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1、数通原理OSI与TCP,文档类型: 文档密级: 主送对象: 抄送对象: 文档编号: 审 核 人:,学习完本课程，您应该能够：,前言,为了解决网络网络之间的兼容性问题，实现网络设备间的互相通信，ISO创建了OSI参考模型。OSI参考模型是应用在局域网和广域网上的一套普遍适用的规范集合。 与OSI参考模型一样，TCP/IP也采用层次化结构，每一层负责不同的通信功能，对于理解网络通信原理有重要的作用。,课程目标,主机之间是如何实现通信的？,第一节 网络模型第二 节TCP/IP协议族,4,目录,OSI出现的背景,当网络刚开始出现时，典型情况下，只能在同一制造商的计算机产品之间进行通信。例如，只能实现整
2、个的DECnet解决方案或IBM解决方案，而不能将两者结合在一起。在20世纪70年代后期，国际标准化组织（ISO）创建了开放系统互联（Open Systems Interconnection，OSI）参考模型，从而打破了这一壁垒。OSI模型的创建是为了帮助供应商根据协议来构建可互操作的网络设备和软件，以便不同供应商的网络能够互相协同工作。（兼容性）OSI模型是为网络而构建的最基本的层次结构模型。它描述了数据和网络信息怎样从一台计算机的应用程序，经过网络介质，传送到另一台计算机的应用程序。在OSI参考模型中，是采用分层的方法来实现的。（各层独立，各司其职）,分层的方法,参考模型是一种概念上的蓝图
3、，描述了通信是怎么进行的。分层的目的，是将复杂的问题分解为一个个便于解决的子问题。分层的原则，按照功能来划分层次。,TCP/IP,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,1,2,3,4,5,6,7,应用层,传输层,网络层,网络访问层,OSI参考模型,TCP/IP模型,通信模型与TCP/IP的对应关系,每层通过协议完成各自特定的功能上层依赖下层提供服务,TCP/IP模型,应用层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,应用层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,网络层,数据链路层,物理层,网络层,数据链路层,物理层,Segement,Packet,Frame,BIT,Data,相
4、同层相同协议之间交换协议报文,对等通信,数据,数据,数据,网络层报头,0101110101001000010,传输层,数据链路层,物理层,网络层,应用层,应用层,传输层报头,传输层报头,数据,网络层报头,传输层报头,数据链路层报头,发送方由上而下逐层添加协议头部,应用层报头,数据,报文封装,数据,数据,数据,网络层报头,0101110101001000010,传输层,数据链路层,物理层,网络层,应用层,应用层,传输层报头,传输层报头,数据,网络层报头,传输层报头,数据链路层报头,接收方由下而上逐层去除协议头部,应用层报头,数据,报文拆封,总结,主机发送数据时，都会对数据做封装。封装的方式和报文
5、类型对于所有的设备都是一样的。主机和网络设备都会根据固定的封装方法和内容做寻址转发工作。,HTTP报文,学习目标,掌握TCP/IP协议层对应的协议及报头内容掌握数据传输过程中的封装报文类型及设备如何根据这些报文工作,TCP/IP 各层协议及作用介绍,2017/12/5,应用层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,IP,ICMP,IGMP,RARP,ARP,UDP,TCP,各种应用程序层,SMTP,FTP,DNS,SNMP,NFS,TFTP,由底层网络定义的协议,Ethernet,Token-Ring,FDDI,X.25,Wirless,ATM,TCP/IP协议族,应用层,应用层,传输层,网络层
6、,数据链路层,物理层,为应用程序提供网络服务文件传输FTP、TFTP邮件服务SMTP、POP3WWW服务HTTP网络管理SNMP远程登录Telnet地址服务DNS、DHCP,传输层,应用层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,提供端到端的传输服务TCP提供面向连接的、可靠的、有序的、流量控制的传输服务基于TCP的协议FTP、SMTP、Telnet、HTTPUDP提供无连接、不可靠的、无序的、无流量控制的传输服务基于UDP的协议TFTP、SNMP、DHCP,TCP/UDP报文,端口号,源端口随机分配，大于1024的端口目标端口使用知名端口,主机 B,主机 A,1028,23,源端口,目的端口,1
7、050,80,主机 C,常见协议端口号,协议 HTTP FTP DNS TFTP SMTP PO P3 telnet,应用层,TCP端口号,UDP端口号,网络层,应用层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,提供主机到主机的传输服务IP提供主机到主机的传输服务ICMP 辅助IP工作，提供出错和控制信息ARP提供IP和MAC地址之间的映射,IPv4报文,通过协议号标识上层协议通过源IP标识发送方主机，通过目标 IP标识接收方主机,网络设备在转发IP 包 时候，才用尽力而为的方式。数据业务：QQ 网页 邮件 0语音业务：固定电话，手机 5 85.6K 12.2K 视频业务：电视 4 标清3M 高清
8、8M （IPTV）管理业务： 6,2017/12/5,IPv4头部字段,服务类型及优先级QOS时用于标记数据优先级，IP优先级3位，DSCP6位标识符标识不同的IP报文，同一IP报文的所有分片具有相同的标识符标志用于分片标志，DF=1表示不允许分片，DF=0表示允许分片；MF=1表示后面还有分片，MF=0表示这是最后一个分片片偏移表示本分片在IP报文中的相对位置存活时间 TTL 每经过一个路由器TTL-1,为0则丢弃该报文,数据链路层,在相邻节点间提供数据传输服务局域网IEEE802.2 定义LLC子层IEEE802.3 以太网标准广域网HDLCPPPFrame Relay,应用层,传输层,网
9、络层,数据链路层,物理层,数据,源MAC,帧检测序列,类型,目的MAC,可变,2,6,6,4,Ethernet II的帧格式,正常的以太网帧长度在64-1518字节之间通过目标 MAC标识接收方，通过源MAC标识发送方通过类型字段标识承载的上层协议,MAC 地址,在局域网中，硬件地址又称为物理地址，或 MAC 地址。 IEEE 的注册管理机构 RA 负责向厂家分配地址字段的前三个字节(即高位 24 位)。地址字段中的后三个字节(即低位 24 位)由厂家自行指派，称为扩展标识符，必须保证生产出的适配器没有重复地址。MAC地址的长度为48位（6个字节），通常表示为12个16进制数，每2个16进制数
10、之间用冒号隔开，如：08:00:20:0A:8C:6D一个地址块可以生成224个不同的地址。这种 48 位地址称为 MAC-48，它的通用名称是EUI-48。“MAC地址”实际上就是适配器地址或适配器标识符EUI-48。,MAC 地址,适配器从网络上每收到一个 MAC 帧就首先用硬件检查 MAC 帧中的 MAC 地址.如果是发往本站的帧则收下，然后再进行其他的处理。否则就将此帧丢弃，不再进行其他的处理。“发往本站的帧”包括以下三种帧： 单播(unicast)帧（一对一）广播(broadcast)帧（一对全体）多播(multicast)帧（一对多）,物理层,为数据传输提供物理通道定义接口、线缆标
11、准、传输速率、传输距离等参数物理层介质同轴电缆、双绞线、光纤、无线等局域网10Base-T、100Base-T广域网RS-232、V.24、V.35,应用层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,网络设备,应用层,网络层,数据链路层,物理层,传输层,中继器 HUB,二层交换机,三层交换机、路由器,防火墙,网络设备对数据的处理基于它所处的层次,问题回顾,OSI参考模型分为哪几层？每一层的作用。TCP/IP参考模型分为哪几层？OSI参考模型与TCP/IP参考模型的关系与区别。,192.168.1.1 11000000.10101000.00000001.00000001255.255.255.0 1
12、1111111.11111111.11111111.00000000255.255.255.199128 64 32 16 8 4 2 1 001011 11 二进制： 0 1 十进制： 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 十六进制： 0-9 A B C D E F AB10 10101011000100008bit = Byte 4Mbit/S 4096Kbit/S,2017/12/5,项目案例需求,主机发送数据时如何封装。中间设备如何转发,HTTP:(数据请求),应用层,传输层,网络层,网络接口层,TCP/UDP:(HTTP:数据请求),IP:(TCP/UDP:HTTP:数据请求),帧头:( IPTCP/UDP:HTTP:数据请求),项目案例要求,分析两台主机之间如何实现通信的？主机如何封装的，目标主机如何解封装的？中间设备是如何进行解封装、封装、转发的？,课程目标,分析同一网络内主机之间的相互通信过程。,
