中国人是真正的制造业标准化的鼻祖。在西安秦始皇兵马俑出土的许多兵器,经过考古专家的研究,其制造过程达到了近于完美的程度。以数量最多的箭头为例,几乎每一个箭头的尺寸都是完全一致的,呈现了一种按照现代空气动力学观点也是非常完美的曲线,飞行得最远,而且穿透人体的力量最大。要知道,这是两千多年前所达到的水平。
1.OSI七层模型
OSI七层模型也称为OSI/RM(Open System Interconnect/ Reference Model),是国际标准化组织定义的网络架构模型。
国际标准化组织ISO在1977年建立了一个分委员会专门针对网络架构进行研究,提出开放系统互联(OSI)模型,并定义了每一层次的功能。开放系统互联OSI参考模型共7层,包括:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
各层的功能为:
物理层。提供为建立、维持和断除物理链路所需的机械的、电气的、功能的和规程的特性,提供在物理链路上传输非结构的位流以及故障检测指示的功能;
数据链路层。在物理信道上建立具有一定的信息传输格式和传输控制功能的信道,提供数据链路的流量控制,检测和校正物理链路产生的差错;
网络层。控制数据块穿越通信子网的活动,包括路由选择、拥挤控制、网络互联等功能,它的特性对高层是透明的,根据传输层的要求来选择服务质量,向传输层报告未恢复的差错;
传输层。提供建立、维护和拆除传送连接的功能,选择网络层提供的最合适的服务,在系统之间提供可靠的透明的数据传输,提供端到端的错误恢复和流量控制;
会话层。提供两个进程之间建立、维护和结束会话连接的功能,提供交互会话的管理功能,有3种数据流方向的控制模式,即一路交互、两路交替和两路同时会话模式;
各个网络节点具有这7个层次的全部或几个层次的功能,各节点的相同层次间的通信规则和约定称为协议。协议的关键成分是:语法,包括数据格式、编码及信号电平等;语义,包括用于协调和差错处理的控制信息;定时,包括速度匹配和排序。
OSI是第一个关于网络体系的标准,在这个标准中,明确了网络中的许多概念,对网络的发展起到了非常重要的指导作用。分层的分析方法,成为了计算机技术领域的经典方法。
但是,OSI不是一个成功的标准。
在本质上,由于OSI本身对网络互联的认识不足,从而丧失了互联网发展的大好时机,导致了被TCP/IP所击败。
但是,OSI在人类网络发展过程中的历史贡献是不可磨灭的。
2.IEEE802系列
互联网的主体实际上是局域网的集合。局域网的标准是由美国电气与电子工程师协会IEEE802委员会制定,被称为IEEE802标准。802系列标准在技术上和市场上取得了巨大的成功,后来IEEE802局域网标准已经得到了国际标准化组织ISO的采纳,成为计算机局域网的事实标准,这就是ISO8802标准。
3.TCP/IP
受OSI七层模型的影响,为了对TCP/IP协议体系进行说明,同样有一个对应的五层模型。
在TCP/IP协议体系中,不涉及物理层的内容。
TCP和UDP是运输层协议。TCP的意思是传输控制协议,UDP是数据报协议。按照专业术语,TCP提供可靠的运输层服务,UDP提供不可靠的运输服务。可靠与不可靠如何区别?
这就如同打电话和通过邮局发邮件。当我们通过电话网络是吸纳语音通信时,如果受到干扰,导致我们不能听清楚对方说的内容,可以立刻要求重复。英语“Pardon”、“Pardon please”或者“I beg your pardon”就用在这里;发邮件就不同,如果不做特别的要求,交给邮局后,我们不能保证信件被准确地投送并被收信人收到(当然现在可以通过电话或者挂号进行确认,而这又成为了TCP或者改进了的UDP)。
IP是网络互联协议,是网络层的主要协议。TCP和UDP的数据经过分组后通过IP在网络层实现传输。
ICMP是网际控制报文协议,附属IP,IP层通过ICMP与主机或者路由器交换控制信息,主要是报文错误以及其他信息。
IGMP是Internet组管理报文协议,其作用是把UDP数据报进行广播,传输到多个主机。
ARP是地址转换协议,其作用是实现地址解析,从IP地址转换为MAC地址(网卡地址);RARP刚好相反,是从MAC地址转换为IP地址。
注意ARP和RARP协议是我们每天要使用的协议,这是因为以太网的普及,基本上大多数计算机所处的网络是以太网。也就是说TCP/IP的底层大部分是基于以太网的。
(三)主要应用协议
TCP/IP是互联网的协议体系。在应用层,有一些常用的协议,对互联网有着非常重要的影响,这些协议的缩写也是我们经常在网络看到的。
1.FTP
FTP(File Transfer Protocol),文件传输协议,文件传输协议允许用户从一台计算机到另一台取得文件,或发送文件到另外一台计算机。互联网上的文件传输是基于TCP/IP的非常重要的应用,这也就是我们平时所进行的“下载(Download)”采用的协议。
当然,对文件的操作,除了“下载”之外,还可以“上载(Upload)”,从网络把你所需要的文档、电影、音乐等以不同的文件格式保存,把内容传到你自己的计算机上,称为“Download”,反之是“Upload”,支持这些功能的协议就是FTP。
2.HTTP
HTTP,HyperText Transfer Protocol,超文本传输协议。这是我们对网站Web页面进行访问的协议。
HTTP类似于TCP,也就是在通信过程中有一个连接的过程,当连接建立后,通过浏览器向服务器(Web服务器)发送请求,而这些请求通常是我们要访问的Web页面。服务器把所请求的页面副本传给浏览器,浏览器对页面进行解释。
3.SNMP
SNMP,Simp1e Network Management Protocol,简单网络管理协议。SNMP的使用非常广泛,但是对普通用户而言常常是不可见的。
SNMP的作用是用于网络的管理,是网络管理员使用的协议。当前的版本是版本3,简称SNMPv3。
什么时候使用SNMP呢?如果你希望开发一个网络管理软件,对网络状态进行监视,仔细研究SNMP是个必要的途径。
4.电子邮件
在互联网上,电子邮件是使用最为广泛的服务。E—mail几乎是在网络上最流行的英文词汇。和电子邮件相关的协议主要有三个:SMTP、POP、IMAP和MIME。
SMTP,Simp1e Mail Transfer Protocol,简单邮件传输协议。
POP,Post Office Protocol,是目前最流行的电子邮件协议,其中最普及的是版本3,简称POP3协议。
IMAP,Internet Message Access Protocol,Internet邮件访问协议,其成熟版本是版本4,简称IMAP4,POP3的替代协议。
MIME,Multipurpose Internet Mail Exchange,多用途Internet邮件扩充。
SMTP要求邮件服务器必须在任何时候做好接收电子邮件的准备,当用户输入邮件的时候,SMTP的客户程序即试图发送。对SMTP的使用通常采用一个两阶段交付过程:
第一阶段,在具有永久Internet连接的计算机上运行SMTP服务器进程,并为用户分配电子邮箱。
第二阶段,用户进行拨号,运行从邮箱检索邮件的协议,把邮件传输到用户使用的计算机,阅读邮件。
POP3协议是最流行的把邮件从邮箱传回计算机的协议。用户在自己的计算机运行POP3的客户程序,建立和邮件服务器的TCP连接。在客户程序,用户首先发送登录名和口令,传送到服务器进行身份鉴别,当身份鉴别通过,就可以发送命令,对邮箱进行检索以及其他操作。
一般而言,常规的方式是电子邮件需要两个服务器支持,SMTP服务器接受用户发送的邮件,并将邮件添加到用户的邮箱,POP3服务器接受用户提取邮件的指令,并完成邮件的处理工作。
IMAP是对POP3的改进,基本过程和POP3类似,与POP3的区别是IMAP4允许用户动态创建、删除和重命名邮箱。
MIME的主要作用是通过电子邮件发送非ASCII数据。MIME并不是SMTP和POP3的替代,而只是对二者的扩充。事实上,只是提供的一种编码方式。每个MIME邮件包含了特定的信息,以告知接受方数据类型和所采用的编码格式,当邮件被接收的时候,按照指定的格式进行解码。
5.TELNET
TELNET是网络早期发展的产物。在TCP/IP中,提供TELNET协议,是为了对网络发展的早期远程终端中字符工作模式提供支持。TELNET协议使用户可以通过互联网连接到计算机上,建立TCP连接后,用户通过键盘输入的信息直接传递到远程计算机,就如同使用本地键盘进行操作一样。当然,远程计算机的屏幕也可以传回用户的屏幕。
随着计算机的发展,图形工作模式成为了操作系统的标准工作模式,字符终端已经基本上被淘汰。但是TELNET在某些特定的环境下仍然被广泛使用。