3.2.1数据的传输过程

3.2网络通信的工作原理,泉港一中郭祥琴,数据的传输过程,类比思考：在南京师范大学的你现在想给远在扬州的表妹写一封信，那么，你知道书信是如何进行传输，并进而到达对方的手中的？,数据的传输过程,数据的传输过程,数据的传输过程,数据的传输过程,数据的传输过程,如果现在写信、送信的工作统统给你一个人干，你还愿意？分为几个部门分别完成各自的工作是合理的。网络分层的优点：1.把复杂的网络划分成为更容易管理的层。2.改变一个层的时候不会影响到其他层（打比方：现在邮政系统进行内部大调整，写信的一方需不需要关心呢？或者，运输部分是用汽车、轮船还是飞机跟我们有没有直接关系？）3.因为在当今的网络环境中，没有一个厂家能完整的提供整套解决方案和所有的设备,OSI模型,OSI模型,OSI模型,OSI模型实例1,OSI模型实例2,请同学们想象一下，现在我们要从甲地运送一批货物到乙地去。就像现在甲同学与乙同学在用QQ进行视频语音通信，讨论学习上碰到的难题，有视频有语音，还有文字是如何传输的呢？（1）我们寄出去的可能有信、书、日用品等日常用品，五花八门。就像我们电脑中的各式各样的文件一样，像甲乙同学聊天用的语音、视频、文本等等的。（这就是OSI的应用层）（2）邮局收到我们的物品后，都会用布袋装起来，一袋一袋的，看上去每个袋子都一样，而网络的表示层则把应用层的数据进行文本格式化，显示代码转换，形成统一格式。（3）现在邮局要开始运送了，先和对方的邮局联系协调好，确保可达。会话层负责建立、维持、协调通信。（4）接下来货物到了车队这里，车队要确保货物运输路上正常到达对方，选择什么样的车，车子性能怎么样，加满油能走多远，要加多少次能到。而数据也一样，传输层负责建立、维护和拆除传输层的连接。向会话层提供独立于网络层的传送服务和可靠的透明数据传送。（5）从甲地到乙地的路不是一条直路，可能有不少岔路口，也要拐不少弯，在那岔路口选择那条路走，拐弯时怎么拐都要指挥好。在网络上的数据也一样，这就是网络层的功能，决定传输路由。完成路径选择、拥挤控制、网络互联等功能。（6）我们收到的货物很多，每辆的容量是有限的，就要分好多车装，每辆车按顺序编号。数据也一样，一个数据包会很大，不容易发送，要将它们拆分成数据帧，为防止错乱要进行编址、编码。（7）最后车子走在道路上，有公路、铁路等。数据在双绞、光纤等线路上传送到对方，传达到目的地后，所有的工作就相反，在甲地封装的，在乙地就要拆，在甲地拆分的，到乙地就要组合。数据也一样。,OSI模型实例3,把这对应的7层，放到网络游戏之中。我们就可以了解了一个游戏运作的原理。首先，我要有一个游戏，这个游戏外表上看起来华丽无比，这就是第7层，应用层，也就是我们平时所用的所有的网络上的软件，游戏等等。接下来到第6层，游戏有了，在玩的过程中，我们要想把数据发送到服务器去，但是服务器不可能用眼睛看着我们玩游戏，因此我们要把游戏里的数据打包，包装好，用统一的格式发出去，这个叫“封包”。这就是第6层，表示层。我们在玩游戏的时候，有一个人从屏幕边上跑过来，我的游戏上为什么会显示？原因在于服务器把数据发给我，告诉我有一个人从那边过来了。因此，不光是我发数据给服务器，同时服务器也把数据发给我了。在这个时候，我们就需要控制一下路线，是服务器先发呢，还是我这先发，当然了，这个交换的情况是非常快的，而且新的技术可以同时发，但是我们还是要有一个能保证沟通的机制，保证不会出什么大问题。这就是第5层，会话层。万一网络上延迟得厉害怎么办，万一有游戏这卡住了怎么办，我就需要有第4层，传输层，我要保证我的数据是正确的，完整的，如果有问题，随时纠正和重新发送，把上面3层传下来的东西，交到下一层网络层去传送。上面四层称之为网络上前四层，下面我们来看看下三层，也就是基础的部分我们游戏之中有南方的玩家，也有北方的玩家，一般情况下南方都是电信的路线，北方都是网通，不管是什么路线，我走啊走啊总能让封包走到服务器那。这就是我们的网络层。我要知道我走哪条路能到达目的地，也就是一个路由的作用。再往下，我把数据发出去了，我怎么知道数据到没到服务器，或者说我在玩游戏的时候，如果出现卡了的状态，游戏怎么知道我卡了，服务器怎么知道我卡了？大家都有用QQ的经历，现在的网络都不错了，不会出现连接超时了，但是在网络不太好的时间里，就会出现超时。实际上，在这里有一个计时器，比方说，我发一个数据包出去，30秒内没有返回，我就告诉你，超时了。这就是数据链路层，控制着我们数据的发送接收。最后的最后，不管怎么样，我们要有一根网线，并且有网卡，或者猫。所有的这些，都是协议，有同学可能会说，这个网卡或者猫明明是硬件，怎么会是协议，是硬件没错，但是硬件设计的规格是根据协议来设计的，也许以后协议变了，硬件就不是这样设计了。,TCP/IP协议体系,HELLO休息片刻,TCP/IP协议体系,TCP/IP协议体系,TCP/IP协议体系,IP协议负责的是网络层中的IP地址的分配和路由。TCP协议，主要是作用于传输层中，控制数据的传输问题，把一个游戏，或者一个软件的不相同的东西，转换为可以在网络上传输的共同的内容。,TCP/IP协议体系,思考：在TCP/IP协议体系中，将网络结构自上而下分为四层：应用层、传输层、网际层、网络接口，工作时（）A、接受方从下层向上层传输数据，每经过一层附加协议控制信息B、发送方从下层向上次传输数据，每经过一层附加协议控制信息C、发送方从上层向下层传输数据，每经过一层去掉协议控制信息D、接受方从下层向上层传输数据，每经过一层去掉协议控制信息,TCP/IP协议体系,数据传递的规律:,TCP/IP协议体系,“打比方”：比如，我现在要在网上给我们班某个学生发一个消息“你好”，可是网络并不知道消息要发给谁，所以，它可能要分别加上一些额外信息，如“泉港第一中学某某某+你好”“福建省泉港第一中学某某某+你好”“中国福建省泉港第一中学某某某+你好”，但是大家都知道，作为收信人某某某同学，他对于“你好”之前的一些信息感兴趣吗？所以，收信的一方每经过一层就要去掉一些额外信息，就是发信过程的逆过程。,数据传递的规律：上层向下层传输：数据量变多，下层向上层传输：数据量变少,TCP/IP协议体系,数据从上层到下层或从下层到上层传输数据时，逻辑上各层同样要遵循相应的协议。以ftp为例如下：,TCP/IP协议体系,HELLO休息片刻,数据交换技术,数据交换技术,电路交换技术（传统电话）：大家都知道，以前我们或我们的父母打电话很贵，为什么呢？因为以往的传统电话使用的是电路交换技术，特点就是通话双方在通话的过程中基本上是独自占用一条物理线路，哪怕不说话也如此，除非挂断电话。贵，就是自然的。,数据交换技术,报文交换的特点是通过中间设备进行传输。比如，我现在从扬州给远在南京的朋友发电报，电报内容不是一下子到达南京的，而可能先到达邗江，然后到仪征，再转镇江，最后才到南京的呢？,数据交换技术,比如，我现在想给某人发给问候语，内容为“你好吗”，但这三个字不是一气发给对方的。打个不恰当的比方，（注意提醒学生理论上并非如此），“你好吗”是分为“你”“好”“吗”三个分组发过去的，而且这三个字走的线路可能又不一样，说不定，传输“好”字的那条线路发生“交通堵塞”，可能就最后一个到，结果用户就可能收到“你”“吗”