网络协议及ip地址
网络协议IP与ICMP协议的工作原理与应用
网络协议IP与ICMP协议的工作原理与应用网络通信的顺畅与安全离不开各种网络协议的支持与应用。
其中，IP协议（Internet Protocol）和ICMP协议（Internet Control Message Protocol）作为网络中最为重要的两种协议，在数据传输与网络故障排查等方面有着重要的作用。
本文将深入探讨IP和ICMP协议的工作原理及其应用。
一、IP协议的工作原理IP协议是网络中使用最广泛的网络协议之一，它负责在因特网上对数据包进行路由选择和转发。
IP协议使用IP地址来识别网络上的每个设备，并通过路由表来确定数据包的传递路径。
1. IP地址IP地址由32位二进制数表示，分为4个8位的数字段，每个数字字段用点分隔开，例如192.168.0.1。
IP地址分为两个部分：网络地址和主机地址。
网络地址用于标识网络，主机地址用于标识网络中的具体设备。
2. 路由选择与转发当数据包从源主机发送到目标主机时，它经过多个网络设备和网络节点。
路由选择是指在传输过程中选择最佳路径的过程。
IP协议通过路由表来确定数据包传递的路径，根据目标IP地址和子网掩码匹配的规则选择下一个转发设备。
3. 分包与组包IP协议为了适应网络传输的需求，将大的数据包进行分片，每个分片都有独立的IP头部和尾部。
当接收端收到分片后，会根据IP头部中的标识字段将它们组装成原始的数据包。
二、ICMP协议的工作原理ICMP 协议是一种封装在 IP 协议中的协议，它主要用于在 IP 网络中传递错误信息和状态信息。
ICMP协议常被称为网络的诊断工具，它可以用于网络连接测试、网络故障排查以及传递诸如超时、不可达等错误信息。
1. ICMP消息类型ICMP消息分为多种类型，包括回显请求和回显应答（Ping），目标不可达通知，时间超时通知等。
每种类型的ICMP消息都有自己特定的格式和含义，用于在网络中传递不同的信息。
2. Ping测试Ping测试是ICMP协议经常使用的一种网络测试方式，它通过发送ICMP回显请求消息到目标主机，并接收回显应答消息来判断网络连接是否正常。
网络层协议介绍
网络层协议介绍一、引言网络层协议是计算机网络体系结构中的重要组成部分，它负责实现数据包在网络中的传输和路由功能。
本协议旨在介绍网络层协议的基本概念、特点、功能和应用。
二、协议概述网络层协议是计算机网络中的第三层协议，位于传输层和数据链路层之间。
它的主要任务是将数据包从源主机传输到目标主机，并负责选择最佳的传输路径。
网络层协议在不同的网络环境中有不同的实现方式，常见的网络层协议有IP协议、IPX协议、OSPF协议等。
三、IP协议介绍IP（Internet Protocol）协议是最常用的网络层协议之一，它是基于互联网体系结构设计的。
IP协议的主要特点包括：1. IP地址：IP协议使用32位的IP地址来唯一标识网络中的主机和路由器。
IP 地址分为IPv4和IPv6两种格式，其中IPv4地址由四个8位字段组成，IPv6地址由八个16位字段组成。
2. 数据分组：IP协议将数据分为多个数据包进行传输，每个数据包包含源IP 地址、目标IP地址和数据内容等信息。
3. 路由选择：IP协议通过路由选择算法选择最佳的传输路径，以保证数据包能够快速、可靠地传输到目标主机。
四、IPX协议介绍IPX（Internetwork Packet Exchange）协议是Novell NetWare网络操作系统使用的网络层协议。
IPX协议的主要特点包括：1. 地址格式：IPX协议使用48位的MAC地址来唯一标识网络中的主机和路由器。
2. 数据分组：IPX协议将数据分为多个数据包进行传输，每个数据包包含源MAC地址、目标MAC地址和数据内容等信息。
3. 路由选择：IPX协议使用基于距离矢量的路由选择算法，通过比较路径的距离和质量来选择最佳的传输路径。
五、OSPF协议介绍OSPF（Open Shortest Path First）协议是一种开放式的链路状态路由协议，用于在大型网络中选择最佳的传输路径。
OSPF协议的主要特点包括：1. 链路状态数据库：OSPF协议通过交换链路状态信息来构建网络拓扑图，并将其存储在链路状态数据库中。
ip协议的语法
IP协议的语法一、IP协议简介IP（Internet Protocol）协议是互联网中最基本的网络协议之一，它负责在网络中传输数据包。
IP协议定义了数据包的格式和交换方式，是实现互联网通信的核心。
二、IP协议的语法结构IP协议的语法结构包括IP头部和IP数据部分。
1. IP头部IP头部是IP数据包的固定长度部分，由20个字节组成，包含了一些必要的信息，如源IP地址、目的IP地址、协议版本等。
2. IP数据部分IP数据部分是IP数据包的变长部分，它可以携带各种类型的数据，如文本、图片、音频等。
三、IP地址IP地址是IP协议中用于标识网络中设备的一串数字，它是网络中唯一的标识符。
IP地址由32位二进制数表示，通常以点分十进制的形式呈现。
1. IPv4地址IPv4地址是目前广泛使用的IP地址类型，它由4个8位数字组成，取值范围为0-255。
例如，192.168.0.1是一个常见的IPv4地址。
2. IPv6地址IPv6地址是IPv4地址的升级版，它由8组16位的十六进制数字组成，取值范围为0-FFFF。
IPv6地址的长度较长，可以提供更多的地址空间。
四、IP协议的工作原理IP协议的工作原理可以分为路由选择和数据传输两个阶段。
1. 路由选择路由选择是IP协议中的一个重要步骤，它决定了数据包从源地址到目的地址的路径。
路由选择是通过路由器来完成的，路由器根据路由表中的信息选择最佳路径。
2. 数据传输数据传输是IP协议中的另一个关键步骤，它负责将数据包从源地址传输到目的地址。
数据传输是通过将数据包逐跳传输的方式实现的，每个路由器都会根据IP头部中的目的IP地址来进行转发。
五、IP协议的特点IP协议具有以下几个特点：1.无连接性：IP协议是一种无连接的协议，每个数据包都是独立传输的，不需要建立和维护连接。
2.不可靠性：IP协议对数据包的传输没有任何保证，可能会出现丢包、重复、乱序等问题。
3.最大传输单元（MTU）：IP协议规定了数据包的最大长度，超过最大长度的数据包需要进行分片处理。
IP地址的网络协议和标准
IP地址的网络协议和标准在当今数字化时代，Internet Protocol (IP) 地址被广泛应用于连接计算机和网络设备，实现全球范围内的数据传输。
作为网络通信的基础，IP地址的网络协议和标准起着关键的作用。
本文将介绍IP地址的概念、IP协议的发展以及IP地址规划与管理的标准。
IP地址是指互联网中每个网络和每台连接到网络上的设备所分配的唯一标识。
它由一串数字组成，通常以点分四段的形式表示，如192.168.1.1。
IP地址分为IPv4和IPv6两个版本，其中IPv4是目前数量较多的版本，而IPv6则为互联网未来的发展提供了更大的扩展性。
IP协议作为互联网传输层的核心协议，负责将数据包从源设备传输到目标设备。
它定义了数据包的格式、传输方式以及数据包在网络中的路由选择。
IP协议使用IP地址来标识源和目标设备，以确保数据能够正确地传输到指定的目的地。
随着互联网的迅速发展，IP协议也在不断演进。
最初的IP协议是由美国国防部研究项目ARPANET所采用的，而后经过多次改进和扩展，诞生了IPv4协议。
然而随着互联网的蓬勃发展，IPv4地址资源日益枯竭，为此，IPv6协议应运而生。
IPv6地址长度更长，可以提供更多的地址空间，以满足未来互联网中设备的增长需求。
为了更好地管理和规划IP地址的分配和使用，相关标准和组织机构也应运而生。
其中最重要的是互联网工程任务组（IETF）和互联网协会（IANA）。
IETF负责制定和发展互联网技术标准，并维护IP协议的规范。
而IANA则负责全球IP地址和域名的分配。
此外，各个国家和地区还设立了国家互联网注册机构（RIR），负责管理本地区IP 地址的分配和注册。
在实际应用中，IP地址的规划和管理非常重要。
合理的IP地址规划可以提高网络的可用性和效率，减少IP冲突和地址浪费的问题。
常用的IP地址规划方法包括子网划分、地址分类和私有IP地址的使用。
通过这些方法，网络管理员可以根据实际需求灵活地分配IP地址，确保网络正常运行。
局域网中的网络协议有哪些
局域网中的网络协议有哪些在局域网中，网络协议扮演着非常重要的角色，它们定义了数据传输的规则和方式，保证了网络通信的顺畅进行。
下面将介绍一些常见的局域网中的网络协议。
1. TCP/IP协议TCP/IP协议是互联网常用的协议，在局域网中也得到广泛应用。
TCP（传输控制协议）负责数据的可靠传输，确保数据的完整性和有序性；而IP（网际协议）则负责将数据进行分组和寻址，实现数据的路由。
2. DHCP协议动态主机配置协议（DHCP）是一种自动分配IP地址的协议。
在局域网中，DHCP服务器可以自动为连接到网络的设备分配IP地址、子网掩码、默认网关和DNS服务器等网络参数，简化了网络管理的难度。
3. DNS协议域名系统（DNS）是一个将域名和IP地址相互映射的分布式数据库系统。
在局域网中，DNS协议负责将用户输入的域名转换为对应的IP地址，使得用户可以通过域名访问网络资源，而无需记住复杂的IP地址。
4. UDP协议用户数据报协议（UDP）是一种无连接的传输协议。
与TCP不同，UDP不提供数据的可靠传输和有序性，但传输效率更高，适用于局域网中交互性要求较高的应用，例如视频播放、实时通信等。
5. ICMP协议互联网控制消息协议（ICMP）是用于在IP网络中传递控制消息的协议。
在局域网中，ICMP协议常用于网络故障排查和诊断，例如ping 命令就是基于ICMP协议来测试两台设备之间的连通性。
6. ARP协议地址解析协议（ARP）用于将IP地址转换为MAC地址，以实现不同设备之间的通信。
在局域网中，当一个设备需要与另一个设备通信时，会发送ARP请求来获取目标设备的MAC地址，然后才能进行数据传输。
7. HTTP协议超文本传输协议（HTTP）是一种用于传输超媒体文档（例如HTML）的应用层协议。
在局域网中，HTTP常用于浏览器与服务器之间的通信，实现网页的浏览和数据的传输。
8. FTP协议文件传输协议（FTP）用于在计算机之间进行文件的传输。
IP协议 (通俗易懂),IP协议的主要功能及实现原理,IP地址分类,IP数据包分片,IP数据报格式。
IP协议（通俗易懂），IP协议的主要功能及实现原理，IP地址分类，IP数据包分片，IP数据报格式。
「主页」：士别三日wyx「简介」：CSDN top100、阿里云博客专家、华为云享专家、网络安全领域优质创「专栏简介」：此文章已录入专栏《计算机网络零基础快速入门》本章重点1.IP协议的作用是什么？2.IP地址分类有哪些？3.IP数据包为什么分片？怎么分片？IP是一种「不可靠」的「端到端」的数据包「传输服务」，主要实现两个功能：数据传输和数据分片。
一、IP地址IP协议根据「IP地址」将数据传输到指定的目标主机，就像你寄快递的时候需要提供一个收货地址一样。
IP地址是全世界唯一的 32 位「二进制」数，通常用4位点分十进制来表示。
在 cmd 中执行 ipconfig 命令，查看本机的IP地址：为了便于寻址以及层次化构造网络，每个IP地址分为「网络号码」和「主机号码」两个部分，同一个物理网络上的所有主机都使用同一个网络号码。
1）IP地址分类IP地址分为A、B、C、D、E五类。
A类地址第一段是网络号码，剩下三段是主机号码；B类地址前两段是网络号码，剩下两段是主机号码；C类地址前三段是网络号码，最后一段是主机号码；类别IP范围子网掩码描述A类（1~126）1.0.0.1 ~127.255.255.254255.0.0.0共有126个网络，每个网络有1600万台主机，适合大规模的网络。
B类（128~191）128.0.0.1 ~191.255.255.254255.255.0.0共有16384个网络，每个网络有6万台主机，适合中等规模的网络。
C类（192~223）192.0.0.1 ~233.255.255.254255.255.255.0共有209万个网络，每个网络有254台主机，适合小型网络。
D类224.0.0.0 ~ 组播地址类别IP范围子网掩码描述（224~239）239.255.255.255E类（240~255）240.0.0.0 ~255.255.255.254保留地址2）私有IP地址A、B、C类地址中，分为公有IP和私有IP。
IP地址的网络协议和数据包分析方法
IP地址的网络协议和数据包分析方法IP地址是互联网中用于识别和定位设备的一种标识符。
它是由32位或128位构成的数字，用于唯一表示网络中的主机或者路由器。
IP 地址的网络协议和数据包分析方法对于网络技术的理解和应用至关重要。
一、IP地址的网络协议在互联网中，IP地址是基于网络协议进行分配和使用的。
Internet 协议(IP)是一种网络协议，用于将数据包从源主机传输到目的主机。
IP 协议的主要功能包括数据包的路由和寻址。
IP地址的网络协议定义了数十亿个设备在互联网上的通信方式，为互联网的稳定运行提供了基础。
1. IPv4和IPv6IPv4是目前广泛使用的IP协议版本，使用32位地址来表示设备。
然而，随着互联网的迅速发展和设备数量的不断增加，IPv4的地址空间已经不足以满足需求。
为了解决这个问题，IPv6被提出，使用128位地址来增加了地址空间，可以支持更多的设备连接到互联网。
2. IP地址的分类在IPv4中，IP地址可以根据网络的规模进行分类。
常见的分类方式有以下几种：- A类地址：用于大型网络，前8位用于网络部分，后24位用于主机部分。
- B类地址：用于中等规模的网络，前16位用于网络部分，后16位用于主机部分。
- C类地址：用于小型网络，前24位用于网络部分，后8位用于主机部分。
- D类地址：用于多播地址。
- E类地址：用于保留地址。
二、数据包分析方法为了识别和分析网络中的数据包，数据包分析成为了网络工程师的重要技能。
数据包分析可以帮助网络管理人员监测网络的性能、排查故障并进行网络安全分析。
以下是几种常见的数据包分析方法：1. 抓包工具抓包工具是用于捕获和显示网络数据包的应用程序。
常见的抓包工具包括Wireshark、tcpdump等。
通过抓包工具，可以详细查看数据包的各个字段，如源IP地址、目的IP地址、协议类型等，从而进行网络分析和故障排查。
2. 数据包分析原理在数据包分析过程中，需要了解数据包的结构和各个字段的含义。
几种网络协议的定义及区别
几种网络协议的定义及区别网络协议是指在计算机网络中，用于规定数据如何在不同计算机之间进行传输和交换的一套规则和约定。
它是确保网络通信顺利进行的基础，不同的网络协议可以实现不同的功能。
本文将介绍几种常见的网络协议，并对它们的定义及区别进行详细解析。
一、IP协议IP协议（Internet Protocol）是互联网上最主要的网络协议之一，它定义了不同计算机在网络上的逻辑地址，即IP地址，以及数据在网络中的传输方式。
IP协议可以将数据分割成小的数据包（Packet）并通过网络逐个传输。
它支持数据的可靠传输，但不保证数据的顺序性和完整性，因此需要结合其他协议来保证。
二、TCP协议TCP协议（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的协议，它在IP协议的基础上提供可靠的数据传输和数据顺序保证。
TCP协议通过建立连接、数据分段、流量控制、拥塞控制等机制，保证数据的可靠传输。
它在传输效率上稍低于UDP协议，但能够提供更高的数据可靠性。
三、UDP协议UDP协议（User Datagram Protocol）是一种面向无连接的协议，它不需要建立连接，直接通过网络传输数据。
UDP协议的优点是传输效率高，不需要像TCP协议一样进行连接的建立和释放，适用于对实时性要求较高的应用，如视频、音频等。
但UDP协议不提供数据可靠性保证，在传输过程中无法保证数据的完整性和顺序性。
四、HTTP协议HTTP协议（Hypertext Transfer Protocol）是一种应用层协议，它定义了客户端和服务器之间进行信息传输的规范。
HTTP协议主要用于在web 浏览器和服务器之间传输超文本文档，通过请求-响应的方式进行通信。
HTTP协议使用TCP协议作为传输层协议，通过 URL（统一资源定位符）来确定要访问的资源。
五、SMTP协议SMTP协议（Simple Mail Transfer Protocol）是一种电子邮件传输协议，它用于在邮件服务器之间传输邮件。
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2.OSI模型
OSI模型介绍 物理层 数据链路层 网络层 传输层 会话层 表示层 应用层
2.1OSI模型介绍
OSI(Open Systems Interconnection)是开 放系统互联参考模型，它是由ISO （International Standards Organization）国 际标准化组织所制定。
• 差错检测和恢复。
2.4 网络层
网络层主要功能： 路由选择和中继 激活、终止网络连接 在一条数据链路上复用多条网络连接,多采取分时复用 技术 差错检测与恢复 第三层 网络层 (Network Layer) 排序,流量控制 第二层 数据链路层 (Data Link Layer) 服务选择 第一层 物理层 (Physical Layer) 网络管理
OSI模型的服务、接口、协议是分开的，所以比TCP/IP由 更好的稳定性和维护性。 OSI缺点： 分层太多 功能重复，如出错会重复出现，效率低。 TCP/IP缺点： 没区分服务、接口、协议，协议以后不好发展。 物理层不细，其实只是链路层和物理层间的接口，并没有 协议。
ARP-地址解析
2.8 应用层
应用层向应用程序提供 服务，这些服务按其向 应用程序提供的特性分 成组，并称为服务元素。 应用层功能：在实现多 个系统应用进程相互通 信的同时,完成一系列业 务处理所需的服务。
第七层 第六层 应用层 (Application Layer) 表现层 (Presentation Layer)
1.3 TCP/IP的优势
TCP/IP提供了一个连接不同系统的技术。它可以 通过网关路由到不同网络。 TCP/IP提供了稳定、跨平台的服务器和客户端的 网络架构。 TCP/IP提供了访问Internet的方法。它可以建立 VPN实现远程访问。
Internet标准化组织
ISOC(Internet Society):创建于1992年，是一个全球 性的组织，负责INTERNET的技术和应用软件。 IAB（Internet Architeture Board）:IAB是INTERNET SOCEITY中的技术小组，负责制定INTERNET标准，出版RFC 和监督INTERNET 标准进程。 IETF(Internet Engineering Task Force): 重点开发 Internet中出现的问题和需求解决方案，并且开发 Internet的标准和协议。 IRTF(Internet Research Task)：负责协调所有与TCP/IP 相关的研究项目 。
2.5 传输层
传输层是两台计算机经过网络 进行数据通信时,第一个端到 端的层次，具有缓冲作用。 传输层功能： 它采用分流/合流，复用/介复 用技术来调节上述通信子网的 差异,使会话层感受不到。 此外传输层还要具备差错恢复， 流量控制等功能,以此对会话 层屏蔽通信子网在这些方面的 细节与差异。
第四层 第三层
第六层
表现层 (Presentation Layer)
第五层
第四层 第三层 第二层 第一层
会话层 (Session Layer)
传输层 (Transport Layer) 网络层 (Network Layer) 数据链路层 (Data Link Layer) 物理层 (Physical Layer)
3.3 传输层
传输层是TCP/IP模型中非常特殊和重要的 一层。它包括了OSI传输层、会话层、表示 层和应用层的各部分功能。包含两个传输 协议（TCP协议和UDP协议）在计算机之间 提供通信对话。
3.4
应用层
应用程序间沟通的层，如简单电子邮 件传输（SMTP）、文件传输协议（FTP）、 网络远程访问协议（Telnet）等。
IP协议封包内容
3.6 UDP(User Datagram Protocol) 数据报协议
传输层的的第二个协议UDP协议 非面向连接的协议，不能提供可靠的传输。 开销小、速度快。 使用于流动音频、视频、广播和实时数据传输。 UDP端口（与TCP端口相独立）
UDP数据报头
报头字段名 位数 功能
网络协议及ip地址
学习目标
了解OSI模型 了解TCP/IP模型
学习内容
TCP/IP简介 OSI模型 TCP/IP模型 OSI和TCP/IP比较
1.TCP/IP简介
什么是TCP/IP？ TCP/IP简介 TCP/IP的优势
1.1 什么是TCP/IP？
TCP/IP(Transmission Control Protocol / Internet Protocol)是一 个设计用于广域网的工业标准协议。
TCP/IP模型
第四层 应用层 (Application Layer) 第三层 传输层 (Transport Layer)
TCP
IP
UDP
第二层 网际层（Internet Layer）
ICMP IGMP ARP
第一层 网络层(Network Interface Layer)
3.1 网络层
网络层： 是模型的最低层，负责将帧放进线路，或从线 路中取下帧。TCP/IP的网络层对应着OSI的物理层 和数据链路层。这也就是为什么这一层包含物理 通信介质和在这些介质上传送帧的通信协议 。
源端口号 目的端口号
消息长度 校验和
16 16
16 16
发送主机的UPD端口 目标主机的UDP端口
UDP消息的长度 验证报头是否损坏
TCP
IP
UDP ARP
ICMP IGMP
TCP和UDP的区别
TCP 面向连接 传输大量的数据 可靠的 UDP 面向非连接 即时传输少量数据 不可靠的
4. OSI和TCP/IP比较
1.2 TCP/IP简介
1969 年﹐美国政府机构试图发展出一套机制﹐用来 连接各个离散的网络系统。 1983 年﹐美国国防部下令用于连接长距离的网络的 电话都必须适应 TCP/IP。 1985 年开始﹐TCP/IP 网络迅速扩展至美国﹑欧洲好 几百个大学﹑政府机构﹑研究实验室，每年以超过 15% 的速度成长 。
第一层
物理层 (Physical Layer)
2.3 数据链路层
数据链路可以粗略地理解为 数据通道。 链路层的主要功能：
• 链路连接的建立，拆除，分 离。 • 帧定界和帧同步。 • 顺序控制,指对帧的收发顺 序的控制。
第二层 第一层 数据链路层 (Data Link Layer) 物理层 (Physical Layer)
报头格式
32 位
源端口 顺序号 确认号 数据 偏移 填充 校验和 可选项 数 据
U AP R S F R CS SY I G KH T N N
目的 端 口
窗口大小主 机 ACK ACK & FIN 目 的 主
机
HTTP(HyperTextTransfer Protocol):World Wide Web通讯协议。 FTP(File Transfer Protocol):文件传输协议。 SMTP (Simple Mail Transfer Protocol):简单邮件 传送协议。 Telnet：远程登陆访问协议。 DNS(Domain Name System):域名解析协议。 SNMP ( Simple Network Management Protocol):简 单网管协议。
主机必须知道相互间的硬件地址才能相互通信。 ARP负责将主机的IP地址转换为物理地址（硬件地址、MAC 地址）。 ARP缓存：获得硬件地址后，IP地址到物理地址的映射就存 到ARP缓存。
ARP缓存：是一张二维表存储了IP与硬件地址的映射
IP地址
OSI 模型
第七层 第六层 第五层 第四层 第三层 应用层 (Application Layer) 表现层 (Presentation Layer) 会话层 (Session Layer) 传输层 (Transport Layer) 网络层 (Network Layer)
第二层
第一层
数据链路层 (Data Link Layer)
物理层 (Physical Layer)
2.2 物理层
物理层是OSI的第一层，他为设备之间的数据通信提供传输媒体 及互连设备，为数据传输提供可靠的环境。 物理层的主要功能：
• 为数据端设备提供传送数据的通路, 。 • 传输数据。一是要保证数据能在其上正确通过，二是要提供足够的 带宽(带宽是指每秒钟内能通过的比特(BIT)数),以减少信道上的拥 塞。传输数据的方式能满足点到点,一点到多点,串行或并行,半双工 或全双工，同步或异步传输的需要。
3.5 TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议
TCP数据包结构：TCP数据包=TCP报头+数据
套接字（Scoket）-WinScok：他的作用是建立连 接。 Scoket=IP+TCP(UDP)+Port 端口号：主机本地16位号码。应用程序使用特定 的TCP端口号与其他应用程序通信。
第五层 第四层 第三层 第二层
会话层 (Session Layer) 传输层 (Transport Layer) 网络层 (Network Layer) 数据链路层 (Data Link Layer)
第一层
物理层 (Physical Layer)
2.7 表示层
表示层的作用之一是为异种 机通信提供一种公共语言， 以便能进行互操作。 表示层功能： 表示层设计了3类15种功能 单位,其中上下文管理功能 单位就是沟通用户间的数据 编码规则,以便双方有一致 的数据形式,能够互相认识。