网络互联协议

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1、1.2 网络互联协议1.2.1 网 络 协 议1、 定 义网 络 协 议 是 用 来 规 定 有 关 功 能 部 件 在 通 信 过 程 中 的 操 作 的 一 套 语 义 和 语 法 规 则 。目 的 ： 使 网 络 上 的 计 算 机 与 其 它 计 算 机 进 行 通 信 。常 用 的 网 络 协 议 ： TCP/IP、 IPX/SPX、 NetBIOS 协 议 。2、 协 议 的 组 成语 义 ： 指 需 要 发 出 的 控 制 信 息 、 完 成 的 操 作 用 作 出 的 应 答 。 例 如 ： 建 立 连 接 的 三 次握 手 所 发 出 信 息 所 代 表 的 操 作 或 应

2、答 。语 法 ： 指 数 据 或 控 制 信 息 的 结 构 或 格 式 。 例 如 ： 数 据 包 的 格 式 。规 则 ： 规 定 了 事 务 的 执 行 顺 序 。 例 如 ： 建 立 连 接 的 三 次 握 手 的 顺 序 是 所 有 连 接 都 要 经过 的 顺 序 。1.2.2 常 用 网 络 协 议 及 其 应 用对 协 议 的 理 解 ： 象 语 言 一 样 ， 如 ： 粤 语 （ IPX/SPX） 在 一 个 地 区 （ 局 域 网 ） ， 普通 话 （ TCP/IP） 在 一 个 国 家 （ Internet） 。1、 物 理 层 通 信 协 议（ 1） EIA RS 23

3、2C 接 口 标 准它 描 述 了 计 算 机 及 相 关 设 备 间 较 低 速 率 的 串 行 数 据 通 信 的 物 理 接 口 及 协 议 。接 口 最 大 传 输 速 率 为 20Kbps， 线 缆 最 长 为 15 米 。 RS-232C 接 口 通 常 被 用 于 将电 脑 信 号 输 入 控 制 ， 当 通 信 距 离 较 近 时 ， 可 不 需 要 Modem， 通 信 双 方 可 以 直 接 连 接 。RS-232C 标 准 最 初 是 远 程 通 信 连 接 数 据 终 端 设 备 DTE(Data Terminal Equipment)与数 据 通 信 设 备 DCE（

4、 Data Communication Equipment)而 制 定 的 。RS-232C 是 一 台 主 机 用 来 与 它 的 modem 及 其 它 串 行 设 备 交 谈 或 交 换 数 据 的 接 口（ 2） X.21 和 X.21bisX.21 是 对 公 用 数 据 网 中 的 同 步 式 终 端 （ DTE, Data Terminal Equipment） 与 线 路 终端 （ DCE， Data Communication Equipment） 间 接 口 的 规 定 。主 要 是 对 两 个 功 能 进 行 了 规 定 ： 其 一 是 与 其 他 接 口 一 样 ， 对

5、 电 气 特 性 、 连 接 器 形 状 、 相 互 连 接 电 路 的 功 能 特 性 等 的 物 理层 进 行 了 规 定 ；其 二 是 为 控 制 网 络 交 换 功 能 的 网 控 制 步 骤 ， 定 义 了 网 络 层 的 功 能 。在 专 用 线 连 接 时 只 使 用 物 理 层 功 能 ， 而 在 线 路 交 换 数 据 网 中 ， 则 使 用 物 理 层 和 网 络 层的 两 个 功 能 。X.21 的 工 作 过 程 可 分 四 个 阶 段 ：* 空 闲 或 静 止 阶 段 ： 此 阶 段 接 口 不 工 作 （ 类 似 挂 着 机 的 情 况 ） ；* 呼 叫 建 立 连

6、 接 阶 段 ： 通 过 交 换 控 制 信 号 建 立 DTE 与 DCE 间 的 逻 辑 连 接 ； （ 拔 号呼 叫 对 方 ， 等 待 对 方 接 听 或 响 应 ）* 数 据 传 输 阶 段 ： 通 信 双 方 交 换 数 据 （ 电 话 中 双 方 通 话 ）* 连 接 清 除 阶 段 ： 通 过 交 换 控 制 信 号 中 断 两 个 DTE 间 的 通 信 关 系 ， 拆 除 它 们 间 的 逻辑 连 接 （ 电 话 中 说 “再 见 ”挂 机 ）2、 数 据 链 路 层 协 议（ 1） SLIP（ Serial Link Internet protocol） 串 行 线 路

7、网 际 协 议这 是 TCP/IP 协 议 族 中 的 一 个 协 议 ， 用 于 两 台 计 算 机 之 间 的 通 信 ， 也 适 用 于 家 庭中 每 台 计 算 机 几 乎 都 有 的 R S - 2 3 2 串 行 端 口 和 高 速 调 制 解 调 器 接 入 Internet。该 协 议 是 在 串 行 线 路 上 对 I P 数 据 报 进 行 封 装 的 简 单 形 式 ， 是 Windows 远 程 访 问 的一 种 旧 工 业 标 准 ， 主 要 在 Unix 远 程 访 问 服 务 器 中 使 用 ， 现 今 仍 然 用 于 连 接 某 些ISP。 因 为 SLIP 协

8、 议 是 面 向 低 速 串 行 线 路 的 ， 可 以 用 于 专 用 线 路 ， 也 可 以 用 于 拨 号 线路 ， Modem 的 传 输 速 率 在 1200bps 到 19200bps。（ 2） HDLC（ High Data Link Control）是 一 个 在 同 步 网 上 传 输 数 据 、 面 向 比 特 的 数 据 链 路 层 协 议 ， 它 是 由 国 际 标 准 化 组织 (ISO)根 据 IBM 公 司 的 SDLC(Synchronous Data Link Control)协 议 扩 展 开 发 而 成的 。链 路 控 制 协 议 着 重 于 对 分 段

9、成 物 理 块 或 包 的 数 据 的 逻 辑 传 输 ， 块 或 包 由 起 始 标 志引 导 并 由 终 止 标 志 结 束 ， 也 称 为 帧 。 帧 是 每 个 控 制 、 每 个 响 应 以 及 用 协 议 传 输 的 所 有信 息 的 媒 体 的 工 具 。 所 有 面 向 比 特 的 数 据 链 路 控 制 协 议 均 采 用 统 一 的 帧 格 式 ， 不 论是 数 据 还 是 单 独 的 控 制 信 息 均 以 帧 为 单 位 传 送 。每 个 帧 前 、 后 均 有 一 标 志 码 01111110,用 作 帧 的 起 始 、 终 止 指 示 及 帧 的 同 步 。 标志

10、码 不 允 许 在 帧 的 内 部 出 现 ， 以 免 引 起 畸 意 。 为 保 证 标 志 码 的 唯 一 性 但 又 兼 顾 帧 内 数 据的 透 明 性 ， 可 以 采 用 “0 比 特 插 入 法 ”来 解 决 。 该 法 在 发 送 端 监 视 除 标 志 码 以 外 的 所 有 字段 ， 当 发 现 有 连 续 5 个 “1”出 现 时 ， 便 在 其 后 添 插 一 个 “0”， 然 后 继 续 发 后 继 的 比 特 流 。在 接 收 端 ， 同 样 监 除 起 始 标 志 码 以 外 的 所 有 字 段 。 当 连 续 发 现 个 “1”出 现 后 ， 若 其后 一 个 比

11、 特 “0”则 自 动 删 除 它 ， 以 恢 复 原 来 的 比 特 流 ； 若 发 现 连 续 6 个 “1”， 则 可 能 是插 入 的 “0”发 生 差 错 变 成 的 “1”， 也 可 能 是 收 到 了 帧 的 终 止 标 志 码 。 后 两 种 情 况 ， 可 以 进一 步 通 过 帧 中 的 帧 检 验 序 列 来 加 以 区 分 。 “0 比 特 插 入 法 ”原 理 简 单 ， 很 适 合 于 硬 件 实现 。在 面 向 比 特 的 协 议 的 帧 格 式 中 ， 有 一 个 8 比 特 的 控 制 字 段 ， 可 以 用 它 以 编 码 方 式定 义 丰 富 的 控 制

12、命 令 和 应 答 ， 相 当 于 起 到 了 协 议 中 众 多 传 输 控 制 字 符 和 转 义序 列 的 功 能 。全 双 工 通 信 ， 不 必 等 待 确 认 便 可 连 续 发 送 数 据 ， 有 较 高 的 数 据 链 路 传 输 效 率 ； 所 有帧 均 采 用 校 验 ， 对 信 息 帧 进 行 编 号 ， 可 防 止 漏 收 或 重 份 ， 传 输 可 靠 性 高 ； 传 输 控制 功 能 与 处 理 功 能 分 离 ， 具 有 较 大 灵 活 性 和 较 完 善 的 控 制 功 能 。 由 于 以 上 特 点 ， 目 前 网络 设 计 普 遍 使 用 HDLC 作 为

13、数 据 链 路 管 制 协 议 。1.HDLC 的 操 作 方 式HDLC 是 通 用 的 数 据 链 路 控 制 协 议 ， 当 开 始 建 立 数 据 链 路 时 ， 允 许 选 用 特 定 的 操 作方 式 。 所 谓 链 路 操 作 方 式 ， 通 俗 地 讲 就 是 某 站 点 以 主 站 方 式 操 作 ， 还 是 以 从 站 方 式 操作 ， 或 者 是 二 者 兼 备 。在 链 路 上 用 于 控 制 目 的 站 称 为 主 站 ， 其 它 的 受 主 站 控 制 的 站 称 为 从 站 。 主 站 负 责 对数 据 流 进 行 组 织 ， 并 且 对 链 路 上 的 差 错

14、实 施 恢 复 。 由 主 站 发 往 从 站 的 帧 称 为 命 令 帧 ， 而由 由 站 返 回 主 站 的 帧 称 响 应 帧 。连 有 多 个 站 点 的 链 路 通 常 使 用 轮 询 技 术 ， 轮 询 其 它 站 的 站 称 为 主 站 ， 而 在 点 到 点 链路 中 每 个 站 均 可 为 主 站 。 主 站 需 要 比 从 站 有 更 多 的 逻 辑 功 能 ， 所 以 当 终 端 与 主 机 相 连时 ， 主 机 一 般 总 是 主 站 。在 一 个 站 连 接 多 条 链 中 的 情 况 下 ， 该 站 对 于 一 些 链 路 而 言 可 能 是 主 站 ， 而 对 另

15、 外 一些 链 路 而 言 又 可 能 是 从 站 。有 些 可 兼 备 主 站 和 从 站 的 功 能 ， 这 站 称 为 组 合 站 ， 用 于 组 合 站 之 间 信 息 传 输 的 协 议是 对 称 的 ， 即 在 链 路 上 主 、 从 站 具 有 同 样 的 传 输 控 制 功 能 ， 这 又 称 作 平 衡 操 作 ， 在 计 算机 网 络 中 这 是 一 个 非 常 重 要 的 概 念 。 相 对 的 ， 那 种 操 作 时 有 主 站 、 从 站 之 分 的 ， 且 各 自功 能 不 同 的 操 作 ， 称 非 平 衡 操 作 。HDLC 中 常 用 的 操 作 方 式 有

16、以 下 三 种 ：（ 1） 正 常 响 应 方 式 NRM（ Normal Responses Mode） 是 一 种 非 平 衡 数 据 链 路操 作 方 式 ， 有 时 也 称 非 平 衡 正 常 响 应 方 式 。 该 操 作 方 式 适 用 于 面 向 终 端 的 点 到 点 或 一点 与 多 点 的 链 路 。 在 这 种 操 作 方 式 ， 传 输 过 程 由 主 站 启 动 ， 从 站 只 有 收 到 主 站 某 个 命令 帧 后 ， 才 能 作 为 响 应 向 主 站 传 输 信 息 。 响 应 信 息 可 以 由 一 个 或 多 个 帧 组 成 ， 若 信 息 由 多 个 帧 组 成 ， 则 应 指 出 哪 一 个 是 最 后 一 帧 。 主 站 负 责 管 理 整 个 链 路 ， 且 具 有 轮 询 、 选择 从 站 及 向 从 站 发 送 命 令 的 权 利 ， 同 时 也 负 责 对 超 时 、 重 发 及 各 类 恢 复 操 作 的 控 制 。 操 作 方 式 见 图 3.7(a)。（ 2）