通信网络系统基础

第二章 通信网络协议技术

协议的基本概念

协议的定义

• 计算机网络中通信双方所遵守的规则、标准或约定的集合。

协议的基本模型

• 实体、服务、对话

协议实体

• 一般而言：
  • 某个层次内的协议实体，实现该层的全部或部分功能。
• 协议大体可分为两种类型：
  • 主协议（通信型协议）
    • 完成某层主要或基本功能；
    • 分组通信的中转站上下传递或收发中继。
  • 辅助协议（事务型协议）
    • 分组的原发/目的站、执行特定功能；
    • 自动或指令触发执行。

• 协议功能设计（模块化思想）
  • 尽管可以尽可能设计的完善，但若能划分成一个主协议和若干辅助性协议可以提高协议性能；
  • 辅助型（事务型）协议，为协议功能的增加、补充和修改提供了灵活的手段。

协议的服务

• 服务如何提供？
  • 服务通过对上提供的接口来实现；
  • 主协议（通信型协议）才有“服务”的概念。
• 提供服务接口模型
  • 实体提供多个功能相同、地位相等的服务接口（SAP）
  • SAP 用不同序号标识不同的分组流
• 使用的服务接口
  • 一般只使用一个实体提供的服务（网络、应用实体除外）

网络协议的服务

• 网络协议实体：使用多个实体提供的服务。

应用的服务

• 应用实体使用多个服务。

协议服务小结

• 提供服务
  • 并行、同地位的多个服务访问点（SAP）
  • 一个 SAP 代表一个分组流
  • 实体在分组首部用 SAP 来区分不同的分组流
• 使用服务
  • 一般只使用一个实体提供的服务
  • 特定层次实体使用下面的多个服务

协议的对话

• 协议（对等协议）之间交互的规则->协议三要素：
  • 交互信息的格式——信息如何表示
  • 交互信息的内容——信息交互如何控制
  • 交互信息的顺序——时序如何控制

协议三要素

• 语义
  • 分组格式中如何表达对话内容？
  • 除了固定格式外还有另外的表示方式。
• 语法
  • 如果传输出错，如何继续？
  • 几种交互方式及特点。
• 时序
  • 需要等待吗？等待多长时间？
  • 等待时间与协议效率。

语义的表示

• 协议用 PDU 首部携带对话语义及参数
• DU 携带的是其他实体的通信数据

• 几种协议的语义

定位编码法

• 用固定的字节数存放信息内容
  • 每种信息在固定位置，占固定字节长度
  • 用编码形式表示信息内容

• 固定字节位置存放固定 Key 的内容
  • 优点：占用空间小，内容为机器所理解
• 协议 PDU 的形式：

• 固定长度的首部
  • 大多数协议采用固定长度的首部，其中特定参数存放在特定位置；
  • 优缺点：处理高效、扩展不易。

第三章 中继与交换原理