柚子快報(bào)邀請(qǐng)碼778899分享：什么是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議？

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定義：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是由多個(gè)互連的結(jié)點(diǎn)組成的，節(jié)點(diǎn)之間需要不間斷的交換數(shù)據(jù)與控制信息。要做到有條不紊地交換數(shù)據(jù)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)都必須遵守一些事先約定好的規(guī)則。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換而制定的規(guī)則、約定與標(biāo)準(zhǔn)，由具有某種功能的算法或程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，具體包含有語(yǔ)義、語(yǔ)法和時(shí)序三個(gè)要素。

分層的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)：為了減少協(xié)議設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)者并不是設(shè)計(jì)一個(gè)單一、復(fù)雜的協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)所有形式的通信，而是把復(fù)雜的通信問(wèn)題劃分為許多個(gè)子問(wèn)題，然后為每個(gè)子問(wèn)題設(shè)計(jì)一個(gè)單獨(dú)的協(xié)議，即每次對(duì)應(yīng)一個(gè)協(xié)議。這樣就使得每個(gè)協(xié)議的設(shè)計(jì)、分析、編碼和測(cè)試都比較容易了。這是協(xié)議分層的根本目的。狹義的講，協(xié)議分層就是按照信息的流動(dòng)過(guò)程將網(wǎng)絡(luò)的整體功能分解為一個(gè)個(gè)的功能層，每個(gè)功能層對(duì)應(yīng)的協(xié)議規(guī)定其功能，不同機(jī)器上同等功能層采用相同的協(xié)議，同一機(jī)器上相鄰功能層之間通過(guò)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

為了減少計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，人們往往按照功能將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)不同的功能層。

二、物理層到底是干什么的？

2.1 物理層功能

物理層解決如何在連接各種計(jì)算機(jī)的傳輸媒體（電纜、光纖電纜等）上傳輸數(shù)據(jù)比特流，而不是指具體的傳輸媒體。

物理層主要任務(wù)：確定與傳輸媒體接口有關(guān)的一些特性、定義標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 物理層四大特性

機(jī)械特性：定義物理連接的特性，規(guī)定物理連接時(shí)所采用的規(guī)格、接口形狀、引線數(shù)目、引腳數(shù)量和排列情況等。

電氣特性：規(guī)定傳輸二進(jìn)制位時(shí)，線路上信號(hào)的電壓范圍、阻抗匹配、傳輸速率和距離限制。

功能特性：指明某條線路上出現(xiàn)的某一電平表示何種意義等，功能特性規(guī)定「電平」的表示含義、接口部件的信號(hào)線的用途。比如：-5V表示二進(jìn)制0，+5V表示二進(jìn)制1

規(guī)程特性：規(guī)定個(gè)物理線路的工作規(guī)程和時(shí)序關(guān)系

機(jī)械特性：物理層接口協(xié)議實(shí)際上是數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE和數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE或其他通信設(shè)備之間的一組約定，主要解決網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)與物理信道如何連接的問(wèn)題，物理協(xié)議規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)接口的機(jī)械連接特性，電氣信號(hào)特性，信號(hào)功能特性和交換電路的規(guī)程特性，這樣做的目的主要是為了便于不同的制造廠家能夠根據(jù)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)各自獨(dú)立地制造設(shè)備，使得各個(gè)廠家的產(chǎn)品能夠相互兼容。

機(jī)械特性規(guī)定了物理連接時(shí)對(duì)插頭和插座的幾何尺寸、插針和插孔芯數(shù)以及排列方式，鎖定裝置形式等。例如，下圖：

2.3 信號(hào)

信號(hào)（signal）是數(shù)據(jù)的物理量編碼(通常為電編碼)，是消息的承載者。在通信中所使用的信號(hào)，指的是電信號(hào)或者光信號(hào)，即隨時(shí)間變化的電壓、電流或者光強(qiáng)。

在傳輸過(guò)程中，數(shù)據(jù)以電編碼、電磁編碼、或光編碼為表現(xiàn)形式就是信號(hào)，他是傳遞數(shù)據(jù)的載體。

2.4 流信息的數(shù)字化表示

通常，語(yǔ)音、音樂(lè)、以及視頻信息表現(xiàn)為連續(xù)的信息流形式。對(duì)于音頻信號(hào)。聲音由空氣壓強(qiáng)的變化產(chǎn)生，它被轉(zhuǎn)化為在連續(xù)時(shí)間范圍內(nèi)不斷變化的電壓，稱之為模擬信號(hào)，一般用波形來(lái)表示。

三、RS-232

3.1 電氣特性

電氣特性：EIA RS-232 C標(biāo)準(zhǔn)的電氣規(guī)范規(guī)定了在DTE（數(shù)據(jù)終端設(shè)備）和DCE（數(shù)據(jù)通信設(shè)備）設(shè)備之間任何一個(gè)方向上傳輸數(shù)據(jù)所采用的電壓值和信號(hào)類型。該標(biāo)準(zhǔn)指出，所有數(shù)據(jù)必須以邏輯1和0的形勢(shì)傳輸，采用非歸零電平（NRZ-L）編碼，其中正電壓對(duì)應(yīng)0，負(fù)電壓對(duì)應(yīng)1。重要的是EIA RS-232標(biāo)準(zhǔn)定義了兩個(gè)不同的電壓范圍，一個(gè)在正電壓區(qū)，一個(gè)在負(fù)電壓區(qū)。接收端只接受所有落在這兩個(gè)范圍內(nèi)的電壓，而對(duì)于位于范圍外的電壓值可以忽略。也就是說(shuō)，要想把所有傳輸?shù)男盘?hào)作為數(shù)據(jù)識(shí)別出來(lái)，對(duì)應(yīng)的電壓值必須3~15v或者-3~15v。

在：EIA RS-232 C標(biāo)準(zhǔn)接口中的25根可用導(dǎo)線中，只有4根是用于數(shù)據(jù)功能，其余21根都用于諸如控制、時(shí)序、接地以及測(cè)試等。EIA RS-232 C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定這些到線上傳輸?shù)碾妷?，高?V為開狀態(tài)，低于3V為關(guān)狀態(tài)。

3.2 功能特性

EIA RS -232 C 標(biāo)準(zhǔn)有DB-25和DB-9兩種不同的實(shí)現(xiàn)方法。

EIA RS -232 C 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)DB-25連接頭上的每一根針的功能都進(jìn)行了定義，給出了一個(gè)陽(yáng)性連接頭（有針的那個(gè)插頭）每根針腳的序號(hào)和功能。因?yàn)殛幮赃B接頭（有孔的插頭）就是陽(yáng)性連接頭的鏡像，所以陽(yáng)性連接頭上1號(hào)針的功能就是陰性連接頭上1號(hào)插孔的功能。為實(shí)現(xiàn)雙全工通信，每個(gè)傳輸功能在反方向上必然存在一個(gè)鏡像或者回應(yīng)功能。比如針腳2用于發(fā)送數(shù)據(jù)，針腳3就用于接收數(shù)據(jù)。通過(guò)這種方式，兩部分都能同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。

在DB-25標(biāo)準(zhǔn)接口的25條線中，有4條數(shù)據(jù)線，11條控制線，三條定時(shí)線，7條備用和未定義線，常用的只有9根。

（1）狀態(tài)線

①數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒DSR（Data Set Ready），當(dāng)它有效（ON狀態(tài)）時(shí)，表示數(shù)據(jù)通信設(shè)備可以使用（DCE-->DTE）,即數(shù)據(jù)通信設(shè)備到數(shù)據(jù)終端設(shè)備。

②數(shù)據(jù)終端就緒DTR（Data Terminal Ready），表示數(shù)據(jù)終端設(shè)備可以使用（DTE-->DCE）,即數(shù)據(jù)終端設(shè)備到數(shù)據(jù)通信設(shè)備。

這兩個(gè)設(shè)備狀態(tài)信號(hào)有效只表明這兩個(gè)設(shè)備本身可用，并不說(shuō)明通信鏈路可以開始進(jìn)行通信。能否開始通信要由下面的控制信號(hào)決定。

（2）聯(lián)絡(luò)線

①請(qǐng)求發(fā)送（Request To Send,RTS）。數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE準(zhǔn)備向數(shù)據(jù)通信設(shè)備DCE發(fā)送數(shù)據(jù)，DTE使得該信號(hào)有效（ON狀態(tài)），通知DCE要發(fā)送數(shù)據(jù)給DCE了（DTE-->DCE）

②允許發(fā)送（CLear To Send,CTS）,這是對(duì)RTS的響應(yīng)信號(hào)。當(dāng)DCE已經(jīng)準(zhǔn)備好接收DTE發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)時(shí)，使得該信號(hào)有效（ON狀態(tài)），通知DTE發(fā)送數(shù)據(jù)（DCE-->DTE）。

RTS與CTS請(qǐng)求應(yīng)答聯(lián)絡(luò)信號(hào)是用于半雙工Modem系統(tǒng)中發(fā)送端式和接收端式之間的切換，在全雙工通信系統(tǒng)中，因配置雙向通道，故不需要RTS/CTS聯(lián)絡(luò)信號(hào)，可使得其變高。

（3）數(shù)據(jù)線

①發(fā)送數(shù)據(jù)（Transmitted data）TxD標(biāo)志

②接收數(shù)據(jù)（Received data）RxD標(biāo)志

（4）地線

（5）其它

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