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通信协议

通信协议是指双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。通过通信信道和设备互连起来的多个不同地理位置的数据通信系统,要使其能协同工作实现信息交换和资源共享,它们之间必须具有共同的语言。交流什么、怎样交流及何时交流,都必须遵循某种互相都能接受的规则。这个规则就是通信协议。

通信协议是指双方实体完成通信或服务所必须遵循的规则和约定。协议定义了数据单元使用的格式,信息单元应该包含的信息与含义,连接方式,信息发送和接收的时序,从而确保网络中数据顺利地传送到确定的地方。

在计算机通信中,通信协议用于实现计算机与网络连接之间的标准,网络如果没有统一的通信协议,电脑之间的信息传递就无法识别。 通信协议是指通信各方事前约定的通信规则,可以简单地理解为各计算机之间进行相互会话所使用的共同语言。两台计算机在进行通信时,必须使用的通信协议。

通信协议主要由以下三个要素组成:

语法:即如何通信,包括数据的格式、编码和信号等级(电平的高低)等。

语义:即通信内容,包括数据内容、含义以及控制信息等。

定时规则(时序):即何时通信,明确通信的顺序、速率匹配和排序。 [2]

通信协议具有层次性、可靠性和有效性。 [2]

分层通信体系结构的基本概念如下:

将通信功能分为若干个层次,每一个层次完成一部分功能,各个层次相互配合共同完成通信的功能。

每一层只和直接相邻的两层打交道,它利用下一层提供的功能,向高一层提供本层所能完成的服务。

每一层是独立的,隔层都可以采用最适合的技术来实现,每一个层次可以单独进行开发和测试。当某层技术进步发生变化时,只要接口关系保持不变,则其它层不受影响。

分层结构示意图如图所示。每一层实现相对独立的功能,下层向上层提供服务,上层是下层的用户,各个层次相互配合共同完成通信的功能。

将网络体系进行分层就是把复杂的通信网络协调问题进行分解,再分别处理,使复杂的问题简化,以便于网络的理解及各部分的设计和实现。

协议仅针对某一层,为同等实体之间的通信制定,易于实现和维护,灵活性较好,结构上可分割。 [3]

局域网中常用的通信协议主要包括TCP/IP、NETBEUI和IPX/SPX三种协议,每种协议都有其适用的应用环境。

TCP/IP(Transport Control Protocol/Internet Protocol,传输控制协议/Internet协议)的历史应当追溯到Internet的前身ARPAnet时代。为了实现不同网络之间的互连,美国国防部于1977年到1979年间制定了TCP/IP体系结构和协议。TCP/IP是由一组具有专业用途的多个子协议组合而成的,这些子协议包括TCP、IP、UDP、ARP、ICMP等。TCP/IP凭借其实现成本低、在多平台间通信安全可靠以及可路由性等优势迅速发展,并成为Internet中的标准协议。在上世纪90年代,TCP/IP已经成为局域网中的首选协议,在最新的操作系统(如Windows7、Windows XP、Windows Server2003等)中已经将TCP/IP作为其默认安装的通信协议。

NetBEUI(NetBIOS增强用户接口)协议由NetBIOS(网络基本输入输出系统)发展完善而来,该协议只需进行简单的配置和较少的网络资源消耗,并且可以提供非常好的纠错功能,是一种快速有效的协议。不过由于其有限的网络节点支持(最多支持254个节点)和非路由性,使其仅适用于基于Windows操作系统的小型局域网中。

IPX/SPX(网际包交换/序列包交换)协议主要应用于基于NetWare操作系统的Novell局域网中,基于其他操作系统的局域网(如Windows Server 2003)能够通过IPX/SPX协议与Novell网进行通信。在Windows 2000/XP/2003系统中,IPX/SPX协议和NetBEUI协议被统称为NWLink。


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