计算机网络之网络协议简介

1.1 网络协议与分层级体系结构

1.1.1

协议是指通信双方必须遵循的控制信息交换的规则的集合。

协议三要素：

（1）语法。

（2）语义

（3）同步

1.1.2

计算机网络体系结构是指计算机网络的分层，每一层应该具有的功能以及每一层所用到的协议的集合。

协议层次模型中，下层与上层之间协议接口，下层为上层提供服务。协议时水平的概念，服务是垂直的概念。

分层的原则：

（1）每层的功能应该明确并且相互独立。

（2）层间接口要清晰，跨越接口的信息量要少。

（3）层数要适中。

1.2 开放系统互联参考模型

OSI/RM体系结构一共分为七层，自顶向下为：应用层，表示层，会话层，传输层，网络层，数据链路层，物理层。

但是因为（1）OSI专家缺乏实际经验；（2）协议实现起来过分复杂，运行效率较低；（3）OSI标准制定周期太长；（4）OSI层次划分不太合理。因此出现五层体系结构，自顶向下分为：应用层，传输层，网络层，数据链路层，物理层。

QQ为应用层，不同QQ之间通信需要使用协议。传输层一般用于为两台主机中进程之间的通信提供服务，传输层把收到的信息分给不同的应用进程，即QQ，浏览器，网络游戏等。网络层是为网络上的不同主机之间提供分组的传输服务。网络层传输的基本单位为分组。数据链路层将分组封装成帧（数据链路层基本单位），给分组添加首部和尾部，并将其发送给物理层。物理层传输的基本单位是比特，将组成帧的比特流进行透明传输（对物理层传输的比特流不采取任务措施，只是从一个节点传送到下一个节点）。物理层发送的比特流比物理层的帧多了几个字节，是为了使得收发双方的比特流保持同步。

以QQ为例，假设北京和南京之间的同学甲和乙进行通信。

首先主机甲的应用层（QQ应用进程数据传送到应用层，加上应用层首部，封装为应用层PDU（协议数据单元）），应用层PDU通过接口传送到传输层，传输层按照协议将其封装为传输层PDU。传输层报文通过接口传送到网络层，加上网络层首部之后，称为分组（即网络层PDU），使用IP协议的称为IP数据报。IP数据报通过接口传送到数据链路层，将数据报加上链路层首部和尾部（尾部主要是用来差错控制），封装为数据链路层帧。数据链路层再将帧通过接口发送给物理层，封装为物理层比特流。比特流从发送端物理层传送到接收端比特流，到达接收端物理层。接收端再按照上述过程的逆过程自底向上解封装，最终获得应用程序数据。