数据传输过程课件.ppt

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1、数据传输Data TransmissionDCN-韩亚乾.目录.开放系统互连参考模型OSI-Open System Interconnection，开放式系统互联参考模型。是一个逻辑上的定义，一个规范，它把网络协议从逻辑上分为了7层。每一层都有相关、相对应的物理设备，比如常规的路由器是三层交换设备，常规的交换机是二层交换设备。OSI七层模型是一种框架性的设计方法，建立七层模型的主要目的是为解决异种网络互连时所遇到的兼容性问题，其最主要的功能就是帮助不同类型的主机实现数据传输。它的最大优点是将服务、接口和协议这三个概念明确地区分开来，通过七个层次化的结构模型使不同的系统不同的网络之间实现可靠的通

2、讯。.开放系统互连参考模型应用层 Application Layer应用层能与应用程序界面沟通，以达到展示给用户的目的。在此常见的协定有:HTTP，HTTPS，FTP，TELNET，SSH，SMTP，POP3等。表示层 Presentation Layer表示层能为不同的客户端提供数据和信息的语法转换内码，使系统能解读成正确的数据。同时，也能提供压缩解压、加密解密。会话层 Session Layer会话层用于为通信双方制定通信方式，并创建、注销会话（双方通信）。传输层 Transport Layer传输层用于控制数据流量，并且进行调试及错误处理，以确保通信顺利。而传送端的传输层会为分组加上序号

3、，方便接收端把分组重组为有用的数据或文件。网络层 Network Layer网络层为数据传送的目的地寻址，再选择出传送数据的最佳路线。设备有：路由器。数据链路层 Data Link Layer首先数据链路层的功能在于管理第一层的比特数据，并且将正确的数据传送到没有传输错误的路线中。创建还有辨认数据开始以及退出的位置同时予以标记。另外，就是处理由数据受损、丢失甚至重复传输错误的问题，使后续的层级不会受到影响，所以它运行数据的调试、重传或修正，还有决定设备何时进行传输。设备有：Bridge桥接器switch交换器。物理层 Physical Layer物理层定义了所有电子及物理设备的规范。其中特别定

4、义了设备与物理媒介之间的关系，这包括了针脚、电压、线缆规范、集线器、中继器、网卡、主机适配器（在SAN中使用的主机适配器）以及其他的设备的设计定义。因为物理层传送的是原始的比特数据流，即设计的目的是为了保证当发送时的信号为二进制“1”时，对方接收到的也是二进制“1”而不是二进制“0”。因而就需要定义哪个设备有几个针脚，其中哪个针脚发送的多少电压代表二进制“1”或二进制“0”，还有例如一个bit需要持续几微秒，传输信号是否在双向上同时进行，最初的连接如何创建和最终如何终止等问题。.层次名称主要功能功能概述应用样例7应用层具体应用功能，解决做什么提供(OSI)用户服务，如文件传输、电子邮件、网络管

5、理等Telnet、HTTP6表示层表示、表达、解决像什么实现不同格式和编码之间的交换，传递数据的语法及语义ASCII、JPEG、EBCDIC5会话层如何检查？对方是谁在两个应用进程之间建立和管理不同形式的通信对话。其数据流方向控制有三种，即单工、半双工、双工操作系统、应用访问规划4传输层对方在何处提供传递方式，进行多路利用，实现端点间的数据交换、为会话层实现提供透明的、可靠的数据传输服务TCP、UDP、SPX3网络层数据走什么路径到达通过分组交换和路由选择为传输层实体提供端到端的交换网络数据，传送功能使得传输层摆脱路由选择、交换方式、拥挤控制等网络传输细节，实现数据传输IP、IPX2数据链路层

6、每一步应该怎样走进行二进制数据块传送，并进行差错检测和数据流控制。它分为两个子层，即介质访问控制协议(MAC)和逻辑链路控制协议(LLC)802.3/802.2、HDLC1物理层对上一层的每一步如何利用物理传输介质传送通过机械和电气互联方式把实体连接起来，让数据流通过EIA-RS232、10Base2、10Base5开放系统互连参考模型.7 应用层：老板6 表示层：相当于公司中演示稿老板、替老板写信的助理5 会话层：相当于公司中收寄信、写信封与拆信封的秘书4 传输层：相当于公司中跑邮局的送信职员3 网络层：相当于邮局中的排序工人2 数据链路层：相当于邮局中的装拆箱工人1 物理层：相当于邮局中的

7、搬运工人开放系统互连参考模型.Internet网络体系层次结构Internet目前使用的协议是TCP/IP协议。TCP/IP协议是一个4层结构的集网络通信、应用、服务、管理等多种功能的协议族，这4层协议分别是物理网络接口层协议、网际层协议、传输层协议和应用层协议。.1）网络接口层（Network Interface Layer）。网络接口层是ICPIP协议的最底层，是负责网络层与硬件设备间的联系。这一层的协议非常多，包括各种逻辑链路控制和媒体访问。任何用于IP数据报交换的分组传输协议均可包含在这一层中。2）网络层（Internet Layer）。网络层解决的是计算机到计算机间的通信问题，它包括

8、三个方面的功能：处理来自传输层的分组发送请求，收到请求后将分组装入IP数据报，填充报头，选择路径，然后将数据报发往适当的网络接口。处理数据报。处理网络控制报文协议、即处理路径、流量控制、阻塞等。Internet网络体系层次结构.3）传输层（Transport Layer）。传输层解决的是计算机程序到计算机程序之间的通信问题。计算机程序到计算机程序之间的通信就是通常所说的“端到端”的通信。传输层对信息流具有调节作用，提供可靠性传输，确保数据到达无误。4）应用层（Application Layer）。应用层提供一组常用的应用程序给用户。在应用层，用户调节访问网络的应用程序，应用程序与传输层协议相配

9、合，发送或接收数据。每个应用程序都有自己的数据形式，它可以是一系列报文或字节流，但不管采用哪种形式，都要将数据传送给传输层以便交换。Internet网络体系层次结构.两种模型对比.数据包的转发实例10.0.0.5/2410.0.0.6/2410.0.0.1/2411.0.0.1/2411.0.0.2/24172.16.0.1/30172.16.0.2/30Fa0/0Fa0/1Fa0/1Fa0/0Fa0/24Fa0/24Pc1Pc2Pc3例举pc1 ping pc3的通信过程sw1sw2R1R2.第一步第一步 应用程序生成数据应用程序生成数据10.0.0.5/24Pc1Data应用层应用层表示层

10、表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层.第二步第二步 调用传输层服务调用传输层服务Pc110.0.0.5/24DATADATATCP/UDPTCP/UDPHeadHead应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层.第三步第三步 调用网络层服务调用网络层服务Pc110.0.0.5/24DATADATATCP/UDPTCP/UDPHeadHeadDATADATATCP/UDPTCP/UDPHeadHeadIPIPHeadHead IP包头中的源地址由主机网卡中直接得到，目的ip则由我们在使用应用程序时输入得到，如

11、果是基于域名，调用别一个通信过程DNS来获得目的ip,然后放入到ip包头中，则ip包头封装完成应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层.第三步第三步 查主机路由表查主机路由表Pc110.0.0.5/24DATADATATCP/UDPTCP/UDPHeadHeadDATADATATCP/UDPTCP/UDPHeadHeadIPIPHeadHead 使用目的IP与PC机路由表进行比较，得下一跳ip地址和出接口。两种况：一是匹配真正的下一跳地址（主机上一般是默认网关）；二是下一跳指向本机网卡地址。应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络

12、层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层.第四步第四步 通过通过arparp表查找下一跳表查找下一跳macmac地址地址Pc110.0.0.5/24DATADATATCP/UDPTCP/UDPHeadHeadDATADATATCP/UDPTCP/UDPHeadHeadIPIPHeadHead 当为第一种情况时，则查找下一跳mac地址，若为第二种情况则查找目的ip对应的mac地址。如果查找成功则封装第二层链路层地址。应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层.第四步第四步 发送发送arparp请求请求Pc110.0.0.5/24DATADATAT

13、CP/UDPTCP/UDPHeadHeadDATADATATCP/UDPTCP/UDPHeadHeadIPIPHeadHead 若查找没有成功，则发送arp请求报文，去获得下一跳或目标ip的mac地址。Arp request应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层.第四步第四步 收到收到arparp响应报文响应报文Pc110.0.0.5/24DATADATATCP/UDPTCP/UDPHeadHeadDATADATATCP/UDPTCP/UDPHeadHeadIPIPHeadHead 加入arp表项中，同时使用得到的mac地址，进行数据链路层

14、封装Arp responsesFrameFrameHeadHead应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层.第五步第五步 封装数据链路层包头并发送出接口封装数据链路层包头并发送出接口Pc110.0.0.5/24 封装好第二层包头后，交由接口卡，发送数据包到交换机DATADATATCP/UDPTCP/UDPHeadHeadDATADATATCP/UDPTCP/UDPHeadHeadIPIPHeadHeadFrameFrameHeadHead应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层.第六步第六步

15、 交换机交换机1 1接收到数据包接收到数据包Pc110.0.0.5/24 检查链路层包头目的字段，查看是否为自己接口的mac址，或广播（0 xffffffffffff）,若是其中之一则去掉链路层包头，并送由上层协议处理。若不是，则交换机知道是需要进行转发的数据包，则查找mac地址表。DATADATATCP/UDPTCP/UDPHeadHeadDATADATATCP/UDPTCP/UDPHeadHeadIPIPHeadHeadFrameFrameHeadHeadsw1应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层.若从mac表中查到出接口，则直接转发

16、数据包。若没成功，则需要在同一广播域内泛洪数据包TCP/UDPTCP/UDPHeadHeadDATADATATCP/UDPTCP/UDPHeadHeadIPIPHeadHeadFrameFrameHeadHead第七步 查找mac地址表Fa0/24SW1R1R2应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层.检查链路层包头目的字段，查看是否为自己接口的mac址，或广播（0 xffffffffffff）或组播,是其中之一则去掉链路层包头，并送上层协议处理。否则丢弃数据包TCP/UDPTCP/UDPHeadHeadDATADATATCP/UDPTCP/

17、UDPHeadHeadIPIPHeadHeadFrameFrameHeadHead第八步第八步 数据包到达路由器数据包到达路由器1 1接口接口Fa0/24SW1R1R2应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层.检查ip包头，若是目的ip是入接口ip或广播地址，则去掉ip包头，并送由上层协议处理，若不是，则知道是需进行转发的包，查找路由表。TCP/UDPTCP/UDPHeadHeadDATADATATCP/UDPTCP/UDPHeadHeadIPIPHeadHeadFrameFrameHeadHead第九步第九步 解封装链路层包头，检查解封装链

18、路层包头，检查ipip层层Fa0/24应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层.得到下一跳ip和出接口，则ip包头ttl值减1,重新封装数据链路层地址，查arp表，得到下一跳mac地址，同样如果arp表没有对应表项，则发arp请求。发出数据包。第十步 封装链路层包头，发送数据包Fa0/24TCP/UDPTCP/UDPHeadHeadDATADATATCP/UDPTCP/UDPHeadHeadIPIPHeadHeadFrameFrameHeadHeadSW1R1R2应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层

19、物理层物理层.重复第八、九、十步。重复第八、九、十步。Fa0/24TCP/UDPTCP/UDPHeadHeadDATADATATCP/UDPTCP/UDPHeadHeadIPIPHeadHeadFrameFrameHeadHead第十步第十步 数据包到达路由器数据包到达路由器2 2SW1R1R2.11.0.0.2/24Fa0/24Pc3TCP/UDPTCP/UDPHeadHeadDATADATATCP/UDPTCP/UDPHeadHeadIPIPHeadHeadFrameFrameHeadHead第十一步第十一步 数据包到达交换机数据包到达交换机2 2sw2R2重复第六、七步 检查链路层包头目

20、的字段，查看是否为自己接口的mac址，或广播（0 xffffffffffff）,若是其中之一则去掉链路层包头，并送由上层协议处理。若不是，则交换机知道是需要进行转发的数据包，则查找mac地址表。若从mac表中查到出接口，则直接转发数据包。若没成功，则需要在同一广播域内泛洪数据包。.11.0.0.2/24Fa0/24pc3TCP/UDPTCP/UDPHeadHeadDATADATATCP/UDPTCP/UDPHeadHeadIPIPHeadHeadFrameFrameHeadHead第十二步第十二步 数据包到达数据包到达PC3PC3sw2 检查链路层包头目的字段，查看是否为自己接口的mac址，或

21、广 播（0 xfffffffffff）、组播地mac,若是其中之一则去掉链路层地址，并送上层协议处理。若不是丢弃数据包.第十三步 送网络层处理11.0.0.2/24Fa0/24pc3TCP/UDPTCP/UDPHeadHeadDATADATATCP/UDPTCP/UDPHeadHeadIPIPHeadHeadFrameFrameHeadHeadsw2丢弃链路层地址，送网络层处理应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层.11.0.0.2/24pc3TCP/UDPTCP/UDPHeadHeadDATADATATCP/UDPTCP/UDPHeadHeadIPIPHeadHeadsw2若目的ip是接口ip,或广播、组播ip，则去掉ip包头，并且根据协议号送上层处理第十三步第十三步 送传输层处理送传输层处理应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层.11.0.0.2/24pc3TCP/UDPTCP/UDPHeadHeadDATADATAsw2第十四步第十四步 应用程序处理应用程序处理应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层.PT示例.THANK YOU.