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计算机网络二、网络协议

news 来源：原创 2024/5/4 12:30:35

一、定义

网络协议是计算机网络中互相通信的对等实体间交换信息时必须要遵守的规则的集合

二、划分层次

三、计算机的体系结构

3.1 、具有五层协议的体系结构

具有五层协议的体系结构具、、有五层协议的体系结构

(1) 应用层(application layer) 应用层是体系结构中的最高层。应用层的任务是通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。应用层协议定义的是应用进程间通信和交互的规则。这里的进程就是指主机中正在运行的程序。对于不同的网络应用需要有不同的应用层协议。在互联网中的应用层协议很多，如域名系统 DNS ，支持万维网应用的 HTTP 协议，支持电子邮件的 SMTP 协议，等等。我们把应用层交互的数据单元称为报文(message)

(2) 运输层(transport layer) 运输层的任务就是负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。应用进程利用该服务传送应用层报文。所谓"通用的"，是指并不针对某个特定网络应用，而是多种应用可以使用同一个运输层服务。由于一台主机可同时运行多个进程，因此运输层有复用和分用的功能。复用就是多个应用层进程可同时使用下面运输层的服务，分用和复用相反，是运输层把收到的信息分别交付上面应用层中的相应进程。运输层主要使用以下两种协议: • 传输控制协议 TCP (Transmission Control Protocol)一一提供面向连接的、可靠的数据传输服务，其数据传输的单位是报文段(segment) • 用户数据报协议 UDP (User Datagram Pr ocol)-- 提供无连接的、尽最大努力 (best-efIort) 的数据传输服务(不保证数据传输的可靠性)，其数据传输的单位是用户数据报。顺便指出，有人愿意把运输层称为传输层，理由是这一层使用的 TCP 协议就叫做传输控制协议。从意思上看，传输和运输差别也不大。但 OSI 定义的第层使用的是 Transport. 而不是 Transmission 。这两个字的含义还是有些差别。因此，使用运输层这个译名较为准确。

(3) 网络层(network layer) 网络层负责为分组交换网上的不同主机提供通信服务。在发送数据时，网络层把运输层产生的报文段或用户数据报封装成分组或包进行传送。在 TCP!I 体系中，由于网络层使 • 31 • IP 协议，因此分组也叫做 IP 数据报，或简称为数据报。本书把"分组"和"数据报"作为罔义词使用。请注意:不要将运输层的"用户数据报 UDP" 和网络层的 "IP 数据报"弄混。此外，无论在哪一层传送的数据单元，都可笼统地用"分组"来表示。网络层的另一个任务就是要选择合适的路由，使源主机运输层所传下来的分组，能够通过网络中的路由器找到目的主机。这里要强调指出，网络层中的"网络"二字，己不是我们通常谈到的具体网络，而是在计算机网络体系结构模型中的第层的名称。互联网是由大量的异构(heterogeneous) 网络通过路由器(router) 相互连接起来的。互联网使用的网络层协议是无连接的网际协议 IP (Intemet Protocol)和许多种路由选择协议，因此互联网的网络层也叫做网际层或 IP 层。网络层、网际层和 IP 层都是同义语。

(4) 数据链路层(data link layer) 数据链路层常简称为链路层。我们知道，两台主机之间的数据传输，总是在一段一段的链路上传送的，这就需要使用专门的链路层的协议。在两个相邻结点之间传送数据时，数据链路层将网络层交下来的 IP 数据报组装成帧(企aming) ，在两个相邻结点间的链路上传送帧(企ame) 。每一帧包括数据和必要的控制信息(如同步信息、地址信息、差错控制等)。在接收数据时，控制信息使接收端能够知道一个帧从哪个比特开始和到哪个比特结束。这样，数据链路层在收到一个帧后，就可从中提取出数据部分，上交给网络层。控制信息还使接收端能够检测到所收到的帧中有无差错。如发现有差错，数据链路层就简单地丢弃这个出了差错的帧，以免继续在网络中传送下去白白浪费网络资源。如果需要改正数据在数据链路层传输时出现的差错(这就是说，数据链路层不仅要检错，而且要纠错)，那么就要采用可靠传输协议来纠正出现的差错。这种方法会使数据链路层的协议复杂些。

(5) 物理层(physicallayer) 在物理层上所传数据的单位是比特。发送方发送 (或 0) 时，接收方应当收到 (或 0) 而不是 (或1)。因此物理层要考虑用多大的电压代表 "1" "0" ，以及接收方如何识别出发送方所发送的比特。物理层还要确定连接电缆的插头应当有多少根引脚以及各引脚应如何连接。当然，解释比特代表的意思，就不是物理层的任务。请注意，传递信息所利用的一些物理媒体，如双绞线、同轴电缆、光缆、无线信道等，并不在物理层协议之内而是在物理层协议的下面。因此也有人把物理层下面的物理媒体当作第层。在互联网所使用的各种协议中，最重要的和最著名的就是 TCP IP 两个协议。现在人们经常提到的 TCPIIP 并不一定是单指 TCP IP 这两个具体的协议，而往往是表示互联网所使用的整个 TCP/I 协议族(protocol suite)

层	概要
应用层	任务：通过应用进程间的交互来完成特定网络应用。协议：定义的是应用进程间通信和交互的规则。把应用层交互的数据单元称为报文 (message) 。例如： DNS ， HTTP ， SMTP
运输层	任务：负责向两台主机中进程之间的通信提供通用的数据传输服务。具有复用和分用的功能。 TCP (Transmission Control Protocol) ：提供面向连接的、可靠的数据传输服务。数据传输的单位是报文段 ( segment) 。 UDP (User Datagram Protocol) ：提供无连接的尽最大努力 (best-effort) 的数据传输服务（不保证数据传输的可靠性）。数据传输的单位是用户数据报。
网络层	为分组交换网上的不同主机提供通信服务。两个具体任务：路由选择：通过一定的算法，在互联网中的每一个路由器上，生成一个用来转发分组的转发表。转发：每一个路由器在接收到一个分组时，要依据转发表中指明的路径把分组转发到下一个路由器。互联网使用的网络层协议是无连接的网际协议 IP (Internet Protocol) 和许多种路由选择协议，因此互联网的网络层也叫做网际层或 IP 层。 IP 协议分组也叫做 IP 数据报，或简称为数据报。
数据链路层	常简称为链路层。任务：实现两个相邻节点之间的可靠通信。在两个相邻节点间的链路上传送帧（ frame ）。如发现有差错，就简单地丢弃出错帧。如果需要改正出现的差错，就要采用可靠传输协议来纠正出现的差错。这种方法会使数据链路层协议复杂。
物理层	任务：实现比特（ 0 或 1 ）的传输。确定连接电缆的插头应当有多少根引脚，以及各引脚应如何连接。注意：传递信息所利用的一些物理媒体，如双绞线、同轴电缆、光缆、无线信道等，并不在物理层协议之内，而是在物理层协议的下面