发送、 语法：直接发送、无应答 20字节 定时： 定时：无定时约束
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协议实现
交互过程示意
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Typical Protocol –HTTP
Objectives
为对端应用提供多样化的格式化文本/图形显示 为对端应用提供多样化的格式化文本 图形显示
Functions
文本、 文本、图像的格式化生成和显示 多类型、 多类型、多样化显示扩展
文本型PDU http报文 段落1 段落2…段落n
Chapter 3
Protocol principle
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Protocol Overview（1/4) （
Basic Definitions
Rules for exchanging PDUs between peer entities
Key elements
Semantics：定义PDU种类，每种 ：定义 种类， 种类 每种PDU的语义和功效 的语义和功效 Syntax：定义协议实体间信息交互 交换 交换PDU)过程 ：定义协议实体间信息交互(交换 过程 Timing：定义信息交互过程中的时间关系 ：