数据通信与网络01-网络标准化ppt课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,正文,第1章 网络标准化,RCNA_T001,教学目标,通过本章学习使学员能够：,1、掌握OSI七层模型的起源、作用和各层的功能；,2、熟悉网络传输过程中数据的封装与解封装的过程；,3、掌握TCP/IP协议栈中各层的常见协议的特点；,4、了解以太网中数据的结构。,本章内容,OSI七层参考模型概述,数据封装和拆封过程,TCP/IP协议栈,课程议题,OSI七层参考模型概述,计算机网络介绍,Internet,SOHO,Server,Intranet,移动,宽带上网,计算机网络就是将分布在不同地理位置，具有独立功能的多台计算机，通过通信线路和通信设备相互连接起来，进行数据通信，实现资源共享。,OSI参考模型,OSI的概念,Open System Interconnect开放系统互连参考模型，是由ISO（国际标准化组织）定义的。,OSI模型的目的,规范不同系统的互联标准,提供不同厂商间的接口标准,OSI模型分为七层,OSI把网络按照层次分为七层，由下到上分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。,OSI参考模型体系结构,特点,OSI模型每层都有自己的功能集；,层与层之间相互独立又相互依靠；,上层依赖于下层，下层为上层提供服务。,4.传输层,2.数据链路层,3.网络层,1.物理层,5.会话层,6.表示层,面向用户应用,面向数据传输,7.应用层,OSI参考模型,网络设备传输数据的过程是按照OSI参考模型的层次结构运动的。,5.会话层,6.表示层,7.应用层,4.传输层,2.数据链路层,1.物理层,4.传输层,2.数据链路层,3.网络层,1.物理层,5.会话层,6.表示层,7.应用层,数据,3.网络层,应用层,应用层的作用,为应用软件提供接口，使应用程序能够使用网络服务,常见的应用层协议,http、ftp、smtp、pop3、telnet、dns等,应用层,用户,L7数据,到表示层,FTP,应用层,用户,L7数据,到表示层,FTP,表示层,表示层的作用,数据的解码和编码,数据的加密和解密,数据的压缩和解压缩,L7数据,数据的编码、,加密和压缩,表示层,从应用层,H6,L6数据,到会话层,L7数据,数据的解码、,解密和解压,表示层,到应用层,H6,L6数据,从会话层,会话层,会话层的作用,建立、维护、管理应用程序之间的会话。,功能,对话控制,同步,L6数据,会话层,从表示层,syn,L5数据,到传输层,syn,syn,H5,L6数据,会话层,到表示层,syn,L5数据,从传输层,syn,syn,H5,传输层,传输层的作用,负责建立端到端的连接，保证报文在端到端之间的传输,传输层的功能,服务点编址、分段与重组、连接控制、流量控制、差错控制,L5数据,传输层,从会话层,H4,L4数据,到网络层,H4,H4,L4数据,L4数据,L5数据,传输层,到会话层,H4,L4数据,从网络层,H4,H4,L4数据,L4数据,网络层,网络层的作用,负责将分组数据从源端传输到目的端,网络层功能,为网络设备提供逻辑地址,进行路由选择、分组转发,L4数据,网络层,从传输层,H3,包,L3数据,到数据链路层,L4数据,网络层,到传输层,H3,包,L3数据,从数据链路层,数据链路层,数据链路层的作用,为网络层提供透明和可靠的传输服务，在不可靠的物理链路上，提供可靠的数据传输服务,数据链路层的功能,组帧、物理编址、流量控制、差错控制、接入控制,L3数据,数据链路层,从网络层,H2,T2,帧,L2数据,到物理层,L3数据,数据链路层,到网络层,H2,T2,帧,L2数据,从物理层,物理层,物理层的作用,负责发送和接收二进制信号,物理层功能,定义接口和媒体的物理特性,定义位的表示、数据传输速率、信号的传输模式,定义网络物理拓扑,L2数据,0101010000111100,传输媒体,物理层,从数据链路层,L2数据,0101010000111100,到数据链路层,物理层,允许接入网络资源,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,建立、管理和终止会话,将分组从源端传送到目的端；,提供网络互联,在媒体上传输比特；,提供机械的和电气的规约,对数据进行转换、,加密和压缩,提供可靠的端到端的,报文传输和差错控制,将分组数据封装成帧；,提供节点到节点方式的传输,各层间的联系,课程议题,数据封装和拆封过程,数据的发送报文封装,数据,数据,数据,网络层报头,数据,数据链路层报头,0101110101001000010,传输层,数据链路层,物理层,网络层,表示层,应用层,会话层,源端口、目的端口,源IP、目的IP、协议号,源MAC、目的MAC、帧类型,二进制流“0、1”,传输层报头,协议数据单元（PDU）,数据段,Segment,数据包,Packet,数据帧,Frame,比特 Bit,设备A,设备B,7,6,5,4,3,2,1,L7数据,L7数据,H6,L6数据,H5,L5数据,H4,L4数据,H3,L3数据,H2,010101000011110000101010,T2,7,6,5,4,3,2,1,L7数据,L7数据,H6,L6数据,H5,L5数据,H4,L4数据,H3,L3数据,H2,010101000011110000101010,T2,传输媒体,数据通信过程,数据,网络层报头+传输层报头+数据,数据链路层报头,传输层报头+数据,网络层报头,数据,传输层报头,0101110101001000010,传输层,数据链路层,物理层,网络层,表示层,应用层,会话层,数据的接收报文拆封,课程议题,TCP/IP协议栈,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,应用层,传输层,Internet层,网络接口层,TCP/IP协议栈,TCP/IP协议栈,是由一组不同功能的协议组合在一起构成的协议栈,利用一组协议完成OSI所实现的功能,TCP/IP中的主流协议,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,IP,ICMP,IGMP,RARP,ARP,UDP,TCP,各种应用程序层,SMTP,FTP,DNS,SNMP,NFS,TFTP,由底层网络定义的协议,Ethernet,Token-Ring,FDDI,X.25,Wirless,ATM,应用层协议,HTTP,超文本传输协议，提供浏览网页服务,Telnet,远程登陆协议，提供远程管理服务,FTP,文件传输协议，提供互联网文件资源共享服务,SMTP,简单邮件传输协议，提供互联网电子邮件服务,POP3,邮局协议3，提供互联网电子邮件服务,TFTP,简单文件传输协议，提供简单的文件传输服务,TCP(传输控制协议)属于面向连接的网络协议,UDP(用户报文协议)属于无连接的网络协议,应用层,传输层,Internet层,物理层,数据链路层,传输层协议,网络层,主机到主机传输,传输层,端到端可靠传输,互联网络,报,文,报,文,端口号,传输层利用端口号来区分上层的应用协议。,HTTP FTP DNS TFTP,传输层,应用层,端口80 20、21 53 69,源/目的端口号,应用客户端使用的源端口号一般为系统中未使用的且大于1023；,目的端口号为服务器端应用服务的进程。如telnet为23。,主机 B,主机 A,1028,23,源端口,目的端口,常见的端口号,端口号的分类范围,Well-known端口：0-1023,注册端口：,1024-49151,动态或私有端口：49152-65535,应用协议,传输层协议,端口号,FTP,TCP,20、21,Telnet,TCP,23,HTTP,TCP,80,DNS,TCP、UDP,53,SMTP,TCP,25,TCP协议,TCP协议特点,TCP-传输控制协议,TCP属于面向连接的协议,TCP可以提供可靠的、有序的端到端之间的传输，并且进行流量控制,源端口号,(16比特),目的端口号,(16比特),顺序号,(32比特),应答号,(32比特),窗口大小,(16比特),校验和(16比特),其它TCP控制信息（如,SYN,ACK,等）,数据,20,TCP的工作过程,Seq序列号,标识该数据段在已发送数据流中的位置,Ack应答,发送方通过返回一条消息来验证数据已被接收,1028,23,DP.,101,Seq.,301,Ack.,1028,23,SP.,DP.,103,Seq.,302,Ack.,SP.,1028,23,SP.,DP.,102,Seq.,301,Ack.,1028,23,SP.,DP.,102,Seq.,302,Ack.,客户端A,服务器B,TCP三次握手,注：TCP协议通过四次握手断开连接,客户端A,服务器B,发送 SYN1,(seq#=100),1,接收,SYN,发送SYN1,ACK1,(seq#=300 ack#=101),2,建立连接，ACK1,(ack#=301),3,接收SYN,ACK,发送方,Window size=3,发送 1,Window size=3,发送 2,Window size=3,发送 3,ACK 3,Window size=2,第三个数据段被丢弃,Window size=2,发送 4,Window size=2,发送 3,ACK 5,Window size=2,接收方,Window大小为发送方或接收方的缓存大小。,TCP滑动窗口,源端口号,(16比特),目的端口号,(16比特),其它UDP控制信息,数据,校验和(16比特),8字节,UDP应用在对延时比较敏感或不要求确认的数据传输时。,UDP段格式,网络层,网络层也叫Internet层,负责将分组报文从源端发送到目的端,网络层作用,为网络中的设备提供逻辑地址,负责数据包的寻径和转发,网络层,IP,ICMP,IGMP,RARP,ARP,IP数据包格式,版本：,IPv4、IPv6（目前主流为IPv4）,IP：,32bit表示的逻辑地址,TTL:,生存周期，每经过一次路由减，TTL值为丢弃该数据包,Bit 0,Bit 31,版本(4),目的IP地址(32),选项(0 or 32 if any),数据,头长度(4),TOS(8),总长度(16),标识(16),标志(3),段偏移(13),TTL(8),协议(8),校验和(16),源IP地址(32),20-60Bytes,20-65536Bytes,ICMP(网际控制消息协议),主要用途:,测试目的端的可达性(ping),测试到达目的端的路径 (tracert,pathping,traceroute,扩展ping),应用,Ping命令基于ICMP的两种报文应用echo request 和 echo reply,注意:,封装成IP数据包再传给下一层,ICMP报文,IP数据,尾部,IP首部,帧的数据,帧的首部,ARP(地址解析协议),ARP作用,负责将已知IP地址解析为MAC地址,ARP工作过程,ARP请求报文：广播,ARP应答报文：单播,RARP协议,负责将已知MAC地址解析为IP地址,1,2,网络接口层,IEEE 802.3以太网标准,MAC层管理网络设备的物理地址，物理地址也被称作MAC地址。,LLC层主要负责对各种网络协议进行封装，使得协议能在物理线路上传输。,数据链路层,LLC层,MAC层,数据,源地址,帧检测序列,类型,目的地址,可变,2,6,6,4,XXXXXX XXXXXX,由厂商分配给设备,由IEEE分配给厂商(如:锐捷网络00-D0-F8),前导位,MAC 地址,8单位:字节,Ethernet II的帧格式,MAC地址,由48bit构成，采用12位16进制数表示,课程回顾,OSI七层参考模型概述,数据封装和拆封过程,TCP/IP协议栈,课后习题,1、OSI七层模型中表示层的功能有哪些？,2、TCP协议和UDP协议的区别有哪些？,3、简述OSI七层模型中传输层、网络层、数据链路层的功能和它们进行数据封装时头部信息。,4、TCP/IP协议栈和OSI七层模型之间的区别。,5、IP地址与MAC地址的区别是什么？,6、ARP协议的工作原理。,7、TCP三次握手的过程。,8、请问端口号的作用是什么？请问当一台客户端主机访问互联网某服务器的WEB服务时，传输层封装的源端口、目的端口分别是什么？,谢 谢!,