数据转发过程

HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.数据转发过程韩士良HCIEv2.0考题出题官HCIE-Security、HCIER&S、华为认证HCNP讲师、华为认证HALP讲师、华为认证HCIE讲师RSCCIE、ISPCCIE、CCSI（思科认证讲师）、思科360学习计划授权CCIE讲师Copyright©2014HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page2前言TCP/IP协议簇和底层协议配合，保证了数据能够实现端到端的传输。数据传输过程是一个非常复杂的过程，例如数据在转发的过程中会进行一系列的封装和解封装。对于网络工程师来说，只有深入地理解了数据在各种不同设备上的转发过程，才能够对网络进行正确的分析和检测。Copyright©2014HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page3学习目标学完本课程后，您应该能：掌握数据封装和解封装的过程处理数据转发过程中的基本故障Copyright©2014HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.数据转发过程概述Page4Internet主机A主机B服务器A服务器B10.1.1.1/2410.1.1.2/24172.16.10.1/24172.16.10.2/24RTARTB数据包在相同网段内或不同网段之间转发所依据的原理基本一致。Copyright©2014HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.TCP封装Page5物理层数据链路层网络层传输层TCPHeaderData数据段主机A当主机建立了到达目的地的TCP连接后，便开始对应用层数据进行封装。SYNRSTFINDestinationPort:80SequenceNumberWindowChecksumOptionsSourcePort:1027AcknowledgementNumberHeaderLengthResv.UrgentPointerPSHURGACKPaddingCopyright©2014HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.IP封装Page6数据包主机AIPHeader物理层数据链路层网络层传输层TCPHeaderDataDSFieldTotalLengthIdentificationFlagsFragmentOffsetTimetoLiveProtocol：0X06HeaderChecksumSourceIPAddress：10.1.1.1DestinationIPAddress：172.16.10.1IPOptionsVersionHeaderLengthCopyright©2014HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.查找路由Page7Page7Network/MaskGatewayInterface0.0.0.0/010.1.1.25410.1.1.110.1.1.0/24-10.1.1.1Internet主机A主机B服务器A服务器B10.1.1.1/2410.1.1.2/24172.16.10.1/24172.16.10.2/24RTARTB10.1.1.254/24E0/0主机A必须要拥有到达目的地的路由。Copyright©2014HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.ARPPage8主机A主机B10.1.1.1/2400-01-02-03-04-0510.1.1.2/2400-01-02-03-04-0610.1.1.254/2400-01-02-03-04-08InternetHostAarp-aInternetaddressPhysicaladdressType10.1.1.25400-01-02-03-04-08Dynamic10.1.1.200-01-02-03-04-06DynamicRTAE0/0通过ARP缓存表找到下一跳的MAC地址。如果表项里没有下一跳的MAC地址，主机A会发送ARP请求。Copyright©2014HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.以太网封装Page9数据帧EthernetHeaderDataFCSD.MACS.MACType物理层数据链路层网络层传输层IPHeaderTCPHeader主机ACopyright©2014HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.数据帧转发过程Page10主机工作在半双工状态下，所以会使用CSMA/CD来检测链路是否空闲。前导码用于使接收者进入同步状态，定界符用于指示帧的开始。主机A11010101010101010101010101…1…0100D.MAC(48bits)SFD(8bits)Preamble(56bits)1…0100…..S.MAC(48bits)EthernetHeaderDataFCSIPHeaderTCPHeaderCopyright©2014HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.数据帧转发过程Page11主机A主机BSFDPreambleEthernet_IIHeaderFCSDataRTAE0/0同一个冲突域里的设备都会接收到主机A发送的数据帧。只有网关(RTA)会处理该数据帧，并继续转发。10.1.1.254/2400-01-02-03-04-08目的MAC：00-01-02-03-04-08TYPE：0x0800Copyright©2014HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.数据包转发过程Page12DataIP10.1.1.100/24E0/1RTAE0/0Destination/MaskInterface172.16.10.0/24E0/1网关检查是否具有到达目的网络的路由条目。如果存在转发路径，则为数据包添加一个新的二层帧头和帧尾，并继续转发。DSFieldTotalLengthIdentificationFlagsFragmentOffsetTimetoLiveProtocolHeaderChecksumSourceIPAddress：10.1.1.1DestinationIPAddress：172.16.10.1IPOptionsVersionHeaderLengthSFDPreambleEthernet_IIHeaderFCSDataCopyright©2014HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.数据帧解封装Page13服务器A服务器B172.16.10.1/2400-03-04-05-06-AA172.16.10.2/2400-03-04-05-06-BBD.MACS.MACType(0x0800)RTBE0/1RTB以服务器A的MAC地址作为目的MAC继续转发。服务器A接收到该数据帧后，发现目的MAC为自己的MAC，于是会继续处理该数据帧。SFDPreambleEthernet_IIHeaderFCSDataCopyright©2014HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.数据包解封装Page14DataIPHeader服务器A服务器B172.16.10.1/2400-03-04-05-06-AA172.16.10.2/2400-03-04-05-06-BBRTBE0/1服务器A检查数据包的目的IP地址，发现目的IP与自己的IP地址相同。服务器A剥掉数据包的IP头部后会送往上层协议TCP继续进行处理。DSFieldTotalLengthIdentificationFlagsFragmentOffsetTimetoLiveProtocolHeaderChecksumSourceIPAddress：10.1.1.1DestinationIPAddress：172.16.10.1IPOptionsVersionHeaderLengthCopyright©2014HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.数据段解封装Page15服务器BDataTCPHeader服务器A172.16.10.1/2400-03-04-05-06-AA172.16.10.2/2400-03-04-05-06-BBRTBE0/1服务器A检查TCP头部的目的端口，然后将数据段发送给应用层的HTTP协议进行处理。SYNRSTFINSequenceNumberWindowChecksumOptionsAcknowledgementNumberHeaderLengthResv.UrgentPointerPSHURGACKPaddingDestinationPort:80SourcePort:1027Copyright©2014HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.路由器转发数据包时的封装过程PREDASATypeHeaderDataCRCIP包以太网帧HostAHostBABe0e1e0e1192.168.1.2/2400-11-12-21-11-11192.168.1.1/2400-11-12-21-22-2210.1.1.1/800-11-12-21-33-3310.1.1.2/800-11-12-21-44-44192.168.2.1/2400-11-12-21-55-55192.168.2.2/2400-11-12-21-66-6600-11-12-21-22-2200-11-12-21-11-11SA:192.168.1.2/24DA:192.168.2.2/2400-11-12-21-55-5500-11-12-21-66-66PREDASATypeHeaderDataCRCIP包以太网帧SA:192.168.1.2/24DA:192.168.2.2/2400-11-12-21-33-3300-11-12-21-44-44PREDASATypeHeaderDataCRCIP包以太网帧SA:192.168.1.2/24DA:192.168.2.2/24AR1AR2Copyright©2014HuaweiTechnologiesCo.,Ltd.Allrightsreserved.Page17总结数据在进行二层和三层封装之前，主机需要了解哪些信息？当数据帧发送到非目的主机时，非目的主机将会如何处理？传输层如何能够准确的将数据交给特定应用？当两台主机同时访问服务器的HTTP服务，该服务器如何区分数据属于哪个会话？谢谢