⑴ 计算机网络封装和拆封的含义
当网络中的两台计算机要进行通信时,数据由发送端的应用层向下,逐层传送,而且每一层都为原始数据添加报头(有的层除增加报头外,还需要添加报尾),这也称为数据封装的过程。当封装好的数据到达物理层后,就会根据连接两台设备所使用的物理介质类型,将数据帧的各个比特转换为电压、光源、无线电波等物理层信号,通过中间网络设备,发送端的数据会被送达接收端的物理层。
在接收端,数据的还原需要进行一个封装的反过程,从物理层向上直到应用层,随着数据逐层向上传递,协议数据单元的报头及报尾被一层层剥离。最终实现了数据从发送端到接收端的传递。
⑵ 举例说明计算机网络的数据封装
封装: 应用层 表示层 会话层的时候是高层数据 到传输层的时候加上tcp头部 到网络层的时候加上ip包头 到数据链路层的时候 分为俩个 1、LLC子层加LLC头部和FCS 2、在MAC子层加上MAC头部和FCS 物理层就变成数据流了 解封装: 就是反过来在卸了封装就行了 这个是我们学校 (北大青鸟)课程上的
⑶ 计算机网络数据链路层封装成帧的问题
PPP协议帧就是用0X7E这个标志字段来做帧的间隔,因此在这里面是没有SOH和EOT的。
SOH和EOT就是定义的一种规范,是帧必须包括的具有帧定界功能的控制字符。比如XMODEM协议里的帧用的就是SOH和EOT。
而PPP协议自己就规定了0X7E用作标志字段,再辅助以字符判断,填充等功能,就具有了SOH和EOT的功能。所以在这里就不用SOH和EOT了。
我也不是理解得很透彻,大概知道这么多了。有错误还请指出啊。
⑷ 计算机网络数据从上到下封装的格式为什么
1.使不同厂商在开发设备的时候有个公共的标准,让不同厂商开发出来的设备能够互相通信。 uR[-1h
2.使不同系统之间能够互相通信,如UNIX、Winsows和Mac。
3.分层使数据处理分步,互相之间不造成影响。 %
OSI七层网络模型由下至上为1至7层,分别为物理层(Physical layer),数据链路层(Data link layer),网络层(Network layer),传输层(Transport layer),会话层(Session layer),表示层(Presentation layer),应用层(Application layer)。其中上三层称之为高层,定义应用程序之间的通信和人机界面。什么意思呢,就是上三层负责把电脑能看懂的东西转化为你能看懂的东西,或把你能看懂的东西转化为电脑能看懂的东西。下四层称之为底层,定义的是数据如何端到端的传输(end-to-end),物理规范以及数据与光电信号间的转换。先面一层一层的来说明。从上层说起。 7
应用层,很简单,就是应用程序。这一层负责确定通信对象,并确保由足够的资源用于通信,这些当然都是想要通信的应用程序干的事情。 g]Iwcm
表示层,负责数据的编码、转化,确保应用层的正常工作。这一层,是将我们看到的界面与二进制间互相转化的地方,就是我们的语言与机器语言间的转化。数据的压缩、解压,加密、解密都发生在这一层。这一层根据不同的应用目的将数据处理为不同的格式,表现出来就是我们看到的各种各样的文件扩展名。 gxP(~$
会话层,负责建立、维护、控制会话,区分不同的会话,以及提供单工(Simplex)、半双工(Half plex)、全双工(Full plex)三种通信模式的服务。我们平时所知的NFS,RPC,X Windows等都工作在这一层。 &
传输层,负责分割、组合数据,实现端到端的逻辑连接。数据在上三层是整体的,到了这一层开始被分割,这一层分割后的数据被称为段(Segment)。三次握手(Three-way handshake),面向连接(Connection-Oriented)或非面向连接(Connectionless-Oriented)的服务,流控(Flow control)等都发生在这一层。 ?w'<_V
网络层,负责管理网络地址,定位设备,决定路由。我们所熟知的IP地址和路由器就是工作在这一层。上层的数据段在这一层被分割,封装后叫做包(Packet),包有两种,一种叫做用户数据包(Data packets),是上层传下来的用户数据;另一种叫路由更新包(Route update packets),是直接由路由器发出来的,用来和其他路由器进行路由信息的交换。 g/93I
数据链路层,负责准备物理传输,CRC校验,错误通知,网络拓扑,流控等。我们所熟知的MAC地址和交换机都工作在这一层。上层传下来的包在这一层被分割封装后叫做帧(Frame)。 db]
物理层,就是实实在在的物理链路,负责将数据以比特流的方式发送,接收
⑸ OSI模型的封装,怎样更好的理解
形象的说,两台主机进行连接通讯时,一端主机从上层到下层一层一层封装数据,并在数据之前加上自己的报头,就如同一封信上套7个信封,每个信封分别注明应用层、表示层等等,然后通过邮局发送到接收主机,再一层一层把信封打开,直到看到内容。
你可以参考这篇文章:网络分析基础之OSI参考模型,比较通俗易懂:
http://www.csna.cn/viewthread.php?tid=10212
⑹ 计算机网络第三章(数据链路层)
3.1、数据链路层概述
概述
链路 是从一个结点到相邻结点的一段物理线路, 数据链路 则是在链路的基础上增加了一些必要的硬件(如网络适配器)和软件(如协议的实现)
网络中的主机、路由器等都必须实现数据链路层
局域网中的主机、交换机等都必须实现数据链路层
从层次上来看数据的流动
仅从数据链路层观察帧的流动
主机H1 到主机H2 所经过的网络可以是多种不同类型的
注意:不同的链路层可能采用不同的数据链路层协议
数据链路层使用的信道
数据链路层属于计算机网路的低层。 数据链路层使用的信道主要有以下两种类型:
点对点信道
广播信道
局域网属于数据链路层
局域网虽然是个网络。但我们并不把局域网放在网络层中讨论。这是因为在网络层要讨论的是多个网络互连的问题,是讨论分组怎么从一个网络,通过路由器,转发到另一个网络。
而在同一个局域网中,分组怎么从一台主机传送到另一台主机,但并不经过路由器转发。从整个互联网来看, 局域网仍属于数据链路层 的范围
三个重要问题
数据链路层传送的协议数据单元是 帧
封装成帧
封装成帧 (framing) 就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部,然后就构成了一个帧。
首部和尾部的一个重要作用就是进行 帧定界 。
差错控制
在传输过程中可能会产生 比特差错 :1 可能会变成 0, 而 0 也可能变成 1。
可靠传输
接收方主机收到有误码的帧后,是不会接受该帧的,会将它丢弃
如果数据链路层向其上层提供的是不可靠服务,那么丢弃就丢弃了,不会再有更多措施
如果数据链路层向其上层提供的是可靠服务,那就还需要其他措施,来确保接收方主机还可以重新收到被丢弃的这个帧的正确副本
以上三个问题都是使用 点对点信道的数据链路层 来举例的
如果使用广播信道的数据链路层除了包含上面三个问题外,还有一些问题要解决
如图所示,主机A,B,C,D,E通过一根总线进行互连,主机A要给主机C发送数据,代表帧的信号会通过总线传输到总线上的其他各主机,那么主机B,D,E如何知道所收到的帧不是发送给她们的,主机C如何知道发送的帧是发送给自己的
可以用编址(地址)的来解决
将帧的目的地址添加在帧中一起传输
还有数据碰撞问题
随着技术的发展,交换技术的成熟,
在 有线(局域网)领域 使用 点对点链路 和 链路层交换机 的 交换式局域网 取代了 共享式局域网
在无线局域网中仍然使用的是共享信道技术
3.2、封装成帧
介绍
封装成帧是指数据链路层给上层交付的协议数据单元添加帧头和帧尾使之成为帧
帧头和帧尾中包含有重要的控制信息
发送方的数据链路层将上层交付下来的协议数据单元封装成帧后,还要通过物理层,将构成帧的各比特,转换成电信号交给传输媒体,那么接收方的数据链路层如何从物理层交付的比特流中提取出一个个的帧?
答:需要帧头和帧尾来做 帧定界
但比不是每一种数据链路层协议的帧都包含有帧定界标志,例如下面例子
前导码
前同步码:作用是使接收方的时钟同步
帧开始定界符:表明其后面紧跟着的就是MAC帧
另外以太网还规定了帧间间隔为96比特时间,因此,MAC帧不需要帧结束定界符
透明传输
透明
指某一个实际存在的事物看起来却好像不存在一样。
透明传输是指 数据链路层对上层交付的传输数据没有任何限制 ,好像数据链路层不存在一样
帧界定标志也就是个特定数据值,如果在上层交付的协议数据单元中, 恰好也包含这个特定数值,接收方就不能正确接收
所以数据链路层应该对上层交付的数据有限制,其内容不能包含帧定界符的值
解决透明传输问题
解决方法 :面向字节的物理链路使用 字节填充 (byte stuffing) 或 字符填充 (character stuffing),面向比特的物理链路使用比特填充的方法实现透明传输
发送端的数据链路层在数据中出现控制字符“SOH”或“EOT”的前面 插入一个转义字符“ESC” (其十六进制编码是1B)。
接收端的数据链路层在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。
如果转义字符也出现在数据当中,那么应在转义字符前面插入一个转义字符 ESC。当接收端收到连续的两个转义字符时,就删除其中前面的一个。
帧的数据部分长度
总结
3.3、差错检测
介绍
奇偶校验
循环冗余校验CRC(Cyclic Rendancy Check)
例题
总结
循环冗余校验 CRC 是一种检错方法,而帧校验序列 FCS 是添加在数据后面的冗余码
3.4、可靠传输
基本概念
下面是比特差错
其他传输差错
分组丢失
路由器输入队列快满了,主动丢弃收到的分组
分组失序
数据并未按照发送顺序依次到达接收端
分组重复
由于某些原因,有些分组在网络中滞留了,没有及时到达接收端,这可能会造成发送端对该分组的重发,重发的分组到达接收端,但一段时间后,滞留在网络的分组也到达了接收端,这就造成 分组重复 的传输差错
三种可靠协议
停止-等待协议SW
回退N帧协议GBN
选择重传协议SR
这三种可靠传输实现机制的基本原理并不仅限于数据链路层,可以应用到计算机网络体系结构的各层协议中
停止-等待协议
停止-等待协议可能遇到的四个问题
确认与否认
超时重传
确认丢失
既然数据分组需要编号,确认分组是否需要编号?
要。如下图所示
确认迟到
注意,图中最下面那个数据分组与之前序号为0的那个数据分组不是同一个数据分组
注意事项
停止-等待协议的信道利用率
假设收发双方之间是一条直通的信道
TD :是发送方发送数据分组所耗费的发送时延
RTT :是收发双方之间的往返时间
TA :是接收方发送确认分组所耗费的发送时延
TA一般都远小于TD,可以忽略,当RTT远大于TD时,信道利用率会非常低
像停止-等待协议这样通过确认和重传机制实现的可靠传输协议,常称为自动请求重传协议ARQ( A utomatic R epeat re Q uest),意思是重传的请求是自动进行,因为不需要接收方显式地请求,发送方重传某个发送的分组
回退N帧协议GBN
为什么用回退N帧协议
在相同的时间内,使用停止-等待协议的发送方只能发送一个数据分组,而采用流水线传输的发送方,可以发送多个数据分组
回退N帧协议在流水线传输的基础上,利用发送窗口来限制发送方可连续发送数据分组的个数
无差错情况流程
发送方将序号落在发送窗口内的0~4号数据分组,依次连续发送出去
他们经过互联网传输正确到达接收方,就是没有乱序和误码,接收方按序接收它们,每接收一个,接收窗口就向前滑动一个位置,并给发送方发送针对所接收分组的确认分组,在通过互联网的传输正确到达了发送方
发送方每接收一个、发送窗口就向前滑动一个位置,这样就有新的序号落入发送窗口,发送方可以将收到确认的数据分组从缓存中删除了,而接收方可以择机将已接收的数据分组交付上层处理
累计确认
累计确认
优点:
即使确认分组丢失,发送方也可能不必重传
减小接收方的开销
减小对网络资源的占用
缺点:
不能向发送方及时反映出接收方已经正确接收的数据分组信息
有差错情况
例如
在传输数据分组时,5号数据分组出现误码,接收方通过数据分组中的检错码发现了错误
于是丢弃该分组,而后续到达的这剩下四个分组与接收窗口的序号不匹配
接收同样也不能接收它们,讲它们丢弃,并对之前按序接收的最后一个数据分组进行确认,发送ACK4, 每丢弃一个数据分组,就发送一个ACK4
当收到重复的ACK4时,就知道之前所发送的数据分组出现了差错,于是可以不等超时计时器超时就立刻开始重传,具体收到几个重复确认就立刻重传,根据具体实现决定
如果收到这4个重复的确认并不会触发发送立刻重传,一段时间后。超时计时器超时,也会将发送窗口内以发送过的这些数据分组全部重传
若WT超过取值范围,例如WT=8,会出现什么情况?
习题
总结
回退N帧协议在流水线传输的基础上利用发送窗口来限制发送方连续发送数据分组的数量,是一种连续ARQ协议
在协议的工作过程中发送窗口和接收窗口不断向前滑动,因此这类协议又称为滑动窗口协议
由于回退N帧协议的特性,当通信线路质量不好时,其信道利用率并不比停止-等待协议高
选择重传协议SR
具体流程请看视频
习题
总结
3.5、点对点协议PPP
点对点协议PPP(Point-to-Point Protocol)是目前使用最广泛的点对点数据链路层协议
PPP协议是因特网工程任务组IEIF在1992年制定的。经过1993年和1994年的修订,现在的PPP协议已成为因特网的正式标准[RFC1661,RFC1662]
数据链路层使用的一种协议,它的特点是:简单;只检测差错,而不是纠正差错;不使用序号,也不进行流量控制;可同时支持多种网络层协议
PPPoE 是为宽带上网的主机使用的链路层协议
帧格式
必须规定特殊的字符作为帧定界符
透明传输
必须保证数据传输的透明性
实现透明传输的方法
面向字节的异步链路:字节填充法(插入“转义字符”)
面向比特的同步链路:比特填充法(插入“比特0”)
差错检测
能够对接收端收到的帧进行检测,并立即丢弃有差错的帧。
工作状态
当用户拨号接入 ISP 时,路由器的调制解调器对拨号做出确认,并建立一条物理连接。
PC 机向路由器发送一系列的 LCP 分组(封装成多个 PPP 帧)。
这些分组及其响应选择一些 PPP 参数,并进行网络层配置,NCP 给新接入的 PC 机
分配一个临时的 IP 地址,使 PC 机成为因特网上的一个主机。
通信完毕时,NCP 释放网络层连接,收回原来分配出去的 IP 地址。接着,LCP 释放数据链路层连接。最后释放的是物理层的连接。
可见,PPP 协议已不是纯粹的数据链路层的协议,它还包含了物理层和网络层的内容。
3.6、媒体接入控制(介质访问控制)——广播信道
媒体接入控制(介质访问控制)使用一对多的广播通信方式
Medium Access Control 翻译成媒体接入控制,有些翻译成介质访问控制
局域网的数据链路层
局域网最主要的 特点 是:
网络为一个单位所拥有;
地理范围和站点数目均有限。
局域网具有如下 主要优点 :
具有广播功能,从一个站点可很方便地访问全网。局域网上的主机可共享连接在局域网上的各种硬件和软件资源。
便于系统的扩展和逐渐地演变,各设备的位置可灵活调整和改变。
提高了系统的可靠性、可用性和残存性。
数据链路层的两个子层
为了使数据链路层能更好地适应多种局域网标准,IEEE 802 委员会就将局域网的数据链路层拆成 两个子层 :
逻辑链路控制 LLC (Logical Link Control)子层;
媒体接入控制 MAC (Medium Access Control)子层。
与接入到传输媒体有关的内容都放在 MAC子层,而 LLC 子层则与传输媒体无关。 不管采用何种协议的局域网,对 LLC 子层来说都是透明的。
基本概念
为什么要媒体接入控制(介质访问控制)?
共享信道带来的问题
若多个设备在共享信道上同时发送数据,则会造成彼此干扰,导致发送失败。
随着技术的发展,交换技术的成熟和成本的降低,具有更高性能的使用点对点链路和链路层交换机的交换式局域网在有线领域已完全取代了共享式局域网,但由于无线信道的广播天性,无线局域网仍然使用的是共享媒体技术
静态划分信道
信道复用
频分复用FDM (Frequency Division Multiplexing)
将整个带宽分为多份,用户在分配到一定的频带后,在通信过程中自始至终都占用这个频带。
频分复用 的所有用户在同样的时间 占用不同的带宽资源 (请注意,这里的“带宽”是频率带宽而不是数据的发送速率)。
⑺ 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;
⑻ 简述osi/rm数据封装过程
第一层:物理层(PhysicalLayer),规定通信设备的机械的、电气的、功能的和过程的特性,用以建立、维护和拆除物理链路连接。具体地讲,机械特性规定了网络连接时所需接插件的规格尺寸、引脚数量和排列情况等;电气特性规定了在物理连接上传输bit流时线路上信号电平的大小、阻抗匹配、传输速率距离限制等;功能特性是指对各个信号先分配确切的信号含义,即定义了DTE和DCE之间各个线路的功能;规程特性定义了利用信号线进行bit流传输的一组操作规程,是指在物理连接的建立、维护、交换信息是,DTE和DCE双放在各电路上的动作系列。
在这一层,数据的单位称为比特(bit)。
属于物理层定义的典型规范代表包括:EIA/TIA RS-232、EIA/TIA RS-449、V.35、RJ-45等。
第二层:数据链路层(DataLinkLayer):在物理层提供比特流服务的基础上,建立相邻结点之间的数据链路,通过差错控制提供数据帧(Frame)在信道上无差错的传输,并进行各电路上的动作系列。
数据链路层在不可靠的物理介质上提供可靠的传输。该层的作用包括:物理地址寻址、数据的成帧、流量控制、数据的检错、重发等。
在这一层,数据的单位称为帧(frame)。
数据链路层协议的代表包括:SDLC、HDLC、PPP、STP、帧中继等。
第三层是网络层
在计算机网络中进行通信的两个计算机之间可能会经过很多个数据链路,也可能还要经过很多通信子网。网络层的任务就是选择合适的网间路由和交换结点, 确保数据及时传送。网络层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。
如果你在谈论一个IP地址,那么你是在处理第3层的问题,这是“数据包”问题,而不是第2层的“帧”。IP是第3层问题的一部分,此外还有一些路由协议和地址解析协议(ARP)。有关路由的一切事情都在第3层处理。地址解析和路由是3层的重要目的。网络层还可以实现拥塞控制、网际互连等功能。
在这一层,数据的单位称为数据包(packet)。
网络层协议的代表包括:IP、IPX、RIP、OSPF等。
第四层是处理信息的传输层。第4层的数据单元也称作数据包(packets)。但是,当你谈论TCP等具体的协议时又有特殊的叫法,TCP的数据单元称为段(segments)而UDP协议的数据单元称为“数据报(datagrams)”。这个层负责获取全部信息,因此,它必须跟踪数据单元碎片、乱序到达的数据包和其它在传输过程中可能发生的危险。第4层为上层提供端到端(最终用户到最终用户)的透明的、可靠的数据传输服务。所为透明的传输是指在通信过程中传输层对上层屏蔽了通信传输系统的具体细节。
传输层协议的代表包括:TCP、UDP、SPX等。
第五层是会话层
这一层也可以称为会晤层或对话层,在会话层及以上的高层次中,数据传送的单位不再另外命名,统称为报文。会话层不参与具体的传输,它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。
第六层是表示层
这一层主要解决拥护信息的语法表示问题。它将欲交换的数据从适合于某一用户的抽象语法,转换为适合于OSI系统内部使用的传送语法。即提供格式化的表示和转换数据服务。数据的压缩和解压缩, 加密和解密等工作都由表示层负责。
第七层应用层,应用层为操作系统或网络应用程序提供访问网络服务的接口。
应用层协议的代表包括:Telnet、FTP、HTTP、SNMP等。