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网络协议

计算机学科发展的一个特征： 应用驱动计算机网络： 应用和工程→技术→科学理论和方法： 体系结构与协议，协议开发第1章网络协议概述

自主计算机的互连集合1.1计算机网络概述AninterconnectedcollectionofautonomousputersComputerNetworkAndrewS.Tanebaum

匹配电阻01集线器02干线耦合器03总线网04星形网05树形网06环形网07局域网的拓扑

由局域网和广域网组成互联网互联网局域网局域网广域网路由器结点交换机相距较远的局域网通过路由器与广域网相连组成了一个覆盖范围很广的互联网

CCCHHHTTTTTTT资源子网通信子网TT

不断变化的环境……随需应变的商务商务价格压力安全威胁资产利用客户需求经济管制生产力技术模块化集群网格自主计算Web服务虚拟化标准需要连续改进的商务模式与商务流程

计算模式和中间件发展趋势紧密宽松联接粒度/耦合度范围XML/HTTPMOMORB网络应用同类应用程序访问手段Web服务WebServices简单服务Services构件Components对象Objects互联网应用单机范围网络应用文字处理数学计算互联网应用局域网互联网主机计算客户/服务器客户/网络

1.2网络协议体系结构

计算机网络协议协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。网络连接的结点交换数据（传输数据、控制信息）遵守规则数据格式及同步对数据在机器之间传输时的表示方法进行定义和描述的标准，规定了如何进行传输、如何检测错误以及如何传输确认信息。

语法数据的控制信息的结构或格式语义需要发生何种控制信息，完成何种动作以及做出何种应答同步事件实现顺序的详细说明030102协议三要素：

01实体(entity)表示任何可发送或接收信息的硬件或软件进程。02协议是控制两个对等实体进行通信的规则的集合。03在协议的控制下，两个对等实体间的通信使得本层能够向上一层提供服务。04要实现本层协议，还需要使用下层所提供的服务。实体、协议、服务和服务访问点

协议是“水平的”，即协议是控制对等实体之间通信的规则。C下面的协议对上面的服务用户是透明的。B服务是“垂直的”，即服务是由下层向上层通过层间接口提供的。D本层的服务用户只能看见服务而无法看见下面的协议。A同一系统相邻两层的实体进行交互的地方，称为服务访问点SAP(ServiceAccessPoint)。E

协议交换原语交换原语服务用户提供服务服务提供者第n层第n+1层服务用户SAPSAP

协议必须将各种不利的条件事先都估计到，而不能假定一切情况都是很理想和很顺利的。必须非常仔细地检查所设计协议能否应付所有的不利情况。应当注意：事实上难免有极个别的不利情况在设计协议时并没有预计到。在出现这种情况时，协议就会失败。因此实际上协议往往只能应付绝大多数的不利情况。协议很复杂

著名的协议举例占据两个山顶的蓝军与驻扎在这山谷的白军作战。力量对比是：一个山顶上的蓝军打不过白军，但两个山顶的蓝军协同作战就可战胜白军。一个山顶上的蓝军拟于次日正午向白军发起攻击。于是发送电文给另一山顶上的友军。但通信线路很不好，电文出错的可能性很大。因此要求收到电文的友军必须发送确认电文。但确认电文也可能出错。试问能否设计出一种协议，使得蓝军能实现协同作战因而一定(即100%)取得胜利？

这样的协议无法实现！明日正午进攻，如何？同意收到“同意”收到：收到“同意”………………

Routing1QoS2Multicast3AdmissionControlCongestionControl4Switching5Middleware6………7协议研究

协议分层例子：甲乙二人通电话高一层：认识层。可交流性，双方具有共同话题，相关知识，懂得交谈内容（含义）。下一层：语言层。共同的语言，不考虑含义。若双方语言不一致，语言层必须承担翻译。最底层：传输层。话音－电信号－话音。不涉及语言语种和含义。特点：每层相对独立，功能分明，复杂性的细化

0504020301（各层之间）独立性。某一层并不需要知道它的下一层是如何实现的，而仅仅需要知道该层通过层间的接口所提供的服务。灵活性。当某层发生变化（技术原因），只要接口关系保持不变，该层的上下层均不受影响，甚至取消该层。可分割性。各层都可以采用最合适的技术实现。易实现和可维护性。庞大的系统变得较小和易处理的部分。可标准化性。每层功能和服务标准化成为可能。计算机网络协议层次结构，有五个特点

网络各层及协议体系结构01（Architecture)02是计