通信網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)​組織協(xié)議

   1．通信網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)組織協(xié)議
在分層體系結(jié)構(gòu)中，協(xié)議是指位于一個系統(tǒng)上的第N層與另一個系統(tǒng)上的第N層通信時所使用的規(guī)則和約定的集合。一個通信協(xié)議主要包含以下內(nèi)容：
(1) 語法：協(xié)議的數(shù)據(jù)格式；
(2) 語義：包括協(xié)調(diào)和錯誤處理的控制信息；
(3) 時序：包括同步和順序控制。
圖1.10描述了一個五層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)。通常將位于不同系統(tǒng)上的對應(yīng)層實體稱為對等層(Peer),從采用分層結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)的觀點來看，物理上分離的兩個系統(tǒng)之間的通信只能在對等層之間進行。對等層之間的通信使用相應(yīng)層協(xié)議，但實際上，一個系統(tǒng)上的第N層并沒有將數(shù)據(jù)直接傳到另一個系統(tǒng)上的第N層，而是將數(shù)據(jù)和控制信息直接傳到它的下一層，此過程一直進行到信息被送到第一層，實際的通信發(fā)生在連接兩個對等的第一層之間的物理媒介上。圖1.10中對等層之間的邏輯通信用虛線描述，實際的物理通信用實線描述。

接口位于每一對相鄰層之間,它定義了層間原語操作和下層為上層提供的服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計者在決定一個網(wǎng)絡(luò)應(yīng)分為幾層，每一層應(yīng)執(zhí)行哪些功能時，影響最終設(shè)計的一個非常重要的考慮因素就是為相鄰層定義一個簡單清晰的接口。要達到這一目標，需滿足以下要求：
(1)  為每一層定義的功能應(yīng)是明確而詳細的；
(2)  層間的信息交互應(yīng)最小化。
在通信網(wǎng)中，經(jīng)常需要用新版的協(xié)議去替換一個舊版的協(xié)議，同時又要向上層提供與舊版一樣的服務(wù)，簡單清晰的接口可以方便地滿足這種升級的要求，使通信網(wǎng)可以不斷地自我完善，提高性能，以適應(yīng)不斷變化的用戶需求。
網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)就是指其分層結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的協(xié)議構(gòu)成的一個集合。體系結(jié)構(gòu)的規(guī)范說明應(yīng)包含足夠的信息，以指導(dǎo)設(shè)計人員用軟硬件實現(xiàn)符合協(xié)議要求的每一層實體。要注意的是，實現(xiàn)的細節(jié)和接口的詳細規(guī)范并不屬于網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的一部分，因為它們通常隱藏在一個系統(tǒng)的內(nèi)部，對外是不可見的。甚至在同一網(wǎng)絡(luò)中所有系統(tǒng)的接口也不需要都一樣。在一個系統(tǒng)上，每一層對應(yīng)一個協(xié)議，這一組協(xié)議構(gòu)成一個協(xié)議鏈，形象地稱為協(xié)議棧。
在大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)中，第三層都實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)層的功能，在該層協(xié)議對一個消息的最大尺寸都有限制，因此第三層必須將輸入的消息分割成更小的單元，每個單元稱為一個分組，并將第三層的控制信息H3加到每一個分組上，圖中消息M被分割成M1和M2兩部分。然后第三層根據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)表決定通過哪一個輸出端口將分組傳到第二層。
第二層除了為每一個分組加上控制信息H2外，還為每個分組加上一個定界標志T2, 它表示一個分組的結(jié)束，也表示下一個分組的開始，然后將分組交到第一層進行物理傳輸。
在目的端，消息則逐層向上傳遞，每一層執(zhí)行相應(yīng)的協(xié)議處理并將消息逐層解包，
即HN字段只在目的端的第N層被處理，然后被刪去，HN字段不會出現(xiàn)在目的端的第N+1層。
由于數(shù)據(jù)的傳輸是有方向性的，因此協(xié)議必須規(guī)定為從源端到目的端之間的一個連接的工作方式，按其方向性可分為三種：
(1) 單工通信：數(shù)據(jù)只能單向傳輸。
(2) 半雙工通信：數(shù)據(jù)可以雙向傳輸，但兩個方向不能同時進行，只能交替?zhèn)鬏敗?br/>(3) 全雙工通信：數(shù)據(jù)可以同時雙向傳輸。
另外協(xié)議也必須確定一個連接由幾個邏輯信道組成，以及這些邏輯信道的優(yōu)先級，目前大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)都支持為一個連接分配至少兩個邏輯信道：一個用于用戶信息的傳遞，另一個用于控制和管理信息的傳遞。

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