第十一章 通信协议与网络模型

关于协议 About Protocols

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）。

为什么有许许多多的网络通信协议? Too Many Communication Protocols?

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。 对于普通网络用户，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。
协议的概念 Concept of a Protocol

通信协议用于不同系统中实体之间的通信。

所谓“实体”，是指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 软件等。 所谓“系统”，是指运行一个或多个实体的硬件 设备，如各种计算机、终端设备和远程传感器等。
通信的内容、通信的方式和通信的时间，所有这 些都必须遵循实体之间都能接受的一定规则。这 些规则就是所谓“协议”，或者说，协议就是指 通信双方通信时需要遵循的一组管理规则。

网络 – 双方的信息传输
常用协议



HTTP - WWW FTP - 文件下载/文件上传 IEEE 802.3 - 局域网通信 TCP/IP - 因特网 NetBEUI - 文件共享和打印机共享 Stop-and-wait /Sliding window - 流量控制/差错控制 HDLC - 数据链路控制


有关知识：RFC More about RFC


因特网上所有的协议都是以所谓RFC文档形式定义的。 RFC(Request For Comments)-意即“请求注解”，包含了关于 Internet的几乎所有重要的文字资料。如果你想成为网络方面的专 家，那么RFC无疑是最重要也是最经常需要用到的资料之一，所以 RFC享有“网络知识圣经”之美誉。 通常，当某家机构或团体开发出了一套标准或提出对某种标准的设 想，想要征询外界的意见时，就会在Internet上发放一份RFC。 绝大部分网络标准的指定都是以RFC的形式开始，经过大量的论证 和修改过程，由主要的标准化组织所指定。 一个RFC文件在成为官方标准前一般至少要经历三个阶段：建议标 准、草案标准、因特网标准。 令人遗憾的是，由国内个人或组织编写的RFC文档几乎没有。 如何编写RFC文档： 参见文档 RFC Editor Tutorial.pdf 或 参见网页 http://www.rfc-editor.org/howtopub.html
本章讲什么 What’s about This Chapter？ 本章介绍网络通信协议和网络模型的一般知识。 本章学习的主要内容有：
网络通信协议的概念 网络通信三大基础协议 通信分层的概念 网络体系结构（网络模型）的概念 OSI参考模型 IEEE和TCP/IP参考模型(简介)
本章主要内容 Contents 11.1 网络通信协议 Communication Protocols 11.2 网络通信的分层结构 Layered Architecture

协议的系统组合→ “Architecture”（网络体系结构）
பைடு நூலகம்
通信协议 Communication Protocols

通信协议 是一种概念 必须去学习和理解它的含义\内容\功能 是一种原理 描述网络通信数据传递的过程 是一种标准 只有按相同或兼容协议研发和制造的产品才能相 互通信 新协议的制订 标准化组织和有影响的生产厂商 因特网所用协议(因特网标准) 由因特网协会管理 IETF(因特网工程任务组) 在线公布 IESG(因特网工程指导组) 批准为标准 RFC出版物 RFC791 → IP (Internet Protocol) RFC793 → TCP (Transmission Control Protocol)


协议三要素
Key Elements of a Protocol

一个协议主要由语法、语义和时序三个部分组成。 语法 - 如何讲（格式） 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。 语义 - 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。 时序 - 何时讲（次序） 包括两个特性：速度匹配和和先后顺序，即数据何时 发送，传送速度如何才合适。
11.3 OSI 参考模型 OSI Reference Model 11.4 IEEE 和TCP/IP网络体系结构 IEEE and TCP/IP
11.1 网络通信协议 Communication Protocols
（参见教材第1.4节）
网络：协议无所不在 Networks: the World of Procotols