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

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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OpenSystemInterconnect開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型，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)話層,6.表示層,面向用戶應(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)話層,6.表示層,7.應(yīng)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)話層,會(huì)話層的作用建立、維護(hù)、管理應(yīng)用程序之間的會(huì)話。功能對(duì)話控制同步,,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,,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)侥康亩司W(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,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；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—報(bào)文拆封,課程議題,,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。,,,HTTPFTPDNSTFTP,傳輸層,應(yīng)用層,端口8020、215369,源/目的端口號(hào),應(yīng)用客戶端使用的源端口號(hào)一般為系統(tǒng)中未使用的且大于1023；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,,23,DP.,101,Seq.,301,Ack.,,,SP.,客戶端A,服務(wù)器B,TCP三次握手,注：TCP協(xié)議通過(guò)四次握手?jǐn)嚅_(kāi)連接,,,,,,客戶端A,服務(wù)器B,發(fā)送方,,,,,,,,,,,ACK5Windowsize=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：32bit表示的邏輯地址TTL:生存周期，每經(jīng)過(guò)一次路由減１，TTL值為０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echorequest和echoreply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ARP協(xié)議負(fù)責(zé)將已知MAC地址解析為IP地址,網(wǎng)絡(luò)接口層,IEEE802.3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)議能在物理線路上傳輸。,,,數(shù)據(jù),源地址,幀檢測(cè)序列,,,,類型,,目的地址,,可變,2,6,6,4,XXXXXXXXXXXX,,,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(dǎo)位,MAC地址,,8,單位:字節(jié),,EthernetII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七層模型中傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層的功能和它們進(jìn)行數(shù)據(jù)封裝時(shí)頭部信息。4、TCP/IP協(xié)議棧和OSI七層模型之間的區(qū)別。5、IP地址與MAC地址的區(qū)別是什么？6、ARP協(xié)議的工作原理。7、TCP三次握手的過(guò)程。8、請(qǐng)問(wèn)端口號(hào)的作用是什么？請(qǐng)問(wèn)當(dāng)一臺(tái)客戶端主機(jī)訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)某服務(wù)器的WEB服務(wù)時(shí)，傳輸層封裝的源端口、目的端口分別是什么？,謝謝!,