系列专栏：《计算机网络》day01-day50

（一）用于规范通信的规则

协议

协议就是特定群体内认可的规则。通信协议就是通信双方交流的语言，相当于人与人交流的语言一样，用于传递消息的载体。

例如一串身份证号：
520203-20000101-000-1
前6位表示户口所在地级市，中间8位表示出生年月日，后3位表示同年月日出生的人数倒数第二位表示性别，奇数为男性，偶数为女性。最后1位为校验码

• 协议是任何人与其他人进行通信时所使用的规则
• 在一个会话当中，除非被人打断，人们通常不考虑协议的存在，但是很多的行为对成功的通信来说是很重要的。例如，两个人使用双方都能听懂的语言进行交流，通信才能成功。
• 人们进行交流（通信）的协议包括一些独立的规则，如开会、讲话、倾听与理解。所有这些规则也被称为通信协议，表示通信的不同层次。这些过程在一起帮助人们完成通信。

通信的3个不同层

通过人们之间的对话了解通信的3个不同层

• 物理层:对话的双方都可以通过声音表达内容;,
• 规则层:对话的双方都同意通过相同的语言交流;
• 内容层:对话的双方所需要传达的内容，也就是通信的内容。

在我们交流的过程中并不能意识到这些层的存在，当然这些层也是我们抽象化出来的一些东西，借助层这个概念，我们也可以将复杂的计算机网络通信过造也划分为这些抽象化的层，从而帮助我们理解计算机网络的工作原理。

• 计算机不能自主学习、理解这些 “网络通信协议” ，所有网络工程师为了能成功地在主机和主机之间通信，编写了通信必需严格遵守的规则。
• 这些规则应用于不同的层，例如使用的物理连接，主机如何监听，如何翻译等其他内容。
• 这些协同工作保证通信成功的规则或协议被组成所谓的协议族。

协议族和行业标准

在网络的早期，每个制造商都拥有各自的网络设备和支持设备的协议。如果一个公司购买了设备并不是与它自身以外的网络共享数据，这个网络会运行地很好。自从公司开始与其他使用不同网络系统的公司开展商业交流的时候，出现了对跨越不同的网络系统通信平台的标准的需求。
因此，行业专家和科学家们聚集在一起想通过制定一个相同的协议来规范化、标准化网络通信。

例如，微软，苹果，Linux操作系统的都有自己的履行TCP/IP协议族的方法。这样，就可以使得那些使用上述操作系统的用户都能有相同的方法连接网络。

（二）协议的交互

实例：

web服务器和web浏览器之间的交互是协议族在网络通信中的典型应用示例。（这一交互过程使用了多种协议和标准，不同的协议共同确保双方都能接收和理解交换的数据)

下图为web服务器和浏览器的交互过程。

上述交互过程使用了以下协议：

• 超文本传输协议HTTP
  HTTP是一种公共协议，控制web服务器和web客户端进行交互的方式。HTTP 定义了客户端与服务器之间交换的请求和响应的内容与格式。客户端软件和web服务器软件都将HTTP作为应用程序的一部分来实现，HTTP协议依靠其他协议来控制客户端和服务器之间传输数据的方式。
• 传输控制协议TCP
  传输控制协议TCP是用于管理web服务器和web客户端之间单个会话的传输协议。TCP将HTTP报文划分为要发送到目的客户端的较小片段，成为数据段。它还负责控制服务器和客户端之间的交换的报文的大小和传输速率。
• 网间协议IP
  最常用网间协议是网际协议(IP)。
  IP协议负责从TCP获取烙式化的数据段，然后将其封装成数据包、分配相应的地址并选择通往目的主机的最佳路径。
• 网络访问协议
  功能一:描述数据链路管理：数据链路管理协议接收来自IP数据包并将其封装为适合通过介质传输的格式。
  功能二:描述介质上数据的物理传输：物理介质的标准和协议规定了通过介质发送信号的方式以及接收方客户端解释信号的方式。
  网卡上收发器（收发器是信号转换的一种装置）负责实施介质所使用的标准。

（三）分层模型

IT行业使用“分层模型”来描述网络通信的复杂过程。在这一过程中，拥有不同功能的协议被按目的分组到事先定义好的层中。

分层模型的优点：

1. 定义通用的术语来描述网络的功能，这些功能工作于不同行业并且允许更好地理解与合作。
2. 将处理过程分段，允许发展执行某一功能的技术独立于执行其他功能的技术。例如，无线介质技术的改进不依赖于路由器的改进。
3. 促进竞争，因为可以同时使用不同厂商的产品。
4. 提供了描述网络功能和能力的通用语言。
5. 有助于协议设计，因为对于在特定层工作的协议而言，它们的工作方式及其与上下层之间的接口都已经确定。

（四）协议模型和参考模型

区别

协议模型：

协议模型提供了与特定协议族结构精确匹配的模型，TCP/IP协议模型描述了TCP/IP协议族中每个协议层实现的功能，因此属于协议模型，是一种事实上存在的标准。

参考模型：

参考模型为各类网络协议和网络服务之间保持一致性提供了通用的参考。参考模型不是一种实现规范，也不是用来定义网络体系结构的服务的。参考模型是一种理论上的存在。参考模型最主要的作用就是帮助人们更加清晰的了解网络功能与过程。开放式系统互联（OSI）模型就是网际网络参考模型。

OSI参考模型

TCP/IP参考模型

小结

通过本章我们学习了计算机网络的分层模型，下一章我们更进一步的学习TCP-IP协议模型。咱们下期再见！！