一起搞定數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)通信協(xié)議介紹

對(duì)于數(shù)據(jù)通信，很多朋友很是頭疼，一是數(shù)據(jù)通信概念術(shù)語太多、不易理解，二是數(shù)據(jù)通信涉及諸多通信協(xié)議，深入理解每個(gè)數(shù)據(jù)通信協(xié)議都需要時(shí)間和實(shí)驗(yàn)。為增進(jìn)大家對(duì)數(shù)據(jù)通信的了解，本文將對(duì)數(shù)據(jù)通信協(xié)議予以介紹。如果你對(duì)本文即將討論的內(nèi)容存在一定興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、數(shù)據(jù)通信協(xié)議

數(shù)據(jù)通信協(xié)議，亦稱數(shù)據(jù)通信控制協(xié)議。是為保證數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中通信雙方能有效，可靠通信而規(guī)定的一系列約定。這些約定包括數(shù)據(jù)的格式，順序和速率，數(shù)據(jù)傳輸?shù)拇_認(rèn)或拒收，差錯(cuò)檢測(cè)，重傳控制和詢問等操作。數(shù)據(jù)通信協(xié)議分兩類：一類稱為基本型通信控制協(xié)議，用于以字符為基本單位的數(shù)據(jù)傳輸，如BSC協(xié)議(二進(jìn)制同步同步通信協(xié)議);另一類稱為高級(jí)鍵路控制協(xié)議，用于以比特為基本單位的數(shù)據(jù)傳輸，如HDLC(高級(jí)數(shù)據(jù)鍵路控制協(xié)議)和SDLC(同步數(shù)據(jù)鍵路控制協(xié)議)。

數(shù)據(jù)通信協(xié)議是數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中通信對(duì)象之間能準(zhǔn)確有效地進(jìn)行通信所必須遵循的規(guī)則和各種約定事項(xiàng)。數(shù)據(jù)通信是繼電報(bào)通佶和電話通信之后的一種新型通信方式，是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。電報(bào)通信和電話通信是人-人之間的通信，通信過程中的差鐠控制等通信控制功能由人來完成。數(shù)據(jù)通信主要是人-機(jī)或機(jī)-機(jī)之間的通信，這里所說的“機(jī)”指的就是電子計(jì)算機(jī)，其通信控制功能只能嚴(yán)格按照預(yù)先在計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)置的諸如“使用什么樣的規(guī)程，交換什么格式的信息”等規(guī)則和各種約定事項(xiàng)進(jìn)行。

基本型協(xié)議使用于簡單的低速通信系統(tǒng)，傳輸速度一般不超過9600bps，通信為異步/同步半雙工方式。超錯(cuò)控制為方針碼校驗(yàn)。高級(jí)鍵路控制協(xié)議采用統(tǒng)一的幀格式，可靠性高，效率高，透明性高，廣泛用于公用數(shù)據(jù)網(wǎng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)。傳輸速率一般在2.4kbps到64kbps，通信為同步全雙工方式連續(xù)發(fā)送，差錯(cuò)控制為循環(huán)冗余碼校驗(yàn)。實(shí)際上，通信協(xié)議一般分成互相獨(dú)立的若干層次。按ISO的OSI七層參考模型功用數(shù)據(jù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信協(xié)議主要涉及前三層，即物理層。數(shù)據(jù)鍵路層和網(wǎng)絡(luò)層。例如，流行的分組交換網(wǎng)常以CCITT建議的X.25協(xié)議作為通信協(xié)議的基礎(chǔ)部分。

二、數(shù)據(jù)通信協(xié)議特點(diǎn)

數(shù)據(jù)通信協(xié)議有兩個(gè)顯著特點(diǎn)。一是都采用分層結(jié)構(gòu)。網(wǎng)路體系結(jié)構(gòu)實(shí)際上就是通信功能層次和協(xié)議的集合。在開放系統(tǒng)中，各端系統(tǒng)必須執(zhí)行開放系統(tǒng)互連參考模型中的七層協(xié)議，中繼系統(tǒng)則執(zhí)行其下三層協(xié)議。二是數(shù)據(jù)通信協(xié)議都是以標(biāo)準(zhǔn)的形式出現(xiàn)。這里所說的標(biāo)準(zhǔn)包括國際標(biāo)準(zhǔn)和各國各公司的標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)通信協(xié)議的國際標(biāo)準(zhǔn)主要有相關(guān)的CCITT建議和ISO標(biāo)準(zhǔn)。CCITT建議是從數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的角度出發(fā)的，ISO標(biāo)準(zhǔn)則是從網(wǎng)路終端系統(tǒng)的角度出發(fā)的，二者的相應(yīng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)互相兼容。CCITT有關(guān)數(shù)據(jù)通信協(xié)議的主要建議有V系列建議、X系列建議、T系列建議和I系列建議。V系列建議規(guī)定了電話網(wǎng)中數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議(X系列建議系統(tǒng)地規(guī)定了數(shù)據(jù)通信網(wǎng)業(yè)務(wù)和業(yè)務(wù)功能、網(wǎng)路體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)路互連、移動(dòng)數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)路編號(hào)方案、數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量、網(wǎng)路管理和安全體系結(jié)構(gòu)等協(xié)議以及消息處理系統(tǒng)和目錄查詢等應(yīng)用協(xié)議;T系列建議規(guī)定了數(shù)據(jù)終端及應(yīng)用協(xié)議》1系列建議規(guī)定了綜合業(yè)務(wù)數(shù)字(ISDN)中數(shù)據(jù)通信的協(xié)議。

三、常用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)中不同的工作站，服務(wù)器之間能傳輸數(shù)據(jù)，源于協(xié)議的存在。隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，不同的開發(fā)商開發(fā)了不同的通信方式。為了使通信成功可靠，網(wǎng)絡(luò)中的所有主機(jī)都必須使用同一語言，不能帶有方言。因而必須開發(fā)嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)定義主機(jī)之間的每個(gè)包中每個(gè)字中的每一位。這些標(biāo)準(zhǔn)來自于多個(gè)組織的努力，約定好通用的通信方式，即協(xié)議。這些都使通信更容易。

已經(jīng)開發(fā)了許多協(xié)議，但是只有少數(shù)被保留了下來。那些協(xié)議的淘汰有多中原因---設(shè)計(jì)不好、實(shí)現(xiàn)不好或缺乏支持。而那些保留下來的協(xié)議經(jīng)歷了時(shí)間的考驗(yàn)并成為有效的通信方法。當(dāng)今局域網(wǎng)中最常見的三個(gè)協(xié)議是MICROSOFT的NETBEUI、NOVELL的IPX/SPX和交叉平臺(tái)TCP/IP。

(一)NETBEUI

NETBEUI是為IBM開發(fā)的非路由協(xié)議，用于攜帶NETBIOS通信。NETBEUI缺乏路由和網(wǎng)絡(luò)層尋址功能，既是其最大的優(yōu)點(diǎn)，也是其最大的缺點(diǎn)。因?yàn)樗恍枰郊拥木W(wǎng)絡(luò)地址和網(wǎng)絡(luò)層頭尾，所以很快并很有效且適用于只有單個(gè)網(wǎng)絡(luò)或整個(gè)環(huán)境都橋接起來的小工作組環(huán)境。

因?yàn)椴恢С致酚桑訬ETBEUI永遠(yuǎn)不會(huì)成為企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的主要協(xié)議。NETBEUI幀中唯一的地址是數(shù)據(jù)鏈路層媒體訪問控制(MAC)地址，該地址標(biāo)識(shí)了網(wǎng)卡但沒有標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)。路由器靠網(wǎng)絡(luò)地址將幀轉(zhuǎn)發(fā)到最終目的地，而NETBEUI幀完全缺乏該信息。

網(wǎng)橋負(fù)責(zé)按照數(shù)據(jù)鏈路層地址在網(wǎng)絡(luò)之間轉(zhuǎn)發(fā)通信，但是有很多缺點(diǎn)。因?yàn)樗械膹V播通信都必須轉(zhuǎn)發(fā)到每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，所以網(wǎng)橋的擴(kuò)展性不好。NETBEUI特別包括了廣播通信的記數(shù)并依賴它解決命名沖突。一般而言，橋接NETBEUI網(wǎng)絡(luò)很少超過100臺(tái)主機(jī)。近年來依賴于第二層交換器的網(wǎng)絡(luò)變得更為普遍。完全的轉(zhuǎn)換環(huán)境降低了網(wǎng)絡(luò)的利用率，盡管廣播仍然轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)中的每臺(tái)主機(jī)。事實(shí)上，聯(lián)合使用100-BASE-T Ethernet，允許轉(zhuǎn)換NetBIOS網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展到350臺(tái)主機(jī)，才能避免廣播通信成為嚴(yán)重的問題。

(二)IPX/SPX

IPX是NOVELL用于NETWARE客戶端/服務(wù)器的協(xié)議群組，避免了NETBEUI的弱點(diǎn)。但是，帶來了新的不同弱點(diǎn)。

IPX具有完全的路由能力，可用于大型企業(yè)網(wǎng)。它包括32位網(wǎng)絡(luò)地址，在單個(gè)環(huán)境中允許有許多路由網(wǎng)絡(luò)。

IPX的可擴(kuò)展性受到其高層廣播通信和高開銷的限制。

服務(wù)廣告協(xié)議(Service AdverTIsing Protocol，SAP)將路由網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)數(shù)限制為幾千。盡管SAP的局限性已經(jīng)被智能路由器和服務(wù)器配置所克服，但是，大規(guī)模IPX網(wǎng)絡(luò)的管理員仍是非常困難的工作。

(三)TCP/IP

每種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都有自己的優(yōu)點(diǎn)，但是只有TCP/IP允許與Internet完全的連接。TCP/IP是在60年代由麻省理工學(xué)院和一些商業(yè)組織為美國國防部開發(fā)的，即便遭到核攻擊而破壞了大部分網(wǎng)絡(luò)，TCP/IP仍然能夠維持有效的通信。ARPANET就是由基于協(xié)議開發(fā)的，并發(fā)展成為作為科學(xué)家和工程師交流媒體的Internet。

TCP/IP同時(shí)具備了可擴(kuò)展性和可靠性的需求。不幸的是犧牲了速度和效率(可是：TCP/IP的開發(fā)受到了政府的資助)。

Internet公用化以后，人們開始發(fā)現(xiàn)全球網(wǎng)的強(qiáng)大功能。Internet的普遍性是TCP/IP至今仍然使用的原因。常常在沒有意識(shí)到的情況下，用戶就在自己的PC上安裝了TCP/IP棧，從而使該網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在全球應(yīng)用最廣。

TCP/IP的32位尋址功能方案不足以支持即將加入Internet的主機(jī)和網(wǎng)絡(luò)數(shù)。因而可能代替當(dāng)前實(shí)現(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)是IPv6。

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