數據通信與網絡-網絡標準化.ppt

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第1章網絡標準化,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、熟悉網絡傳輸過程中數據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、了解以太網中數據的結構。,本章內容,OSI七層參考模型概述數據封裝和拆封過程TCP/IP協(xié)議棧,課程議題,,OSI七層參考模型概述,計算機網絡介紹,計算機網絡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備相互連接起來，進行數據通信，實現(xiàn)資源共享。,OSI參考模型,,,OSI的概念OpenSystemInterconnect開放系統(tǒng)互連參考模型，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把網絡按照層次分為七層，由下到上分別為物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層、應用層。,OSI參考模型體系結構,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。,,,,,,,,,4.傳輸層,,2.數據鏈路層,,3.網絡層,,,,,1.物理層,,,,,,,,,,5.會話層,6.表示層,面向用戶應用,面向數據傳輸,,7.應用層,OSI參考模型,網絡設備傳輸數據的過程是按照OSI參考模型的層次結構運動的。,,,,,,,,,,,5.會話層,6.表示層,7.應用層,,,4.傳輸層,2.數據鏈路層,,,1.物理層,,,,,,4.傳輸層,2.數據鏈路層,3.網絡層,,1.物理層,,,,,,,,,,5.會話層,6.表示層,7.應用層,,數據,,,,3.網絡層,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絡服務常見的應用層協(xié)議http、ftp、smtp、pop3、telnet、dns等,,,表示層,表示層的作用數據的解碼和編碼數據的加密和解密數據的壓縮和解壓縮,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點編址、分段與重組、連接控制、流量控制、差錯控制,,網絡層,,網絡層的作用負責將分組數據從源端傳輸到目的端網絡層功能為網絡設備提供邏輯地址進行路由選擇、分組轉發(fā),數據鏈路層,,數據鏈路層的作用為網絡層提供透明和可靠的傳輸服務，在不可靠的物理鏈路上，提供可靠的數據傳輸服務數據鏈路層的功能組幀、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、數據傳輸速率、信號的傳輸模式定義網絡物理拓撲,,,允許接入網絡資源,應用層,表示層,會話層,傳輸層,網絡層,數據鏈路層,物理層,建立、管理和終止會話,將分組從源端傳送到目的端；提供網絡互聯(lián),在媒體上傳輸比特；提供機械的和電氣的規(guī)約,對數據進行轉換、加密和壓縮,提供可靠的端到端的報文傳輸和差錯控制,將分組數據封裝成幀；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,,數據封裝和拆封過程,數據的發(fā)送—報文封裝,,,,,,數據,,數據,,,數據,網絡層報頭,,,數據,數據鏈路層報頭,,,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,數據通信過程,,數據,,網絡層報頭+傳輸層報頭+數據,,,數據鏈路層報頭,,傳輸層報頭+數據,,網絡層報頭,,數據,,傳輸層報頭,,,0101110101001000010,,,,,數據的接收—報文拆封,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,網絡層,數據鏈路層,物理層,IP,ICMP,IGMP,RARP,ARP,UDP,TCP,各種應用程序層,SMTP,FTP,……,DNS,SNMP,NFS,TFTP,由底層網絡定義的協(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，提供瀏覽網頁服務Telnet遠程登陸協(xié)議，提供遠程管理服務FTP文件傳輸協(xié)議，提供互聯(lián)網文件資源共享服務SMTP簡單郵件傳輸協(xié)議，提供互聯(lián)網電子郵件服務POP3郵局協(xié)議3，提供互聯(lián)網電子郵件服務TFTP簡單文件傳輸協(xié)議，提供簡單的文件傳輸服務,,TCP(傳輸控制協(xié)議)屬于面向連接的網絡協(xié)議UDP(用戶報文協(xié)議)屬于無連接的網絡協(xié)議,,,,,,,應用層,傳輸層,Internet層,,物理層,數據鏈路層,傳輸層協(xié)議,,,,,,網絡層主機到主機傳輸,,傳輸層端到端可靠傳輸,互聯(lián)網絡,,,,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。,,,HTTPFTPDNSTFTP,傳輸層,應用層,端口8020、215369,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1023；目的端口號為服務器端應用服務的進程。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序列號標識該數據段在已發(fā)送數據流中的位置Ack應答發(fā)送方通過返回一條消息來驗證數據已被接收,,23,DP.,101,Seq.,301,Ack.,,,SP.,客戶端A,服務器B,TCP三次握手,注：TCP協(xié)議通過四次握手斷開連接,,,,,,客戶端A,服務器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,數據,,,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據傳輸時。,UDP段格式,網絡層,網絡層也叫Internet層負責將分組報文從源端發(fā)送到目的端網絡層作用為網絡中的設備提供邏輯地址負責數據包的尋徑和轉發(fā),,網絡層,IP,ICMP,IGMP,RARP,ARP,,,IP數據包格式,版本：IPv4、IPv6（目前主流為IPv4）IP：32bit表示的邏輯地址TTL:生存周期，每經過一次路由減１，TTL值為０丟棄該數據包,,ICMP(網際控制消息協(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echorequest和echoreply注意:封裝成IP數據包再傳給下一層,ICMP報文,,IP數據,尾部,IP首部,,幀的數據,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)議負責將已知MAC地址解析為IP地址,網絡接口層,IEEE802.3以太網標準MAC層管理網絡設備的物理地址，物理地址也被稱作MAC地址。LLC層主要負責對各種網絡協(xié)議進行封裝，使得協(xié)議能在物理線路上傳輸。,,,數據,源地址,幀檢測序列,,,,類型,,目的地址,,可變,2,6,6,4,XXXXXXXXXXXX,,,由廠商分配給設備,由IEEE分配給廠商(如:銳捷網絡00-D0-F8),,前導位,MAC地址,,8,單位:字節(jié),,EthernetII的幀格式,MAC地址由48bit構成，采用12位16進制數表示,課程回顧,OSI七層參考模型概述數據封裝和拆封過程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七層模型中傳輸層、網絡層、數據鏈路層的功能和它們進行數據封裝時頭部信息。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三次握手的過程。8、請問端口號的作用是什么？請問當一臺客戶端主機訪問互聯(lián)網某服務器的WEB服務時，傳輸層封裝的源端口、目的端口分別是什么？,謝謝!,