文档介绍：第7章数据通信协议
袁津生
2017/12/1
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数据通信与网络
通信协议及分层
一、通信协议的一般概念
(Protocol)的概念
协议:为网络交换数据而制定的规则、约定与标准。
层次:人们对于一些难以处理的复杂问题,通常是分解为若干个较容易处理的小一些的问题。
接口:同一节点内相邻层之间交换信息的节点。
一个通信网络协议主要由以下三要素组成。
(1)语法:规定通信的双方以什么方式交流数据信息,即确定数据与控制信息的结构或格式;
(2)语义:规定通信的双方要交流哪些数据信息,即确定需要发出何种控制信息、完成何动作,以及返回什么应答等;
(3)规则:规定事件执行的顺序,即确定通信过程中通信的状态变化。
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数据通信与网络
通信协议及分层
应用软件使用网络进行通信时并不同网络硬件打交道,而是同给定的协议规则打交道。通信网络协议是通信网络中不可缺少的重要组成部分。

通信协议是一个复杂而庞大的通信规则的集合,它可以完成以下8种主要功能:
(1)信号的传送与接收。应规定的内容包括信息传送的格式,接口标准及启动控制、超时控制等功能。
(2)差错控制。应使终端输出的数据具有一定的差错控制功能,目的终端根据收到的数据可进行相应的检错或纠错操作。
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通信协议及分层
(3)顺序控制。对发送的信息进行编号,以免重复接收或丢失。
(4)透明性。透明性是指对用户端所使用的代码无任何约束性的限制,也即应采取必要的措施,保证所传送的数据信息为随机的比特序列。
(5)链路控制与管理。应控制信息的传输方向、建立和结束链路的逻辑连接,显示数据终端设备的工作状态等。
(6)流量控制。为了避免链路阻塞,应能调节数据链路上的信息流量,能够决定暂停或继续接收信息。
(7)路径选择。确定信息报文通过多个节点和链路到达目的节点的传输路径和最优的路径选择策略。
(8)对话控制。包括信息的处理、信息安全和保密、应用服务等内容。
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通信协议及分层
二、通信协议的分层

通信网络分层应遵循下列原则:
(1)各层协议之间有一定的主从顺序,较低层为较高层提供服务。
(2)每层应实现定义明确的功能,即应根据功能进行分层。
(3)各层功能的选择应有助于国际标准化协议。
(4)层次界面的选择应尽量减少跨过接口的信息量。
(5)层次功能的定义和接口的划分使得各层彼此独立,从而在接口保持不变的条件下,某一层的改变不会影响其他层。
(6)层次的数量应适当。层次过少会使每一层协议变得复杂,过多会使网络体系过于庞大,增大通信处理的开销,并使速度下降。
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通信协议及分层

体系结构中一个非常重要的问题是关于网络体系结构的标准化。国际标准化组织ISO ( International anization )的开放系统互连OSI (Open System Inter-connection )参考模型、国际电信联合会(ITU-T,ITT)的V系列和X系列建议书、美国电气电子工程师学会(IEEE)(EIA)的RS系列标准都是著名的国际标准。这些标准的制定积极推动了计算机通信和网络技术的应用和发展。
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通信协议及分层
国际标准化组织ISO是专门研究网络通信的体系结构问题的分委员会,于 1977年成立。ISO提出了开放系统互连参考模型OSI ,它是一个异种计算机连接标准的框架结构。OSI为连接分布式应理的“开放”系统提供了基础。所谓“开放”是强调对OSI标准的遵从,即只要遵循OSI标准的系统,就可以互相通信,即具有开放性。所谓“系统”是指实际通信系统中与OSI有关的各部分。开放系统是指在与其他系统通信时,遵守OSI标准要求的系统。
OSI采用了层次化结构的构造技术,自下而上分成若干层,每层都由较低层提供有意义的服务,同时又为较高层提供所定义的服务,高层依靠低层交换数据。
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通信协议及分层

OSI的参考模型共有七层,自下而上分别是:
物理层(physical layer) 、数据链路层(data link layer)、wark layer)、传输层(transport layer)、会话层(session layer)、表示层(presentation layer)及应用层(applicat