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网络协议

网络协议（Protocol）是一种特殊的软件，是计算机网络实现其功能的最基本机制。

网络协议的本质是规则，即各种硬件和软件必须遵循的共同守则。

网络协议并不是一套单独的软件，它融合于其他所有的软件系统中，因此可以说，协议在网络中无所不在。

网络协议遍及OSI通信模型的各个层次，从我们非常熟悉的TCP/IP、HTTP、FTP协议，到OSPF、IGP等协议，有上千种之多。

对于普通用户而言，不需要关心太多的底层通信协议，只需要了解其通信原理即可。

在实际管理中，底层通信协议一般会自动工作，不需要人工干预。

但是对于第三层以上的协议，就经常需要人工干预了，比如TCP/IP协议就需要人工配置它才能正常工作。

大多数网络都采用分层的体系结构，每一层都建立在它的下层之上，向它的上一层提供一定的服务，而把如何实现这一服务的细节对上一层加以屏蔽。

一台设备上的第n层与另一台设备上的第n层进行通信的规则就是第n层协议。

在网络的各层中存在着许多协议，接收方和发送方同层的协议必须一致，否则一方将无法识别另一方发出的信息。

网络协议使网络上各种设备能够相互交换信息。

常见的协议有：

TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。

在局域网中用得的比较多的是IPX/SPX.。

局域网常用的三种通信协议分别是TCP/IP协议、NetBEUI协议和IPX/SPX协议。

TCP/IP协议毫无疑问是这三大协议中最重要的一个，作为互联网的基础协议，没有它就根本不可能上网，任何和互联网有关的操作都离不开TCP/IP协议。

不过TCP/IP协议也是这三大协议中配置起来最麻烦的一个，单机上网还好，而通过局域网访问互联网的话，就要详细设置IP地址，网关，子网掩码，DNS服务器等参数。

TCP/IP协议族中包括上百个互为关联的协议，不同功能的协议分布在不同的协议层，几个常用协议如下：

1、Telnet（RemoteLogin）：

提供远程登录功能，一台计算机用户可以登录到远程的另一台计算机上，如同在远程主机上直接操作一样。

2、FTP（FileTransferProtocol）：

远程文件传输协议，允许用户将远程主机上的文件拷贝到自己的计算机上。

3、SMTP（SimpleMailtransferProtocol）：

简单邮政传输协议，用于传输电子邮件。

4、NFS（NetworkFileServer）：

网络文件服务器，可使多台计算机透明地访问彼此的目录。

5、UDP（UserDatagramProtocol）：

用户数据包协议，它和TCP一样位于传输层，和IP协议配合使用，在传输数据时省去包头，但它不能提供数据包的重传，所以适合传输较短的文件。

HTTP协议简介

HTTP是一个属于应用层的面向对象的协议，由于其简捷、快速的方式，适用于分布式超媒体信息系统。

它于1990年提出，经过几年的使用与发展，得到不断地完善和扩展。

目前在WWW中使用的是HTTP/1.0的第六版，HTTP/1.1的规范化工作正在进行之中，而且HTTP-NG（NextGenerationofHTTP）的建议已经提出。

HTTP协议的主要特点可概括如下：

1.支持客户/服务器模式。

2.简单快速：

客户向服务器请求服务时，只需传送请求方法和路径。

请求方法常用的有GET、HEAD、POST。

每种方法规定了客户与服务器联系的类型不同。

由于HTTP协议简单，使得HTTP服务器的程序规模小，因而通信速度很快。

3.灵活：

HTTP允许传输任意类型的数据对象。

正在传输的类型由Content-Type加以标记。

4.无连接：

无连接的含义是限制每次连接只处理一个请求。

服务器处理完客户的请求，并收到客户的应答后，即断开连接。

采用这种方式可以节省传输时间。

5.无状态：

HTTP协议是无状态协议。

无状态是指协议对于事务处理没有记忆能力。

缺少状态意味着如果后续处理需要前面的信息，则它必须重传，这样可能导致每次连接传送的数据量增大。

另一方面，在服务器不需要先前信息时它的应答就较快。

你说的应该是网络7层协议吧?

既然你是学网络的,应该知道的物理层：

物理层（physicallayer）的主要功能是完成相邻结点之间原始比特流传输。

物理层协议关心的典型问题是使用什么样的物理信号来表示数据0和1。

1位持续的时间多长。

数据传输是否可同时在两个方向上进行。

最初的廉洁如何建立以及完成通信后连接如何终止。

物理接口（插头和插座）有多少针以及各针的作用。

物理层的设计主要涉及物理层接口的机械、电气、功能和过电特性，以及物理层接口连接的传输介质等问题。

物理层的实际还涉及到通信工程领域内的一些问题。

数据链路层：

数据链路层（datalinklayer）的主要功能是如何在不可靠的物理线路上进行数据的可靠传输。

数据链路层完成的是网络中相邻结点之间可靠的数据通信。

为了保证书觉得可靠传输，发送出的数据针，并按顺序传送个针。

由于物理线路不可靠，因此发送方发出的数据针有可能在线路上出错或丢失，从而导致接受方无法正确接收数据。

为了保证能让接收方对接收到的数据进行正确的判断，发送方位每个数据块计算出CRC（循环冗余检验）并加入到针中，这样接收方就可以通过重新计算CRC来判断接收到的数据是否正确。

一旦接收方发现接收到的数据有错误，则发送方必须重新传送这一数据。

然而，相同的数据多次传送也可能是接收方收到重复的数据。

数据链路层要解决的另一个问题是防止高速发送方的数据把低速接收方“淹没”。

因此需要某种信息流量控制机制使发送方得知接收方当前还有多少缓存空间。

为了控制的方便，流量控制常常和差错处理一同实现。

在广域网中，数据链路层负责主机IMP、IMP-IMP之间数据的可靠传送。

在局域网中，数据链路层负责制及之间数据的可靠传输。

网络层：

网络层（networklayer）的主要功能是完成网络中主机间的报文传输，其关键问题之一是使用数据链路层的服务将每个报文从源端传输到目的端。

在广域网中，这包括产生从源端到目的端的路由，并要求这条路径经过尽可能少的IMP。

如果在子网中同时出现过多的报文，子网就可能形成拥塞，因为必须加以避免这种情况的出现。

当报文不得不跨越两个或多个网络时，又会带来很多新问题。

比在单个局域网中，网络层是冗余的，因为报文是直接从一台计算机传送到另一台计算机的，因此网络层所要做的工作很少。

传输层：

传输层（transportlayer）的主要功能是实现网络中不同主机上的用户进程之间可靠的数据通信。

由于绝大多数的主机都支持多用户操作，因而机器上有多道程序就意味着将有多条连接进出于这些主机，因此需要以某种方式区别报文属于哪条连接。

识别这些连接的信息可以放入传输层的报文头中除了将几个报文流多路复用到一条通道上，传输层还必须管理跨网连接的建立和取消。

这就需要某种命名机制，使机器内的进程能够讲明它希望交谈的对象。

另外，还需要有一种机制来调节信息流，使高速主机不会过快的向低速主机传送数据。

尽管主机之间的流量控制与IMP之间的流量控制不尽相同。

会话层：

会话层（SESSIONLAYER）允许不同机器上的用户之间建立会话关系。

会话层循序进行类似的传输层的普通数据的传送，在某某些场合还提供了一些有用的增强型服务。

允许用户利用一次会话在远端的分时系统上登陆，或者在两台机器间传递文件。

会话层提供的服务之一是管理对话控制。

会话层允许信息同时双向传输，或任一时刻只能单向传输。

如果属于后者，类似于物理信道上的半双工模式，会话层将记录此时该轮到哪一方。

一种与对话控制有关的服务是令牌管理（tokenmanagement）。

有些协议会保证双方不能同时进行同样的操作，这一点很重要。

为了管理这些活动，会话层提供了令牌，令牌可以在会话双方之间移动，只有持有令牌的一方可以执行某种关键性操作。

另一种会话层服务是同步。

如果在平均每小时出现一次大故障的网络上，两台机器简要进行一次两小时的文件传输，试想会出现什么样的情况呢？

每一次传输中途失败后，都不得不重新传送这个文件。

当网络再次出现大故障时，可能又会半途而废。

为解决这个问题，会话层提供了一种方法，即在数据中插入同步点。

每次网络出现故障后，仅仅重传最后一个同步点以后的数据（这个其实就是断点下载的原理）。

表示层：

表示层（presentationlayer）用于完成某些特定功能，对这些功能人们常常希望找到普遍的解决办法，而不必由每个用户自己来实现。

表示层以下各层只关心从源端机到目标机到目标机可靠的传送比特流，而表示层关心的是所传送的信息的语法和语义。

表示层服务的一个典型例子就是大家一致选定的标准方法对数据进行编码。

大多数用户程序之间并非交换随机比特，而是交换诸如人名、日期、货币数量和发票之类的信息。

这些对象使用字符串、整型数、浮点数的形式，以及由几种简单类型组成的数据结构来表示的。

在网络上计算机可能采用不同的数据表示，所以需要在数据传输时进行数据格式转换。

为了让采用不同数据表示法的计算机之间能够相互通信而且交换数据，就要在通信过程中使用抽象的数据结构来表示所传送的数据。

而在机器内部仍然采用各自的标准编码。

管理这些抽象数据结构，并在发送方将机器的内部编码转换为适合网上传输的传送语法以及在接收方做相反的转换等噢年工作都是由表示层来完成的。

另外，表示层还涉及数据压缩和解压、数据加密和解米等工作（winrar的那一套）。

应用层：

连网的目的在于支持运行于不同计算机的进程彼此之间的通信，而这些进程则是为用户完成不同人物而设计的。

可能的应用是多方面的，不受网络结构的限制。

应用层（app;ocationlayer）包括大量人们普遍需要的协议。

虽然，对于需要通信的不同应用来说，应用层的协议都是必须的。

例如：

http、ftp、TCP/IP。

由于每个应用有不同的要求，应用层的协议集在OSI模型中并没有定义。

但是，有些确定的应用层协议，包括虚拟终端、文件传输、电子邮件等都可以作为标准化的候选。

大多数网络都采用分层的体系结构，每一层都建立在它的下层之上，向它的上一层提供一定的服务，而把如何实现这一服务的细节对上一层加以屏蔽。

一台设备上的第n层与另一台设备上的第n层进行通信的规则就是第n层协议。

在网络的各层中存在着许多协议，接收方和发送方同层的协议必须一致，否则一方将无法识别另一方发出的信息。

网络协议使网络上各种设备能够相互交换信息。

常见的协议有：

TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。

在局域网中用得的比较多的是IPX/SPX.。

网络门禁是指直接以TCP/IP协议为通讯标准的网络门禁系统。

与RS-485通讯的门禁系统相比，TCP/IP网络门禁系统可以利用一个现有的（局域）网络，从而使门禁系统安装变的更加方便快捷，特别对远程联网门禁的用户，可以通过现有广域网很方便地达到远程门禁控制的目的。

网络门禁主要用来适应大规模门禁需求的增加，提高应用能力。

举一例子来讲，在现场门禁控制器全面支持直接的TCP/IP网络联接方式的项目中，可充分利用现有的以太网网络实现门禁系统的通讯联接，使得施工方便，缩短了工期。

采用快速的TCP/IP双向通讯模式，使得刷卡、报警等数据能在100ms以内迅速上传到管理主机，使数据处理和动作响应非常快。

控制器支持动态的端口插入、拔出，系统能实时判断控制器的在线、离线情况，并在主机中反应出来。

目前门禁系统的技术向IT方向发展日益明朗，由于TCP/IP通讯协议具有实时响应和管理以及方便的扩展性等优势，使得TCP/IP协议将成为门禁控制系统与IT兼容的协议的主流。

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网络协议的定义：

为计算机网络中进行数据交换而建立的规则、标准或约定的集合。

例如，网络中一个微机用户和一个大型主机的操作员进行通信，由于这两个数据终端所用字符集不同，因此操作员所输入的命令彼此不认识。

为了能进行通信，规定每个终端都要将各自字符集中的字符先变换为标准字符集的字符后，才进入网络传送，到达目的终端之后，再变换为该终端字符集的字符。

当然，对于不相容终端，除了需变换字符集字符外。

其他特性，如显示格式、行长、行数、屏幕滚动方式等也需作相应的变换。

目录1简介

2要素

3工作方式

4层次结构

5层次划分

6常用协议

7划分

1简介[1]协议是用来描述进程之间信息交换数据时的规则术语（参见“法律学”对于“协议”的定义）。

在计算机网络中，两个相互通信的实体处在不同的地理位置，其上的两个进程相互通信，需要通过交换信息来协调它们的动作达到同步，而信息的交换必须按照预先共同约定好的规则进行。

2要素网络协议是由三个要素组成：

[2]

（1）语义。

语义是解释控制信息每个部分的意义。

它规定了需要发出何种控制信息，以及完成的动作与做出什么样的响应。

（2）语法。

语法是用户数据与控制信息的结构与格式，以及数据出现的顺序。

（3）时序。

时序是对事件发生顺序的详细说明。

（也可称为“同步”）。

[3]

人们形象地把这三个要素描述为：

语义表示要做什么，语法表示要怎么做，时序表示做的顺序。

3工作方式网络上的计算机之间又是如何交换信息的呢？

就像我们说话用某种语言一样，在网络上的各台计算机之间也有一种语言，这就是网络协议，[4]不同的计算机之间必须使用相同的网络协议才能进行通信。

网络协议是网络上所有设备（网络服务器、计算机及交换机、路由器、防火墙等）之间通信规则的集合，它规定了通信时信息必须采用的格式和这些格式的意义。

大多数网络都采用分层的体系结构，每一层都建立在它的下层之上，向它的上一层提供一定的服务，而把如何实现这一服务的细节对上一层加以屏蔽。

一台设备上的第n层与另一台设备上的第n层进行通信的规则就是第n层协议。

在网络的各层中存在着许多协议，接收方和发送方同层的协议必须一致，否则一方将无法识别另一方发出的信息。

网络协议使网络上各种设备能够相互交换信息。

常见的协议有：

TCP/IP协议、IPX/SPX协议、NetBEUI协议等。

当然了，网络协议也有很多种，具体选择哪一种协议则要看情况而定。

Internet上的计算机使用的是TCP/IP协议。

ARPANET成功的主要原因是因为它使用了TCP/IP标准网络协议，TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol）----传输控制协议/互联网协议是Internet采用的一种标准网络协议。

它是由ARPA于1977年到1979年推出的一种网络体系结构和协议规范。

随着Internet网的发展，TCP/IP也得到进一步的研究开发和推广应用，成为Internet网上的"通用语言"。

4层次结构由于网络节点之间联系的复杂性，在制定协议时，通常把复杂成分分解成一些简单成分，然后再将它们复合起来。

最常用的复合技术就是层次方式，网络协议的层次结构如下：

（1）结构中的每一层都规定有明确的服务及接口标准。

（2）把用户的应用程序作为最高层

（3）除了最高层外，中间的每一层都向上一层提供服务，同时又是下一层的用户。

（4）把物理通信线路作为最低层，它使用从最高层传送来的参数，是提供服务的基础。

5层次划分为了使不同计算机厂家生产的计算机能够相互通信，以便在更大的范围内建立计算机网络，国际标准化组织（ISO）在1978年提出了“开放系统互联参考模型”，即著名的OSI/RM模型（OpenSystemInterconnection/ReferenceModel）。

它将计算机网络体系结构的通信协议划分为七层，自下而上依次为：

物理层（PhysicsLayer）、数据链路层（DataLinkLayer）、网络层（NetworkLayer）、传输层（TransportLayer）、会话层（SessionLayer）、表示层（PresentationLayer）、应用层（ApplicationLayer）。

其中第四层完成数据传送服务，上面三层面向用户。

对于每一层，至少制定两项标准：

服务定义和协议规范。

前者给出了该层所提供的服务的准确定义，后者详细描述了该协议的动作和各种有关规程，以保证服务的提供。

应用层

表示层

会话层

传输层

网络层

数据链路层

物理层

6常用协议[5]TCP/IP协议毫无疑问是这三大协议中最重要的一个，作为互联网的基础协议，没有它就根本不可能上网，任何和互联网有关的操作都离不开TCP/IP协议。

TCP/IP尽管是目前最流行的网络协议，但TCP/IP协议在局域网中的通信效率并不高，使用它在浏览“网上邻居”中的计算机时，经常会出现不能正常浏览的现象。

此时安装NetBEUI协议就会解决这个问题。

NetBEUI即NetBiosEnhancedUserInterface，或NetBios增强用户接口。

它是NetBIOS协议的增强版本，曾被许多操作系统采用，例如WindowsforWorkgroup、Win9x系列、WindowsNT等。

NETBEUI协议在许多情形下很有用，是WINDOWS98之前的操作系统的缺省协议。

NetBEUI协议是一种短小精悍、通信效率高的广播型协议，安装后不需要进行设置，特别适合于在“网络邻居”传送数据。

所以建议除了TCP/IP协议之外，小型局域网的计算机也可以安上NetBEUI协议。

另外还有一点要注意，如果一台只装了TCP/IP协议的WINDOWS98机器要想加入到WINNT域，也必须安装NetBEUI协议。

IPX/SPX协议本来就是Novell开发的专用于NetWare网络中的协议，但是也非常常用--大部分可以联机的游戏都支持IPX/SPX协议，比如星际争霸，反恐精英等等。

虽然这些游戏通过TCP/IP协议也能联机，但显然还是通过IPX/SPX协议更省事，因为根本不需要任何设置。

除此之外，IPX/SPX协议在非局域网络中的用途似乎并不是很大.如果确定不在局域网中联机玩游戏，那么这个协议可有可无。

7划分物理层：

以太网·调制解调器·电力线通信（PLC）·SONET/SDH·G.709·光导纤维·同轴电缆·双绞线等

数据链路层：

Wi-Fi（IEEE802.11）·WiMAX（IEEE802.16）·ARP·RARP·ATM·DTM·令牌环·以太网·FDDI·帧中继·GPRS·EVDO·HSPA·HDLC·PPP·L2TP·PPTP·ISDN·STP等

网络层协议：

IP（IPv4·IPv6）·ICMP·ICMPv6·IGMP·IS-IS·IPsec等

传输层协议：

TCP·UDP·TLS·DCCP·SCTP·RSVP·OSPF等

应用层协议：

DHCP·DNS·FTP·Gopher·HTTP·IMAP4·IRC·NNTP·XMPP·POP3·SIP·SMTP·SNMP·SSH·TELNET·RPC·RTCP·RTP·RTSP·SDP·SOAP·GTP·STUN·NTP·SSDP·BGP·RIP等

参考资料

1．网络协议的概念及协议三要素．

2．吴功宜．计算机网络：

清华大学出版社，2011．

3．谢希仁．计算机网络：

电子工业出版社，2008年：

25．

4．网络协议．

5．常见的三个网络协议：

NetBEUI、IPX/SPX、TCP/IP．