網路中資料傳輸過程的分析

2021-08-09 19:37:05 字數 1996 閱讀 1641

我們知道現在的網際網路中使用的tcp/ip協議是基於,osi(開放系統互聯)的七層參考模型的,(雖然不是完全符合)從上到下分別為 應用層 表示層 會話層 傳輸層 網路層 資料鏈路層和物理層。其中資料鏈路層又可是分為兩個子層分別為邏輯鏈路控制層(logic link control,llc )和介質訪問控制層((media access control,mac )也就是平常說的mac層。llc對兩個節點中的鏈路進行初始化,防止連線中斷,保持可靠的通訊。mac層用來檢驗包含在每個楨中的位址資訊。在下面會分析到。還要明白一點路由器是在網路層的,而網絡卡在資料鏈路層。

我們知道,arp(address resolution protocol,位址轉換協議)被當作底層協議,用於ip位址到實體地址的轉換。在乙太網中,所有對ip的訪問最終都轉化為對網絡卡mac位址的訪問。如果主機a的arp列表中,到主機b的ip位址與mac位址對應不正確,由a發往b資料報就會發向錯誤的mac位址,當然無法順利到達b,結 果是a與b根本不能進行通訊。

首先我們分析一下在同乙個網段的情況。假設有兩台電腦分別命名為a和b,a需要相b傳送資料的話,a主機首先把目標裝置b的ip位址與自己的子網掩碼進行「與」操作,以判斷目標裝置與自己是否位於同一網段內。如果目標裝置在同一網段內,並且a沒有獲得與目標裝置b的ip位址相對應的mac位址資訊,則源裝置(a)以第二層廣播的形式(目標mac位址為全1)傳送arp請求報文,在arp請求報文中包含了源裝置(a)與目標裝置(b)的ip位址。同一網段中的所有其他裝置都可以收到並分析這個arp請求報文,如果某裝置發現報文中的目標ip位址與自己的ip位址相同,則它向源裝置發回arp響應報文,通過該報文使源裝置獲得目標裝置的mac位址資訊。為了減少廣播量,網路裝置通過arp表在快取中儲存ip與mac位址的對映資訊。在一次 arp的請求與響應過程中,通訊雙方都把對方的mac位址與ip位址的對應關係儲存在各自的arp表中,以在後續的通訊中使用。arp表使用老化機制,刪除在一段時間內沒有使用過的ip與mac位址的對映關係。

如果中間要經過交換機的話,根據交換機的原理,它是直接將資料傳送到相應埠,那麼就必須保有乙個資料庫,包含所有埠所連網絡卡的mac位址。它通過分析ethernet包的包頭資訊(其中包含不原mac位址,目標mac位址,資訊的長度等資訊),取得目標b的mac位址後,查詢交換機中儲存的位址對照表,(mac位址對應的埠),確認具有此mac位址的網絡卡連線在哪個埠上,然後將資料報傳送到這個對應的埠,也就相應的傳送到目標主機b上。這樣一來,即使某台主機盜用了這個ip位址,但由於他沒有這個mac位址,因此也不會收到資料報。

現在我們討論兩台不在同乙個網段中的主機,假設網路中要從主機pc-a傳送資料報pac到pc-c主機中,如下圖所示:

pc-a並不需要獲取遠端主機(pc-c)的mac位址,而是把ip分組發向預設閘道器,由閘道器ip分組的完成**過程。如果源主機(pc-a)沒有預設閘道器mac位址的快取記錄,則它會通過arp協議獲取閘道器的mac位址,因此在a的arp表中只觀察到閘道器的mac位址記錄,而觀察不到遠端主機的 mac位址。在乙太網(ethernet)中,乙個網路裝置要和另乙個網路裝置進行直接通訊,除了知道目標裝置的網路層邏輯位址(如ip位址)外,還要知道目標裝置的第二層實體地址(mac位址)。arp協議的基本功能就是通過目標裝置的ip位址,查詢目標裝置的mac位址,以保證通訊的順利進行。

資料報在網路中的傳送是乙個及其複雜的過程,上圖只是一種很簡單的情況,中間沒有過多的中間節點,其實現實中只會比這個更複雜,但是大致的原理是一致的。

(3)然後資料會到達交換機a,交換機a看到資料報的第二層目的mac位址,是去往路由器a的,就把資料報傳送到路由器a,路由器a收到資料報,首先檢視資料報的第三層ip目的位址,如果在自己的路由表中有去往pc-c的路由,說明這是乙個可路由的資料報。

(4)然後路由器進行ip重組和分組的過程。首先更換此資料報的第二層包頭資訊,路由器pc-a到達pc—c要經過乙個廣域網,在這裡會封裝很多廣域網相關的協議。其作用也是為了找下一階段的資訊。同時對第二層和第三層的資料報重校驗。把資料經過internet傳送出去。最後經過很多的節點傳送到目標主機pc_c中。

網路中資料傳輸過程的分析

我們每天都在使用網際網路,我們電腦上的資料是怎麼樣通過網際網路傳輸到到另外的一台電腦上的呢?把自己的理解寫一下,可能有很多細節還沒有能的很清楚!希望在以後可以使之更加的完善!有不對的地方還請指正.我們知道現在的網際網路中使用的tcp ip協議是基於,osi 開放系統互聯 的七層參考模型的,雖然不是完...

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