网络协议与网络标准的基本概念和相关知识

网络协议与网络标准

1、网络协议基本概念

网络协议是为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。

2、网络协议组成要素

网络协议分别由语义、语法和时序三个要素组成。语义是解释控制信息每个部分的含义，它规定了需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出什么样的响应；语法是用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序；时序是对事件发生顺序的详细说明。

三个要素可以形象描述为：语义表示要做什么，语法表示要怎么做，时序表示做的顺序。

3、OSI协议

国际化标准组织（ISO）和国际电报电话咨询委员会（CCITT）联合制定的开放系统互连参考模型（Open System Interconnect，OSI），目的是为异种计算机互连提供一个共同的基础和标准框架，并为保持相关标准的一致性和兼容性提供共同的参考。OSI采用了分层的结构化技术，从下到上共分为七层：

• （1）物理层：该层包括物理连网媒介，如电缆连线连接器。该层的协议产生并检测电压以便发送和接收携带数据的信号。具体标准有RS232、V.35、RJ-45、FDDI；
• （2）数据链路层：它控制网络层与物理层之间的通信。它的主要功能是将从网络层接收到的数据分割成特定的可被物理层传输的帧。常见的协议有IEEE 802.3/.2、HDLC、PPP、ATM；
• （3）网络层：其主要功能是将网络地址（例如，IP地址）翻译成对应的物理地址（例如，网卡地址），并决定如何将数据从发送方路由到接收方。在TCP/IP协议中，网络层具体协议有IP、ICMP、IGMP、IPX、ARP等;
• （4）传输层：主要负责确保数据可靠、顺序、无错地从A点传输到B点。如提供建立、维护和拆除传送连接的功能；选择网络层提供最合适的服务；在系统之间提供可靠的、透明的数据传送，提供端到端的错误恢复和流量控制。在TCP/IP协议中，具体协议有TCP、UDP、SPX；
• （5）会话层：负责在网络中的两节点之间建立和维持通信，以及提供交互会话的管理功能，如三种数据流方向的控制，即一路交互、两路交替和两路同时会话模式。常见的协议有RPC、SQL、NFS；
• （6）表示层：如同应用程序和网络之间的翻译官，在表示层，数据将按照网络能理解的方案进行格式化；这种格式化也因所使用网络的类型不同而不同。表示层管理数据的解密加密、数据转换、格式化和文本压缩。常见的协议有JPEG、ASCII、GIF、DES、MPEG；
• （7）应用层：负责对软件提供接口以使程序能使用网络服务，如事务处理程序、文件传送协议和网络管理等。在TCP/IP协议中，常见的协议有HTTP、Telnet、FTP、SMTP。

OSI协议

4、IEEE 802规范

定义了网卡如何访问传输介质（如光缆、双绞线、无线等），以及如何在传输介质上传输数据的方法，还定义了传输信息的网络设备之间连接建立、维护和拆除的途径。

（1）遵循IEEE 802标准的产品包括：网卡、桥接器、路由器以及其他一些用来建立局域网络的组件；

（2）IEEE 802规范包括：802.1（802协议概论）、802.2（逻辑链路控制层LLC协议）、802.3（以太网的CSMA/CD载波监听多路访问/冲突检测协议）、802.4（令牌总线Token Bus协议）、802.5（令牌环Token Ring协议）、802.6（城域网MAN协议）、802.7（FDDI宽带技术协议）、802.8（光纤技术协议）、802.9（局域网上的语音/数据集成规范）、802.10（局域网安全互操作标准）、802.11（无线局域网WLAN标准协议）；

（3）以太网规范IEEE802.3是重要的局域网协议，内容包括：

以太网协议

（4）FDDI/光纤分布式数据接口是一项局域网技术；

（5）广域网协议包括：PPP点对点协议、ISDN综合业务数字网、xDSL（DSL数字用户线路的统称：HDSL、SDSL、MVL、ADSL）DDN数字专线、x.25、FR帧中维、ATM异步传输模式。

5、TIP/IP协议

TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/网际协议）是指能够在多个不同网络间实现信息传输的协议簇。TCP/IP协议不仅仅指的是TCP 和IP两个协议，而是指一个由FTP、SMTP、TCP、UDP、IP等协议构成的协议簇， 只是因为在TCP/IP协议中TCP协议和IP协议最具代表性，所以被称为TCP/IP协议。

（1）应用层协议：

• FTP（File Transfer Protocol，文件传输协议）；
• TFTP（Trivial File Transfer Protocol，简单文件传输协议）；
• HTTP（Hyper Text Transfer Protocol，超文本传输协议）；
• SMTP（Simple Mail Transfer Protocol，简单邮件传输协议）；
• DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）；
• Telent（远程登录协议）；
• DNS（Domain Name System，域名系统）；
• SNMP（Simple Network Management Protocol，简单网络管理协议）。

（2）传输层协议：

• TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，有助于提供可靠性；
• UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议）是一种无连接、不可靠的协议，有助于提高传输速率；

（3）网络层协议：

• IP（Internet Protocol，网际互连协议）；
• ICMP（Internet Control Message Protocol，网际控制报文协议）；
• IGMP（Internet Group Management Protocol，网际组管理协议）；
• ARP（Address Resolution Protocol，地址解析协议）：用于动态地完成IP地址向物理地址的转换；
• RARP（Reverse Address Resolution Protocol，反向地址转换协议）。