計算機網路中的協議層次結構是什麼?


協議只是一套規則,通訊實體遵循這些規則進行資料通訊。

協議取決於以下方面:

  • 語法 - 語法是指要傳送或接收資料的格式。

  • 語義 - 語義是指傳輸的每一段位元的含義。

  • 時序 - 它指的是資料傳輸的時間以及傳輸速度。

網際網路中計算機之間的通訊由不同的協議定義。TCP(傳輸控制協議)和IP(網際網路協議)構建在網際網路通訊的基礎之上。TCP和IP協議的組合稱為TCP/IP協議,它代表大多數大型網路中使用的標準系統。

在討論每個協議的層次結構之前,讓我們說明每個協議相對於其他協議在協議層次結構中的位置。

協議層次結構

協議是一種標準,它控制或啟用計算端點之間的連線、通訊和資料傳輸。協議可以透過硬體、軟體或兩者的組合來實現。

通常為了降低網路軟體設計複雜度,大多數網路都組織成一系列“層”或“級別”。不同網路的層數、每層的名稱以及每層的函式都不同。

每一層的目的是為較高的層提供某種服務,遮蔽這些層關於所提供服務實際實現細節的資訊。

一臺機器上的n層與另一臺機器上的n層進行通訊,這種通訊中使用的規則和約定統稱為n層“協議”。

協議是通訊雙方之間關於如何進行通訊的約定。

五層協議結構

五層協議的結構如下:

  • 步驟1 - 通常,存在於不同層上的實體稱為對等體,它們存在於不同的機器上。

  • 步驟2 - 沒有資料直接從一臺機器上的n層傳輸到另一臺機器上的n層。

  • 步驟3 - 每層將資料和控制資訊傳遞給它下面的層,直到到達最低層。

  • 步驟4 - 第1層之下是“物理介質”,實際通訊透過它進行。

  • 步驟5 - 上圖中虛線表示虛擬通訊,實線表示物理通訊。

  • 步驟6 - 在每一對相鄰層之間存在一個“介面”,該介面定義下層透過它向上層提供的操作和服務。

  • 步驟7 - 系統使用的協議列表,每層一個協議,稱為“協議棧”。

現在,考慮如何向下圖所示的五層網路的頂層提供通訊:

這裡:

  • 訊息M由在5層執行的應用程式程序產生,並交給4層進行傳輸。

  • 4層在訊息M前面新增一個“報頭”來標識訊息,並將結果傳遞給3層。

  • 在許多網路中,4層協議中訊息的大小沒有限制,但3層協議幾乎總是會施加限制。

  • 因此,3層必須將傳入的訊息分解成小的單元(資料包),並在每個資料包前面新增3層報頭。

  • 在這個例子中,訊息M被分成兩部分,M1和M2。

  • 3層決定使用哪個輸出線路,並將資料包傳遞給2層。

  • 2層為每個資料包新增報頭和尾部,並將結果傳遞給1層進行物理傳輸。

  • 在接收機中,訊息從一層到一層向上移動,報頭在訊息到達5層應用程式層之前被剝離。

更新於:2022年3月21日

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