一、协议为了使数据能够在网络上从源端准确传递到目的端所有网络设备必须遵循统一的通信规则这些规则被称为协议。协议就像人类交流中的语言只有使用相同的语言才能实现有效沟通。一个完整的协议包含三个核心要素语法(格式)规定了数据的格式和结构确保信息能够被正确解析语义(作用)定义了数据的含义和操作方式确保双方理解信息的用途同步(时序)协调通信的时序关系保证数据传输的顺序和速率匹配。通过这三要素的协同作用协议为网络通信提供了标准化框架使得不同设备能够高效、可靠地交换数据。二、OSI模型和TCP/IP模型(一) OSI参考模型国际标准化组织International Organization for StandardizationISO于1979年提出了一个互连的标准框架即著名的开放互联/参考模型Open System Interconnection/Reference ModelOSI/RM简称OSI模型。该模型分七层从低到高分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。1、物理层物理层physical Layer位于OSI参考模型的最底层为数据链路层实体提供建立、传输、释放所必须的物理连接并且提供透明的比特流传输。物理层的连接可以全双工或半双工方式传输方式可以异步或同步方式。物理层的数据单位是比特即一个二进制位。物理层构建在物理传输介质和硬件设备连接之上向上服务于紧邻的数据链路层。物理层通过各类协议定义了网络的机械特性、电气特性、功能特性和规程特性。机械特性规定接口的外形、大小、引脚数和排列、固定位置。电气特性规定接口电缆上各条线路出现的电压范围。功能特性指明某条线上出现某一电平的电压表示何种意义。规程特性指明各种可能事件出现的顺序。物理层的两个重要概念DTE和DCE。数据终端设备(Data Terminal EquipmentDTE)具有一定的数据处理能力和数据收发能力的设备用于提供或接收数据。常见的DTE设备有路由器、PC、终端等。数据通信设备(Data Communications EquipmentDCE)在DTE和传输线路之间提供信号变换和编码功能并负责建立、保持和释放链路的连接。常见的DCE设备有CSU/DSU、NT1、广域网交换机、MODEM等。两者的区别DTE不提供时钟而DCE提供时钟DTE的接头是针头俗称“公头”而DCE的接头是孔头俗称“母头”2、数据链路层数据链路层Data Link Layer将原始的传输线路转变成一条逻辑的传输线路实现实体如相邻的路由器、主机与交换机等间二进制信息块的正确传输为网络层提供可靠的数据信息。数据链路层的数据单位是帧具有流量控制功能。链路是相邻两节点间的物理线路。数据链路与链路是两个不同的概念。数据链路可以理解为数据的通道是物理链路加上必要的通信协议而组成的逻辑链路。数据链路层具有以下功能链路连接的建立、拆除和分离数据传输所依赖的介质是长期的但传输数据的实体间的连接是有生存周期的。在连接生存期内收发两端可以进行一次或多次通信每次通信都要经过建立通信联络、数据通信和拆除通信联络这三个过程。帧定界和帧同步数据链路层的数据传输单元是帧由于数据链路层的协议不同帧的长短和边界也不同所以必须对帧进行定界和同步。帧同步是数据链路层的关键技术用于让接收方准确识别帧的起始和结束位置从而正确地从连续的比特流物理层仅传输原始比特流没有内置的“帧边界”信息中提取出完整的帧。顺序控制对帧的收发顺序进行控制。差错检测、恢复差错检测多用方阵码校验和循环码校验(CRC)来检测信道上数据的误码而帧丢失等用序号检测。各种错误的恢复则常靠反馈重发技术来完成。链路标识、流量/拥塞控制。局域网中的数据链路层可以分为逻辑链路控制Logical Link ControlLLC和介质访问控制Media Access ControlMAC两个子层。其中LLC只在使用IEEE 802.3格式的时候才会用到而如今很少使用IEEE 802.3格式取而代之的是以太帧格式使用以太帧格式时则不会用LLC。3、网络层网络层Network Layer控制子网的通信其主要功能是提供路由选择即选择到达目的主机的最优路径并沿着该路径传输数据包。网络层还应具备的功能有路由选择和中继、激活和终止网络连接、链路复用、差错检测和恢复、流量/拥塞控制等。4、传输层传输层Transport Layer利用实现可靠的端到端的数据传输实现数据分段、传输和组装还提供差错控制和流量/拥塞控制等功能。5、会话层会话层Session Layer允许不同机器上的用户之间建立会话。会话就是指各种服务包括对话控制记录该由谁来传递数据、令牌管理防止多方同时执行同一关键操作、同步功能在传输过程中设置检查点以便在系统崩溃后还能在检查点上继续运行。建立和释放会话连接还应做以下工作将会话地址映射为传输层地址。进行数据传输。释放连接。6、表示层表示层Presentation Layer提供一种通用的数据描述格式便于不同系统间的机器进行信息转换和相互操作如表示层完成EBCDIC编码大型机上使用和ASCII码PC机上使用之间的转换。表示层的主要功能有数据语法转换、语法表示、数据加密和解密、数据压缩和解压。7、应用层应用层Application Layer位于OSI/RM参考模型的最高层直接针对用户的需要。应用层向应用程序提供服务这些服务按其向应用程序提供的特性分成组并称为服务元素。应用层服务元素又分为公共服务元素Common Application Service ElementCASE和特定应用服务元素Specific Application Service ElementSASE。(二) TCP/IP参考模型OSI参考模型虽然完备但是太过复杂不实用。而后出现的TCP/IP参考模型经过一系列的修改和完善后得到了广泛的应用。TCP/IP参考模型包含应用层、传输层、网际层和网络接口层。TCP/IP参考模型与OSI模型有较多相似之处各层也有一定的对应关系如下图所示OSITPC/IP应用层应用层表示层会话层传输层传输层网络层网际层数据链路层网络接口层物理层应用层TPC/IP参考模型的应用层包含了所有高层协议。该层与OSI的会话层、表示层和应用层相对应。传输层TPC/IP参考模型的传输层与OSI的传输层相对应。该层允许源主机与目的主机上的对等体之间进行对话。该层对应了两个端到端的协议TPC协议和UDP协议。网际层TPC/IP参考模型的网际层对应OSI的网络层。该层负责为经过逻辑互联网络路径的数据进行路由选择。网络接口层TPC/IP协议的最低层是网络接口层。该层在TPC/IP参考模型中并没有明确规定。1、TPC/IP模型对应的协议簇TPC/IP参考模型是一个协议簇各层对应的协议已经得到广泛应用2、TPC/IP模型与OSI模型的区别TPC/IP参考模型与OSI参考模型有很多相同之处都是以协议栈为基础的对应各层功能也大体相似。当然也有一些区别比如OSI模型最大的优势是强化了服务、接口和协议的概念这样能明确什么事规范、什么是现实侧重理论框架的完备性。TPC/IP模型没有区分物理层和数据链路层这两个功能完全不同的层。OSI模型比较适合理论研究和新网络技术研究而TPC/IP模型真正做到了流行和应用。网络的带宽和传输速率带宽的起源带宽诞生于电话时代最早是指一段铜线所能承载的“频率范围”Hz​比如人声的300Hz到3400Hz后来数字通信兴起奈奎斯特用数学证明了“频率宽度决定信息传输上限”带宽由此被借用来指代“数据传输速率”bps并随着计算机普及而成为衡量网速的通用标尺再后来光纤和移动通信让物理频率不再唯一依赖铜线但“带宽”一词却被运营商包装成按月计费的套餐规格彻底完成了从“物理属性”到”工程参数”再到“商业商品”的转变——如今人们口中的“100M宽带”既不是纯粹的频率宽度也不等于实际下载速度而是这段百年历史层层叠加后的一个约定俗成的代号。核心定义网络带宽Bandwidth指网络链路在单位时间内能传输数据的最大容量。它是一个理论上的上限值单位通常是bps即bit/s比特每秒如100Mbps、1Gbps。传输速率Transfer Rate指在实际传输过程中数据从一点到另一点的真实速度。单位同样是bps或B/s字节每秒1字节等于8比特例如100Mbps 100 ÷8 12.5 MB/s但通常远小于带宽受各种现实因素影响。​​​​三、信道的特征(一) 信息传输模型(二) 数据通信术语(三) 带宽的概念(四) 传输速率1、信道容量2、实际传输速率四、模拟信号技术五、数字调制技术六、信道复用技术七、交换方式八、差错控制九、网络传输介质