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路由器解封装到网络层

发布时间: 2022-10-10 04:00:03

‘壹’ OSI 模型哪一层提供的服务让用户可以连接到网络

应用层负责连接,之后逐层封装数据,在到路由器解封装到网络层

‘贰’ 在什么情况下路由器会将收到的数据解封装到网络层

在了解封装和解封装之前,你必须要知道什么是协议数据单元(PDU)!
在OSI七层模型或者TCP/IP协议栈的每一层都有一个PDU,各层的PDU负责属于所在层的功能。
因为所有的网络设备都是基于OSI和TCP/IP标准开发的,所以这些PDU在数据传递的过程中,各个厂家的网络设备都可以识别。
如下面两张图,分别是OSI参考模型和TCP/IP协议栈在各层加上PDU后的封装格式:
OSI的各层的PDU封装如下:
TCP/IP各层的PDU封装如下:
数据封装:
数据的封装,就是在用户发出的原始数据上,从最上层应用层开始,每层在把数据递交给下层之前,先添加上该层的PDU。使这个用户的原始数据包具有所有层次的功能属性,用来帮助该数据完成传递。
例如:
现有一个项目,需要由销售部、技术部、财务部、工程部来协同完成。
首先,该项目由老板提出,由技术部在这个想法的基础上给出解决方案,再由财务部在解决方案的基础上进行项目经费预算,工程部在经费预算的基础上选择合适的零部件来完成产品的加工,然后由销售部门将产品销往各地。
在这个项目的整个完成过程中,各个部门各兼所职,但是缺一不可,而且整个项目的流程都是固定的,依次要经过老板à技术部à财务部à工程部à销售部,才能完成。
这些部门就好比OSI或者TCP/IP的层次,每个层次各兼所职,缺一不可,且流程固定。
数据解封装:
将收到的数据,逐层来解读该层的PDU,看看与本台电脑上的每层所负责的信息或者服务是否匹配,如果匹配,则会将数据的PDU在每层解开,最终剩下里面的原始数据。
OSI的封装过程如下:
用户准备好要传出去的原始数据
加上应用层PDU
表加上示层PDU
加上会话层PDU
加上传输层PDU
加上网络层PDU
加上数据链路层PDU
将数据帧转成bit流从物理层传出
OSI的解封装过程如下:
从物理层收到bit流,转成数据帧交给数据链路层
去掉数据链路层PDU
去掉网络层的PDU
去掉传输层的PDU
去掉应用层的PDU
得到原始数据
TCP/IP的封装过程如下:
用户准备好要传出去的原始数据
加上应用层PDU
加上传输层PDU
加上网络层PDU
加上数据链路层PDU
转成bit流从物理层传出
TCP/IP的解封装过程如下:
从物理层收到bit流,转成数据帧交给数据链路层
去掉数据链路层PDU
去掉网络层的PDU
去掉传输层的PDU
去掉应用层的PDU
得到原始数据

‘叁’ 路由器工作在哪一层

路由器发生在OSI参考模型的第三层,即网络层。
交换机发生在OSI参考模型第二层,即数据链路层。
这一区别决定了路由和交换机在移动信息的过程中需使用不同的控制信息,所以说两者实现各自功能的方式是不同的。

‘肆’ rip报文被封装在udp报文段中,路由器通常只解封到ip层,路由器是如何解封rip报文的

RIP是在应用层实现的,你可以把它当做一个进程(例如DNS服务进程),因此能绑定一个标准SOCKET收发报文(封装和解封)。路由器一般工作于网络层,但不代表它只能工作于网络层,很多路由器会附带一些基本的应用防火墙功能,例如可以禁止QQ登录等,它本质上也是一台计算机,只能功能更加单一而已。

‘伍’ 路由器工作在osi的哪一层

路由器是联结多个网络或网段的网络装备,主要功能是联结不同的网络,进行协议转换、路由选择等。路由器工作在OSI模型的网络层。

路由器是在osi的第三层也就是网络层工作的,网络层的功能就是给数据选择路径的。OSI是开放互联模型 共7层 从低到高分别是物理层数据链路层网络层 运输层 会话层 表示层 应用层 网络层的功能就是分组传送,路由选择和流量控制。

路由器(Router)又称网关设备(Gateway)是用于连接多个逻辑上分开的网络,所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时,可通过路由器的路由功能来完成。

因此,路由器具有判断网络地址和选择IP路径的功能,它能在多网络互联环境中,建立灵活的连接,可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网,路由器只接受源站或其他路由器的信息,属网络层的一种互联设备。

(5)路由器解封装到网络层扩展阅读:

原理

网络中的设备相互通信主要是用它们的IP地址,路由器只能根据具体的IP地址来转发数据。IP地址由网络地址和主机地址两部分组成。

在Internet中采用的是由子网掩码来确定网络地址和主机地址。子网掩码与IP地址一样都是32位的,并且这两者是一一对应的,子网掩码中“1”对应IP地址中的网络地址,“0”对应的是主机地址,网络地址和主机地址就构成了一个完整的IP地址。

在同一个网络中,IP地址的网络地址必须是相同的。计算机之间的通信只能在具有相同网络地址的IP地址之间进行,如果想要与其他网段的计算机进行通信,则必须经过路由器转发出去。不同网络地址的IP地址是不能直接通信的,即便它们距离非常近,也不能进行通信。

路由器的多个端口可以连接多个网段,每个端口的IP地址的网络地址都必须与所连接的网段的网络地址一致。不同的端口它的网络地址是不同的,所对应的网段也是不同的,这样才能使各个网段中的主机通过自己网段的IP地址把数据发送送到路由器上。

‘陆’ 写出OSI七层封装和解封装的过程

OSI(Open System Interconnection)参考模型把网络分为七层:

1.物理层(Physical Layer)

物理层主要传输原始的比特流,集线器(Hub)是本层的典型设备;

2.数据链路层(Data Link Layer)

数据链路层负责在两个相邻节点间无差错的传送以帧为单位的数据,本层的典型设备是交换机(Switch);

3.网络层(Network Layer)

网络层主要完成的工作是:选择合适的网间路由和交换节点,网络层将数据层提供的帧组成数据包,包中封装有网络层包头,包头中含有逻辑地址信息(源主机和目标主机的网络地址),典型设备是路由器(Router);

4.传输层(Transport Layer)

传输层为两个端系统(即源主机和目标主机)的回话提供建立,维护和取消传输连接的功能.这一层传输的信息以报文为单位.

5.会话层(Session Layer)

会话层及以上层中数据传送的单位不再另外命名,统称为报文.

会话层管理进程之间的会话过程,即负责建立,管理,终止进程之间的会话.会话层还通过在数据中插入校验点来实现数据的同步.

6.表示层(Presentation Layer)

表示层负责对上层数据进行转换,以保证一个主机的应用层的数据可以被另一个主机的应用层理解.表示层的数据转换包括对数据的加密,解密,压缩,解压和格式转换.

7.应用层(Application Layer)

应用层确定进程之间通信的实际用途;

‘柒’ osi七层模型中数据封装为什么先到的网络层(路由器)再到数据链路层(交换机)

OSI七层模型是逻辑模型,它表示的数据在网络通信中的传输模式,和物理连接是没有关系的,不能把逻辑模型和物理连接硬套上去。PC机还可以直接连路由器,直接连光猫,还有无线,难道就不是7层模型了吗?

‘捌’ 路由器结构

输入端口是物理链路和输入包的进口处。端口通常由线卡提供,一块线卡一般支持4、8或16个端口,一个输入端口具有许多功能。第一个功能是进行数据链路层的封装和解封装。第二个功能是在转发表中查找输入包目的地址从而决定目的端口(称为路由查找),路由查找可以使用一般的硬件来实现,或者通过在每块线卡上嵌入一个微处理器来完成。第三,为了提供QoS(服务质量),端口要对收到的数据包进行业务分类,分成几个预定义的服务级别。第四,端口可能需要运行诸如SLIP(串行线网际协议)和PPP(点对点协议)这样的数据链路级协议或者诸如PPTP(点对点隧道协议)这样的网络级协议。一旦路由查找完成,必须用交换开关将包送到其输出端口。如果路由器是输入端加队列的,则有几个输入端共享同一个交换开关。这样输入端口的最后一项功能是参加对公共资源(如交换开关)的仲裁协议。普通路由器中该部分的功能完全由路由器的中央处理器来执行,制约了数据包的转发速率(每秒几千到几万个数据包)。高端路由器中普遍实现了分布式硬件处理,接口部分有强大的CPU处理器和大容量的高速缓存,使接口数据速率达到10Gbps,满足了高速骨干网络的传输要求。

路由器的转发机制对路由器的性能影响很大,常见的转发方式有:进程转发、快速转发、优化转发、分布式快速转发。进程转发将数据包从接口缓存拷贝到处理器的缓存中进行处理,先查看路由表再查看ARP表,重新封装数据包后将数据包拷贝到接口缓存中准备传送出去,两次查表和拷贝数据极大的占用CPU的处理时间,所以这是最慢的交换方式,只在低档路由器中使用。快速交换将两次查表的结果作了缓存,无需拷贝数据,所以CPU处理数据包的时间缩短了。优化交换在快速交换的基础上略作改进,将缓存表的数据结构作了改变,用深度为4的256叉树代替了深度为32的2叉树或哈希表(hash),CPU的查找时间进一步缩短。这两种转发方式在中高档路由器中普遍加以应用。在骨干路由器中由于路由表条目的成倍增加,路由表或ARP表的任何变化都会引起大部分路由缓冲失效,以前的交换方式都不再适用,最新的交换方式是分布式快速交换,它在每个接口处理板上构建一个镜像(mirror)路由表和MAC地址表相结合的转发表,该表是深度为4的256叉树,但每个节点的数据部分是指向另一个称为邻接表的指针,邻接表中含有路由器成帧所需要的全部信息。这种结构使得转发表完全由路由表和ARP表来同步更新,本身不再需要额外的老化进程,克服了其它交换方式需要不断对缓存表进行老化的缺陷。

交换结构最常见的有总线型、共享内存型、Cross-bar空分结构型。总线型结构最简单,所有输入和输出接口挂在一个总线上,同一时间只有两个接口通过总线交换数据。其缺点是其交换容量受限于总线的容量以及为共享总线仲裁所带来的额外开销。在调度共享数据传输通道上必须花费一定的开销,而且总线带宽的扩展受到限制,制约了交换容量的扩张,一般在中档路由器中使用这种结构。共享内存型结构中,进来的包被存贮在共享存贮器中,所交换的仅是包的指针,这提高了交换容量,但它受限于内存的访问速度和存储器的管理效率,尽管存贮器容量每18个月能够翻一番,但存贮器的存取时间每年仅降低5%,这是共享存贮器交换开关的一个固有限制。共享内存型结构在早期的中低档路由器中普遍应用。Cross-bar空分结构相当于多条并行工作的总线,具有N×N个交叉点的交叉开关可以被认为具有2N条总线。如果一个交叉是闭合,输入总线上的数据在输出总线上可用,否则不可用。对流经它的数据不断进行开关切换,可见开关速度决定了交换容量,随着各种高速器件的不断涌现,这种结构的交换容量普遍达到几十Gbps以上,成为目前高端路由器和交换机的首选交换结构。

路由计算或处理部分主要是运行动态路由协议。接收和发送路由信息,计算出路由表,为数据包的转发提供依据。各种档次的路由器的路由表条目的大小存在很大差异,从几千条到几百万条不等,因此高端路由器的路由表的构造对路由查找速度影响很大,其路由表的数据结构常采用二叉树的形式,查找与更新的速度都比较快。

输出端口在包被发送到输出链路之前对包存贮,可以实现复杂的调度算法以支持优先等级要求。与输入端口一样,输出端口同样要能支持数据链路层的封装和解封装,以及许多较高级协议。

一般而言,路由器对一个数据包的交换要经过一系列的复杂处理,主要有以下几个方面:

1)压缩和解压缩

2)加密和解密

3)用输入/输出访问列表进行报文过滤

4)输入速率限制

5)进行网络地址翻译(NAT)

6)处理影响本报文的任何策略路由

7)应用防火墙特性对包进行检查

8)处理Web页缓冲的重定向

9)物理广播处理,如帮助性地址(ip help address)

10)利用启用的QoS机制对数据包排队

11)TTL值的处理

12)处理IP头部中的任选项

13)检查数据包的完整性

‘玖’ 数据怎么从路由器的物理层到网络层

具体的实现靠的是各个协议的实现
从应用层到网络层先包上网络层协议(IP数据报)
网络层下到数据链路层再包上数据链路层协议(PPP帧格式)
数据链路层下到物理层再包上物理层协议(比特流的传输)
然后到达之后再层层向上一层一层按相应协议解开
(注:词语不够专业。)