電腦網路與連結技術：第一章 電腦網路概論 上一頁    下一頁

1-6 通訊協定的堆疊

內容：

  • 1-6-1 層次介面 (Layer interface)

  • 1-6-2 端對端協定 (Peer-to-peer)

  • 1-6-3 介面程序的連接

其實我們可以反過來講，當我們要建構一個通訊協定時，只要依照所需求的功能和環境因素尋找對應的各功能層次，並將它們堆疊起來便可以完成，這樣的協定也稱為『協定堆疊』（Protocol Stack）。但要這些功能層次能堆疊起來，必須考慮到它們之間連結的『介面』（Interface）、和相對應電腦之間『端對端協定』（Peer-to-Peer Protocol）的技術問題。關於這些問題，我們敘述如下：

1-6-1層次介面（Layer Interface）

意即上下層次的介面。任何層次都將依照其功能製作成一獨立實體（entity），每一層次都必須提供對上一層、或對下一層的連結程式，此連結程式稱之為『層次介面』（Layer Interface）。這個觀念就如同硬體介面一樣，當主機板要和 I/O 介面卡（如 VGA 顯示卡）連接時，必須透過標準介面（如 PCI 介面）來定義每個連接接腳（pin）的訊號方式。軟體介面程式也是一樣，但它是利用程序呼叫所攜帶的參數來作訊息的傳遞，這些層次之間的專屬程序，便稱之為『介面程序』（Layer Procedure）。如圖1-4 所示，我們將通訊協定依照功能區分為七個層次，每一層次和它的上下層之間的聯繫，便需透過介面程式來連結。

 

圖 1-4 通訊協定之介面與端對端協定

如果將這些介面程式制定成標準格式，各家廠商在發展通訊協定時，雖然使用自己的特殊方法製作層次內所需功能，但層次之間的介面程式卻都依照標準格式製作。如此一來，不同廠商所發展的通訊協定便很容易結合，達到通訊協定堆疊的功能。

1-6-2 端對端協定（Peer-to-Peer protocol）

互相連線中的電腦，依照通訊協定所需功能區分為數個層次，每一層次負責某一部分功能，因此電腦間的相對層次間必須協議出共同的工作模式，這個協議稱為『端對端協定』（Peer-to-Peer protocol）。如果通訊中的電腦，其通訊協定中所有層次都能協議出共同認定的方法來通訊，對通訊協定而言，整個通訊協定的製作便算成功。但在不對稱的層次間 (譬如第四層和對方第六層或第五層) 則不受此限。

依照此方法才能將各個功能層次完全分割出來，也才能容易地實現網路通訊協定。

1-6-3 介面程序的連接

一般主機電腦都屬於『多元程式系統』（Multiprogramming System），也就是說在一部電腦內也許會有多個應用程式在執行。每一個應用程式呼叫任何一層通訊協定時，所產生的程式稱之為通訊軟體。一個應用程式在每一層裡也許會產生一個以上的通訊軟體，而這些上下層的通訊軟體之間的聯繫必須透過『服務存取點』（Service Access Point, SAP）。所謂服務存取點就是層次介面所產生的邏輯編號，每一個邏輯編號代表一條『虛擬鏈路』（Virtual Link）。如圖 1-5 所示，第 N+1 層通訊軟體呼叫第 N 層通訊協定，所產生的服務存取點便表示已銜接（Attach）到第 N 層；第 N 層也用同樣的方法連接到第 N-1 層。兩端應用程式就是利用這些虛擬鏈路串接在一起，這也稱為『連線』（Connection）。這條連線提供彼此通訊的管道，因此，通訊連線必須具有下列特性：

  • 通訊語法（Syntax）：制定資料傳送格式。

  • 資料語意（Semantics）：制定傳送資料之各欄位意義及錯誤處理方法。

  • 時序（Timing）：制定彼此傳送之速度控制及順序。

依照這些特性所攜帶的訊息才能使通訊雙方同等層次之間溝通，也就是所謂通訊協定的製作。例如，圖 1-5 之中，通訊雙方的第 N 層之間的協定所示。

圖1-5 通訊軟體之間的連線與通訊

 

翻轉工作室：粘添壽

 

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