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网络数据传输的过程图解(网络数据传输过程)

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通过OSI七层协议进行传输,下面给出传输方式:

OSI参考模型与TCP/IP协议模型结构 OSI参考模型也称为异质系统互联的七层框架----★物理层(Physical Layer)----提供机械、电气、功能和过程特性。如规定使用电缆和接头的类型,传送信号的电压等。在这一层,数据还没有被组织,仅作为原始的位流或电气电压处理。----★数据链路层(Data Link Layer)----实现数据的无差错传送。它接收物理层的原始数据位流以组成帧(位组),并在网络设备之间传输。帧含有源站点和目的站点的物理地址。----★网络层(Network Layer)----处理网络间路由,确保数据及时传送。将数据链路层提供的帧组成数据包,包中封装有网络层包头,其中含有逻辑地址信息——源站点和目的站点地址的网络地址。----★传输层(Transport Layer)提供建立、维护和取消传输连接功能,负责可靠地传输数据。----★会话层(Session Layer)----提供包括访问验证和会话管理在内的建立和维护应用之间通信的机制。如服务器验证用户登录便是由会话层完成的。----★表示层(Presentation Layer)----提供格式化的表示和转换数据服务。如数据的压缩和解压缩,加密和解密等工作都由表示层负责。----★应用层(Application Layer)----提供网络与用户应用软件之间的接口服务。 OSI/RM是ISO在网络通信方面所定义的开放系统互连模型,1978 ISO(国际化标准组织)定义了这样一个开放协议标准。。有了这个开放的模型,各网络设备厂商就可以遵照共同的标准来开发网络产品,最终实现彼此兼容。整个OSI/RM模型共分7层,从下往上分别是:物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。当接受数据时,数据是自下而上传输;当发送数据时,数据是自上而下传输。(1)物理层这是整个OSI参考模型的最低层,它的任务就是提供网络的物理连接。所以,物理层是建立在物理介质上(而不是逻辑上的协议和会话),它提供的是机械和电气接口。主要包括电缆、物理端口和附属设备,如双绞线、同轴电缆、接线设备(如网卡等)、RJ-45接口、串口和并口等在网络中都是工作在这个层次的。物理层提供的服务包括:物理连接、物理服务数据单元顺序化(接收物理实体收到的比特顺序,与发送物理实体所发送的比特顺序相同)和数据电路标识。(2)数据链路层数据链路层是建立在物理传输能力的基础上,以帧为单位传输数据,它的主要任务就是进行数据封装和数据链接的建立。封装的数据信息中,地址段含有发送节点和接收节点的地址,控制段用来表示数格连接帧的类型,数据段包含实际要传输的数据,差错控制段用来检测传输中帧出现的错误。数据链路层可使用的协议有SLIP、PPP、X25和帧中继等。常见的集线器和低档的交换机网络设备都是工作在这个层次上,Modem之类的拨号设备也是。工作在这个层次上的交换机俗称“第二层交换机”。具体讲,数据链路层的功能包括:数据链路连接的建立与释放、构成数据链路数据单元、数据链路连接的分裂、定界与同步、顺序和流量控制和差错的检测和恢复等方面。(3)网络层网络层属于OSI中的较高层次了,从它的名字可以看出,它解决的是网络与网络之间,即网际的通信问题,而不是同一网段内部的事。网络层的主要功能即是提供路由,即选择到达目标主机的最佳路径,并沿该路径传送数据包。除此之外,网络层还要能够消除网络拥挤,具有流量控制和拥挤控制的能力。网络边界中的路由器就工作在这个层次上,现在较高档的交换机也可直接工作在这个层次上,因此它们也提供了路由功能,俗称“第三层交换机”。网络层的功能包括:建立和拆除网络连接、路径选择和中继、网络连接多路复用、分段和组块、服务选择和传输和流量控制。(4)传输层传输层解决的是数据在网络之间的传输质量问题,它属于较高层次。传输层用于提高网络层服务质量,提供可靠的端到端的数据传输,如常说的QoS就是这一层的主要服务。这一层主要涉及的是网络传输协议,它提供的是一套网络数据传输标准,如TCP协议。传输层的功能包括:映像传输地址到网络地址、多路复用与分割、传输连接的建立与释放、分段与重新组装、组块与分块。根据传输层所提供服务的主要性质,传输层服务可分为以下三大类: A类:网络连接具有可接受的差错率和可接受的故障通知率,A类服务是可靠的网络服务,一般指虚电路服务。 C类:网络连接具有不可接受的差错率,C类的服务质量最差,提供数据报服务或无线电分组交换网均属此类。 B类:网络连接具有可接受的差错率和不可接受的故障通知率,B类服务介于A类与C类之间,在广域网和互联网多是提供B类服务。(5)会话层会话层利用传输层来提供会话服务,会话可能是一个用户通过网络登录到一个主机,或一个正在建立的用于传输文件的会话。会话层的功能主要有:会话连接到传输连接的映射、数据传送、会话连接的恢复和释放、会话管理、令牌管理和活动管理。(6)表示层表示层用于数据管理的表示方式,如用于文本文件的ASCII和EBCDIC,用于表示数字的1S或2S补码表示形式。如果通信双方用不同的数据表示方法,他们就不能互相理解。表示层就是用于屏蔽这种不同之处。表示层的功能主要有:数据语法转换、语法表示、表示连接管理、数据加密和数据压缩。(7)应用层这是OSI参考模型的最高层,它解决的也是最高层次,即程序应用过程中的问题,它直接面对用户的具体应用。应用层包含用户应用程序执行通信任务所需要的协议和功能,如电子邮件和文件传输等,在这一层中TCP/IP协议中的FTP、SMTP、POP等协议得到了充分应用 TCP/IP协议

TCP/IP协议并不完全符合OSI的七层参考模型。传统的开放式系统互连参考模型,是一种通信协议的7层抽象的参考模型,其中每一层执行某一特定任务。该模型的目的是使各种硬件在相同的层次上相互通信。这7层是:物理层、数据链路层、网路层、传输层、话路层、表示层和应用层。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构,每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的需求。这4层分别为:

应用层:应用程序间沟通的层,如简单电子邮件传输(SMTP)、文件传输协议(FTP)、网络远程访问协议(Telnet)等。

传输层:在此层中,它提供了节点间的数据传送服务,如传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)等,TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中,这一层负责传送数据,并且确定数据已被送达并接收。

互连网络层:负责提供基本的数据封包传送功能,让每一块数据包都能够到达目的主机(但不检查是否被正确接收),如网际协议(IP)。

网络接口层:对实际的网络媒体的管理,定义如何使用实际网络(如Ethernet、Serial Line等)来传送数据。

二、OSI参考模型与TCP/IP协议模型各层中的协议 TCP/IP协议中有FTP、SMTP、POP TCP/IP的通讯协议

这部分简要介绍一下TCP/IP的内部结构,为讨论与互联网有关的安全问题打下基础。TCP/IP协议组之所以流行,部分原因是因为它可以用在各种各样的信道和底层协议(例如T1和X.25、以太网以及RS-232串行接口)之上。确切地说,TCP/IP协议是一组包括TCP协议和IP协议,UDP(User Datagram Protocol)协议、ICMP(Internet Control Message Protocol)协议和其他一些协议的协议组。

上图是iso的七层网络体系结构,每一层都有其相应的工作协议。

数据传输过程如下:(如qq)

在发送主机A上,发送的数据经过应用层时,应用层对数据进行了包装,它在要传输的数据上加了一个应用层首部AH后,继续向传输层传送。

传输层接收到应用层的数据后,将数据+应用层AH当做数据,给它进行包装,加上自己的首部,此时的数据变为数据+应用层AH+传输层PH,继续向会话层传送。

依此类推,数据每传递一层,便增加相应协议的首部。

直到传输至数据链路层,数据链路层将加了自己首部的数据交给物理层后,转换为高低跳跃的比特流,这时候的数据才能在线路上传输。

接收端的接收过程与发送过程相反,在接收主机B上,能够通过电信号识别出比特流识别,将收到的信息递交给数据链路层。

数据链路层收到数据后,剥离发送时添加的数据链路层首部DH,把数据提取出来,递交给网络层。

同样的,网络层剥离自己的首部NH,还原后将数据递交给传输层。依此类推,至应用层将其首部AH剥离后,即可还原成最原始的发送数据了。

比如你用QQ发送文本信息“你好”给对方。

发送过程:

1、QQ先把“你好”转换成ASCII码,并且生成一个报文,此时报文为:(QQ报文头)+(你好的ASCII码)

2、QQ是应用层软件,,理论上应用层应该把报文交给它的下一层,表示层。此时报文变为(表示层报文头)+(QQ报文头)+(你好的ASCII码)

不过,我觉得QQ应该是直接把报文交给了传输层的UDP协议,此时报文变为(UDP报文头)+(QQ报文头)+(你好的ASCII码)。此时还要建立UDP连接,不赘述。

3、然后UDP协议把报文交给网络层的IP协议,报文变为(IP报文头)+(UDP报文头)+(QQ报文头)+(你好的ASCII码)。

4、然后,IP协议把报文交给链路层协议的以太协议,报文变为(以太报文头)+(IP报文头)+(UDP报文头)+(QQ报文头)+(你好的ASCII码)。

5、然后,以太报文被送到网卡上,此时报文被分割为好几个帧,以0101的形式通过物理层发送到网络上。

6、然后,是交换机收到这些帧,把这些帧还原成以太报文,交换机根据以太报文头里的MAC地址查找自己的MAC地址表,找到出接口,把报文从出接口发送出去(把报文送到网关设备上)。发送的时候报文又被分割成多个帧,通过物理层发送出去。

7、网关收到报文后,根据IP报文头里的IP地址,查找自己的路由表和FIB表,找到下一跳地址,然后把报文送到下一跳,这个过程不断重复,直到找到对方的网关。

8、对方的网关再把这个报文发送到对方的电脑上。

9、对方电脑收到报文后依次剥掉以太报文头、IP报文头、UDP报文头,然后发现应用层协议是QQ,于是把这个报文交给QQ软件处理,QQ再把ASCII码还原成“你好”,显示在对话框里。

以上就是大概的过程了。

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