数据传输过程

1、数据传输 data transmission,dcn-,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

2、靠的通讯。,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

3、端的传输层会为分组加上序号，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

4、义了所有电子及物理设备的规范。其中特别定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。,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、

5、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

6、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

7、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,/24,/24,/24,/24,/24,/30,172.16.0.

8、2/30,fa0/0,fa0/1,fa0/1,fa0/0,fa0/24,fa0/24,pc1,pc2,pc3,例举pc1 ping pc3的通信过程,sw1,sw2,r1,r2,第一步 应用程序生成数据,/24,pc1,data,第二步 调用传输层服务,pc1,/24,data,tcp/udp head,第三步 调用网络层服务,pc1,/24,data,tcp/udp head,data,tcp/udp head,ip head,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， 如果是基于域名，调用别一个通信过程

9、dns来获得目的ip,然后放入到ip包头中，则ip包头封装完成,第三步 查主机路由表,pc1,/24,data,tcp/udp head,data,tcp/udp head,ip head,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。,第四步 通过arp表查找下一跳mac地址,pc1,/24,data,tcp/udp head,data,tcp/udp head,ip head,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

10、地址。如果查找成功则封装第二层链路层地址。,第四步 发送arp请求,pc1,/24,data,tcp/udp head,data,tcp/udp head,ip head,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,第四步 收到arp响应报文,pc1,/24,data,tcp/udp head,data,tcp/udp head,ip head,加入arp表项中，同时使用得到的mac地址，进行数据链路层封装,arp responses,frame head,第五步 封装数据链路层包头并发送出接口,pc1,1

11、/24,封装好第二层包头后，交由接口卡，发送数据包到交换机,第六步 交换机1接收到数据包,pc1,/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。,data,tcp/udp head,data,tcp/udp head,ip head,frame head,sw1,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,第七步 查找mac地址表,fa0/24,sw1,

12、r1,r2,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,第八步 数据包到达路由器1接口,fa0/24,sw1,r1,r2,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/udp head,data,tcp/udp head,ip head,frame head,第九步 解封装链路层包头，检查ip层,fa0/24,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，

13、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,fa0/24,tcp/udp head,data,tcp/udp head,ip head,frame head,sw1,r1,r2,重复第八、九、十步。,fa0/24,tcp/udp head,data,tcp/udp head,ip head,frame head,第十步 数据包到达路由器2,sw1,r1,r2,/24,fa0/24,pc3,第十一步 数据包到达交换机2,sw2,r2,重复第六、七步,检查链路层包头目的字段，查看是否为自己接口的m

14、ac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。,/24,fa0/24,pc3,tcp/udp head,data,tcp/udp head,ip head,frame head,第十二步 数据包到达pc3,sw2,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 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,/24,fa0/24,pc3,tcp/udp head,data,tcp/