网络协议的基本概念

随处可见的协议

在计算机网络与信息通信领域里，人们经常提及“协议”一词。互联网中常用的具有代表性的协议有IP、TCP、HTTP等。

“计算机网络体系结构”将这些网络协议进行了系统归纳。TCP/IP就是IP、TCP、HTTP等协议的集合。现在，很多设备都支持TCP/IP。除此之外，还有很多其它类型的网络体系结构。如下图：

协议的必要性

简单来说，协议就是计算机与计算机之间通过网络实现通信时事先达成的一种“约定”。这种“约定”使那些由不同厂商的设备、不同的CPU以及不同的操作系统组成的计算机之间，只要遵循相同的协议就能实现通信。反之，如果所使用的协议不同，就无法实现通信。这就好比两个人使用不同国家的语言说话，怎么也无法相互理解。协议可以分为很多种，每一种协议都明确地界定了它的行为规范。两台计算机之间必须能够支持相同的协议，并遵循相同协议进行处理，这样才能实现相互通信。

协议如同人与人的说话

在此举一个简单的例子。有三个人A、B、C。A只会说汉语、B只会说英语、而C既会说汉语又会说英语。现在A与B要聊天，他们之间应该如何沟通呢？若A与C要聊天，又会怎样？这时如果我们：

• 将汉语和英语当作“协议”
• 将聊天当作“通信”
• 将说话的内容当作“数据”

那么A与B之间由于各持一种语言，相当于他们使用的协议不同，那么A与B是无法进行通信的，他们两个是无法进行交流的。而A和C是可以交流的，因为他们两个都可以使用汉语协议，协议协同，所以可以理解对方说的话，因此他们可以进行通信，如下图：

在计算机通信中，事先达成一个详细的约定，并遵循这一约定进行处理尤为重要。这种约定其实就是“协议”。

协议的分层

首先知道两个缩写的含义：

• ISO：国际标准化组织。International Organization for Standards
• OSI：开放式通信系统互联参考模型。Open Systems Interconnection

ISO在指定标准化OSI之前，对网络体系结构相关的问题进行了充分的讨论，最终提出了作为通信协议设计指标的OSI参考模型。这易模型将通信协议中必要的功能分成了7层。同一层之间的交互所遵循的约定叫做“协议”。

通过对话理解分层

上面A和C打电话的时候，表面上是A和C直接沟通的，其实他们都是对着手机在说话。
首先A说对着手机说一句汉语，然后作为音频输入到手机里面，电话机协议根据它的协议规则把手机的音频信号转换为电波信号，然后通过物理层把电波信号传输给对方电话机，对方电话机接收这个电波信号之后，再通过电话机协议把电波信号转变为音频信号，这样C就能停到A说的汉语了。

因此整个过程中要求双方使用的协议必须相同，比如说都是用的是电话机协议，这样A和C才能交流。如果A使用的是电话机协议，而C使用的是无线电协议，那么在C电话机最终转换后的音频信号可能不是汉语，这样C就听不懂了。因此双方必须使用同一个协议，即电话机协议，或者都使用无线电协议也行。