第10章网络协议体系结构：优点和缺点
2 0世纪早期，社会学家G e o r ge Herbert Mead研究了语言对人类的影响，最终得出结论：人类的理解力之所以能够活跃起来，主要是因为我们有语言。语言帮助我们发现周围环境的内涵并搞清它的意义。网络协议对网络起类似的作用，它为完全不同的系统提供共同的用于通信的环境。L A N协议使得网络通信电缆上传递的简单的电子信号变得有意义。没有协议，网络通信是不可能存在的。为了让两个工作站能够充分地进行通信，他们必须使用相同的协议，就像两个人如果使用相同的语言，才能够更好地进行交流。使用协议也能够使网络设备能够更多地了解它们所在的网络环境，并且从大量的网络电缆、连接器以及其他连接设备中了解它们的意义。如果你对于协议如何使得网络有意义方面有疑问的话，则可以想一想当你的工作站上的一个关键的协议被删除时，对你的通信能力所产生的影响就会知道了。你将注意到你的工作站不能再像以前那样进行通信了，它甚至看不见使用已被删除的协议的其他设备了。
阅读完本章并完成练习后，您将能够：
? 解释在小型和大型L A N中使用的关键协议。
? 判断在一个给定的L A N中使用哪一个协议，以及在同一个L A N中实现多个协议。
? 在一个工作站上安装L A N协议。
? 解释关键的WA N协议。
? 判断哪一个WA N协议会与一个L A N上使用的协议兼容。
L A N协议就像一个本地语言或方言，它们使得你不需要做任何努力就可以在相互连接的设备之间进行交换。WA N协议就像一个国际语言，它使得通信能够跨越一个L A N的边界到处旅游，使得一个远程工作站或L A N能够与另一个L A N进行通信。本章研究最常用的L A N和WA N协议，说明每一个协议的优点和缺点。一些协议，包括T C P/I P和AT M，在前面的章节已经讨论过了，在这里只概括一下。其他协议对于你而言都是新的，如N e t B E U I，它是用在小型L A N上的，还有点到点协议，它是一个WA N协议，通常被个人用来连接到他们的公司或者学术L A N上。
10.1 LAN协议
一个局域网可以单独传输多个网络协议，或者组合两个、三个或多个协议。网络设备，例如路由器，通常建立起来后能够自动配置自己，这是通过辨认不同的协议完成的(根据该路由器使用的操作系统)。例如，一个以太网L A N可能为一个大型机计算机提供一个协议，而为N o v e l l服务器提供一个不同的协议，又为Windows NT服务器提供另外一个协议(见图1 0-1)。可能建立一个桥式路由器为自己自动识别并配置它自己，这样它传递一些协议并作为其他设备的一个桥梁。在一个网络上拥有多个L A N协议的优点是这样一个网络可以在同一个L A N上完成许多不同的功能，如使得I n t e r n e t访问成为可能，以及访问大型机计算机及服务器。缺点是一些协议是以广播的方式进行操作的，这意味着它们经常发送包，以便识别网络上的设备，
这样会导致数量可观的网络冗余通信量。
图10-1 在一个网络上传输多个协议
10.2 LAN 协议属性
一个L A N 协议的属性与其他通信协议类似，但是有一些L A N 协议是在网络的早期开发的，那时网络的基础设施还比较慢，更容易受到E M I /R F I 的影响，并且不可靠。所以，这些协议中有一些对于现代通信而言是有缺陷的，例如不充分的差错检验，或者可能产生不必要的网络通信量。另外，有一些协议是为小型L A N 开发的，而不是为了实现如今的企业L A N 而设计的，企业L A N 需要更密集的路由选择。
? 通常而言，L A N 协议必须提供：? 可靠的网络链接。? 相对高的速度。
? 源结点和目标结点的地址处理。? 符合网络标准，特别是IEEE 802标准。
所有这些特征都是由网络传输协议提供的，如以太网和令牌环，L A N 协议通过它们进行操作。
10.3 LAN 操作系统和协议
有多个L A N 操作系统是与在以太网或令牌环内部传输的特定的协议相联系的。主要L A N 操作系统包括：
? Novell NetWa r e 。? Windows NT 。
? LAN 管理器和L A N 服务器。? AppleTa l k 。
Novell 服务器Windows NT 服务器
TCP/IP 协议传输
大型机
NetBEUI 协议传输
IPX/SPX 协议传输
10.3.1 Novell NetWa r e
N e t W a r e 最初是为以太网总线、令牌环以及A R C n e t 网络开发的，它们都采用一个文件服务器。A R C n e t 是一个早期的私人拥有的网络选择，使用带有令牌的特殊的包，并采用总线星形网络设计。如今，N e t W a r e 已经发展成为一个独立于硬件的系统，支持不同的拓扑结构和协议。
N o v e l l 改编了一个早期的L A N 协议，施乐网络系统(Xerox Network System, XNS)协议，用于它的N e t W a r e 文件服务器操作系统。X N S 由施乐公司引入，作为在以太网上进行通信的一种方法。在8 0年代早期，多个供应商都实现了他们自己的X N S 版本。N o v e l l 的改变版本称为网间包交换( I P X )协议，设计用于N e t W a r e 。
I P X 虽然也是一个早期的网络协议，与其他早期协议相比，I P X 具有能够进行路由选择的优点，这意味着它可以在一个企业的多个网络之间传输数据。I P X 的缺点是它是一个“爱讲闲话”的协议，因为频繁使用I P X 的现场工作站将它们的存在位置向整个网络进行广播。当存在多个配置为I P X 的N
e t
Wa r e 服务器和几百个客户机时，I P X 广播占据大量的网络通信量(见图1 0-2)。
图10-2 每一个站通过I P X 发送周期性广播(但不是在同一时间)
与I P X 一起，N o v e l l 还实现了一个称为序列包交换( S P X )的伙伴协议。S P X 使得特定应用
本站由此广播
本站由此广播
本站由此广播
本站由此广播
本站由此广播
本站由此广播
本站由此广播
本站由此广播
本站由此广播
本站由此广播
本站由此广播
NetWare 服务器
NetWare 服务器
数据的交换成为可能，并且可靠性比I P X 要高。I P X 比S P X 稍微快一点，但是在数据链路层的L L C 子层采用无连接设备，这意味着为保证包能够到达目的地而做的检查要更少。S P X 使用面向连接的服务，使得数据传输更加可靠。在大多数情况下，I P X 和S P X 都被同时引用，称为I P X /S P X 。
S P X 的一个用处是交换网络上的数据库数据。N o v e l l 的远程控制工具及打印设备也使用S P X 。远程控制工具使得一个工作站能够显示与出现在一个N e t W a r e 文件服务器监视器上的内容相同的信息，这样工作站用户能够可靠地执行文件服务器控制命令，而不必呆在文件服务器键盘的边上。
I P X /S P X 通过特殊的由N e t W a r e 创建的DOS Shell 驱动程度应用于基于D O S 的计算机上。当一个N e t W a r e 网络上使用了多个协议，如I P X /S P X 和T C P /I P ，那么N e t W a r e 和N e t W a r e 客户机就会经常使用N o v e l l 开放数据链路接口( O D I )驱动程度。这一驱动程度支持N e t W a r e 文件服务器、大型机和小型机以及互连网上的通信。O D I 驱动程度可以用于运行在M S -D O S 、M i c r o s o f t Windows 3.x 、Windows 95、Windows 98以及Windows NT 上的网络客户机上。O D I 驱动器的微软实现是一个较早期的1 6位应用程序，这意味着它不能利用更新的Wi n d o w s 版本的3 2位速度及能力。基于N e t W a r e 的网络上多协议支持也可以通过N o v e l l 的C l i e n t 32软件得到，该软件是设计用于3 2位的操作系统的，如Windows 95、Windows 98以及Windows NT 。
另一种在运行Windows 95、Windows 98以及Windows NT 操作系统的工作站上使用I P X /S P X 的方法是安装微软的I P X /S P X
协议仿真软件，称为N W L i n k (尝试做一下项目练习1 0-3)。通过微软的网络驱动程序接口规范( N D I S )可以得到N W L i n k ，N D I S 是一个软件驱动程序规范，使得微软的网络协议能够与一个N I C 进行通信，或是绑定在一起。将一个协议绑定在一个N I C 上是一个软件过程，使得该N I C 能够有效地与网络媒介相接口。N D I S 能够将一个或多个协议与一个N I C 绑定在一起，允许每一个协议通过该N I C 进行发送。当N D I S 绑定了多个协议时，它建立一个层次结构，这样当不同协议同时有发送数据的要求时，N I C 将把优先级给最常使用的协议(用户在N D I S 中配置的一个层次结构)。例如，你可能在一个处理过程中使用T C P /I P 来发送信息，而另一个处理过程中使用I P X / S P X 来发送信息。如果I P X / S P X 具有比T C P /I P 更高的绑定优先级，那么I P X /S P X 会被首先发送。N D I S 和O D I 在数据链路L L C 子层上操作，如图1 0 - 3所示，但是这些驱动程序中一次只有一
个能够绑定到N I C 上。(从项目练习1 0-2了解从何处安装N D I S 。)
除了I P X /S P X 以外，Novell NetWa r e 使用了其他一些协议用于特殊的通信任务，如采用R I P 来收集路由选择信息(参见第4章)。N e t W a r e 服务器可以配置成功能与路由器相同，并使用R I P 来保存路由表，虽然这必须与负责路由管理的网络管理员合作才能完成。表 1 0-1展示了使
图10-3 NDIS 网络体系结构
网络层的网络协议(如IPX/SPX 或TCP/IP)
数据链路层的LLC 子层的NDIS
数据链路层的M A C
子层的NIC 驱动程序物理层的NIC
用N e t W a r e 的协议。
如本书前面所提到的那样，并不推荐采用N e t W a r e 和Windows NT 服务器上的R I P ，因为它会给你的网络添加更多的通信量。让网络路由器全权负责路由更好一些。
表10-1 NetWa r e 服务器使用的协议
协议
全
名
说
明
O S I 层I P X 网间包交换作为主要的数据交换协议
3 -4L S L 链路支持层
与O D I 一起使用，使用一个N I C 支持多个协议2M L I D 多个链路接口驱动程序将两个或多个信道连接为一个链路进行通信，2例如两个ISDN TA
N C P N e t W a r e 核心协议S h e l l 软件的一部分，使得客户和服务器能够通 5 -7信，以便访问应用程序N L S P N e t W a r e 链路服务协议用于构造带路由信息的包
3R I P 路由器信息协议为服务器收集路由信息，这些服务器是被配置3为提供路由服务的
S A P 服务广告协议使得N e t W a r e 客户机能够识别服务器和由每一个 5 -7服务器提供的网络服务
S P X
序列包交换为应用提供面向连接的传输支持
4
10.3.2 Microsoft Windows NT
Windows NT 的服务器LANManager 是由微软和I B M 共同出资创立的，自从它在9 0年代早期被首次采用以来，已经被广泛地应用了。就像Novell NetWa r e 那样，Windows NT 与以太网和令牌环L A N 相兼容，并且它的规模能够从基于I n t e l 的小型计算机扩大到基于I n t e l 和R I S C 的多处理器计算机。Windows NT 的与生俱来的协议是N e t B E U I ，在Windows NT 创建之前，此协议是为LAN Manager 和L A N 服务器开发的。N e t B I O S 扩展用户接口( N e t B E U I )最初是由I B M 在1 985年开发的，是作为网络基本输入/输出系统( N e t B I O S )的增强版本。N e t B I O S 并不是一个协议，是一种软件与网络服务的接口方法，它提供了微软网络上使用的命名服务。N e t B I O S 的名称是用于命名网络上的对象的，如工作站、服务器或打印机。例如，你的工作站可能对于其他网络用户使用你的姓作为标识符，你所访问的网络打印机可能命名为H P L a s e r ，而你所访问的服务器可能名命名N e t s e r v e r 。这些名称使得要辨认一个特定的网络资源是很容易的。它们由N e t B I O S 命名查询服务翻译为一个地址，用于网络通信。
当计算机网络的主要意义在于本地的网络，计算机的数目相对比较少，且只有少数几台，至多2 00台的时候，开发了N e t B E U I 。在开发时，没有考虑到对包进行路由的企业网络。出于这个原因，N e t B E U I 最适合于使用微软或I B M 操作系统的小型L A N ，包括：
? Microsoft Windows 3.1或3 .11。? Microsoft Windows 95。? Microsoft Windows 98。? Microsoft LAN Manager 。
? Microsoft LAN Manager for UNIX 。? Microsoft Windows NT 。? IBM PCLAN
。
? IBM LAN Server 。
运行Windows NT 的计算机上的N e t B E U I 也称为N B F ，它是N e t B E U I 帧的首字母缩略词。
N
e t B E U I 协议与O S I 模型的多层对应。它使用物理和数据链路层进行网络接口通信。在数据链路层内部，它将L L C (逻辑链路控制)和M A C (
介质访问控制)子层用在诸如帧的流控制、编码帧以及编址。它还完成与传输层和会话层相对应的功能，包括保证传输的可靠性，应答传输和建立及结束会话。
出于多种原因，N e t B E U I 在小型的微软网络上工作得相当好。首先，它易于安装(尝试做一下项目练习1 0-1)，它与微软工作站以及服务器操作系统的兼容性都非常好。第二，它能够在一个网络上处理几乎是无限的通信会话，因为它消除了早期版本的2 54个会话的限制。例如，微软的规范显示Windowns NT 服务器能够在一个N I C 上支持1 000个会话。第三，N e t B E U I 对内存的需求比较低，并且能够在小型的网络上快速地传输。第四，它具有可靠的错误探测及恢复。
对于中型和大型网络而言，包括企业网络，不能对N e t B E U I 进行路由是主要的缺点。不能通过路由器将N e t B E U I 包从一个网络转发到另外一个网络，因为在N e t B E U I 包中没有足够的信息来识别特定的网络。另外一个缺点是除了由微软提供的网络分析工具以外，很少有其他的分析工具了。
当必须进行路由选择时，微软网络就会被配置成使用
T C P / I P 协议(或者是
I P X /S P X ，这要根据网络的类型而定)，而不是使用N e t B E U I 。
10.3.3 AppleTa l k
A p p l e 公司开发了适合于网络M a c i n t o s h 系统的A p p l e T a l k 协议。A p p l e T a l k 是一个对等网络
Macintosh
Macintosh
Macintosh
Macintosh
Macintosh
Macintosh
Macintosh
Macintosh 图10-4 不需要服务器的A p p l e T a l k 对等实体到对等实体的网络
协议，这意味着设计它的目的是使得M a c i n t o s h工作站能够进行通信，而无需考虑服务器的存在(见图1 0-4)，它还提供了连接到Novell NetWa r e、M S-D O S、Microsoft Windows 3.x、Windows 95、Windows 98以及Windows NT系统的选项。A p p l e T alk Phase II处理的网络计算机的数目更多，并且能够与大型的容纳有多种协议的异构网络进行互操作。
A p p l e T a l k包括三种基本服务：
? 到网络文件的远程访问。
? 打印服务。
? 对基于D O S及基于Wi n d o w s的系统的文件服务。
至于I P X/S P X，有几种与A p p l e T a l k相关的协议，在表1 0-2中列出。
表10-2 与A p p l e T a l k相关的协议
名称全名说明O S I层
A A R P A p p l e T a l k地址分辨协议用于将计算机及域名解析为I P地址 2 -3
A D S P A p p l e T a l k数据流协议帮助保证数据流可靠地到达目标结点5
A F P A p p l e T a l k文件编档协议使得工作站和服务器能够在应用层互相通信6
A S P A p p l e T a l k会话协议将数据排成序列，以便准确传送到目标结点5
AT P A p p l e T a l k事务协议通过给每一个事务指定一个连接号，保证两个结4
点之间的通信是可靠的
D D P数据报传递协议用于在两个通信站之间传输数据以及进行路由选择3
L L A P L o c a l T a l k链路访问协议处理通过接口和电缆的物理层通信 1 -2
N B P名称联编协议处理计算机命名及I P地址注册，使得客户能够用一4
个计算机名称与网络服务及过程相连
PA P打印机访问协议打开及关闭通信会话，并为打印服务提供网络通信5
RT M P路由表维护协议用于获得路由信息，以更新路由表3
Z I P区域信息协议 A p p l e T a l k网络及网络路由被划分为多个区域，5
Z I P则用于维护区域地图
10.3.4 TCP/IP
T C P/I P是使用最普遍的协议套。正如你在第7章所了解到的那样，互连网几乎专门使用T C P/I P。而且大多数网络操作系统都支持T C P/I P，包括N e t W a r e、Windows NT、U N I X、I B M 的M V S以及D E C的O p e n V M S。另外，网络设备提供商为T C P/I P编写他们的操作系统软件，包括增强设备的性能。表1 0-3提供了包括在T C P/I P协议套中的多种协议的说明。
表10-3 TCP/IP相关协议
名称全名说明O S I层
I P网际协议处理寻址3
I C M P互连网控制报文协议用于网络错误报告，特别是通过路由器的错误报告3
R I P路由信息协议用于收集路由选择信息，以更新路由选择表3
O S P F开放最短路径优先路由器使用它交流路由信息3
T C P传输控制协议保证数据传输的可靠性4
U D P用户数据报协议作为T C P的一个替代协议使用4
A R P地址分辨协议能够将带点分十进制地址解析为计算机名称，反之亦然3
F T P文件传输协议用于传输文件 5 -7
S L I P串行线路互连网协议在与WA N的连接中，作为一个远程通信协议3
(续)
名称全名说明O S I层
P P P点到点协议在与WA N的连接中，作为一个远程通信协议3
D N S域名服务维护一个将点分十进制地址与计算机名称相链接的表，4
和一个相反的表
S M T P简单邮件传输协议用于电子邮件6
Te l n e t电信网络使得工作站能够模仿终端，例如模仿网络上的大型 5 -7
机和小型机
N F S网络文件系统用于在一个网络上传输文件 5 -7
R P C远程过程调用使得一个远程计算机能够执行另一台计算机上的过5
程，如服务器
H T T P超文本传输协议用于World Wide We b通信6
10.3.5 DLC和S N A
较早的I B M大型机的安装可能使用S N A，而不是T C P / I P。当使用运行在M i c r o s o f t Windows 95、Windows 98或者Windows NT上的工作站来访问基于S N A的大型机时，如果不想使用S N A网关(参见第4章)，那么还可以选择在工作站上安装数据链路控制( D L C)协议。
D L C模仿S N A，并且也是用于与不同类型的网络打印机进行通信的，如H e w l e t t-P a c k a r d打印机。
当一个主机正在使用S N A进行通信时，D L C主要作为T C P/I P的替代选择。D L C的一个缺点是它不能进行路由选择。而且，它实际上并不是设计用于工作站之间的对等实体到对等实体的通信的，而只是用于连接到一台计算机上的，如一个IBM ES9000大型机或A S/400小型机。
10.4 改善L A N的性能
提高网络性能最有效的方法是使得必须跨越每一个路由器的L A N协议的数目达到最小。减少协议的数目会减少路由器的工作量，使得它们能够更快地处理通信。
当决定在一个网络上使用什么协议时，需要考虑以下问题：
? 需要对帧进行路由选择吗？
? 网络规模是小型( 100个结点以下)、中型( 100到5 00个结点)还是大型( 500个结点以上)的？
? 有Microsoft NT服务器吗？
? 有大型宿主计算机吗？
? 有N e t W a r e服务器吗？
? 有对I n t e r n e t或者基于We b的内部网进行直接访问的应用程序吗？
? WA N连接需要什么样的速度？
? 有任务关键的应用程序吗？
如果不需要对帧进行路由，例如在一个企业网络中，你的最佳选择可能是T C P/I P，因为T C P/I P是设计用于路由的，并且用在许多类型的网络上。对于一个只有Microsoft Wi n d o w s N T服务器的小型到中型(少于2 00个结点)的非路由网络而言，N e t B E U I是一个好的选择，因为
它与生俱来的就是用在微软网络上的，并且能够提供快速、可靠的通信。一个只有N e t W a r e的网络可以使用I P X/S P X，而同时具有N e t W a r e和Windows NT服务器的网络则需要应用N e t B E U I 和I P X/S P X。对于与运行在微软操作系统上的工作站进行通信的N e t W a r e客户机而言，选择N W L i n k是比较好的。
如果要连接到互连网或基于We b的服务器上，则要求实现T C P/I P，并且可以使用F T P服务进行文件的传输。对于连接到大型机和U N I X计算机而言，T C P/I P也是首选的协议，因为在连接到大型机或者U N I X计算机的一个应用程序上时，可能需要Te l n e t终端仿真。如果不能使用T C P/I P，那么D L C是I B M大型机及小型机通信的另一个选择。
对于中型及大型网络，T C P/I P协议比较合适。它可以进行路由，对于关键任务的应用程序非常可靠，并且具有可靠且充分的差错检验。对于这些大型的网络，网络监控及分析是非常重要的，T C P/I P具有一些完成这些任务的相关协议。
在许多情况下，有必要对不同类型的网络应用程序使用多种协议。现代的网络经常综合了多个主要的网络，如T C P/I P、N e t B E U I以及I P X/S P X。
10.5 WA N协议
WA N协议具有两个重要的特征：首先，它们是设计用于WA N介质上的，如光纤或电话电缆；第二，它们能够封装最常使用的协议，这样封装后的协议(和包括在其中的有效载荷数据)能够在WA N上从一个L A N传输到另外一个L A N上。大多数WA N协议的设计是至少能够传输T C P/I P的。其他一些能够容纳N e t B E U I、I P X/S P X以及其他协议。最早的三个WA N协议是X .25、串行线路互连网协议( S L I P)以及点到点协议( P P P)。近来，帧中继、AT M、S M D S以及S O N E T都用于WA N通信。
10.5.1 X.25
正如你在第8章所了解到的那样，X .25在7 0年代中期成为一个WA N通信标准，而且如今还在使用，特别是用于连接较早的遗留L A N。X .25是一个可靠的标准，它提供一个WA N上的全双工通信。实际的X .25协议包含三个通信层(参见第8章)，并且规定D T E和D C E之间的通信。第1层定义了X .25的物理接口和通信，第2层采用L A P B协议建立及拆卸虚拟连接，第3层保证通信是可靠的，并保证通信通过多路复用能够以一种井然有序的方式进行。
X .25的优点是它能够将不使用的带宽释放出来，使得通信设备可用的资源达到最大，而且X .25很可靠。它也与早期速度为1 0M b p s或更慢的L A N兼容。X .25的缺点是它比现在更新的技术要慢，如S M D S和S O N E T。
10.5.2 SLIP
串行线路互连网协议( S L I P)最初是设计用于U N I X环境中的，适用于计算机、服务器以及使用T C P/I P的主机之间的点到点通信。例如，一个用户希望家里的一台远程计算机能够与办公室中的L A N上的一台U N I X计算机相互通信，此时就可以使用S L I P(见图1 0-5)。该用户可以采用一个拨号电话线连接到U N I X计算机上，然后使用S L I P内部的T C P/I P传输包。S L I P只是作为宿主WA N协议，协调电话线和调制解调器上的连接会话。一旦该协议(以和它
的数据有效载荷)到达了目的地，S L I P 头和尾会被删除，只留下T C P /I P 。S L I P 是一个比较老的远程通信协议，比P P P 的开销要大。压缩串行线路互连网协议( C S L I P )是一个最新开发的S L I P 的扩展，它将在远程链路上发送的每一个包的头信息进行了压缩。 C S L I P 减少了头的大小，从而降低了一个S L I P 连接的开销，也就提高了通信的速度。但是，在接收端仍旧必须将头解压缩。S L I P 和C S L I P 都有限制，因为它们不支持网络连接确认，这样就不能防止他人中途截取通信内容。它们也不支持在同一时间内在多个O S I 层上自动建立网络连接，而这样连接就没有那么快。S L I P 和C S L I P 的另外一个缺点是它们进行的是异步通信，如一个调制解调器到调制解调器的连接。它们不支持同步连接，如X . 2 5，它们也不能够创建只通过互连网的连接，如从一个调制解调器到一个I S P 。例如，如果你是一个网络管理员，希望使用位于互连网上的Windows NT 服务器上的远程管理工具来建立一个新的帐户，那么使用S L I P 就达不到这一目的。
图10-5 采用S L I P 进行远程WA N 通信
许多拨号服务都不支持S L I P 或C S L I P ，因为这些协议不提供身份验证。
10.5.3 PPP 。
在远程通信方面，点到点协议( P P P )比S L I P 和C S L I P 更常用，因为它的开销更低，而且能力更强。P P P 支持的网络协议比S L I P 要多，包括I P X /S P X 、N e t B E U I 以及T C P /I P
。它可以一次
UNIX 服务器UNIX 服务器UNIX 服务器
访问服务器
调制解调器
SLIP 传输TCP/IP
以太网
在O S I模型的多个层上自动建立连接，并且支持连接的身份验证。更新的点到点隧道协议( P P T P)对P P P进行了补充，使得它能够通过互连网与网络、企业内部网以及外部网进行远程通信。通过使用P P T P，一个公司经理就能够访问位于该公司内部网上的报告，只要从他或她的家中拨号到互连网上就可以了。可能你已经在Windows 95或Windows 98上使用了P P P，以便能够使用家里的计算机和调制解调器连接到互连网站上。作为一个网络管理员，你可以在家里访问远程管理工具，使用它们来管理Windows NT服务器，只要使用P P T P通过互连网进行连接就可以了。
P P P和P P T P都支持同步和异步通信，可以通过调制解调器、拨号电话线路、租赁线路、I S D N以及X .25进行连接。在Windows 95、Windows 98和Windows NT(所有版本)上可以得到P P P。例如，当一个Windows NT服务器也被配置成了一个R A S服务器的时候，那么也可以将它配置为能够接受通过S L I P或P P P建立的远程连接。当用户使用多个协议时，如I P X/S P X和T C P/I P，建议在网络上使用P P P。表1 0-4对S L I P和P P P做了一下比较。
表10-4 SLIP和P P P的比较
功能S L I P P P P
支持的网络协议T C P/I P T C P/I P、I P X/S P X以及N e t B E U I
支持异步通信是是
支持同步通信否是
同时的网络配置协商，以及在通信否是
结点之间在O S I模型的多个层上自动
连接
支持连接身份验证，防止偷听者否是
当你使用P P P或P P T P时，一些系统能够完成口令验证以及数据加密的功能，而在S L I P或C S L I P中是没有这些功能的。例如，P P P和P P T P支持口令验证协议( P A P)，这一协议是用于验证为了访问WA N上的一个服务器而输入的口令是否正确的。PA P本身就可以验证口令，但是它并不对它们加密。C H A P(Challenge Handshake Authentication Protocol)可以与PA P一起使用，对口令进行加密，这样网络入侵者就很难进行中途截取信息或是解码。 C H A P是设计用于U N I X计算机的，但是微软公司开发了M S-C H A P，运行在基于Wi n d o w s操作系统的计算机也能够使用它。当你将Windows 95、Windows 98以及Windows NT配置成使用P P P或P P T P时，它们也能够为工作站和远程网络之间在WA N上传输的数据加密。
10.5.4 帧中继
帧中继协议(参见第8章)在物理层和数据链路层上操作。帧中继中与协议相关的工作发生在数据链路层，而且为了能够快速地进行通信，采用了L A P F。帧中继可以容纳I P、I P X、A p p l e T a l k、P P P以及S L I P通信。帧中继的优点是它能够提供速度非常快的通信，但是代价是所进行的差错检验很少，因为它认为连接的L A N协议会进行差错检验。
10.5.5 AT M
AT M协议的工作大多数发生在AT M层和A A L层。因为这些较低的AT M层独立于较上层工
作(参见第9章)，所以理论上，AT M可以虚拟地传输任何L A N协议，包括A p p l e T a l k、I P、I P X 以及X N S。AT M比帧中继更快，它的接口标准是全球通用的，这是它的一个优点。
10.5.6 SMDS
S M D S是一个三层通信协议(参见第8章)，它能够提供无冲突的通信服务。它的通信可靠且速度非常快，同时还进行差错检验，但是它的速度没有AT M快，也没有AT M实现得那么广泛。S M D S协议和体系结构保证了远距离WA N上的安全通信。S M D S的一个缺点是它只携带数据，并不支持语音或视频的传输。S M D S可以支持A p p l e T a l k、I P、X N S和I P X。
10.5.7 SONET
S O N E T包括四个协议层，在第2层中或者说是第2段中进行数据封装(参见第8章)。S O N E T 的协议和体系结构使得它能够提供远距离上的安全传输，这点与S M D S类似。S O N E T传输的速度很快，而且与其他高速的WA N技术的接口非常好，包括AT M和S M D S。S O N E T也可以实现冗余，这样就可以提供几乎是无缺陷的数据传输。S O N E T可以传输A p p l e T a l k、I P以及I P X 通信。S O N E T的一个缺点是在有些地方没有可供使用的S O N E T。
10.5.8 SS7
信号发送系统7 (S S7)是一个由I T U建立的WA N协议，其目的是为了在不同类型的基于电信的WA N之间建立最快的路由，例如在L A TA和长话或中间运营商之间。S S7当前使用在语音的传输上，支持为单元式通信、语音邮件应用程序以及8 00个呼叫的重新定向等提供诸如呼叫漫游一类的服务。S S7能够快速地在WA N上进行路由，而且正在修改以适应T 载波和AT M WA N通信，以便能够快速地进行路由。
S S7能够维持快速的通信，是因为：1 )在整个WA N的不同关键点保存一个路由信息的数据库；2 )快速地告知一个中心站查询，对于一个特定的对数据库站点进行的呼叫，什么才是最快的路由，而该数据库站点包含有相关的路由信息； 3 )跟踪每一个电信呼叫，为该呼叫决定最快的路由，然后更新适当的数据库。S S7执行的功能是通过使用服务控制点、服务转换点以及信号发送点完成的。
服务控制点( S C P)是WA N上的站点，它们包含路由信息的数据库，例如如何快速路由一个到特定载波的连接，如AT &T或S p r i n t。服务转换点( S S P)位于WA N中心站点，用于根据特定的通信路径，决定应该查询哪一个S C P数据库。最后，信号传输点与路由器的操作一样，尽快地采用正确的S C P连接到一个S S P上。
10.6 本章小结
网络的许多逻辑都包括协议。L A N协议是链接到单个L A N上使用的网络操作系统上的。最早的网络操作系统之一是N e t W a r e，它使用I P X/S P X协议在一个N e t W a r e服务器和连接到每一个服务器的工作站(或其他服务器)之间进行通信。在成千上万个L A N上都实现了I P X/S P X，
因为N e t W a r e已经成为一个常用的网络操作系统。但是，由于互连网已经集成到许多网络上了，所以人们设计了N e t W a r e的新版本，这些版本使用I P X/S P X和更为广泛的T C P/I P。
另外，越来越受欢迎的更新的操作系统是Windows NT Server。Windows NT Server与生俱来的协议是N e t B E U I，它根植于微软的早期LAN Manager网络操作系统上，而它开始是作为I B M的一个合作伙伴的。像N e t W a r e一样，Windows NT Server集成了对T C P/I P的强大支持，从而不那么强调使用它原来的协议N e t B E U I了，在小型网络上除外。
一些网络操作系统，包括U N I X和V M S，最初的设计是使用T C P/I P(就像互连网那样)的。有大量的用户安装了这些操作系统，它们对于早期的互连网和电子邮件通信是非常关键的。最初的互连网主机中，许多都是运行在U N I X、V M S和后来的M V S上的大型机和微型机。
WA N协议使得远程用户和L A N以及远程L A N之间的通信成为可能。S L I P和P P P被工作站广泛使用，用于对L A N的中心站点进行远程连接。例如，一个大型机工程师可以从任何远程站点访问他或她的L A N，使用一个运行Windows 95或Windows 98的便携式计算机就可以，而其中的Windows 95或Windows 98的配置是使用P P P的。其他WA N协议，如X .25、帧中继、AT M、S M D S和S O N E T，都可以在远距离的LAN 之间进行高速通信。S S7是一个设计用于WA N之间的高速连接的。
直到9 0年代早期，网络的工作主要集中于开发L A N协议。如今，L A N协议体系结构聚合于T C P/I P，只留下少数私有协议的实现，如I P X/S P X和N e t B E U I。WA N协议的数目开始成倍增长，以满足新的WA N技术的需要，而协议通常以技术命名。未来几年内协议的开发将集中于WA N之间的连接，以及当L A N协议在每一个WA N中传输时，如何才能提供更好的服务
T C P/I P。
10.6.1 复习题
1) 下面哪一个驱动器能够在一个网络上传输多个L A N协议，如T C P/I P和I P X？
a. NDIS
b. ODI
c. 多链路
d. 以上都是
e. 只有a和b
f. 只有a和c
2) 你可以使用哪一个协议从你的Windows NT工作站连接到一台配置为S N A的I B M计算机？
a. DLC
b. LLC
c. AAL
d. SNLink
3) IPX是哪一个网络操作系统与生俱来的协议？
a. Windows NT
b. 配置为服务器的Windows 95
c. UNIX
d. NetWa r e
4) 你有一个容纳一个Windows NT文件服务器和2 2台工作站的小型L A N，该L A N没有连接到WA N上。在这个L A N上，你该使用什么协议？
a. IPX
b. NetBEUI
c. SMDS
d. TCP/IP
5) NWLink仿效哪一个协议？
a. IPX
b. NetBEUI
c. SMDS
d. TCP/IP
6) AppleTa l k可以连接到:
a. Windows NT
b. Windows 98
c. NetWa r e
d. 以上都是
e. 只有a和b
f. 只有b和c
7) 下面哪一项在A p p l e T a l k中处理计算机命名？
a. NBP
b. SLIP
c. NetBIOS
d. FTP
8) 一个包含有基于微软的服务器和工作站的网络上，处理计算机命名的是：
a) NBP
b. SLIP
c. NetBIOS
d. FTP
e. 只有a和b
f. 只有b和c
9) 下面哪一个协议与A p p l e T a l k相关？
a. LLAP
b. ZIP
c. RT M P
d. 以上都是
e. 只有a和b
f. 只有b和c
10) 为了能够访问互连网以及四个Windows NT服务器，你正在配置一个网络。希望这个网络上能够连接5 00多个工作站。你将为该网络选择什么协议？
a. IPX
b. TCP/IP
c. NetBEUI
d. DLC
11) 你正在配置一个运行在Windows NT工作站上的可移动计算机，使它能够访问你公司的以太L A N，它有N e t W a r e和Windows NT服务器并且使用T C P/I P和I P X，要远程访问该L A N，你会为工作站选择哪一个协议？
a. DLC
b. SMDS
c. PPP
d. SLIP
12) 下面哪一个协议是用在X .25网络上的？
a. SONET
b. AT M
c. X.25
d. 以上都是
e. 只有a和b
f. 只有a和c
13) 下面哪一个不是使用S S7的网络的组成部分？
a. 数据库
b. 服务转换点
c. 信号传输点
d. 服务确认链路
14) 你会使用哪一个协议来保证网络上的口令进行了加密？
a. AppleTa l k口令验证协议
b. Net Link口令测试协议
c. 系统管理网络协议
d. CHAP
15) SLIP可以传输下面的：
a. NetBEUI
b. TCP/IP
c. IPX/SPX
d. 以上都是
e. 都不是
16) 以下哪一个协议不能在L A N上进行路由？
a. IPX
b. TCP/IP
c. NetBEUI
d. AppleTa l k
17) 帧中继可以传输下面哪一个L A N协议？
a. IPX
b. AppleTA l k
c. TCP/IP
d. 以上都是
e. 只有a和b
f. 只有a和c
18) IPX是以下面哪一个协议为基础的？
a. DLC
b. TCP
c. XNS
d. IP
19) 要保证一个包含有路由器的网络上具有最快的网络性能，下面哪一个是最好的方法？
a. 使用协议转换器
b. 保持必须通过路由器上协议数目最小
c. 对所有的通信只使用N e t B E U I和I P X
d. 当你应用T C P/I P时，使得I P寻址不起作用
20) 你需要一个能够高速处理语音、视频和数据的WA N协议。下面哪一个是最好的选择？
a. AT M
b. NetBEUI
c. 帧中继
d. SMDS
21) 下面哪一个不是T C P/I P协议套的一部分？
a. AAL
b. ARP
c. RIP
d. HTTP
22) 你是一个网络管理员，希望能够访问你的网络服务器，并运行互连网上的服务器实用程序，能够达到这一目的的是：
a. SLIP
b. DLC
c. PPTP
d. TCP/IP
23) 要通过一个电话线连接，将一个U N I X工作站连接到一个L A N上，你会使用哪一个远程通信协议？
a. UNIX远程
b. SLIP
c. ARP
d. NWLink
24) 对于A p p l e T a l k ，下面的叙述哪一个是正确的？
a. 它不能用于网络打印服务
b. 不能在AT M 上传输
c. 它的设计操作与I P X 类似，与它最能够兼容的就是I P X
d. 以上都是
e. 只有a 和b
f. 只有b 和c
25) 你正在你的工作站上建立远程T C P /I P 通信，该工作站运行在Windows 98上，你必须具有连接验证功能。你应当建立下面哪一个远程访问协议？
a. DLC
b. 帧中继
c. SLIP
d. PPP
e. 只有a 和b
f. 只有b 和c
10.6.2 项目练习
项目练习1 0-1
在此项目练习中，你将安装N e t B E U I 协议，需要一台运行Windows 95或Windows 98的计算机，而且已经安装了一个N I C 。此活动使用Intel EtherExpress Pro 100 NIC 作为示例。在开始之前，从你的指导老师或实验室监管那里得到N I C 驱动器软件。从Wi n d o w s 桌面开始。
为Windows 95或Windows 98安装N e t B E U I 协议：
1) 单击“开始”按钮，选择“设置”，然后单击“控制面板”。2) 在网络图标上双击。
3) 单击“配置”选项卡标签，然后单击“添加”按钮。
4) 在“请选择网络组件类型”对话框上双击协议选项(见图1 0-6)。
5) 在制造商文本框中单击M i c r o s o f t ，并且在“选择网络协议”对话框上的“网络协议”文本框中双击N e t B E U I (见图1 0-7)。
6) 如果出现一个对话框要求插入Windows 95或Windows 98盘，则插入软盘或光盘，提供盘的路径，然后单击确定或继续(根据显示的对话框而定)。
7) 单击确定关闭“网络”对话框。
项目练习1
0-2
在此项目练习中，你将看到在什么地方安装N D I S 或O D I 。需要一台安装有Windows 95或Windows 98的计算机，并且已经安装了N I C 。
图10-6 安装一个协议
图10-7 选择N e t B E U I
查看在什么地方安装N D I S 和O D I 驱动器：
1) 单击“开始”按钮，选择“设置”，然后单击“控制面板”。2) 在控制面板上双击网络。3) 单击“配置”选项卡标签。
4) 在标签为“安装了以下网络组件：”的文本框中选中N I C ，单击“属性”按钮。5) 单击“驱动器类型”选项卡标签，注意有三个单选按钮列出三个选项：“增强模式( 32位及1 6位) N D I S 驱动器”、“实模式( 16位) N D I S 驱动程序”以及“实模式( 16位) O D I 驱动程序”(见图1 0-8)。
6) 当看完选项之后单击“取消”并关闭所有对话框。
图
10-8 输入驱动器类型
项目练习
1 0-3
在此项目练习中，你将有机会在一台运行Windows 95或Windows 98(第一部分)或
Windows NT(第二部分)的计算机上安装N e t W a r e 客户服务器。所选择的计算机应当首先安装
NDIS 16位/ 32位驱动器。
为Windows 95或Windows 98安装N e t W a r e 客户服务器:1) 单击“开始”按钮，选择“设置”，单击“控制面板”。2) 双击“网络”图标。
3) 单击“配置”标签，然后单击“添加”按钮。
4) 在“选择网络组件类型”对话框上双击“客户”选项。
5) 在“厂商”文本框中选择“M i c r o s o f t ”，然后在“选择网络客户机”对话框的“网络客户”文本框中双击“N e t W a r e 网络客户”(见图1 0-9)。
图10-9 为I P X /S P X 安装一个客户
6) 如果出现一个对话框要求插入Windows 95或Windows 98盘，则插入软盘或光盘，提供盘的路径，然后单击“确定”或“继续”(根据显示的对话框而定)。
7 )单击“配置”选项卡标签，选择N I C ，然后单击“属性”。
8 )单击“绑定”选项卡标签，检查该N I C 的I P X /S P X 兼容协议。单击“确定”。9 )单击“确定”结束。
为Windows NT 4.0安装N e w W a r e 客户服务
1) 单击“开始”按钮，选择“设置”，单击“控制面板”。2) 双击“网络”图标。
3) 在“网络”对话框上单击“服务”选项卡标签，然后单击“添加”。4) 在“选定网络服务”对话框上，双击“N e w W a r e 客户服务”(见图1 0-10)。
图10-10 为Windows NT 4.0中的N e t W a r e 安装客户服务
5) 插入Windows NT 光盘。在Windows NT 安装对话框中，输入光盘驱动器字母(如E ：)以及路径\ I 386(包含基于I n t e l 的计算机文件)。单击“继续”开始装载N e w W a r e 客户驱动器。
6) 单击“绑定”选项卡标签，自动绑定协议。7) 结束后单击“确定”。
8) 出现一条信息，说明需要重新启动计算机以使协议生效。单击“是”重新启动。
项目练习1 0-4
在此项目练习中，读者将了解如何判断一个运行Windows NT 4.0的计算机是否使用P P P 与一个N T 服务器进行远程通讯，而该N T 服务器也配置为一个使用P P P 的R A S 服务器。这里需要一个已经安装了拨号网络的计算机。
检查Windows NT 4.0中安装的远程协议：
1) 双击桌面上的“我的电脑”(My Computer)。2) 双击“拨号网络”( D i a l -Up Networking)图标。
3 )在“拨号网络”对话框中，单击“其他”按钮(见图1 0-11 )。4) 单击“菜单”选项，编辑条目和调制解调器属性。
5) 单击编辑电话号码簿条目对话框上的服务器标签(见图1 0-12)
。
B a n y a n 的R P CN e wW a r e 客户服务支持
第二章计算机网络体系结构与协议 【打算课时】 4课时（教材第二、三章） 2.1网络通信协议 2.1.1 协议（protocol）教材P29 网络传送是个专门复杂的过程，为了实现计算机之间可靠地交换数据，许多工作要协调（如发送信号的数据格式，通信协调与出错处理，信号编码与电平参数，传输速度匹配等）。 假定一个与网络相连的设备正向另一个与网络相连的设备发送数据，由于各个厂家有其各自的实现方法，这些设备可能不完全兼容，它们相互之间不可能识不和通信。解决方法之一是在同一个网络中全部使用某一厂家
的专有技术和设备，在网络互连的今天已不可行。另一种方法确实是制定一套实现互连的规范（标准），即所谓“协议”。该标准同意每个厂家以不同的方式完成互连产品的开发、设计与制造，当按同一协议制造的设备连入同一网络时，它们完全兼容，仿佛是由同一厂家生产的一样。 【协议】网络上不同计算机之间为了协调互相通信而使用的技术规范，即通信技术标准（也是软硬件厂商开发网络产品的标准） 协议由语义、语法和时序三部分组成。语义规定通信双方彼此“讲什么”（含义），语法规定“如何讲”（格式），时序关系则规定了信息交流的次序（顺序）。 P29 实际上，生活中任何由两个人或两个团体一起完成的事件，都必须有“协议”（例：讲话/赛跑） 廖鸿鹏《NT Server 4.0建站指南》：“当一个中国人碰上一个日本
人时，假如中国人讲他的中文，日本人讲他的日文，那么可能两个 人确实是讲到天黑，都可不能有什么结果……网络上各节点之间若 需要传送数据时，也要有一个共通的语言，这确实是通信协议”。 理论上只要有一套协议即可，但由于网络技术在不断进展，应用领域在不断拓宽，加上历史的缘故（７０年代各大计算机公司在网络领域“诸侯割据”，纷纷推出自己的网络通信协议，既为网络技术的进展作出了贡献，亦造成协议品种杂多的局面），因此目前一套统一可用的网络协议。 正如理论上人类只要一种语言就能够相互沟通，但实际上却有许许多多的语言存在一样。 学习网络的重要任务之一确实是了解各种常用的通信协议。关于网络开发/集成工程师，则需要深入理解甚至精通工程中所涉及到的各种协议。 用于一般网络用户，则只需明白访问网络资源你的系统或机器上需要配备何种协议，而无须明白这些协议的具体含义。 封闭的协议——协议内容（规范）不对公众公布
网络体系结构与网络协议 《易经》说:“天地万物 , 阴阳五行 , 相生相克 , 周而复始 , 皆有规律可循”。为了使世间各种事情有条不紊、规律的朝着人们所期待的方向行进, 我们总是喜欢发现规律、总结规律、创造规定、利用规律。如此一来,当前人在考虑计算机网络的通信与资源交互时,必然要创造出统一遵守的计算机通信与资源交互的规定,以方便人们使用计算机进行有条不紊的大规模的数据、资源交换。 如此,人们就制定了大量的标准,这些标准规定了计算机网络通信与数据交换所需的共同遵守的条规, 这些标准就是协议。大量的各种各样的协议共同构成了一套完整的体系。由于大量的协议体系过于复杂, 于是人为的将这套协议体系划分为几个层次, 这样一来, 大量的协议就容易分门别类的化整为零, 将协议一层一层的实现。由计算机互联通信所需的功能,,划分成定义明确的层次,规定了同层次进程通信的协议和相邻层之间的接口服务 (接口可理解为下层与上层交互的门户,下层通过接口向上层提供特定的服务。这些层、同层进程通信的协议及相邻层接口统称为网络体系结构。 在学习网络体系结构和协议时,不免要和 RFC 打交道。 RFC 是 tcp/ip协议族 的标准文档,里面写有 4000多个协议的定义。在那么多的协议中, tcp 、 ip 协议可以说是互联网最基本的两个通信协议, tcp/ip的五层分层原理应用十分常见。这五层,从上往下依次是:应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。它们之间的通信服务类型可分为面向连接服务和无连接服务, 混合上确认机制, 共有四种服务类型。分别是面向连接确认服务、无连接确认服务、面向连接不确认服务和无连接不确认服务。根据通信要求, 权衡效率与可靠性后, 可选择合适的通信服务类型。 在最高层应用层里,有 FTP 协议、 Telnet 协议、 HTTP 协议、 DNS 协议等等。在传输层中,有著名的 TCP 和 UDP 协议。 在下层网络层里面,有 IP 协议、 ICMP 协议、 IGMP 协议、 ARP 协议、 RARP 等协议。
第10章网络协议体系结构：优点和缺点 2 0世纪早期，社会学家G e o r ge Herbert Mead研究了语言对人类的影响，最终得出结论：人类的理解力之所以能够活跃起来，主要是因为我们有语言。语言帮助我们发现周围环境的内涵并搞清它的意义。网络协议对网络起类似的作用，它为完全不同的系统提供共同的用于通信的环境。L A N协议使得网络通信电缆上传递的简单的电子信号变得有意义。没有协议，网络通信是不可能存在的。为了让两个工作站能够充分地进行通信，他们必须使用相同的协议，就像两个人如果使用相同的语言，才能够更好地进行交流。使用协议也能够使网络设备能够更多地了解它们所在的网络环境，并且从大量的网络电缆、连接器以及其他连接设备中了解它们的意义。如果你对于协议如何使得网络有意义方面有疑问的话，则可以想一想当你的工作站上的一个关键的协议被删除时，对你的通信能力所产生的影响就会知道了。你将注意到你的工作站不能再像以前那样进行通信了，它甚至看不见使用已被删除的协议的其他设备了。 阅读完本章并完成练习后，您将能够： ? 解释在小型和大型L A N中使用的关键协议。 ? 判断在一个给定的L A N中使用哪一个协议，以及在同一个L A N中实现多个协议。 ? 在一个工作站上安装L A N协议。 ? 解释关键的WA N协议。 ? 判断哪一个WA N协议会与一个L A N上使用的协议兼容。 L A N协议就像一个本地语言或方言，它们使得你不需要做任何努力就可以在相互连接的设备之间进行交换。WA N协议就像一个国际语言，它使得通信能够跨越一个L A N的边界到处旅游，使得一个远程工作站或L A N能够与另一个L A N进行通信。本章研究最常用的L A N和WA N协议，说明每一个协议的优点和缺点。一些协议，包括T C P/I P和AT M，在前面的章节已经讨论过了，在这里只概括一下。其他协议对于你而言都是新的，如N e t B E U I，它是用在小型L A N上的，还有点到点协议，它是一个WA N协议，通常被个人用来连接到他们的公司或者学术L A N上。 10.1 LAN协议 一个局域网可以单独传输多个网络协议，或者组合两个、三个或多个协议。网络设备，例如路由器，通常建立起来后能够自动配置自己，这是通过辨认不同的协议完成的(根据该路由器使用的操作系统)。例如，一个以太网L A N可能为一个大型机计算机提供一个协议，而为N o v e l l服务器提供一个不同的协议，又为Windows NT服务器提供另外一个协议(见图1 0-1)。可能建立一个桥式路由器为自己自动识别并配置它自己，这样它传递一些协议并作为其他设备的一个桥梁。在一个网络上拥有多个L A N协议的优点是这样一个网络可以在同一个L A N上完成许多不同的功能，如使得I n t e r n e t访问成为可能，以及访问大型机计算机及服务器。缺点是一些协议是以广播的方式进行操作的，这意味着它们经常发送包，以便识别网络上的设备，
计算机网络体系结 构与协议 1
第二章计算机网络体系结构与协议 【计划课时】 4课时(教材第二、三章) 2.1网络通信协议 2.1.1 协议(protocol) 教材P29 网络传送是个很复杂的过程,为了实现计算机之间可靠地交换数据,许多工作要协调(如发送信号的数据格式,通信协调与出错处理,信号编码与电平参数,传输速度匹配等)。 假定一个与网络相连的设备正向另一个与网络相连的设备发送数据,由于各个厂家有其各自的实现方法,这些设备可能不完全兼容,它们相互之间不可能识别和通信。解决方法之一是在同一个网络中全部使用某一厂家的专有技术和设备,在网络互连的今天已不可行。另一种方法就是制定一套实现互连的规范(标准),即所谓”协议”。该标准允许每个厂家以不同的方式完成互连产品的开发、设计与制造,当按同一协议制造的设备连入同一网络时,它们完全兼容,仿佛是由同一厂家生产的一样。 【协议】网络上不同计算机之间为了协调互相通信而使用的技术规范,即通信技术标准(也是软硬件厂商开发网络产品的标准) 协议由语义、语法和时序三部分组成。语义规定通信双方彼此”讲什么”(含义),语法规定”如何讲”(格式),时序关系则规定了信息交流的次序(顺序)。 P29
实际上,生活中任何由两个人或两个团体一起完成的事件,都必须有”协议”(例:讲话/赛跑) 廖鸿鹏
网络体系结构与网络协议 《易经》说：“天地万物,阴阳五行,相生相克,周而复始,皆有规律可循”。为了使世间各种事情有条不紊、规律的朝着人们所期待的方向行进，我们总是喜欢发现规律、总结规律、创造规定、利用规律。如此一来，当前人在考虑计算机网络的通信与资源交互时，必然要创造出统一遵守的计算机通信与资源交互的规定，以方便人们使用计算机进行有条不紊的大规模的数据、资源交换。 如此，人们就制定了大量的标准，这些标准规定了计算机网络通信与数据交换所需的共同遵守的条规，这些标准就是协议。大量的各种各样的协议共同构成了一套完整的体系。由于大量的协议体系过于复杂，于是人为的将这套协议体系划分为几个层次，这样一来，大量的协议就容易分门别类的化整为零，将协议一层一层的实现。由计算机互联通信所需的功能，，划分成定义明确的层次，规定了同层次进程通信的协议和相邻层之间的接口服务（接口可理解为下层与上层交互的门户，下层通过接口向上层提供特定的服务）。这些层、同层进程通信的协议及相邻层接口统称为网络体系结构。 在学习网络体系结构和协议时，不免要和RFC打交道。RFC是tcp/ip协议族的标准文档，里面写有4000多个协议的定义。在那么多的协议中，tcp、ip协议可以说是互联网最基本的两个通信协议，tcp/ip的五层分层原理应用十分常见。这五层，从上往下依次是：应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。它们之间的通信服务类型可分为面向连接服务和无连接服务，混合上确认机制，共有四种服务类型。分别是面向连接确认服务、无连接确认服务、面向连接不确认服务和无连接不确认服务。根据通信要求，权衡效率与可靠性后，可选择合适的通信服务类型。 在最高层应用层里，有FTP协议、Telnet协议、HTTP协议、DNS协议等等。在传输层中，有著名的TCP和UDP协议。 在下层网络层里面，有IP协议、ICMP协议、IGMP协议、ARP协议、RARP 等协议。 在数据链路层，这个层次为待传送的数据加入一个以太网协议头，并进行CRC 编码，为最后的数据传输做准备。PPP协议、Ethernet协议、HDLC（高级链路控制协议）等协议在这一层。 最低层物理层，属于硬件层次。负责网络的传输，这个层次的定义包括网线的制式，网卡的定义等等。所以有些书并不把这个层次放在tcp/ip协议族里面，因为它几乎和tcp/ip协议的编写者没有任何的关系。 发送协议的主机从上自下将数据按照协议封装，而接收数据的主机则按照协议从得到的数据包解开，最后拿到需要的数据。 为了便于理解网络体系结构层次与协议，以下从最底层开始向最高层依次作出说明。 物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输，主要为数据端设备提供传送数据通路、传输数据。这一层的媒介有：光纤、电缆、信道、路由器、中继器、交换机、网卡（也工作在数据链路层）甚至插头和双绞线等，都属于物理层的媒介。传输时数据单位为比特。物理层的设计解决了所有物理接口特性不一致的问题。 数据链路层有三个目的：1为IP模块发送和接收IP数据报；2为ARP模块发送ARP请求和接收ARP应答；3为RARP发送RARP请求和接收RARP应答。
网络体系结构与网络协议 网络体系结构与网络协议是网络技术中两个最基本的概念。本章将从层次、服务与协议的基本概念出发，对OSI参考模型、TCP／IP 协议与参考模型，以及网络协议标准化与制定国际标准的组织进行介绍。 学习要求： ●掌握：协议、层次、接口与网络体系结构的基本概念。 ●掌握：网络体系结构的层次化研究方法。 ●掌握：OSI参考模型及各层的基本服务功能。 ●掌握：TCP/IP参考模型的层次划分、各层的基本服务 功能与主要协议。 ●了解：OSI参考模型与TCP/IP参考模型的比较。 ●了解：网络协议标准组织，RFC文档、Internet草案与 Internet 协议标准的制定过程。 计算机网络的四个重要的概念 协议（protocol） 层次（layer） 接口（interface） 体系结构（architecture） 计算机网络是由多个互联的结点组成的，结点之间需要不断地交换数据与控制信息。要做到有条不紊地交换数据，每个结点都必须遵守一些事先约定好的规则。一个协议就是一组控制数据
通信的规则。这些规则明确地规定了所交换数据的格式和时序。 哲学家-翻译-秘书结构 网络协议的概念 网络协议是为网络数据交换而制定的规则、约定与标准； 网络协议的三要素：语义、语法与时序： 语义：用于解释比特流的每一部分的意义； --表示做什么 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的意义； --表示要怎么做
时序：事件实现顺序的详细说明。 --表示什么时候做 社会上存在的邮政系统 协议(Protocol) ●协议是一种通信规约。 ●为了保证计算机网络中大量计算机之间要有条不紊地交换 数据，必须制定一系列的通信协议。 层次（layer） 层次是人们对复杂问题处理的基本方法； 将总体要实现的很多功能分配在不同层次中； 对每个层次要完成的服务及服务要求都有明确规定； 不同的系统分成相同的层次； 不同系统的最低层之间存在着“物理”通信； 不同系统的对等层次之间存在着“虚拟”通信；
第二章计算机网络体系结构与协议
第二章计算机网络体系结构与协议 【计划课时】4课时(教材第二、三章 2.1网络通信协议 2.1.1 协议(protocol教材P29 网络传送是个很复杂的过程,为了实现计算机之间可靠地交换数据,许多工作要协调(如发送信号的数据格式,通信协调与出错处理,信号编码与电平参数,传输速度匹配等。 假定一个与网络相连的设备正向另一个与网络相连的设备发送数据,由于各个厂家有其各自的实现方法,这些设备可能不完全兼容,它们相互之间不可能识别和通信。解决方法之一是在同一个网络中全部使用某一厂家的专有技术和设备,在网络互连的今天已不可行。另一种方法就是制定一套实现互连的规范(标准,即所谓“协议”。该标准允许每个厂家以不同的方式完成互连产品的开发、设计与制造,当按同一协议制造的设备连入同一网络时,它们完全兼容,仿佛是由同一厂家生产的一样。 【协议】网络上不同计算机之间为了协调互相通信而使用的技术规范,即通信技术标准(也是软硬件厂商开发网络产品的标准 协议由语义、语法和时序三部分组成。语义规定通信双方彼此“讲什么”(含义,语法规定“如何讲”(格式,时序关系则规定了信息交流的次序(顺序。P29 实际上,生活中任何由两个人或两个团体一起完成的事件,都必须有“协议”(例:讲话/赛跑廖鸿鹏《NT Server 4.0建站指南》:“当一个中国人碰上一个日本人时,如果中国人说他的中文,日本人说他的日文,那么恐怕两个人就是讲到天黑,都不会有什么结果……网络上各节点之间 若需要传送数据时,也要有一个共通的语言,这就是通信协议”。
理论上只要有一套协议即可,但由于网络技术在不断发展,应用领域在不断拓宽,加上历史的原因(7 0年代各大计算机公司在网络领域“诸侯割据”,纷纷推出自己的网络通信协议,既为网络技术的发展作出了贡献,亦造成协议品种杂多的局面,所以目前一套统一可用的网络协议。 正如理论上人类只要一种语言就可以相互沟通,但实际上却有许许多多的语言存在一样。 学习网络的重要任务之一就是了解各种常用的通信协议。对于网络开发/集成工程师,则需要深入理解甚至精通工程中所涉及到的各种协议。 用于普通网络用户,则只需知道访问网络资源你的系统或机器上需要配备何种协议,而无须知道这些协议的具体含义。 封闭的协议——协议内容(规范不对公众公布 开放的协议——协议内容对公众公布 NT4.0可同时具有5种协议,犹如一个懂最常用的五国语言的人,在世界各地旅行,便畅行无阻。 2.1.2 常用的网络通信协议 有三个最具影响力的团体为网络通信制定了各自的协议:
第二章计算机网络体系结构与协议 【计划课时】4课时(教材第二、三章 2.1网络通信协议 2.1.1 协议(protocol教材P29 网络传送是个很复杂的过程,为了实现计算机之间可靠地交换数据,许多工作要协调(如发送信号的数据格式,通信协调与出错处理,信号编码与电平参数,传输速度匹配等。 假定一个与网络相连的设备正向另一个与网络相连的设备发送数据,由于各个厂家有其各自的实现方法,这些设备可能不完全兼容,它们相互之间不可能识别和通信。解决方法之一是在同一个网络中全部使用某一厂家的专有技术和设备,在网络互连的今天已不可行。另一种方法就是制定一套实现互连的规范(标准,即所谓“协议”。该标准允许每个厂家以不同的方式完成互连产品的开发、设计与制造,当按同一协议制造的设备连入同一网络时,它们完全兼容,仿佛是由同一厂家生产的一样。 【协议】网络上不同计算机之间为了协调互相通信而使用的技术规范,即通信技术标准(也是软硬件厂商开发网络产品的标准 协议由语义、语法和时序三部分组成。语义规定通信双方彼此“讲什么”(含义,语法规定“如何讲”(格式,时序关系则规定了信息交流的次序(顺序。P29 实际上,生活中任何由两个人或两个团体一起完成的事件,都必须有“协议”(例:讲话/赛跑廖鸿鹏《NT Server 4.0建站指南》:“当一个中国人碰上一个日本人时,如果中国人说他的中文,日本人说他的日文,那么恐怕两个人就是讲到天黑,都不会有什么结果……网络上各节点之间 若需要传送数据时,也要有一个共通的语言,这就是通信协议”。
理论上只要有一套协议即可,但由于网络技术在不断发展,应用领域在不断拓宽,加上历史的原因(7 0年代各大计算机公司在网络领域“诸侯割据”,纷纷推出自己的网络通信协议,既为网络技术的发展作出了贡献,亦造成协议品种杂多的局面,所以目前一套统一可用的网络协议。 正如理论上人类只要一种语言就可以相互沟通,但实际上却有许许多多的语言存在一样。 学习网络的重要任务之一就是了解各种常用的通信协议。对于网络开发/集成工程师,则需要深入理解甚至精通工程中所涉及到的各种协议。 用于普通网络用户,则只需知道访问网络资源你的系统或机器上需要配备何种协议,而无须知道这些协议的具体含义。 封闭的协议——协议内容(规范不对公众公布 开放的协议——协议内容对公众公布 NT4.0可同时具有5种协议,犹如一个懂最常用的五国语言的人,在世界各地旅行,便畅行无阻。 2.1.2 常用的网络通信协议 有三个最具影响力的团体为网络通信制定了各自的协议: ·OSI(开放系统互连,Open Systems Interconnection协议
142计算机网络 (142-301214-J01062-1) > 作业 > 进行测验： 第2章 网络体系结构与网络协议测试 进行测验： 第2章 网络体系结构与网络协议测试 名称 第2章 网络体系结构与网络协议测试 说明 第二章 网络体系结构与网络协议测试 计时测验 该测试装备有 1 小时计时器。窗口右上角显示已用时间。 将出现 1 分钟警告。 多次尝试 该测试允许进行多次尝试。 强制完成 该测试必须现在完成。 <=""> 问题完成状态： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 问题 1 1 分 保存 以下关于OSI 环境中数据传输过程的描述中错误的是______ A. 整个过程不需要用户介入 B. 目的主机逐层按照各层的协议读取报头，执行协议规定的动作 C. 表示层只进行数据的格式交换，不增加协议头 D. 源主机应用进程产生的数据从应用层向下纵向逐层传送 问题 2 1 分 保存 以下关于物理层基本概念的捕述中错误的是______ A. 数据传输单元是字节 B. 为通信的主机之间建立、管理和释放物理连接
C. 实现比特流的透明传输 D. OSI参考模型的最低层 问题3 1 分 保存 以下关于网络协议与协议要素的描述中错误的是______ A. 语义表示要做什么 B. 协议表示网络功能是什么 C. 语法表示要怎么做 D. 时序表示做的顺序 问题4 1 分 保存 以下关于网络体系结构的研究方法优点的描述中错误的是______。 A. 允许隔层通信是OSI参考模型灵活性的标志 B. 各层之间相互独立 C. 易于实现和标准化 D. 实现技术的变化都不会对整个系统工作产生影响 问题5 1 分 保 存以下关于传输层特点的描述中错误的是______ A. UDP是一种不可靠的、无连接的传输层协议 B. TCP是一种可靠的、面向连接、面向字节流的传输层协议 C. 协议数据单元是分组