網絡協議一詞指定了一組規則或約定來執行特定任務。在數據傳輸中,網絡協議在較不廣義的意義上用于表示用于實現 OSI 模型的一個或多個級別的一組規則或規范。網絡協議定義了它進行通信、通信方式以及通信時間。網絡協議的關鍵元素是它的句法、語義和時序。
句法:指的是數據格式的結構,即它們出現的順序。例如,一個簡單的網絡協議可能期望數據的前八位是發送方的地址,接下來的八位是接收方的地址,而流的其余部分是消息本身。
語義:指的是每個位段的含義。您如何解釋特定模式并根據該表示采取行動。例如,地址是否標識要采用的路由或消息的最終目的地?
Timing:它定義了兩個特征:數據應該發送的時間和發送的速度。例如,如果發送方以 100Mbps 的速度產生數據,但接收方只能以 1Mbps 的速度處理數據,則傳輸會使接收方超載,從而導致大量數據丟失。
我們將在本教程中涵蓋以下主題:
協議功能
最常見的網絡協議
協議功能
并非所有網絡協議都執行所有功能,因為這意味著大量的重復工作。在不同級別的網絡協議中存在多個相同類型功能的示例。
網絡協議的功能可以分為以下幾類:
分段和組裝:當應用程序的實體(任何能夠發送或接收信息的東西)以消息或連續序列發送數據時,較低級別的網絡協議可能需要將數據分成更小的塊和所有數據。為方便起見,它被稱為協議數據單元(PDU),即兩個實體之間通過網絡協議交換的數據塊。
封裝:每個PDU 不僅包含數據,還包含控制信息。相反,某些 PDU 僅包含控制信息,不包含數據??刂菩畔⒎譃槿悾?/p>
•地址:您可以指定發件人和收件人的地址。
•錯誤地址代碼:有時包含一些幀校驗序列用于錯誤檢測。
•協議控制:包含附加信息以實現本節其余部分列出的網絡協議功能。
連接控制:一個實體可以將數據傳輸到另一個實體,以便每個 PDU 獨立于之前的 PDU 進行處理。它被稱為非連接導向數據的傳輸;一個例子是數據報的使用。盡管這種模式很有用,但同樣重要的技術是面向連接的數據傳輸,虛電路就是一個例子。
如果站點提供擴展的數據交換并且它們的網絡協議的某些細節動態變化,則最好(甚至是必要的)傳輸面向連接的數據。在實體之間建立邏輯關聯或連接。
• 連接建立
• 數據傳輸
• 連接釋放
已訂購運費:如果兩個通信實體位于網絡中的不同站點,則存在 PDU 不會按照它們發送的相同順序接收的危險,因為它們在網絡中遵循不同的路徑。在面向連接的協議中,通常需要維護 PDU 的順序。例如,如果您在兩個系統之間傳輸文件,我們希望確保接收文件的記錄與傳輸文件的記錄順序相同,而不是混合。如果每個 PDU 都有一個唯一的編號,并且這些編號是按順序分配的,那么根據序列號對接收到的 PDU 進行重新排序對于接收實體來說是一項簡單的邏輯任務。該方案的唯一問題是由于使用了有限的序列號域(模塊某個最大數)導致序列號重復。
流量控制:流量控制是接收實體執行的一項功能,用于限制發布實體發送的數據量或速率。
最純粹的流量控制形式是停止等待程序,其中每個 PDU 必須在發送下一個 PDU 之前進行確認。使用更高效的網絡協議意味著使用發行者提供的某種形式的信用,這是無需確認即可發送的數據量。
錯誤控制:使用技術來管理數據和控制信息的丟失或錯誤是必要的。大多數技術包括基于使用幀校驗序列的錯誤檢測和 PDU 重傳。
尋址:通信體系結構中尋址的概念很復雜,包含大量概念,例如尋址級別、地址范圍、連接標識符和尋址模式。
多路復用:多路復用與尋址的概念有關。在單個系統中,通過多個連接支持的一種多路復用形式。例如,對于 X.25,可以有多個虛擬電路以同一個最終系統結束;可以說,這些虛電路復用在最終系統和網絡之間的物理接口上。
傳輸服務:網絡協議可以為使用它的實體提供各種各樣的附加服務。三個常見的例子是優先級、服務程度和安全性。
最常見的網絡協議
網絡協議決定了信息(包括數據和控制)的模式和組織,以便通過具有低級協議的物理介質進行傳輸。最常見的網絡協議是:
IPX/SPX
IPX/SPX (Internetwork Packet Exchange / Sequenced Packet Exchange) 是由 Novell 開發的一組網絡協議,用于您的 Netware 網絡操作系統。IPX/SPX 分組的協議比 TCP/IP 少,因此它不需要 TCP/IP 所需的一般負載。IPX / SPX 可用于小型和大型網絡并允許數據路由。
網絡用戶界面
NetBEUI(NetBIOS 擴展用戶界面)是一種快速直接的網絡協議,旨在與 Microsoft 和 IBM 為小型網絡開發的 NetBios 協議(Net-Ware 基本輸入輸出系統)結合使用。NetBEUI 在 OSI 模型的傳輸層中運行。
由于 NetBEUI 只提供 OSI 傳輸層和網絡層所需的服務,它需要與運行在 OSI 模型層的 NetBios 一起工作,并負責建立連接到網絡的兩臺計算機之間的通信會話。Microsoft 網絡還包括另外兩個組件:重定向器和服務器消息塊。重定向器在應用層運行,使客戶端計算機將所有網絡資源視為本地資源。服務器消息塊(Server Message Block 或 SMB)在客戶端機器和網絡服務器中的重定向器之間提供同級通信。服務器消息塊在 OSI 模型的表示層中運行。
雖然它是一種優秀的低成本傳輸協議,但 NetBEUI 不是一種可以通過路由器路由的協議,因此它不能使用網內互連。因此,雖然 NetBEUI 是小型和簡單網絡的網絡協議選項,但它不適用于需要使用路由器的更廣泛的網絡。
網絡協議/網絡協議
通常被稱為“低價協議”的 TCP/IP 已經成為企業網絡連接的事實標準。TCP/IP 網絡具有廣泛的可擴展性,因此 TCP/IP 可用于小型和大型網絡。
TCP/IP是一組可以運行在不同軟件平臺(Windows、Unix等)上的路由協議,幾乎所有的網絡操作系統都支持它作為默認的網絡協議。TCP/IP由一系列組成TCP/IP棧的成員協議組成。并且由于在 OSI 參考模型完成之前開發的 TCP/IP 協議集,構成它的協議不能與模型的不同層正確對應。
APPLETALK
該協議從一開始就包含在 Apple Macintosh計算機操作系統中,允許計算機和外圍設備以非常簡單的方式為用戶互連,因為它不需要任何配置,另一方面,操作系統會處理一切。盡管許多網絡管理員不認為 AppleTalk 是公司或互連網絡協議,但 AppleTalk 允許通過路由器路由數據。AppleTalk 可以支持以太網、令牌環和 FDI 網絡體系結構。