网络协议与体系结构

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协议

组成:

1.语法
概念:

语法即数据与控制信息的结构或格式,即通信双方“如何讲”。

2.语义
概念:

语义即需要发出何种控制信息,完成何种动作以及做出何种响应,即通信双方准备“讲什么”。

3.时序
概念:

时序又称为同步,指事件实现顺序的详细说明,即在实现操作时先做什么,后做什么。

特点:

(1)协议必须是清晰的,每一步都要明确定义,且不会引起误解;

(2)协议涉及的每个用户都必须了解协议,且预先知道需要完成的所有步骤;

(3)协议涉及的每个用户都必须同意并遵守它。

网络体系结构概述

1.分层的优点

(1)有利于标准化的促进。网络分层后可有针对性地为各层制定协议,网络使用的协议随着层次的划分被分割,每层的协议只需对该层的功能与提供的服务进行规定。

(2)层与层之间相互独立。网络中的各层负责实现一定的功能,提供与其上层交互的接口;各层不关心下层如何实现,仅使用下层提供的服务(即通过下层提供的接口获取下层功能对本层的支持)。

(3)灵活性好。各层可选择最优技术实现本层功能;当网络中的某些功能需要改进时,只需保证层次间接口不变,对功能涉及的网络中的部分层次进行维护,无需调整整个网络。

2.层次间的关系

  • 网络中的各层实现一定的功能,各层之间通过下层接口实现交互,进而实现完整的网络通信与数据交换功能。相邻层之间的关系如图2-1所示。
  • 网络各层制定的协议由本层的使用者共同遵守,相同层次的使用者方可互相理解本层中信息的含义。计算机网络的层次模型如图2-2所示。

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3.节点通信流程

计算机网络的层次模型是对网络通信步骤的抽象,在具体实现中,每一层都会产生负责实现某项功能的实体。实体分为硬件实体和软件实体,硬件实体指网络中实现物理环境中某项功能的硬件设备;软件实体指某次网络通信中实现某项功能的进程。对等实体之间只是遵守相同的协议,并不直接进行数据传输。

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4.层次关系举例

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OSI与TCP/IP

常见体系结构OSI(开放式系统互联),TCP/IP(传输控制协议/互联网协议)

在Internet中最广泛的体系结构TCP/IP参考模型

遵循原则

  • 网络中各节点都有相同的层次。
  • 不同节点的同等层具有相同的功能。
  • 同一节点内相邻层之间通过接口通信。
  • 每一层使用下层提供的服务,并向其上层提供服务。
  • 不同节点的同等层按照协议实现对等层之间的通信。
  • 根据功能需要进行分层,每层应当实现定义明确的功能。
  • 向应用程序提供服务。

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