數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)01 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化

1、第1章 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化,RCNA_T001,教學(xué)目標(biāo),通過(guò)本章學(xué)習(xí)使學(xué)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(guò)程中數(shù)據(jù)的封裝與解封裝的過(guò)程； 3、掌握TCP/IP協(xié)議棧中各層的常見(jiàn)協(xié)議的特點(diǎn)； 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(guò)程 TCP/IP協(xié)議棧,課程議題,OSI七層參考模型概述,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)介紹,計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是將分布在不同地理位置，具有獨(dú)立功能的多臺(tái)計(jì)算機(jī)，通過(guò)通信線(xiàn)路和通信設(shè)備相互連接起來(lái)，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，實(shí)現(xiàn)資源共享。,OSI參考模型,OSI的概念 Open System Interconnect開(kāi)放系統(tǒng)互連

2、參考模型，是由ISO（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn) 提供不同廠(chǎng)商間的接口標(biāo)準(zhǔn) 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(huì)話(huà)層、表示層、應(yīng)用層。,OSI參考模型體系結(jié)構(gòu),特點(diǎn) OSI模型每層都有自己的功能集； 層與層之間相互獨(dú)立又相互依靠； 上層依賴(lài)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(huì)話(huà)層,6.表示層,面向用戶(hù)應(yīng)用,面向數(shù)據(jù)傳輸,7.應(yīng)用層,OSI參考模型,網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的過(guò)程是按照OSI參考模型的層次結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的。,5.會(huì)話(huà)層,6.表示層,7.應(yīng)

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(huì)話(huà)層,6.表示層,7.應(yīng)用層,數(shù)據(jù),3.網(wǎng)絡(luò)層,應(yīng)用層,應(yīng)用層的作用 為應(yīng)用軟件提供接口，使應(yīng)用程序能夠使用網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 常見(jiàn)的應(yīng)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(huì)話(huà)層,會(huì)話(huà)層的作用 建立、維護(hù)、管理應(yīng)用程序之間的會(huì)話(huà)。 功能 對(duì)話(huà)控制 同步,傳輸層,傳輸層的作用 負(fù)責(zé)建立端到端的連接，保證報(bào)文在端到端之間的傳輸 傳輸層的功能 服務(wù)點(diǎn)編址、分段與重組、連接控制、流量控制、差錯(cuò)控制

4、,網(wǎng)絡(luò)層,網(wǎng)絡(luò)層的作用 負(fù)責(zé)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(jìn)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(cuò)控制、接入控制,物理層,物理層的作用 負(fù)責(zé)發(fā)送和接收二進(jìn)制信號(hào) 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(hào)的傳輸模式 定義網(wǎng)絡(luò)物理拓?fù)?允許接入網(wǎng)絡(luò)資源,應(yīng)用層,表示層,會(huì)話(huà)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(huì)話(huà),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(jī)械的和電氣的規(guī)約,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換、 加密和壓縮,提供可靠的端到端的 報(bào)文傳輸和差錯(cuò)控制,將分組數(shù)據(jù)封裝成幀； 提供節(jié)點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)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(guò)程,數(shù)據(jù)的發(fā)送報(bào)文封裝,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù),數(shù)據(jù),網(wǎng)絡(luò)層報(bào)頭,數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)鏈路層報(bào)頭,0101110101001000010,源端口、目的端口,源IP、目的IP、協(xié)議號(hào),源MAC、目的MAC、幀類(lèi)型,二進(jìn)制流“0、1”,傳輸層報(bào)頭,數(shù)據(jù)通信過(guò)程,數(shù)據(jù),網(wǎng)絡(luò)層報(bào)頭 + 傳輸層報(bào)頭 + 數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)鏈路層報(bào)頭,傳輸層報(bào)頭+ 數(shù)據(jù),網(wǎng)絡(luò)層報(bào)頭,數(shù)據(jù),傳輸層報(bào)頭,0101110101001000010,數(shù)據(jù)的接收?qǐng)?bào)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(shí)現(xiàn)的功能,TCP/IP中的主流協(xié)議,應(yīng)用層,表示層,會(huì)話(huà)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(yīng)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(yīng)用層協(xié)議,HTTP 超文本傳輸協(xié)議，提供瀏覽網(wǎng)頁(yè)服務(wù) Telnet 遠(yuǎn)程登陸協(xié)議，提供遠(yuǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)單文件傳輸協(xié)議，提供簡(jiǎn)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(hù)報(bào)文協(xié)議)屬于無(wú)連接的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,應(yīng)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(jī)到主機(jī)傳輸,傳輸層 端到端可靠傳輸,互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),報(bào) 文,報(bào) 文,端口號(hào),傳輸層利用端口號(hào)來(lái)區(qū)分上層的應(yīng)用協(xié)議。,HTTP FTP DNS TFTP,傳輸層,應(yīng)用層,端口80 20、21 53 69,源/目的端口號(hào),應(yīng)用客戶(hù)端使用的源端口號(hào)一般為系統(tǒng)中未使用的且大于1

8、023； 目的端口號(hào)為服務(wù)器端應(yīng)用服務(wù)的進(jìn)程。如telnet為23。,主機(jī) B,常見(jiàn)的端口號(hào),端口號(hào)的分類(lèi)范圍 Well-known端口：0-1023 注冊(cè)端口： 1024-49151 動(dòng)態(tài)或私有端口：49152-65535,TCP協(xié)議,TCP協(xié)議特點(diǎn) 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(jìn)行流量控制,TCP的工作過(guò)程,Seq序列號(hào) 標(biāo)識(shí)該數(shù)據(jù)段在已發(fā)送數(shù)據(jù)流中的位置 Ack應(yīng)答 發(fā)送方通過(guò)返回一條消息來(lái)驗(yàn)證數(shù)據(jù)已被接收,1028,23,DP.,101,Seq.,301,Ack.,SP.,客戶(hù)端A,服務(wù)器B,TCP三次握手,注：TC

9、P協(xié)議通過(guò)四次握手?jǐn)嚅_(kāi)連接,客戶(hù)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(dòng)窗口,源端口號(hào)(16比特),目的端口號(hào) (16比特),其它UDP控制信息,數(shù)據(jù),校驗(yàn)和 (16比特),8字節(jié),UDP應(yīng)用在對(duì)延時(shí)比較敏感或不要求確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)。,UDP段格式,網(wǎng)絡(luò)層,網(wǎng)絡(luò)層也叫Internet層 負(fù)責(zé)將分組報(bào)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(fù)責(zé)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(guò)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(cè)試目的端的可達(dá)性(ping) 測(cè)試到達(dá)目的端的路徑 (tracert,pathping,traceroute,擴(kuò)展ping) 應(yīng)用 Ping命令基于ICMP的兩種報(bào)文應(yīng)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(bào)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(fù)責(zé)將已知IP地址解析為MAC地址 ARP工作過(guò)程 ARP請(qǐng)求報(bào)文：廣播 ARP應(yīng)答報(bào)文：?jiǎn)尾?RARP協(xié)議

11、 負(fù)責(zé)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(biāo)準(zhǔn) MAC層管理網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的物理地址，物理地址也被稱(chēng)作MAC地址。 LLC層主要負(fù)責(zé)對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行封裝，使得協(xié)議能在物理線(xiàn)路上傳輸。,數(shù)據(jù),源地址,幀檢測(cè)序列,類(lèi)型,目的地址,可變,2,6,6,4,XXXXXX XXXXXX,由廠(chǎng)商分配給設(shè)備,由IEEE分配給廠(chǎng)商(如:銳捷網(wǎng)絡(luò)00-D0-F8),前導(dǎo)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(jìn)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(guò)程 TCP/IP協(xié)議棧,課后習(xí)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(jiǎn)述OSI七層