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計算機網路之網路協議簡介

1.1    網路協議與分層級體系結構    1.1.1                協議是指通訊雙方必須遵循的控制資訊交換的規則的集合。        協議三要素:        (1)語法。        (2)語義        (3)同步       1.1.2                計算機網路體系結構是指計算機網路的分層,每一層應該具有的功能以及每一層所用到的協議的集合。        協議層次模型中,下層與上層之間協議介面,下層為上層提供服務。協議時水平的概念,服務是垂直的概念。         分層的原則:        (1)每層的功能應該明確並且相互獨立。        (2)層間介面要清晰,跨越介面的資訊量要少。        (3)層數要適中。1.2    開放系統互聯參考模型        OSI/RM體系結構一共分為七層,自頂向下為:應用層,表示層,會話層,傳輸層,網路層,資料鏈路層,物理層。        但是因為(1)OSI專家缺乏實際經驗;(2)協議實現起來過分複雜, 執行效率較低;(3)OSI標準制定週期太長;(4)OSI層次劃分不太合理。因此出現五層體系結構,自頂向下分為:應用層,傳輸層,網路層,資料鏈路層,物理層。        QQ為應用層,不同QQ之間通訊需要使用協議。傳輸層一般用於為兩臺主機中程序之間的通訊提供服務,傳輸層把收到的資訊分給不同的應用程序,即QQ,瀏覽器,網路遊戲等。網路層是為網路上的不同主機之間提供分組的傳輸服務。網路層傳輸的基本單位為分組。資料鏈路層將分組封裝成幀(資料鏈路層基本單位),給分組新增首部和尾部,並將其傳送給物理層。物理層傳輸的基本單位是位元,將組成幀的位元流進行透明傳輸(對物理層傳輸的位元流不採取任務措施,只是從一個節點傳送到下一個節點)。物理層傳送的位元流比物理層的幀多了幾個位元組,是為了使得收發雙方的位元流保持同步。
         以QQ為例,假設北京和南京之間的同學甲和乙進行通訊。        首先主機甲的應用層(QQ應用程序資料傳送到應用層,加上應用層首部,封裝為應用層PDU(協議資料單元)),應用層PDU通過介面傳送到傳輸層,傳輸層按照協議將其封裝為傳輸層PDU。傳輸層報文通過介面傳送到網路層,加上網路層首部之後,稱為分組(即網路層PDU),使用IP協議的稱為IP資料報。IP資料報通過介面傳送到資料鏈路層,將資料報加上鍊路層首部和尾部(尾部主要是用來差錯控制),封裝為資料鏈路層幀。資料鏈路層再將幀通過介面傳送給物理層,封裝為物理層位元流。位元流從傳送端物理層傳送到接收端位元流,到達接收端物理層。接收端再按照上述過程的逆過程自底向上解封裝,最終獲得應用程式資料。

        注意:        實體(entity):表示任何可以傳送和接收資訊的硬體或者軟體程序。        服務訪問點(SAP):指的是響鈴兩層交換資訊的地方,即介面。層之間的SAP不止一個。 同一層間的不同服務使用者不可直接通訊(除了物理層,因為需要經過整個完整過程)。        PDU結構如圖: 1.3    TCP /IP 協議
        協議分為四層,應用層直接為使用者的應用程序提供服務,傳輸層為兩臺主機中各個應用程式之間提供通訊服務,網路層負責獨立第將分組從源主機送達目的主機,為分組提供最佳路由選擇和交換功能,網路接入層負責接收從網路層互動來的IP分組,並將其封裝在幀中,通過底層的物理網路傳送出去。接收端與之逆向。        TCP/IP協議棧:

TCP,udp,IP為核心協議,IP位於兩個漏斗的中心,最為關鍵。1.4    兩種體系結構的比較    1.4.1 層次間的對應關係
        不同點:        (1)兩者出發點不同,前者兼顧各方,協議較多且複雜。後者來自於實踐,為人麼廣泛接受。        (2)對以下問題的處理方法不同:1)對層次間的關係。前者不能跨層,後者可以越過某層直接使用更底層提供的服務。2)對異構網互聯問題。後者考慮了此問題,並將其單獨設定一層,前者一開始沒有考慮此問題。3)是否將面向連線和無連線服務並重。後者一開始就這兩者同時考慮,前者沒有。