计算机网络的协议_计算机网络协议

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计算机网络的协议及OSI/RM模型

1.计算机网络协议

当网络中的两台设备需要通信时,双方应遵守共同的协议进行。例如,数据的格式是怎样的,以什么样的控制信号联络,具体的传送方式是什么,发送方怎样保证数据的完整性、正确性,接收方如何应答等。为此,人们为网络上的两个结点之间如何进行通信制定了规则和过程,它规定了网络通信功能的层次构成以及各层次的通信协议规范和相邻层的接口协议规范,我们称这些规范的集合模型为网络体系结构,简称网络协议。概括地说,网络协议就是计算机网络中任何两结点间的通信规则。网络协议是由一组程序模块组成的,又称协议堆栈。每一个程序模块在网络通信中有序地完成各自的功能。

2.开放系统互连参考模型OSI/RM

计算机联网是随着用户的不同需要而发展起来的,不同的开发者可能会使用不同的方式满足使用者的需求,由此产生了不同的网络系统和网络协议。在同一网络系统中网络协议是一致的,结点间通信是方便的。但在不同的网络系统中网络协议很可能是不一致的,这种不一致给网络连接和网络之间结点的通信造成了很大的不方便。为了解决这个问题,国际标准化组织ISO

（International Standardization Organization）于1981年推出“开放系统互连参考模型”即OSI/RM（Open System Interconnection Reference Model）标准。该标准的目的是希望所有的网络系统都向此标准靠拢,消除系统之间因协议不同而造成的通信障碍,使得在互联网范围内,不同的网络系统可以不需要专门的转换装置就能进行通信。

OSI将通信系统分为七层,每一层均分别负责数据在网络中传输的某一特定步骤,其中最低四层完成传送服务,上面三层面向应用(如图8.1)。OSI/RM通信标准分为七层的原因是让用户更方便地使用网络。当用户用网络传递数据时,只须下达指令而不必考虑下层信号如何传递或通信协定等问题,即用户在上层作业时,可完全不必理会低层的运作。

⑴ 应用层

应用层是通信用户之间的窗口,也是计算机和用户之间交互的最直接层,为用户提供网络管理、文件传输、事务处理等一系列服务。作为OSI/RM的最高层,应用层主要解决用户的实际需要,因而是最复杂的,所包含的协议也最多。

⑵ 表示层

表示层为应用过程之间所传送的信息提供表示的方法,它只关心所传输的信息的语法和语义。表示层所完成的主要功能有：不同数据编码格式的转换,提供数据压缩,解压缩服务,对数据进行加密,解密等。

⑶ 会话层

会话层用于建立、管理和终止两个应用系统间的对话,它是用户连接到网络的接口。会话层从逻辑上建立两个系统间的通信信道并控制整个数据传输过程,包括建立链路、数据交换、释放链路等,但实际的数据传输控制则是由传输层来完成的。

⑷ 传输层

传输层是介于OSI/RM体系中高低层之间的一个接口层,也是整个OSI/RM结构的核心层。传输层完成的主要功能有：获得网络层地址,发送和接收顺序正确的数据包分组序列,并用其构成传输层数据,进行流量控制,提供无差错有序的报文收发。

⑸ 网络层

网络层也称为通信子网层,主要任务是为源站和目标站之间的数据传输提供路由、拥塞控制等功能。网络层数据的传输单位是数据分组（Packet）,也称为包。⑹ 数据链路层

数据链路层实现实体间数据的可靠传输。主要完成数据的差错校验、流量控制等服务。数据链路层的数据单位是帧（Frame）。

⑺ 物理层

物理层是OSI/RM中的最低层,也是最重要的一层,它是建立在传输介质之上的,实现设备之间的物理接口。物理层只接收和发送比特流,不考虑信息的意义和信息的结构。

OSI/RM不是一个实际的物理模型,而是一个将网络协议

规范化了的逻辑参考模型。OSI/RM根据网络系统的逻辑功能将其分为七层,并对每一层规定了功能、要求、技术特性等,但没有规定具体的实现方法。OSI/RM仅仅是一个标准,而不是特定的系统或协议。网络开发者可以根据这个标准开发网络系统,制定网络协议；网络用户可以用这个标准来考察网络系统、分析网络协议。

尽管OSI/RM模型得到了国际上大部分国家的支持,但因为其照顾的关系太多,协议集庞大,极大的影响了它的效率。它制定的过分复杂的标准已经达到200多项,并且至今尚未完成。目前在Internet中得到广泛应用的是产生于互联网实践的TCP/IP协议模型,这部分内容将在8.4.1 中详细介绍。