如何实现网络通信协议(网络通信协议的主要作用)

“面向连接”就是在正式通信前必须要与对方建立起连接。比如你给别人打电话，必须等线路接通了、对方拿起话筒才能相互通话。 TCP（Transmission Control Protocol，传输控制协议）是基于连接的协议，也就是说，在正式收发数据前，必须和对方建立可靠的连接。一个TCP连接必须要经过三次“对话”才能建立起来，其中的过程非常复杂，我们这里只做简单、形象的介绍，你只要做到能够理解这个过程即可。我们来看看这三次对话的简单过程：主机A向主机B发出连接请求数据包：“我想给你发数据，可以吗？”，这是第一次对话；主机B向主机A发送同意连接和要求同步（同步就是两台主机一个在发送，一个在接收，协调工作）的数据包：“可以，你什么时候发？”，这是第二次对话；主机A再发出一个数据包确认主机B的要求同步：“我现在就发，你接着吧！”，这是第三次对话。三次“对话”的目的是使数据包的发送和接收同步，经过三次“对话”之后，主机A才向主机B正式发送数据。TCP协议能为应用程序提供可靠的通信连接，使一台计算机发出的字节流无差错地发往网络上的其他计算机，对可靠性要求高的数据通信系统往往使用TCP协议传输数据。面向非连接的UDP协议“面向非连接”就是在正式通信前不必与对方先建立连接，不管对方状态就直接发送。这与现在风行的手机短信非常相似：你在发短信的时候，只需要输入对方手机号就OK了。UDP（User Data Protocol，用户数据报协议）是与TCP相对应的协议。它是面向非连接的协议，它不与对方建立连接，而是直接就把数据包发送过去！UDP适用于一次只传送少量数据、对可靠性要求不高的应用环境。比如，我们经常使用“ping”命令来测试两台主机之间TCP/IP通信是否正常，其实“ping”命令的原理就是向对方主机发送UDP数据包，然后对方主机确认收到数据包，如果数据包是否到达的消息及时反馈回来，那么网络就是通的。例如，在默认状态下，一次“ping”操作发送4个数据包（如图2所示）。大家可以看到，发送的数据包数量是4包，收到的也是4包（因为对方主机收到后会发回一个确认收到的数据包）。这充分说明了UDP协议是面向非连接的协议，没有建立连接的过程。正因为UDP协议没有连接的过程，所以它的通信效果高；但也正因为如此，它的可靠性不如TCP协议高。QQ就使用UDP发消息，因此有时会出现收不到消息的情况。 TCP协议和UDP协议各有所长、各有所短，适用于不同要求的通信环境。

TCP/IP协议（又名：网络通讯协议）即传输控制协议/互联网协议，是一个网络通信模型，以及一整个网络传输协议家族。这一模型是Internet最基本的协议，也是Internet国际互联网络的基础，由网络层的IP协议和传输层的TCP协议组成。 其定义了电子设备如何连入因特网，以及数据如何在它们之间传输的标准。TCP负责发现传输的问题，而IP是给因特网的每一台联网设备规定一个地址。 为了减少网络设计的复杂性，大多数网络都采用分层结构。对于不同的网络，层的数量、名字、内容和功能都不尽相同。在相同的网络中，一台机器上的第N层与另一台机器上的第N层可利用第N层协议进行通信，协议基本上是双方关于如何进行通信所达成的一致。不同机器中包含的对应层的实体叫做对等进程。在对等进程利用协议进行通信时，实际上并不是直接将数据从一台机器的第N层传送到另一台机器的第N层，而是每一层都把数据连同该层的控制信息打包交给它的下一层，它的下一层把这些内容看做数据，再加上它这一层的控制信息一起交给更下一层，依此类推，直到最下层。最下层是物理介质，它进行实际的通信。相邻层之间有接口，接口定义下层向上层提供的原语操作和服务。相邻层之间要交换信息，对等接口必须有一致同意的规则。层和协议的集合被称为网络体系结构。每一层中的活动元素通常称为实体，实体既可以是软件实体，也可以是硬件实体。第N层实体实现的服务被第N+1层所使用。在这种情况下，第N层称为服务提供者，第N+1层称为服务用户。服务是在服务接入点提供给上层使用的。服务可分为面向连接的服务和面向无连接的服务，它在形式上是由一组原语来描述的。这些原语可供访问该服务的用户及其他实体使用。TCP是面向连接的通信协议，通过三次握手建立连接，通讯完成时要拆除连接，由于TCP是面向连接的所以只能用于端到端的通讯。TCP提供的是一种可靠的数据流服务，采用“带重传的肯定确认”技术来实现传输的可靠性。TCP还采用一种称为“滑动窗口”的方式进行流量控制，所谓窗口实际表示接收能力，用以限制发送方的发送速度。如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包，那么IP将把它们向‘上’传送到TCP层。TCP将包排序并进行错误检查，同时实现虚电路间的连接。TCP数据包中包括序号和确认，所以未按照顺序收到的包可以被排序，而损坏的包可以被重传。TCP将它的信息送到更高层的应用程序，例如Telnet的服务程序和客户程序。应用程序轮流将信息送回TCP层，TCP层便将它们向下传送到IP层，设备驱动程序和物理介质，最后到接收方。 面向连接的服务（例如 Telnet、 FTP、 rlogin、 X Windows和 SMTP）需要高度的可靠性，所以它们使用了TCP。DNS在某些情况下使用TCP（发送和接收 域名数据库），但使用UDP传送有关单个主机的信息。

网络通信的实现 在发送端（即一个发送终端，其实也是一台计算机）首先要把传送的信息(如话音，图像)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化；转换成数字信号（数字信号：二位制010101010），然后通过调制送入光纤，并通过光纤发送出去到接收端（另一台计算机），先解调，然后DA转换，最后信号放大在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。其传导送度解决了多信号数字传输在一根细光纤下完成。光速传输，其传输容量非常之大，是金属导体无法相比的，在光纤的两端分别都装有“光猫”进行信号转换。 其特点是传输容量大，传输质量好，损耗小，互不干扰，中继距离长等。光纤传输使用的是波分复用，即是把小区里的多个用户的数据分别调制成不同波长的光信号在一根光纤里传输。我们看到的接到电脑上的细铜线是接收端变为电信号后的末端接口传输，已经不是光纤部分了。我们常听说到“服务器”，服务器是一个能够存储大量信息的中转装置，其实也是一台功能强大的计算机，（局域网用小型服务器和我们台式机的主机箱外观它基本一样，是通过路由器分线接入的）。把连接到上面的计算机所发送到出的信号（文本、音讯、图像等）按照一定的地址存储起来，当某个计算机要找某个内容的文件时，识别系统（浏览器）就可以根据关键词找到地址并链接打开。所有客户终端都要经过服务器来调取和存入信息，并由服务器归类分装分发。 计算机处理的信号都是数字，即 0 和 1 .举个简单的例子汉字“网”在计算机里只是一组数字假如是：1000110010100110.这样一组代码，当你用键盘输入“网”字时，计算机是按照一组数字处理并传送的，另一台计算机收到这组数字后，经转换显示还原为“网”（人可以识别的记号）就可以通讯了。其它如音讯、图像也是一样的。另外一些发达国家已经开通数字电视的传送，由于数字不受干扰，传送信息不会丢失，电视图像逼真。
通过各种协议通信，在不同的层上进行信息交换，你可以看看计算机网络这本书

协议一般要包含:起始符、、数据、校验码、结束符，5个部分的定义。其中 起始符、结束符，不能与其他数据重码。如只要传输字母与数字，可以看下ASCII码表，使用非数字和字母的符号做起始结束符即可，如{};数据长度码即表示此串数据包的数据长度，如果传输的数据串长度固定可省去;校验码相当于对此串数据正确性的校验，和奇偶校验效果类似，一般是和校验，即将数据全部累加得到一个和值当校验码，接收方收到数据也做一样的运算与收到的检验码比较，相等就说明正确接收。如要发{1234567890 }换成16进制即:7B 10 31 32 33 34 35 36 37 38 39 30 25 7D;31~30是数据，7B,7D分别为起始和结束符，10为数据长度的BCD码，25是校验码，是31~30的和模100后的BCD码，转成BCD码是为了避免与 起始和结束符重码。

网络上每台计算机（主机）至少具有一个IP地址将其与网络上其他计算机区别开。当发送或者接受信息时（例如，一个电子邮件信息或一个网页），信息被分成几个小块，称为信息包。每个信息包都包含了发送者和接受者的网络地址。网关计算机读到了目的地址，信息包继续向前到下一个邻近的网关照例读到目的地址，如此一直向前通过网络，直到一个网关确认这个信息包属于其最紧邻或者其范围内的计算机。最终直接进入到其指定地址的计算机。扩展资料IP协议主要用于互联异构型网络，例如将LAN与WAN（使用X.25技术）互联。尽管这两类网络中采用的低层网络协议不同，但通过网关中的IP可使LAN中的LLC帧和WAN中的X.25分组之间互相交换。各种网络的帧格式、地址格式等差别很大，TCP/IP通过IP数据报和IP地址将它们统一起来，向上层（主要是传输层）提供统一的IP数据报，使低层物理帧的差异对上层协议不复存在，达到屏蔽低层、提供一致性的目的。虽然IP协议保证了计算机之间可以发送和接收数据报，但它不负责解决数据报传达的可靠性等安全问题，这些安全因素主要由TCP协议负责完成。参考资料来源：百度百科-IP协议参考资料来源：百度百科-因特网协议
由上网计算机在登录网络时，把自身的IP地址及标识符发送到寻址服务器上，由寻址服务器读取并存储带有标识符的IP地址，并为其他访问寻址服务器的计算机提供带有标识符的IP地址，完成两个电脑设备之间的传输，下面是扩展介绍。 一、先看下什么是TCP/IP协议 ：TCP/IP是Transmission Control Protocol/Internet Protocol的简写，中文译名为传输控制协议/互联网络协议）协议是Internet最基本的协议，简单地说，就是由底层的IP协议和TCP协议组成的。 在Internet没有形成之前，各个地方已经建立了很多小型的网络，称为局域网。Internet的中文意义是"网际网"，它实际上就是将全球各地的局域网连接起来而形成的一个"网之间的网（即网际网）"。然而，在连接之前的各式各样的局域网却存在不同的网络结构和数据传输规则，将这些小网连接起来后各网之间要通过什么样的规则来传输数据呢？这就象世界上有很多个国家，各个国家的人说各自的语言，世界上任意两个人要怎样才能互相沟通呢？如果全世界的人都能够说同一种语言（即世界语），这个问题不就解决了吗？TCP/IP协议正是Internet上的"世界语"。二、TCP/IP 通信协议1--网际协议IP1、Internet 上使用的一个关键的低层协议是网际协议，通常称IP协议。利用一个共同遵守的通信协议，从而使 Internet 成为一个允许连接不同类型的计算机和不同操作系统的网络。要使两台计算机彼此之间进行通信，必须使两台计算机使用同一种"语言"。通信协议正像两台计算机交换信息所使用的共同语言，它规定了通信双方在通信中所应共同遵守的约定。 计算机的通信协议精确地定义了计算机在彼此通信过程的所有细节。例如，每台计算机发送的信息格式和含义，在什么情况下应发送规定的特殊信息，以及接收方的计算机应做出哪些应答等等。 网际协议IP协议提供了能适应各种各样网络硬件的灵活性，对底层网络硬件几乎没有任何要求，任何一个网络只要可以从一个地点向另一个地点传送二进制数据，就可以使用IP协议加入 Internet 了。2、如果希望能在 Internet 上进行交流和通信，则每台连上 Internet 的计算机都必须遵守IP协议。为此使用 Internet 的每台计算机都必须运行IP软件，以便时刻准备发送或接收信息。3、IP协议对于网络通信有着重要的意义：网络中的计算机通过安装IP软件，使许许多多的局域网络构成了一个庞大而又严密的通信系统。从而使 Internet 看起来好像是真实存在的，但实际上它是一种并不存在的虚拟网络，只不过是利用IP协议把全世界上所有愿意接入 Internet 的计算机局域网络连接起来，使得它们彼此之间都能够通信。三、TCP/IP通信协议2--传输控制协议TCP1、尽管计算机通过安装IP软件，从而保证了计算机之间可以发送和接收数据，但IP协议还不能解决数据分组在传输过程中可能出现的问题。因此，若要解决可能出现的问题，连上 Internet 的计算机还需要安装TCP协议来提供可靠的并且无差错的通信服务。2、TCP协议被称作一种端对端协议。这是因为它为两台计算机之间的连接起了重要作用：当一台计算机需要与另一台远程计算机连接时，TCP协议会让它们建立一个连接、发送和接收数据以及终止连接。 传输控制协议TCP协议利用重发技术和拥塞控制机制，向应用程序提供可靠的通信连接，使它能够自动适应网上的各种变化。即使在 Internet 暂时出现堵塞的情况下，TCP也能够保证通信的可靠。3、众所周知， Internet 是一个庞大的国际性网络，网路上的拥挤和空闲时间总是交替不定的，加上传送的距离也远近不同，所以传输数据所用时间也会变化不定。TCP协议具有自动调整"超时值"的功能，能很好地适应 Internet 上各种各样的变化，确保传输数值的正确。 因此，从上面可以了解到：IP协议只保证计算机能发送和接收分组数据，而TCP协议则可提供一个可靠的、可流控的、全双工的信息流传输服务。4、综上所述，虽然IP和TCP这两个协议的功能不尽相同，也可以分开单独使用，但它们是在同一时期作为一个协议来设计的，并且在功能上也是互补的。只有两者的结合，才能保证 Internet 在复杂的环境下正常运行。凡是要连接到 Internet 的计算机，都必须同时安装和使用这两个协议，因此在实际中常把这两个协议统称作TCP/IP协议。四、从上面知识可以知道，连接到Internet上的每台计算机，不论其IP地址属于哪类都与网络中的其他计算机处于平等地位，因为只有IP地址才是区别计算机的唯一标识。所以，以上IP地址的分类只适用于网络分类。 五、在Internet中，一台计算机可以有一个或多个IP地址，就像一个人可以有多个通信地址一样，但两台或多台计算机却不能共用一个IP地址。如果有两台计算机的IP地址相同，则会引起异常现象，无论哪台计算机都将无法正常工作。
Internet 上使用的一个关键的低层协议是网际协议，通常称IP协议。我们利用一个共同遵守的通信协议，从而使 Internet 成为一个允许连接不同类型的计算机和不同操作系统的网络。要使两台计算机彼此之间进行通信，必须使两台计算机使用同一种"语言"。通信协议正像两台计算机交换信息所使用的共同语言，它规定了通信双方在通信中所应共同遵守的约定。 计算机的通信协议精确地定义了计算机在彼此通信过程的所有细节。网际协议IP协议提供了能适应各种各样网络硬件的灵活性，对底层网络硬件几乎没有任何要求，任何一个网络只要可以从一个地点向另一个地点传送二进制数据，就可以使用IP协议加入 Internet 了。
这是网络问题