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網絡協議

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網絡協議為計算機網絡中進行數據交換而建立的規則、標準或約定的集合。
例如,網絡中一個微機用户和一個大型主機的操作員進行通信,由於這兩個數據終端所用字符集不同,因此操作員所輸入的命令彼此不認識。為了能進行通信,規定每個終端都要將各自字符集中的字符先變換為標準字符集的字符後,才進入網絡傳送,到達目的終端之後,再變換為該終端字符集的字符。當然,對於不相容終端,除了需變換字符集字符外還需轉換其他特性,如顯示格式、行長、行數、屏幕滾動方式等也需作相應的變換。 [1] 
中文名
網絡協議
外文名
Network Protocol
性    質
網絡術語
目    的
使兩個進程相互通信
解    釋
描述進程之間信息交換數據

網絡協議術語簡介

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網絡協議指的是計算機網絡中互相通信的對等實體之間交換信息時所必須遵守的規則的集合。
網絡協議 網絡協議
對等實體通常是指計算機網絡體系結構中處於相同層次的信息單元。一般系統網絡協議包括五個部分:通信環境,傳輸服務,詞彙表,信息的編碼格式,時序、規則和過程。1969年美國國防部建立最早的網絡——阿帕計算機網絡時,發佈了一組計算機通信協議的軍用標準,它包括了五個協議,習慣上以其中的TCP和IP兩個協議作為這組協議的通稱。
TCP/IP是因特網的正式網絡協議,是一組在許多獨立主機系統之間提供互聯功能的協議,規範因特網上所有計算機互聯時的傳輸、解釋、執行、互操作,解決計算機系統的互聯、互通、操作性,是被公認的網絡通信協議的國際工業標準。TCP/IP是分組交換協議,信息被分成多個分組在網上傳輸,到達接收方後再把這些分組重新組合成原來的信息。除TCP/IP外,常用的網絡協議還有PPP、SLIP等。

網絡協議組成要素

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網絡協議是由三個要素組成:
(1) 語義。語義是解釋控制信息每個部分的意義。它規定了需要發出何種控制信息,以及完成的動作與做出什麼樣的響應。
(2) 語法。語法是用户數據與控制信息的結構與格式,以及數據出現的順序。
(3) 時序。時序是對事件發生順序的詳細説明。(也可稱為“同步”)。
人們形象地把這三個要素描述為:語義表示要做什麼,語法表示要怎麼做,時序表示做的順序。

網絡協議工作方式

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網絡上的計算機之間又是如何交換信息的呢?就像我們説話用某種語言一樣,在網絡上的各台計算機之間也有一種語言,這就是網絡協議,不同的計算機之間必須使用相同的網絡協議才能進行通信。
網絡協議是網絡上所有設備(網絡服務器、計算機及交換機路由器防火牆等)之間通信規則的集合,它規定了通信時信息必須採用的格式和這些格式的意義。大多數網絡都採用分層的體系結構,每一層都建立在它的下層之上,向它的上一層提供一定的服務,而把如何實現這一服務的細節對上一層加以屏蔽。一台設備上的第 n層與另一台設備上的第n層進行通信的規則就是第n層協議。在網絡的各層中存在着許多協議,接收方和發送方同層的協議必須一致,否則一方將無法識別另一方發出的信息。網絡協議使網絡上各種設備能夠相互交換信息。常見的協議有:TCP/IP協議IPX/SPX協議NetBEUI協議等。
網絡協議 網絡協議
當然了,網絡協議也有很多種,具體選擇哪一種協議則要看情況而定。Internet上的計算機使用的是TCP/IP協議
ARPANET成功的主要原因是因為它使用了TCP/IP標準網絡協議,TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)----傳輸控制協議/互聯網協議是Internet採用的一種標準網絡協議。它是由ARPA於1977年到1979年推出的一種網絡體系結構和協議規範。隨着Internet網的發展,TCP/IP也得到進一步的研究開發和推廣應用,成為Internet網上的"通用語言"。

網絡協議層次結構

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由於網絡節點之間聯繫的複雜性,在制定協議時,通常把複雜成分分解成一些簡單成分,然後再將它們複合起來。最常用的複合技術就是層次方式網絡協議的層次結構如下:
(1)結構中的每一層都規定有明確的服務及接口標準。
(2)把用户的應用程序作為最高層
(3)除了最高層外,中間的每一層都向上一層提供服務,同時又是下一層的用户。
(4)把物理通信線路作為最低層,它使用從最高層傳送來的參數,是提供服務的基礎。

網絡協議層次劃分

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為了使不同計算機廠家生產的計算機能夠相互通信,以便在更大的範圍內建立計算機網絡國際標準化組織(ISO)在1978年提出了“開放系統互聯參考模型”,即著名的OSI/RM模型(Open System Interconnection/Reference Model)。它將計算機網絡體系結構通信協議劃分為七層,自下而上依次為:物理層(Physics Layer)、數據鏈路層(Data Link Layer)、網絡層(Network Layer)、傳輸層(Transport Layer)、會話層(Session Layer)、表示層(Presentation Layer)、應用層(Application Layer)。
其中第四層完成數據傳送服務,上面三層面向用户。對於每一層,至少制定兩項標準:服務定義和協議規範。前者給出了該層所提供的服務的準確定義,後者詳細描述了該協議的動作和各種有關規程,以保證服務的提供。
應用層
表示層
會話層
傳輸層
網絡層
數據鏈路層
物理層

網絡協議常用協議

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網絡協議TCP/IP協議

TCP/IP(Transport Control Protocol/Internet Protocol,傳輸控制協議/Internet協議)的歷史應當追溯到Internet的前身—ARPAnet時代。為了實現不同網絡之間的互連,美國國防部於1977年到1979年間制定了TCP/IP體系結構和協議。TCP/IP是由一組具有專業用途的多個子協議組合而成的,這些子協議包括TCP、IP、UDP、ARP、ICMP等。TCP/IP憑藉其實現成本低、在多平台間通信安全可靠以及可路由性等優勢迅速發展,併成為Internet中的標準協議。在上世紀90年代,TCP/IP已經成為局域網中的首選協議,在最新的操作系統(如Windows7、Windows XP、Windows Server2003等)中已經將TCP/IP作為其默認安裝的通信協議。

網絡協議NetBEUI

即NetBios Enhanced User Interface ,或NetBios增強用户接口。它是NetBIOS協議的增強版本,曾被許多操作系統採用,例如Windows for Workgroup、Win 9x系列、Windows NT等。NETBEUI協議在許多情形下很有用,是WINDOWS98之前的操作系統的缺省協議。NetBEUI協議是一種短小精悍、通信效率高的廣播型協議,安裝後不需要進行設置,特別適合於在“網絡鄰居”傳送數據。所以建議除了TCP/IP協議之外,小型局域網的計算機也可以安上NetBEUI協議。另外還有一點要注意,如果一台只裝了TCP/IP協議的WINDOWS98機器要想加入到WINNT域,也必須安裝NetBEUI協議。

網絡協議IPX/SPX協議

本來就是Novell開發的專用於NetWare網絡中的協議,但是也非常常用--大部分可以聯機的遊戲都支持IPX/SPX協議,比如星際爭霸,反恐精英等等。雖然這些遊戲通過TCP/IP協議也能聯機,但顯然還是通過IPX/SPX協議更省事,因為根本不需要任何設置。除此之外,IPX/SPX協議在非局域網絡中的用途似乎並不是很大。如果確定不在局域網中聯機玩遊戲,那麼這個協議可有可無。

網絡協議劃分

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物理層以太網 · 調制解調器 · 電力線通信(PLC) · SONET/SDH · G.709 · 光導纖維 · 同軸電纜 · 雙絞線等
數據鏈路層:Wi-Fi(IEEE 802.11) · WiMAX(IEEE 802.16) ·ATM · DTM · 令牌環 · 以太網 ·FDDI · 幀中繼 · GPRS · EVDO ·HSPA · HDLC · PPP · L2TP ·PPTP · ISDN·STP · CSMA/CD等
網絡層協議:IP (IPv4 · IPv6) · ICMP· ICMPv6·IGMP ·IS-IS · IPsec · ARP · RARP · RIP等
傳輸層協議:TCP · UDP · TLS · DCCP · SCTP · RSVP · OSPF 等
應用層協議: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 等

網絡協議網絡安全協議

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計算機通信技術的使用需要以網絡安全為基石,網絡安全協議通過多層次設計,提升了系統的複雜性和多樣性,從根本上保障了互聯網系統的穩定性能,創造了良好的網絡運營環境,為計算機通信提供了良好的安全屏障,有利於計算機通信的順利進行,同時節省了通信設計成本。
全球化信息時代已經到來,而我國計算機通信行業目前面臨的問題依然很嚴峻:現代通信行業短短三十年的歷史,專業技術還不足以形成全民普及,網絡安全防範意識還很單薄,計算機通信行業從業人員技術上還不夠熟練,難免會在網頁設計上存在技術方面的漏洞,而這些技術漏洞很容易被不法分子利用,給信息安全造成危害。
在這種情勢下,完善的網絡安全協議能夠降低互聯網被攻擊的風險,避免惡意攻擊造成的數據泄露、文件損毀等情況,減少了通信技術後期維護與運營的成本,更好地控制了風險;同時網絡安全協議簡單易用,在不影響正常網絡使用的情況下就能阻擋外部風險,具有便捷性與實用型兼顧的特點。
參考資料
  • 1.    郭奕,趙瑜,何建編著. C#程序設計與實例分析[M]. 西安:西安電子科技大學出版社, 2016.05.第225頁