网络技术基础(第二章)
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AlcatelConfidential
【名词解释】层间服务 P18-19
层间服务（service） 分层通信体系中，下层通信实体（服务提供者）为上 层实体（服务用户）提供的通信功能。 Service: what is to be done, but not how to do it. 服务是通过一组所谓“服务原语”来执行。服务原语 可划分为以下四类，每种代表一种通信操作： request（请求） indication（指示） response（响应） confirm（证实）
体系结构中的层、服务、调用与接口
N层向相邻的高层提供服务 N层向相邻的低层调用服务 相邻的高层协议通过服务访问点(SAP)调用低层协议 接口是指两相邻协议层之间所有的调用和服务访问点
以及服务的集合
RikMissault,pagen°13 »
莆田学院计算机教研室 2003年3月 Alcatel_CDD_2ip_overviewV1.2
所用语分言 层莆次田方的言通信结英构语；其次，层“不次知之所云间”不是语相言层互“孤协议立”的不，兼容 通信方而式是电密话 切相关的电，脑上层的功能“不是可建沟通立”在下传层输层的“基协议础”上不，兼容
【例2下】如层果为让上一莆层田提老供妪与某北些京服的莆务田，藉而科学且家每林层兰英还进应行有如下一的定“的通信规”
指通信数据与控制信息的结构或格式。 涉及编码方案、信号电平等。 如规定数据的前8位（比特）是发送方的地址，其后8位是 接收方地址，比特流的其他部分才是信息本身。
定时（timing） 何时讲（次序）
包括两个特性： ①数据何时发送 ②传送速度如何 涉及速度匹配和排序等。
莆田学院计算机教研室 2003年3月
协议用来规定了通信的内容、通信的方式和通信的时序。 所以，一个协议主要由语义、语法和定时三个部分组成。
莆田学院计算机教研室 2003年3月
2.1.1 通信协议
语义（semantics） 讲什么（含义）
指通信设备之间传送的比特流每一部分的含义。 涉及用于协调与差错处理的控制信息。
语法（syntax） 如何讲（格式）
莆田学院计算机教研室 2003年3月
2.2 网络通信的分层结构 （Layered architecture）
2.2.1 分层的概念
可以将人与人的“通信”分为三个相关的层次：认识层、语 言层、传输层。
【例1】如果让一莆田老妪与北京一科学家进行如下的“通信”
莆田老妪
北京科学家
结果
用网络术语表达结果
谈论内容 莆所田城以内，菜人价 们计为算了机网能络够技术彼此“不交可流理喻思”想，认需识层借“助协议一”个不兼容
则。 莆田老妪
林兰英院士 结 果 用网络术语表达结果
谈论内容 网莆络田城通市信变情化 况家同乡样情如况 此，只OK是区分认识更层细“一协议些”。兼容
所用语言 莆田方言
莆田方言
OK
ຫໍສະໝຸດ Baidu
语言层“协议”兼容
通信方式 电话
电话
OK
传输层“协议”兼容
莆田学院计算机教研室 2003年3月
2.2 网络通信的分层结构
TCP/IP（网际互连/传输控制）协议 美国防部高级计划研究局（DARPA）83年为“阿帕”网 （ARPAnet，今发展为Internet）而开发，用于通过UNIX 系统控制实现异种计算机网络的互连，乃很多大学（如斯 坦福大学）及研究所经多年研究及商业化后得出的结果， 现为最通用的网际互连协议，亦为公认的工业标准。
莆田学院计算机教研室 2003年3月
2.1.2 常用的网络通信协议理论指导
其的中协三议个。最具影响力的国际性组织为局网域络网通组信网制定了各自 OSI（开放系统互连）协议 ISO（国际标准化组织）81年公布（理网论络标互准连） IEEE 802 LAN 协议 IEEE（电气和电子工程师学会）802委员会（80年2月成 立）制定，其部分标准已被ISO正式确定为局域网的国际 标准
2.2.2 网络通信分层的概念
计算机之间的通信可归纳为两 种基本方式： 点-点通信（P-P） 相邻节点之 间通过直达通路的通信(“线路 通信”) 端-端通信（E-E） 不相邻节点 之间通过中间节点链接起来所 形成间接可达通路的通信(“链 路通信”)
点-点通信是端-端通信的基础 端-端通信是点-点通信的延伸
计算机网络技术基础
第二章 计算机网络体系结构与协议
莆田学院计算机教研室
2003年2月
莆田学院计算机教研室 2003年3月
本章主要内容
2.1 网络通信协议 2.2 网络通信的分层结构 2.3 OSI参考模型 2.4 网络的拓扑结构 2.5 访问控制方法
莆田学院计算机教研室 2003年3月
2.1 网络通信协议
【层协议】
分层体系结构中，某层功能实现的方法和方式。 通信双方同层协议必须一致。 层间服务只表示能为上层做什么，层协议则规定 了本层功能如何实现。只要不改变提供的服务， 本层实体可以任意地改变它们的协议。
如上例中楼下向楼上老人提供传话功能(服务)，但楼下电 话员之间如何通话，则由双方商定（协议）。
【层接口】
莆田学院计算机教研室 2003年3月
假设，两座楼上有两位行动不便的老人（服务用户）要进
行通信……
A小姐，请 拨B幢电话
请讲吧
老人A
CO（NN连E接CT请.r求eq）ueCsOt N（N连EC接T响.re应sp）onse
A大爷，B奶
奶请你讲话
B奶奶，有
您的电话！
CONNECT.confirm （连接证实） CONNECT.indication （连接指示）
莆田学院计算机教研室 2003年3月
2.1.2 常用的网络通信协议
协议可分为 ✓ 封闭协议(closed protocol)
协议内容不对公众公布（只能由制定协议的厂家使用） ✓ 开放协议(open protocol)
协议内容对公众公布（不同厂家均可采用） 从网络角度看，未连网的计算机都是所谓“信息孤岛”型的 计算机系统，只按某一公司/厂商的网络通信协议连网（使 用封闭协议的网络）的属于 “封闭系统”，而采用开放协 议的网络可以使不同公司/厂商生产的计算机系统实现网络 互连（甚至在全球范围内互连起来），称为“开放系统”。 现代网络技术领域有成千上万种与网络通信有关的协议。其 中对网络技术影响最大的是由有关的国际性组织（P26-27） 制定的各种基础协议。
2.1.1 通信协议（protocol）
网络中的通信是指在不同系统中的实体之间的通信。 实体-能发送或接收信息的各种软件（如各种应用程序、数据
库管理系统、e-mail软件、通信进程等） 系统-运行一个或多个实体的硬件设备（如各种计算机、终端
设备等） 实体之间通信需要共同的通信规则。所谓“协议”，就是通 信双方在通信时需要遵循的一组规则和约定。
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a. 点-点通信的分层
两台相邻计算机通过直达通信线路通信时，其所用 通信软件将自然分成两个相对独立的模块（层）：
◆用户服务层 处理用户的通信应用请求 ◆通信服务层 通过通信线路收发数据 分层的优点： 用户服务层的模块设计可相对独立于具体的通信线 路和通信硬件接口的差别（如铜线、同轴电缆、光 纤等），而通信服务层的模块设计又可相对独立于 具体用户应用要求的不同（如文件传输、电子邮件 等）。
上下层之间相互通信处（独特的标识地址），如 可以是一个套接字（socket）或一个端口等。
如上例中楼上老人与楼下电话员间的传话口。
莆田学院计算机教研室 2003年3月
【名词解释】网络体系结构
网络体系结构（architecture） 计算机网络的各层、层中协议和层间接口的集合。 体系即“系统”，中文中常用来描述有比较明显层次 结构的系统（如科学体系、政治体系等）。 为了完成计算机间的通信协作，把开放系统互连的功 能划分成定义明确的层次，并规定了对等层实体间通 信的协议；而在相邻层之间都有层间接口，接口定义 了下层向上层提供的服务。在协议的控制下，各对等 层实体间的通信使得每一层能够向上一层提供服务， 从而实现了网络的通信。网络各层、对等层进行通信 的协议以及相邻层接口的集合称为网络体系结构。
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b. 端-端通信的分层
端-端通信是把若干点-点相邻节点间的通信线路通过中间节点链接起 来，所以还需解决： (1) 中间节点应具有路由转接功能(按报文所附目标地址转发） (2) 端节点应具有启动、建立和维护端-端链路的功能 启动——发送端发送一个带目标端节点地址的联系控制报文 建立——目标端节点返回一个同意通信联系的报文，建立了
电话员A
电话员B
老人B
A幢
莆田学院计算机教研室 2003年3月
B幢
假设，两座楼上有两位行动不便的老人（服务用户）要进
行通信……
晚上睡不着…你…好！
我很我好也，是有…事…吗？
老人A
DATA.request和DATA.indication （数据请求和指示——通话）
老人B
电话员A
电话员B
A幢
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B幢
假设，两座楼上有两位行动不便的老人（服务用户）要进 行通信……
老人A
今天就到讲到这 里吧，再见！
DISCONNECT.reques （断连请求）
A大爷，B 奶奶跟你 拜拜了
老人B
DISCONNECT.indication
（断连指示）
电话员A
电话员B
A幢
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B幢
【名词解释】层协议和层接口
双方的联系 维护——通信过程差错控制、流量控制等 为此需在用户服务层和通信服务层之间增加一个新层(网络服务层)， 即通信服务层实现相邻节点间的点-点通信，网络服务层实现不相邻节 点间的端-端链路通信，用户服务层处理用户应用软件的通信请求与服 务。
莆田学院计算机教研室 2003年3月
2.2.3 层间服务的概念
2.1.2 常用的网络通信协议
假定一个与网络相连的设备正向另一个与网络相连的设备 发送数据，由于各个厂家有其各自的实现方法，这些设备 可能不完全兼容，它们相互之间不可能识别和通信。解决 方法之一是在同一个网络中全部使用某一厂家的专有技术 和设备，在网络互连的今天已不可行。另一种方法就是制 定一套实现互连的规范（标准），即所谓“协议”。该标 准允许每个厂家以不同的方式完成互连产品的开发、设计 与制造，当按同一协议制造的设备连入同一网络时，它们 完全兼容，仿佛是由同一厂家生产的一样。 所以“协议”通常也指网络上不同计算机之间为了协调互 相通信而使用的技术规范，即通信技术标准（也是软硬件 厂商开发网络产品的标准）。
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2.3 OSI参考模型(ISO/OSI RM)
77年，由ISO的信息技术委员会TC97提出，并由TC97逐步完成各 层的协议标准。
OSI协议将网络通信过程划分为七个相互独立的功能组（层次）， 并为每个层次制定一个标准框架。上面三层（应用层、表示层、 会话层）与应用问题有关，而下面四层（传输层、网络层、数据 链路层、物理层）则主要处理网络控制和数据传输/接收问题。各 层的功能单元用于规定what is to be done, but not how to do
it.
因此，OSI协议仅给出一个框架结构，并没有将其网络模型的每一 层限定在统一的一种协议中，也没有给出协议的具体实现技术 （即未完全定型）。故又称“参考模型”（OSI/RM）但它奠定了 网络体系结构的基础，成为今天设计和制定网络协议标准最重要 的参考模型和依据。
所以，OSI参考模型不是一个产品——你无法找到一个供应商为
莆田学院计算机教研室 2003年3月
2.1.2 常用的网络通信协议
理论上只要有一套协议即可，但由于网络技术在不断发展， 应用领域在不断拓宽，加上历史的原因（７０年代各大计 算机公司在网络领域“诸侯割据”，纷纷推出自己的网络 通信协议，既为网络技术的发展作出了贡献，亦造成协议 品种杂多的局面），所以目前尚无一套统一可用的网络协 议。 正如理论上人类只要一种语言就可以相互沟通，但实际上 却有许许多多的语言存在一样。 学习网络的重要任务之一就是了解各种常用的通信协议。 对于网络开发/集成工程师，则需要深入理解甚至精通工 程中所涉及到的各种协议。 用于普通网络用户，则只需知道访问网络资源你的系统或 机器上需要配备何种协议，而无须知道这些协议的具体含 义。
【名词解释】层间服务 P18-19
层间服务（service） 分层通信体系中，下层通信实体（服务提供者）为上 层实体（服务用户）提供的通信功能。 Service: what is to be done, but not how to do it. 服务是通过一组所谓“服务原语”来执行。服务原语 可划分为以下四类，每种代表一种通信操作： request（请求） indication（指示） response（响应） confirm（证实）
体系结构中的层、服务、调用与接口
N层向相邻的高层提供服务 N层向相邻的低层调用服务 相邻的高层协议通过服务访问点(SAP)调用低层协议 接口是指两相邻协议层之间所有的调用和服务访问点
以及服务的集合
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所用语分言 层莆次田方的言通信结英构语；其次，层“不次知之所云间”不是语相言层互“孤协议立”的不，兼容 通信方而式是电密话 切相关的电，脑上层的功能“不是可建沟通立”在下传层输层的“基协议础”上不，兼容
【例2下】如层果为让上一莆层田提老供妪与某北些京服的莆务田，藉而科学且家每林层兰英还进应行有如下一的定“的通信规”
指通信数据与控制信息的结构或格式。 涉及编码方案、信号电平等。 如规定数据的前8位（比特）是发送方的地址，其后8位是 接收方地址，比特流的其他部分才是信息本身。
定时（timing） 何时讲（次序）
包括两个特性： ①数据何时发送 ②传送速度如何 涉及速度匹配和排序等。
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协议用来规定了通信的内容、通信的方式和通信的时序。 所以，一个协议主要由语义、语法和定时三个部分组成。
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2.1.1 通信协议
语义（semantics） 讲什么（含义）
指通信设备之间传送的比特流每一部分的含义。 涉及用于协调与差错处理的控制信息。
语法（syntax） 如何讲（格式）
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2.2 网络通信的分层结构 （Layered architecture）
2.2.1 分层的概念
可以将人与人的“通信”分为三个相关的层次：认识层、语 言层、传输层。
【例1】如果让一莆田老妪与北京一科学家进行如下的“通信”
莆田老妪
北京科学家
结果
用网络术语表达结果
谈论内容 莆所田城以内，菜人价 们计为算了机网能络够技术彼此“不交可流理喻思”想，认需识层借“助协议一”个不兼容
则。 莆田老妪
林兰英院士 结 果 用网络术语表达结果
谈论内容 网莆络田城通市信变情化 况家同乡样情如况 此，只OK是区分认识更层细“一协议些”。兼容
所用语言 莆田方言
莆田方言
OK
ຫໍສະໝຸດ Baidu
语言层“协议”兼容
通信方式 电话
电话
OK
传输层“协议”兼容
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2.2 网络通信的分层结构
TCP/IP（网际互连/传输控制）协议 美国防部高级计划研究局（DARPA）83年为“阿帕”网 （ARPAnet，今发展为Internet）而开发，用于通过UNIX 系统控制实现异种计算机网络的互连，乃很多大学（如斯 坦福大学）及研究所经多年研究及商业化后得出的结果， 现为最通用的网际互连协议，亦为公认的工业标准。
莆田学院计算机教研室 2003年3月
2.1.2 常用的网络通信协议理论指导
其的中协三议个。最具影响力的国际性组织为局网域络网通组信网制定了各自 OSI（开放系统互连）协议 ISO（国际标准化组织）81年公布（理网论络标互准连） IEEE 802 LAN 协议 IEEE（电气和电子工程师学会）802委员会（80年2月成 立）制定，其部分标准已被ISO正式确定为局域网的国际 标准
2.2.2 网络通信分层的概念
计算机之间的通信可归纳为两 种基本方式： 点-点通信（P-P） 相邻节点之 间通过直达通路的通信(“线路 通信”) 端-端通信（E-E） 不相邻节点 之间通过中间节点链接起来所 形成间接可达通路的通信(“链 路通信”)
点-点通信是端-端通信的基础 端-端通信是点-点通信的延伸
计算机网络技术基础
第二章 计算机网络体系结构与协议
莆田学院计算机教研室
2003年2月
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本章主要内容
2.1 网络通信协议 2.2 网络通信的分层结构 2.3 OSI参考模型 2.4 网络的拓扑结构 2.5 访问控制方法
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2.1 网络通信协议
【层协议】
分层体系结构中，某层功能实现的方法和方式。 通信双方同层协议必须一致。 层间服务只表示能为上层做什么，层协议则规定 了本层功能如何实现。只要不改变提供的服务， 本层实体可以任意地改变它们的协议。
如上例中楼下向楼上老人提供传话功能(服务)，但楼下电 话员之间如何通话，则由双方商定（协议）。
【层接口】
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假设，两座楼上有两位行动不便的老人（服务用户）要进
行通信……
A小姐，请 拨B幢电话
请讲吧
老人A
CO（NN连E接CT请.r求eq）ueCsOt N（N连EC接T响.re应sp）onse
A大爷，B奶
奶请你讲话
B奶奶，有
您的电话！
CONNECT.confirm （连接证实） CONNECT.indication （连接指示）
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2.1.2 常用的网络通信协议
协议可分为 ✓ 封闭协议(closed protocol)
协议内容不对公众公布（只能由制定协议的厂家使用） ✓ 开放协议(open protocol)
协议内容对公众公布（不同厂家均可采用） 从网络角度看，未连网的计算机都是所谓“信息孤岛”型的 计算机系统，只按某一公司/厂商的网络通信协议连网（使 用封闭协议的网络）的属于 “封闭系统”，而采用开放协 议的网络可以使不同公司/厂商生产的计算机系统实现网络 互连（甚至在全球范围内互连起来），称为“开放系统”。 现代网络技术领域有成千上万种与网络通信有关的协议。其 中对网络技术影响最大的是由有关的国际性组织（P26-27） 制定的各种基础协议。
2.1.1 通信协议（protocol）
网络中的通信是指在不同系统中的实体之间的通信。 实体-能发送或接收信息的各种软件（如各种应用程序、数据
库管理系统、e-mail软件、通信进程等） 系统-运行一个或多个实体的硬件设备（如各种计算机、终端
设备等） 实体之间通信需要共同的通信规则。所谓“协议”，就是通 信双方在通信时需要遵循的一组规则和约定。
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a. 点-点通信的分层
两台相邻计算机通过直达通信线路通信时，其所用 通信软件将自然分成两个相对独立的模块（层）：
◆用户服务层 处理用户的通信应用请求 ◆通信服务层 通过通信线路收发数据 分层的优点： 用户服务层的模块设计可相对独立于具体的通信线 路和通信硬件接口的差别（如铜线、同轴电缆、光 纤等），而通信服务层的模块设计又可相对独立于 具体用户应用要求的不同（如文件传输、电子邮件 等）。
上下层之间相互通信处（独特的标识地址），如 可以是一个套接字（socket）或一个端口等。
如上例中楼上老人与楼下电话员间的传话口。
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【名词解释】网络体系结构
网络体系结构（architecture） 计算机网络的各层、层中协议和层间接口的集合。 体系即“系统”，中文中常用来描述有比较明显层次 结构的系统（如科学体系、政治体系等）。 为了完成计算机间的通信协作，把开放系统互连的功 能划分成定义明确的层次，并规定了对等层实体间通 信的协议；而在相邻层之间都有层间接口，接口定义 了下层向上层提供的服务。在协议的控制下，各对等 层实体间的通信使得每一层能够向上一层提供服务， 从而实现了网络的通信。网络各层、对等层进行通信 的协议以及相邻层接口的集合称为网络体系结构。
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b. 端-端通信的分层
端-端通信是把若干点-点相邻节点间的通信线路通过中间节点链接起 来，所以还需解决： (1) 中间节点应具有路由转接功能(按报文所附目标地址转发） (2) 端节点应具有启动、建立和维护端-端链路的功能 启动——发送端发送一个带目标端节点地址的联系控制报文 建立——目标端节点返回一个同意通信联系的报文，建立了
电话员A
电话员B
老人B
A幢
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B幢
假设，两座楼上有两位行动不便的老人（服务用户）要进
行通信……
晚上睡不着…你…好！
我很我好也，是有…事…吗？
老人A
DATA.request和DATA.indication （数据请求和指示——通话）
老人B
电话员A
电话员B
A幢
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B幢
假设，两座楼上有两位行动不便的老人（服务用户）要进 行通信……
老人A
今天就到讲到这 里吧，再见！
DISCONNECT.reques （断连请求）
A大爷，B 奶奶跟你 拜拜了
老人B
DISCONNECT.indication
（断连指示）
电话员A
电话员B
A幢
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B幢
【名词解释】层协议和层接口
双方的联系 维护——通信过程差错控制、流量控制等 为此需在用户服务层和通信服务层之间增加一个新层(网络服务层)， 即通信服务层实现相邻节点间的点-点通信，网络服务层实现不相邻节 点间的端-端链路通信，用户服务层处理用户应用软件的通信请求与服 务。
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2.2.3 层间服务的概念
2.1.2 常用的网络通信协议
假定一个与网络相连的设备正向另一个与网络相连的设备 发送数据，由于各个厂家有其各自的实现方法，这些设备 可能不完全兼容，它们相互之间不可能识别和通信。解决 方法之一是在同一个网络中全部使用某一厂家的专有技术 和设备，在网络互连的今天已不可行。另一种方法就是制 定一套实现互连的规范（标准），即所谓“协议”。该标 准允许每个厂家以不同的方式完成互连产品的开发、设计 与制造，当按同一协议制造的设备连入同一网络时，它们 完全兼容，仿佛是由同一厂家生产的一样。 所以“协议”通常也指网络上不同计算机之间为了协调互 相通信而使用的技术规范，即通信技术标准（也是软硬件 厂商开发网络产品的标准）。
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2.3 OSI参考模型(ISO/OSI RM)
77年，由ISO的信息技术委员会TC97提出，并由TC97逐步完成各 层的协议标准。
OSI协议将网络通信过程划分为七个相互独立的功能组（层次）， 并为每个层次制定一个标准框架。上面三层（应用层、表示层、 会话层）与应用问题有关，而下面四层（传输层、网络层、数据 链路层、物理层）则主要处理网络控制和数据传输/接收问题。各 层的功能单元用于规定what is to be done, but not how to do
it.
因此，OSI协议仅给出一个框架结构，并没有将其网络模型的每一 层限定在统一的一种协议中，也没有给出协议的具体实现技术 （即未完全定型）。故又称“参考模型”（OSI/RM）但它奠定了 网络体系结构的基础，成为今天设计和制定网络协议标准最重要 的参考模型和依据。
所以，OSI参考模型不是一个产品——你无法找到一个供应商为
莆田学院计算机教研室 2003年3月
2.1.2 常用的网络通信协议
理论上只要有一套协议即可，但由于网络技术在不断发展， 应用领域在不断拓宽，加上历史的原因（７０年代各大计 算机公司在网络领域“诸侯割据”，纷纷推出自己的网络 通信协议，既为网络技术的发展作出了贡献，亦造成协议 品种杂多的局面），所以目前尚无一套统一可用的网络协 议。 正如理论上人类只要一种语言就可以相互沟通，但实际上 却有许许多多的语言存在一样。 学习网络的重要任务之一就是了解各种常用的通信协议。 对于网络开发/集成工程师，则需要深入理解甚至精通工 程中所涉及到的各种协议。 用于普通网络用户，则只需知道访问网络资源你的系统或 机器上需要配备何种协议，而无须知道这些协议的具体含 义。