什么是协议？

合集 - 网络(9)

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4.什么是协议？2023-12-18

5.协议分层与OSI参考模型2023-12-186.传输方式的分类2023-12-197.传输速率与吞吐量2023-12-198.地址和构建网络的通信设备类型：2023-12-199.现实网络的组成2023-12-21

收起

互联网是许多独立发展的网络通信技术融合而成。能够使它们之间不断的融合并实现统一的正是TCP/IP技术。
TCP/IP是通信协议的统称，在学习TCP/IP之前，需要先理清楚协议的概念。

协议：

在计算机网络与信息通信领域里，人们经常提及“协议”一词。而在互联网中常使用的具有代表性的协议有IP,TCP,HTTP等。而LAN中常用的协议有IPX/SPX等。

在计算机网络体系结构中将这些网络协议进行了系统的归纳。TCP/IP就是IP,TCP,HTTP等协议的集合。

网络体系结构	协议	主要用途
TCP/IP	IP,ICMP,TCP,UDP,HTTP,TELNET,SNMP,SMTP	互联网，局域网
IPX/SPX(NetWare)	IPX,SPX,NPC...	个人电脑局域网
AppleTalk	DDP,RTMP,AEP,ATP,ZIP...	苹果现有产品的局域网
OSI	FTAM,MOTIS,VT,CMIS/CMIP,CLNP,CONP

协议的必要性

当我们发送一封电子邮件，访问某个主页获取信息时察觉不到协议的存在，只有在我们重新配置计算机的网络连接，修改网络设置的时候才有可能涉及协议。因此只要网络设置完成，联网成功，人们通常也就会忘记协议之类的事情。只要应用程序了解如何利用相关协议，就足以让人们顺利的使用所建的网络连接。

• 简单来说，协议就是计算机与计算机之间通过网络实现通信时事先达成的一种约定。
• 这种约定的好处就是能够使不同厂商的设备，不同的CPU，不同的操作系统组成的计算机之间，只要遵循相同的协议就能够实现通信。这就好比两个人使用不同国家的语言说话，怎么也无法互相理解。而我们事先约定好两个人都说同一种语言，那么就可以正常交流，
• 协议可以分为很多种，每一种协议都明确规定了它的行为规范。两台计算机之间必须能够支持相同的协议，并且遵循相同的协议进行处理，这样才能相互通信。

补充知识：
CPU与OS

• CPU ，中文叫做中央处理器。它如同一台计算机的心脏，每个程序实际上是由它调度执行的，CPU的性能很大程度上也决定着一台计算机的处理性能，因此也有人认为计算机的发展史就是CPU的发展史。
  • 目前人们常用的CPU有Inter Core，Inter Atom，以及ARM Cortex等等。
• OS，中文叫做操作系统。属于一种基础软件。他集合了：
  • CPU管理
  • 内存管理
  • 计算机外围设备管理
  • 程序允许管理等重要功能
• 我们常用的TCP/IP协议族，很多情况下其实已经内嵌到了具体的操作系统之中了。
• 一台计算机中可运行的指令，因其CPU，操作系统的不同而有所差异。因此，如果将针对某些特点的CPU或者操作系统开发的软件，如果直接复制到具有其他类型CPU或操作系统的计算机中，就不一定能够直接运行。因此，若在CPU和操作系统不同的计算机之间实现通信，则需要一个各方支持的协议，并遵循这个协议进行数据读取。
• 此外，一个CPU通常在同一时间内只能运行一个程序。为了让多个程序同时运行，操作系统采用CPU时间片轮转机制，再多个程序之间进行切换，合理调度，这种方式叫做多任务调度。 分时系统实际上就是采用了这种方式。

分组交换协议：

分组交换是将大数据分割成一个个叫做包（packet）的较小单位进行传输的方法。这里说的包，就如同我们在邮局里面见到的邮包。分组交换就是将大数据分装成一个个这样的邮包交给对方。

计算机通信会在每一个分组中附加上源地址和目标主机地址发送给通信路线，这些发送端地址，接受端地址以及分组序号写入的部分被称为“报文首部”。

一个较大的数据被分为多个分组时，为了标明时原始数据中的哪一部分，就有必要将分组的序号写入包中。接收端会根据这个序号，再将每个分组重新装配为原始的数据。

通信协议中，通常会规定报文首部应该写入那些信息，应该如何处理这些信息。相互通信的每一台计算机则根据协议构造报文首部，读取首部内容等。为了双方能够正确通信，分组的发送方和接收方有必要对报文首部和内容保持一致的定义和解释。

协议由谁规定：

• 计算机通信诞生之初，系统化和标准化并未得到足够的重视。每家计算机厂商都出产各自的网络产品来实现计算机通信。对于协议的系统化，分层化等事宜没有特别强烈的意识。
• 这对用户机器不方便，因为这意味起初采用了哪个厂商的计算机网络产品就只能一直使用同一厂商的产品。若相应的厂商破产了或产品超过服务期限，就得将整套网络设备全部换掉。
• 随着计算机重要性的不断提高，很多公司逐渐意识到兼容性的重要意义。人们开始着手研究使不同厂商的异构机型也能够相互通信的技术。这促进了网络的开放性和多样性。

协议的标准化：

• 为了解决以上问题，ISO指定了一个国际标准OSI，对通信系统进行了标准化。现在，OSI所定义的协议虽然没有得到普及，但是在OSI协议设计之初作为其指导方针的OSI参考模型却常被用于网络协议的制定当中。
  • ISO：Internatioal Organization for Standards，国标标准化组织
  • Open System Interconnection，开放式通信系统互联参考模型
• 而TCP/IP并非ISO所制定的某种国际标准，而是有IETF所建议的，致力于推进其标准化作业的一种协议。TCP/IP作为互联网上的一种标准，也被称为业界标准。俨然成为了全世界所广泛应用的通信协议。那些支持互联网的设备以及软件，也正着力遵循IETF标准化的TCP/IP协议。