1网络标准化

北京教育网络和信息中心网络标准化北京教育网络和信息中心本章内容OSI七层参考模型概述数据封装和拆封过程TCP/IP协议栈北京教育网络和信息中心课程议题OSI七层参考模型概述北京教育网络和信息中心计算机网络介绍SOHOServerIntranet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。北京教育网络和信息中心OSI参考模型OSI的概念OpenSystemInterconnect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。北京教育网络和信息中心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.应用层北京教育网络和信息中心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.网络层北京教育网络和信息中心应用层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北京教育网络和信息中心表示层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H6L6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H6L6数据从会话层北京教育网络和信息中心会话层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synL5数据到传输层synsynH5L6数据会话层到表示层synL5数据从传输层synsynH5北京教育网络和信息中心传输层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H4L4数据到网络层H4H4L4数据L4数据L5数据传输层到会话层H4L4数据从网络层H4H4L4数据L4数据北京教育网络和信息中心网络层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数据从数据链路层北京教育网络和信息中心数据链路层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H2T2帧L2数据到物理层L3数据数据链路层到网络层H2T2帧L2数据从物理层北京教育网络和信息中心物理层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北京教育网络和信息中心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北京教育网络和信息中心课程议题数据封装和拆封过程北京教育网络和信息中心数据的发送—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北京教育网络和信息中心设备A设备B7654321L7数据L7数据H6L6数据H5L5数据H4L4数据H3L3数据H2010101000011110000101010T27654321L7数据L7数据H6L6数据H5L5数据H4L4数据H3L3数据H2010101000011110000101010T2传输媒体数据通信过程北京教育网络和信息中心数据网络层报头+传输层报头+数据传输层报头+数据数据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—报文拆封北京教育网络和信息中心课程议题TCP/IP协议栈北京教育网络和信息中心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所实现的功能北京教育网络和信息中心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IPICMPIGMPRARPARPUDPTCP各种应用程序层SMTPFTP……DNSSNMPNFSTFTP由底层网络定义的协议Ethernet,Token-Ring,FDDI,X.25,Wirless,ATM北京教育网络和信息中心应用层协议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北京教育网络和信息中心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北京教育网络和信息中心端口号传输层利用端口号来区分上层的应用协议。HTTPFTPDNSTFTP传输层应用层端口8020、215369北京教育网络和信息中心源/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A102823…源端口目的端口北京教育网络和信息中心常见的端口号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FTPTCP20、21TelnetTCP23HTTPTCP80DNSTCP、UDP53SMTPTCP25北京教育网络和信息中心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（确定序号号）(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北京教育网络和信息中心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102823DP.101Seq.301Ack.102823SP.DP.103Seq.302Ack.SP.102823SP.DP.102Seq.301Ack.102823SP.DP.102Seq.302Ack.客户端A服务器B北京教育网络和信息中心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SYN＝1(seq#=100)1接收SYN发送SYN＝1,ACK＝1(seq#=300ack#=101)2建立连接，ACK＝1(ack#=301)3接收SYN,ACK北京教育网络和信息中心发送方Windowsize=3发送1Windowsize=3发送2Windowsize=3发送3ACK3Windowsize=2第三个数据段被丢弃Windowsize=2发送4Windowsize=2发送3ACK5Windowsize=2接收方Window大小为发送方或接收方的缓存大小。TCP滑动窗口北京教育网络和信息中心源端口号(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段格式北京教育网络和信息中心网络层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IPICMPIGMPRARPARP北京教育网络和信息中心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１，TTL值为０丢弃该数据包Bit0Bit31版本(4)目的IP地址(32)选项(0or32ifany)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)20-60Bytes20-65536Bytes北京教育网络和信息中心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echorequest和echoreply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北京教育网络和信息中心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12北京教育网络和信息中心网络接口层IEEE802.3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层北京教育网络和信息中心数据源地址帧检测序列类型目的地址可变2664XXXXXXXXXXXX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EthernetII的帧格式MAC地址由48bit构成，采用12位16进制数表示北京教育网络和信息中心课程回顾OSI七层参考模型概述数据封装和拆封过程TCP/IP协议栈北京教育网络和信息中心思考题目前使用的网线的标准及常见的线序