计算机网络协议与分层.pdf

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1、○信息技术2006年5月号下旬刊计算机网络协议与分层周剑杨振海（宜兴丁蜀职业高级中学，江苏宜兴214221）摘要：本文叙述了用于网络系统的软件的结构并解释原理（layeringprinciple）。在目标计算机上的第N层软件必须硬件何以不能单独解决所有的通讯问题，说明了协议软件恰好接收由发送计算机上的第N层软件所发送的数据。换句的必要性，讨论了网络协议软件必须处理的问题，以及解决话说，在发送帧之前协议进行的任何转换必须在接收时完问题的技术。更重要的是，本文简述了分层的概念，为理解全地逆转换。如果在发送计算机上的一个特定层把

2、一个头一套完整的协议怎样与硬件协同工作而构成一个强大的通部放入帧中，在接收计算机上的相应层必须除去该头部。如信系统提供了概念基础。果一个层在发送帧前进行了加密，则接收计算机的相应层关键词：计算机网络网络协议网络分层必须把该帧解密。一个可变路由的无连接网络系统可能以乱序方式传递基本的通信硬件包括了点到点的位串传送机制。但是，包。要理解这一点，可考虑一序列发送中的包，并记住网络使用裸硬件来进行通信就像用二进制位1和0来编程一样笨在任何时候都试图使用最短可用路径。假如在这一序列中拙。为了方便程序员，联网计算机使用了复杂的软件，为

3、应的第i个包被发送后，马上有一个较短路径可用了，网络将按用程序提供方便的高层接口。这种软件自动处理大部分是这一较短路径发送第i+1个包，使得它比第i个包先到。为了低层通讯细节和问题，使应用程序间的通信变得很容易。因处理乱序传递，传输层使用了排序（sequencing）。发送方为此，大多数应用程序依靠网络软件通信，并不直接与网络硬每个包指定一个序列号，接收方保存当前按顺序收到的最件打交道。后一个包的序列号，同时保存一个乱序到达的包的链表。当通信涉及的所有部分都必须认同一套用于信息交换的一个包到达时，接收方检查其序列号以决定怎

4、样处理。如果规则。人们把这种认同称为协议（protocol）。这一术语也可用是所期待的下一个包（即，按顺序到达的包），协议软件将包于计算机通信：规定消息的格式以及每条消息所需的适当发送到上一层，并检查乱序包链表看是否有适合的包可取动作的一套规则称之为网络协议（networkprotocol）或计算出发到上一层。如果是乱序到达的包，协议软件把它加到链机通信协议（computercommunicationprotocol）。实现这些规表中。硬件发生故障可能会产生重复的包。则的软件称为协议软件（protocolsoftware）

5、。规定计算机信息在计算机网络中，包的丢失是一个基本问题，因为传输交换中消息的格式和含义的协定称为通信协议。错误可能导致位串破坏，使帧失效。若接收方检测到这种错网络设计者采取了把通信问题划分成多个子问题的方误，将丢弃该帧。为了保证可靠（reliable）传输，协议使用带法，然后为每个子问题设计一个单独的协议。这样做使得每重发的确认（positiveacknowledgewithretransmission）。当一个协议的设计、分析、实现和测试比较容易。正如我们将要个帧完好无损地到达，接收方协议软件都将返回一个小的看到的那样，

6、将通信软件划分为多个协议增加了灵活性。必消息，报告接收成功。这个消息称为确认（acknowledgement，须仔细地划分各个协议，以确保生成的通信系统有效和高ACK）。发送方负责确保每个包传输成功。当发出一个包时，效。怎样保证这些协议很好地协同工作呢？答案在于一个完发送端协议软件将启动一个计时器。如果确认在计时器超整的设计方案：不是孤立地开发每个协议，而是将协议设时前到达，软件便取消计时器。如果计时器已超时，软件将计、开发成完整、协作的集合，称为协议系列（protocolsuite）发出该包的另一个副本，并重新启动计时器

7、。发送第二个副或协议族（family）。协议系列中的每个协议解决部分通信问本的动作称为重发（retransmitting），该副本通常称为重发包题，这些协议合起来就解决了整个通信问题。而且，整个系（retransmission）。如果硬件故障导致网络永久性断开，或接列被设计成能在协议之间高效交互。分层模型（layering收方计算机崩溃，重发就不可能成功。因此，重发协议通常model）是其中最重要的工具之一。本质上说，分层模型描述设定一个最大的重发次数。当达到这个最大重发次数时，协了把通信问题分为几个子问题（称为层，lay

8、er）的方法，一个议停止重发并宣布无法通信。协议系列可通过对应每一层规定一个协议来设计。在早期虽然简单停等协议避免了过载，却降低了网络带宽的网络历史中，国际标准化组织（InternationalOrganizationfor利用率。要理解这一点，考虑一个包大小为1000个字节、传Standardizat