网络协议的要素

先决条件：OSI模型的各层

网络协议是一组用于规范信息交换的准则，这些准则确保了信息交换的简便性、可靠性以及安全性。网络协议实际上是一种正式的标准和规则体系，它包含了各种规则、方法论以及配置方式，这些都有助于定义网络设备之间通过网络进行的通信。为了能够有效地发送和接收信息，通信双方的设备都必须遵循这些协议。

协议/规范

协议是指用来规范数据通信的规则集合。可以说，协议是一种通信标准，它被计算机网络中的发送方和接收方共同遵循，以进行相互之间的通信。

礼仪的要素/关键内容

语法：语法基本上指的是数据的表示方式，也就是数据按照什么顺序被呈现出来的方式。它还说明了如何读取这些数据。简单来说，语法就是用来表示数据的手段。例如，假设一个数据包由16位组成，其中前4位是发送方的地址，后4位是接收方的地址，其余的部分则是消息的内容。所以，这就是用来表示数据的语法方式。

2. 语义：所谓语义，指的是在语法中各个部分所表达的含义。它包含了用于协调和处理错误的控制信息。此外，它还规定了哪个文件对应哪种操作。

3. 时机：所谓“时机”，指的是数据发送的时间点，以及数据传输的速度。例如，如果发送方以100MBPS的速度发送数据，而接收方以1MBPS的速度接收数据，那么数据在接收端就会出现溢出的情况。

协议的职能/作用

下面将讨论“协议”的主要功能：

• 建立连接：数据传输有两种方式：无连接模式与面向连接模式。基本上，通过协议获得的服务都属于面向连接服务。这种方式在传输大量数据时非常有帮助。
• 封装：协议描述了数据是如何被封装成数据包的。本质上，这就是一种协议从一种形式转换为另一种形式的传输过程。
• 数据传输管理：它实际上就是对数据流动的管理，从而实现序列化和匹配的功能。
• 分割与重组：分割是指将数据分解成更小的块，并添加一些额外的信息供其他设备使用。而重组则是指当上层协议将各种数据组合在一起时，去除发送方所发送的控制信息后，最终得到实际的数据。
• 错误控制：错误控制，简单来说就是在数据传输过程中，数据可能会丢失或受到损坏。这种问题可以通过两种方式来解决。
  • 错误检测
  • 数据的重传
• 流量控制：这种控制数据流量的方法，其目的是限制每帧传输的数据量。所使用的技术包括“停止等待”等。这种方法主要用于解决诸如数据丢失、数据过载等问题。
• 多路复用/解多路复用：多路复用是一种常用于寻址领域的技术。它基本上可以分为两种类型：
  • 向上多路复用
  • 下行多路复用
• 地址：在通信过程中，会使用“寻址”这一概念来定义各个地址。寻址的概念相当复杂，它包括了不同的寻址层次以及寻址范围。

网络通信协议

网络通信协议需要包含以下要素：

1. 消息编码
2. 消息的格式化和封装
3. 消息大小
4. 消息发送时间
5. 消息传递选项

消息编码：发送方发送的消息会被编码成信号或波形，然后通过有线的或无线的介质进行传输。之后，这些信号会被接收并解码，最终消息就能被传递到目的地。所谓“编码”，其实就是将一组Unicode字符转换成一系列字节的过程。

2. 消息的格式与封装：发送方和接收方之间有着约定好的格式。这种格式能够准确地标识出发送方和接收方的信息。消息的格式则取决于消息的类型以及传递消息所使用的媒介。消息封装是一种将一条消息嵌入到另一条消息中的过程，从而实现从发送方到接收方的传递。

3. 消息大小：在这里，长消息需要被分解成多个小片段，才能在网络中传输。也就是说，在发送之前，需要将长消息拆分成多个独立的片段。例如，在手机上，短信的发送大小被限制在160个普通字母字符以内。对于非字母字符来说，则需要16位的数据来表示它们，因此，非字母字符的最大长度仅为70个字符。

4. 消息发送时间：它负责管理流量控制。同时，它还处理确认响应超时的问题。这需要一定的定时控制信息。它会检查数据传输过程中是否存在任何延迟。此外，它还包括诸如访问方式、流量控制以及响应超时等相关的规则。

5. 消息传递选项：有不同的传输方式，比如单播、组播和广播。 向单个用户发送信息被称为“一对一传输”，这种传输方式也被称为单播。这意味着只有唯一的一个接收者而已。 将信息传达给多个人或团体时，这种通信方式被称为“一对多”通信。也就是说，一个发送者向多个接收者发送相同的消息。 有时候，信息需要被传达给同一区域内的每一个人。 这被称为“一对多”传输方式，也被称为广播。这意味着，一个发送者会将消息发送给所有已连接的接收者。