數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)01 網(wǎng)絡(luò)標準化

1、第1章 網(wǎng)絡(luò)標準化,RCNA_T001,教學目標,通過本章學習使學員能夠： 1、掌握OSI七層模型的起源、作用和各層的功能； 2、熟悉網(wǎng)絡(luò)傳輸過程中數(shù)據(jù)的封裝與解封裝的過程； 3、掌握TCP/IP協(xié)議棧中各層的常見協(xié)議的特點； 4、了解以太網(wǎng)中數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)。,本章內(nèi)容,OSI七層參考模型概述 數(shù)據(jù)封裝和拆封過程 TCP/IP協(xié)議棧,課程議題,OSI七層參考模型概述,計算機網(wǎng)絡(luò)介紹,計算機網(wǎng)絡(luò)就是將分布在不同地理位置，具有獨立功能的多臺計算機，通過通信線路和通信設(shè)備相互連接起來，進行數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)資源共享。,OSI參考模型,OSI的概念 Open System Interconnect開放系統(tǒng)互連

2、參考模型，是由ISO（國際標準化組織）定義的。 OSI模型的目的 規(guī)范不同系統(tǒng)的互聯(lián)標準 提供不同廠商間的接口標準 OSI模型分為七層 OSI把網(wǎng)絡(luò)按照層次分為七層，由下到上分別為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。,OSI參考模型體系結(jié)構(gòu),特點 OSI模型每層都有自己的功能集； 層與層之間相互獨立又相互依靠； 上層依賴于下層，下層為上層提供服務(wù)。,4.傳輸層,2.數(shù)據(jù)鏈路層,3.網(wǎng)絡(luò)層,1.物理層,5.會話層,6.表示層,面向用戶應用,面向數(shù)據(jù)傳輸,7.應用層,OSI參考模型,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的過程是按照OSI參考模型的層次結(jié)構(gòu)運動的。,5.會話層,6.表示層,7.應

3、用層,4.傳輸層,2.數(shù)據(jù)鏈路層,1.物理層,4.傳輸層,2.數(shù)據(jù)鏈路層,3.網(wǎng)絡(luò)層,1.物理層,5.會話層,6.表示層,7.應用層,數(shù)據(jù),3.網(wǎng)絡(luò)層,應用層,應用層的作用 為應用軟件提供接口，使應用程序能夠使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 常見的應用層協(xié)議 http、ftp、smtp、pop3、telnet、dns等,表示層,表示層的作用 數(shù)據(jù)的解碼和編碼 數(shù)據(jù)的加密和解密 數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮,會話層,會話層的作用 建立、維護、管理應用程序之間的會話。 功能 對話控制 同步,傳輸層,傳輸層的作用 負責建立端到端的連接，保證報文在端到端之間的傳輸 傳輸層的功能 服務(wù)點編址、分段與重組、連接控制、流量控制、差錯控制

4、,網(wǎng)絡(luò)層,網(wǎng)絡(luò)層的作用 負責將分組數(shù)據(jù)從源端傳輸?shù)侥康亩?網(wǎng)絡(luò)層功能 為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供邏輯地址 進行路由選擇、分組轉(zhuǎn)發(fā),數(shù)據(jù)鏈路層,數(shù)據(jù)鏈路層的作用 為網(wǎng)絡(luò)層提供透明和可靠的傳輸服務(wù)，在不可靠的物理鏈路上，提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù) 數(shù)據(jù)鏈路層的功能 組幀、物理編址、流量控制、差錯控制、接入控制,物理層,物理層的作用 負責發(fā)送和接收二進制信號 物理層功能 定義接口和媒體的物理特性 定義位的表示、數(shù)據(jù)傳輸速率、信號的傳輸模式 定義網(wǎng)絡(luò)物理拓撲,允許接入網(wǎng)絡(luò)資源,應用層,表示層,會話層,傳輸層,網(wǎng)絡(luò)層,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,建立、管理和終止會話,將分組從源端傳送到目的端； 提供網(wǎng)絡(luò)互聯(lián),在媒體上傳輸比特；

5、 提供機械的和電氣的規(guī)約,對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換、 加密和壓縮,提供可靠的端到端的 報文傳輸和差錯控制,將分組數(shù)據(jù)封裝成幀； 提供節(jié)點到節(jié)點方式的傳輸,各層間的聯(lián)系,課程議題,數(shù)據(jù)封裝和拆封過程,數(shù)據(jù)的發(fā)送報文封裝,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù),數(shù)據(jù),網(wǎng)絡(luò)層報頭,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)鏈路層報頭,0101110101001000010,源端口、目的端口,源IP、目的IP、協(xié)議號,源MAC、目的MAC、幀類型,二進制流“0、1”,傳輸層報頭,數(shù)據(jù)通信過程,數(shù)據(jù),網(wǎng)絡(luò)層報頭 + 傳輸層報頭 + 數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)鏈路層報頭,傳輸層報頭+ 數(shù)據(jù),網(wǎng)絡(luò)層報頭,數(shù)據(jù),傳輸層報頭,0101110101001000010,數(shù)據(jù)的接收報文拆封,課程議題,

6、TCP/IP協(xié)議棧,TCP/IP協(xié)議棧,TCP/IP協(xié)議棧 是由一組不同功能的協(xié)議組合在一起構(gòu)成的協(xié)議棧 利用一組協(xié)議完成OSI所實現(xiàn)的功能,TCP/IP中的主流協(xié)議,應用層,表示層,會話層,傳輸層,網(wǎng)絡(luò)層,數(shù)據(jù)鏈路層,物理層,IP,ICMP,IGMP,RARP,ARP,UDP,TCP,各種應用程序?qū)?SMTP,FTP,DNS,SNMP,NFS,TFTP,由底層網(wǎng)絡(luò)定義的協(xié)議,Ethernet,Token-Ring,FDDI,X.25,Wirless,ATM,應用層協(xié)議,HTTP 超文本傳輸協(xié)議，提供瀏覽網(wǎng)頁服務(wù) Telnet 遠程登陸協(xié)議，提供遠程管理服務(wù) FTP 文件傳輸協(xié)議，提供互聯(lián)網(wǎng)文

7、件資源共享服務(wù) SMTP 簡單郵件傳輸協(xié)議，提供互聯(lián)網(wǎng)電子郵件服務(wù) POP3 郵局協(xié)議3，提供互聯(lián)網(wǎng)電子郵件服務(wù) TFTP 簡單文件傳輸協(xié)議，提供簡單的文件傳輸服務(wù),TCP(傳輸控制協(xié)議)屬于面向連接的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 UDP(用戶報文協(xié)議)屬于無連接的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,應用層,傳輸層,Internet層,物理層,數(shù)據(jù)鏈路層,傳輸層協(xié)議,網(wǎng)絡(luò)層 主機到主機傳輸,傳輸層 端到端可靠傳輸,互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),報 文,報 文,端口號,傳輸層利用端口號來區(qū)分上層的應用協(xié)議。,HTTP FTP DNS TFTP,傳輸層,應用層,端口80 20、21 53 69,源/目的端口號,應用客戶端使用的源端口號一般為系統(tǒng)中未使用的且大于1

8、023； 目的端口號為服務(wù)器端應用服務(wù)的進程。如telnet為23。,主機 B,常見的端口號,端口號的分類范圍 Well-known端口：0-1023 注冊端口： 1024-49151 動態(tài)或私有端口：49152-65535,TCP協(xié)議,TCP協(xié)議特點 TCP-傳輸控制協(xié)議 TCP屬于面向連接的協(xié)議 TCP可以提供可靠的、有序的端到端之間的傳輸，并且進行流量控制,TCP的工作過程,Seq序列號 標識該數(shù)據(jù)段在已發(fā)送數(shù)據(jù)流中的位置 Ack應答 發(fā)送方通過返回一條消息來驗證數(shù)據(jù)已被接收,1028,23,DP.,101,Seq.,301,Ack.,SP.,客戶端A,服務(wù)器B,TCP三次握手,注：TC

9、P協(xié)議通過四次握手斷開連接,客戶端A,服務(wù)器B,發(fā)送方,ACK 5 Window size = 2,接收方,Window大小為發(fā)送方或接收方的緩存大小。,TCP滑動窗口,源端口號(16比特),目的端口號 (16比特),其它UDP控制信息,數(shù)據(jù),校驗和 (16比特),8字節(jié),UDP應用在對延時比較敏感或不要求確認的數(shù)據(jù)傳輸時。,UDP段格式,網(wǎng)絡(luò)層,網(wǎng)絡(luò)層也叫Internet層 負責將分組報文從源端發(fā)送到目的端 網(wǎng)絡(luò)層作用 為網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備提供邏輯地址 負責數(shù)據(jù)包的尋徑和轉(zhuǎn)發(fā),網(wǎng)絡(luò)層,IP,ICMP,IGMP,RARP,ARP,IP數(shù)據(jù)包格式,版本： IPv4、IPv6（目前主流為IPv4） IP

10、： 32bit表示的邏輯地址 TTL: 生存周期，每經(jīng)過一次路由減，TTL值為丟棄該數(shù)據(jù)包,ICMP(網(wǎng)際控制消息協(xié)議),主要用途: 測試目的端的可達性(ping) 測試到達目的端的路徑 (tracert,pathping,traceroute,擴展ping) 應用 Ping命令基于ICMP的兩種報文應用echo request 和 echo reply 注意: 封裝成IP數(shù)據(jù)包再傳給下一層,ICMP報文,IP數(shù)據(jù),尾部,IP首部,幀的數(shù)據(jù),幀的首部,ARP(地址解析協(xié)議),ARP作用 負責將已知IP地址解析為MAC地址 ARP工作過程 ARP請求報文：廣播 ARP應答報文：單播 RARP協(xié)議

11、 負責將已知MAC地址解析為IP地址,網(wǎng)絡(luò)接口層,IEEE 802.3以太網(wǎng)標準 MAC層管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的物理地址，物理地址也被稱作MAC地址。 LLC層主要負責對各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進行封裝，使得協(xié)議能在物理線路上傳輸。,數(shù)據(jù),源地址,幀檢測序列,類型,目的地址,可變,2,6,6,4,XXXXXX XXXXXX,由廠商分配給設(shè)備,由IEEE分配給廠商(如:銳捷網(wǎng)絡(luò)00-D0-F8),前導位,MAC 地址,8,單位:字節(jié),Ethernet II的幀格式,MAC地址 由48bit構(gòu)成，采用12位16進制數(shù)表示,課程回顧,OSI七層參考模型概述 數(shù)據(jù)封裝和拆封過程 TCP/IP協(xié)議棧,課后習題,1、OSI七層模型中表示層的功能有哪些？ 2、TCP協(xié)議和UDP協(xié)議的區(qū)別有哪些？ 3、簡述OSI七層