CCNA笔记——网络协议和模型概述（上）

冷不防 2022-11-04 11:24 278阅读 0赞

### 目录 ###

*  网络协议和模型
 *   *   *  术语简析
         *   *  协议
             *  模型
     *  1、规则：协议
     *   *  1.1.通信基础知识
         *   *  1.1.1.通信协议
             *  1.1.2.人类会话规则建立
         *  1.2.网络协议要求
         *   *  1.2.1.消息编码
             *  1.2.2.消息格式和封装
             *  1.2.3.消息大小
             *  1.2.4.消息时序
             *  1.2.5.息传输方式
         *  1.3.关于节点图标的注释

# 网络协议和模型 #

> 在初步了解网络后 ，接下来我们需要知道网络设备是如何在一起工作的，它们内部的工作原理是什么

下面将对网络工作原理进行简单概述。说明网络设备之间是如何工作的。

### 术语简析 ###

#### 协议 ####

协议是由标准组织创建的一套约定的规则。

#### 模型 ####

模型为人们提供了一种将规则及其在网络中的位置可视化的方法。它把抽象的协议具体化为一个可视的形状。

## 1、规则：协议 ##

### 1.1.通信基础知识 ###

不同网络的规模、形状和功能都存在很大差异。它们可以是通过互联网来连接设备的WAN，也可以简单到直接将两台计算机用一根电缆连接作为一个LAN，或者是介于这两种之间。但是，只是完成终端设备之间的有线或无线物理连接并不足以实现通信。为了进行通信，设备必须要知道“如何”通信。

人们使用许多不同的通信方式来交流观点。但是，所有通信方法都有以下三个共同要素：

*  **消息源(发送方)** ：消息源是需要向其他人或设备发送消息的人或电子设备。
 *  **消息目的地(接收方)** ：目的地接收并解释消息。
 *  **信道** ：这由为消息从源传送到目的地提供路径的介质组成。

#### 1.1.1.通信协议 ####

无论是面对面通信还是网络通信，消息的发送和接收都由统一的规则来管理的，这种规则，在网络中称为**协议**。不同类型的通信方式，会有不同的特定协议。在日常的个人通信中，通过一种介质（如电话）通信时采用的规则不一定与使用另一种介质（如邮寄信件）时的规则相同。

发送信件的过程类似于计算机网络中的通信。

![在这里插入图片描述][20210302134218615.png_pic_center]

#### 1.1.2.人类会话规则建立 ####

人们在彼此通信之前，个人必须使用既定规则或协议来管理会话内容。例如以下消息：

人际沟通规则。格式不正确以及不遵守既定规则和协议的消息很难理解。A estrutura da gramatica, da lingua, da pontuacao e do sentence faz a configuracao humana compreensivel por muitos individuos diferentes.

这段话，由于消息格式不正确（由两种语言组成），因此接收者很难读取消息。它应使用有效沟通所必需的规则（即协议）来编写。下面示例显示了已正确格式化为语言和语法的消息。

人际沟通有一定的规则。格式不正确以及不遵守既定规则和协议的消息很难理解。语法结构、语言、标点符号和句子使不同的个人能够通过思维相互理解。

协议必须考虑到以下要求，才能成功地传递被接收者理解的消息:

*  标识出发送方和接收方
 *  通用语言和语法
 *  传递的速度和时间
 *  证实或确认要求

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L05PV1NIVVQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

为了传达消息，女生将自己的想法转换成商定的语言。然后以口头语言的声音和语调讲出这些文字，将消息传达给对方。她的朋友听到描述，将声音解码，以便理解他所收到的消息。

### 1.2.网络协议要求 ###

网络通信中使用的协议共享许多基本特质。除了识别源和目的地之外，计算机和网络协议还定义了消息在网络中如何传输的细节。常用的计算机协议包含以下要求：

*  消息编码
 *  消息格式和封装
 *  消息大小
 *  消息时序
 *  消息传输选项

#### 1.2.1.消息编码 ####

在发送消息时，首先执行的步骤是编码。**编码是将信息转换为另一种广为接受的形式的过程，目的是为了便于传输信息。解码是编码的逆向过程，用来解释信息。**

![在这里插入图片描述][20210302134312144.png_pic_center]

主机之间的编码必须采用适合介质的格式。通过网络发送的消息先由发送主机转换成位。每个位被编码成铜线上的电压模式、光纤中的红外光或无线系统的微波。目的主机接收并解码信号，解释收到的消息。

#### 1.2.2.消息格式和封装 ####

当消息从源发送到目的地时，必须使用特定的格式或结构。消息格式取决于消息的类型和传递信道。

**类比**

下面是一个人际沟通时常见的沟通形式——发送信件

信封上有寄信人和收信人的地址，分别写在信封适当的位置。如果目的地址和格式不正确，信件就无法投递。

将一种消息格式（信件）放入另一种消息格式（信封）的过程称为封装。收件人从信封中取出信件的过程就是解封装。  
![在这里插入图片描述][20210302134656399.gif_pic_center]  
**网络**

与发送信件类似，通过计算机网络发送的消息也要遵循特定的格式规则才能被发送和处理。

互联网协议 (IP)是一种具有与信封示例类似功能的协议。在下图中，互联网协议版本 6 (IPv6) 数据包的字段标识数据包的来源及其目的地。IP 负责通过一个或多个网络将消息从消息源发送到目的地。

**注意**: IPv6 数据包的字段将在另一讲中详细讨论。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L05PV1NIVVQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

#### 1.2.3.消息大小 ####

通信的另一条规则是消息大小。

**类比**

人们在相互交流时，他们发送的消息通常会分成较小的部分或较短的句子。这些句子的大小限制为接收方一次可以处理的大小，如图所示。它也使接收者更容易阅读和理解。

![在这里插入图片描述][20210302134932617.gif_pic_center]

**网络**

编码在计算机通信中也会发生，下面是计算机网络中消息大小的动画。

主机之间的编码必须采用适合介质的格式。通过网络发送的消息先由发送主机转换成位。根据用来传输的网络介质，将每个位编码成声音、光波或电子脉冲等信号形式。目的主机接收并解码信号，解释收到的消息。

![在这里插入图片描述][20210302134959860.gif_pic_center]

#### 1.2.4.消息时序 ####

消息时序在网络通信中也非常重要。消息时序包括以下内容：

*  **流量控制-** 这是管理数据传输速率的过程。流量控制定义了可以发送多少信息以及传递信息的速率。例如，如果一个人讲话太快，对方就难以听清和理解。在网络通信中，源设备和目的设备使用网络协议来协商和管理信息流。
 *  **响应超时** \-如果一个人提问之后在合理的时间内没有得到回答，就会认为没有获得回答并作出相应的反应。此人可能会重复这个问题，也可能继续谈话。网络上的主机会使用网络协议来指定等待响应的时长，以及在响应超时的情况下执行什么操作。
 *  **访问方法** \-这决定人们可以发送消息的时间。下图动画显示了如果两个人同时讲话，就会发生信息冲突，两个人必须作出让步，重新开始的动画演示。同样，当设备想要在无线局域网上传输时，有必要使用 WLAN 网络接口卡 (NIC) 来确定无线介质是否可用。

动画展示了一个女人和一个男人同时说话。女人说，电影什么时候开始？而男人在说，什么时候吃晚餐？因为他们同时说话，谁也听不懂对方的话，所以他们都会说：很抱歉。我不明白你的意思。

![在这里插入图片描述][20210302135031349.gif_pic_center]

#### 1.2.5.息传输方式 ####

消息可以通过不同的方式传送。

**类比**

有时候，我们需要传达信息给某个人。而在另一些时候，我们需要同时向一群人甚至同一区域的所有人发送信息。

下面的动画依次展示了单播、组播和广播的示例。（接下来会解释单播、组播和广播）

![在这里插入图片描述][20210302135109292.gif_pic_center]

**网络**

网络通信也具有类似的传输方式。如图所示，有三种类型的数据通信传输方式：

*  **单播** \-将消息传输到单个终端设备。
 *  **组播** \-将消息传输到一个或多个终端设备。
 *  **广播** \-将消息传输到所有终端设备。

![在这里插入图片描述][20210302135142131.gif_pic_center]

### 1.3.关于节点图标的注释 ###

网络文档和拓扑通常使用节点图标表示网络和终端设备。节点通常表示为一个圆。下图展示了使用节点图标代替计算机图标的三种不同传输方式的比较。

该图使用代表网络节点的圆来说明三种不同的消息传输方式。从左到右显示了三种拓扑。

*  左边的拓扑描绘了一个单播消息。由一个红色节点、一个绿色节点和四个黄色节点组成。它有一个从红色节点通往绿色节点的箭头。
 *  中间的拓扑描绘了一个组播消息。由一个红色节点、三个绿色节点和两个黄色节点组成。它有一个从红色节点通往每个绿色节点的箭头。
 *  右侧的拓扑描绘了一个广播消息。它有一个红色节点和五个绿色节点。它有一个从红色节点通往每个绿色节点的箭头。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L05PV1NIVVQ_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

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