OSI各層模型收不到數(shù)據(jù)的原因

TOC\o"1-5"\h\z《現(xiàn)代通信網(wǎng)基礎(chǔ)》課程討論課報(bào)告 .0\o"CurrentDocument"一、問題描述 2\o"CurrentDocument"二、計(jì)算機(jī)通信的基本原理 2\o"CurrentDocument"計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)背景 2\o"CurrentDocument"計(jì)算機(jī)協(xié)議分層 3\o"CurrentDocument"計(jì)算機(jī)通信的基本過程及其基本原理 3\o"CurrentDocument"物理層 4\o"CurrentDocument"數(shù)據(jù)鏈路層 4\o"CurrentDocument"網(wǎng)絡(luò)層 5\o"CurrentDocument"傳輸層 6\o"CurrentDocument"應(yīng)用層 7\o"CurrentDocument"三、任務(wù)解答 7\o"CurrentDocument"第一題 7\o"CurrentDocument"第二題 7\o"CurrentDocument"第三題 8\o"CurrentDocument"第四題 8\o"CurrentDocument"四、課程收獲與意義 9一、問題描述依據(jù)鏈路層發(fā)送與接收的幀格式，說明在數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層接收數(shù)據(jù)的過程中，出現(xiàn)以下情況時(shí)，可能出現(xiàn)的問題是什么？A）利用網(wǎng)絡(luò)助手可以在接收端接收到發(fā)送端發(fā)來的數(shù)據(jù)，但利用自己編寫的鏈路層接收程序卻收不到數(shù)據(jù)（假設(shè)自己編寫的接收程序沒有語法格式錯(cuò)誤），分析網(wǎng)絡(luò)助手對網(wǎng)絡(luò)適配器模式進(jìn)行了哪些改變，你編寫的程序工作出現(xiàn)錯(cuò)誤有哪些可能，給出可能的原因。B）利用網(wǎng)絡(luò)助手可以在接收端接收到發(fā)送端發(fā)來的數(shù)據(jù)，利用自己編寫的鏈路層接收程序也能收到數(shù)據(jù)（假設(shè)自己編寫的接收程序沒有語法錯(cuò)誤），但不能上傳到網(wǎng)絡(luò)層?？赡墚a(chǎn)生這樣錯(cuò)誤的原因有哪些可能？C）自己編寫的發(fā)送與接收程序格式上沒有問題，即幀格式正確，MAC及crc沒有錯(cuò)誤，網(wǎng)絡(luò)助手能收到數(shù)據(jù)，但仍然網(wǎng)絡(luò)層收不到數(shù)據(jù)。討論原因。D）自己編寫的發(fā)送與接收程序格式上沒有問題，即幀格式正確，MAC及crc沒有錯(cuò)誤，網(wǎng)絡(luò)助手能收到數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)層收到了分組，但傳輸層收不到數(shù)據(jù)。討論原因二、計(jì)算機(jī)通信的基本原理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)背景有人說：“20世紀(jì)最偉大的發(fā)明就是計(jì)算機(jī)”，自誕生伊始，計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了一系列發(fā)展，從大型通用計(jì)算機(jī)、超級計(jì)算機(jī)、小型機(jī)、個(gè)人電腦、工作站以及現(xiàn)如今筆記本、平板、智能手機(jī)等，計(jì)算機(jī)已經(jīng)徹底融入了我們的生活。起初，計(jì)算機(jī)只是以單機(jī)模式（獨(dú)立模式）被廣泛應(yīng)用，隨著發(fā)展，計(jì)算機(jī)被一個(gè)個(gè)的連接起來，形成了一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)路，從而實(shí)現(xiàn)了信息共享，遠(yuǎn)距離傳遞信息等工作，而計(jì)算機(jī)中的通信模式被人們進(jìn)行了越來越深入的發(fā)掘。

計(jì)算機(jī)協(xié)議分層OSI的體系結(jié)構(gòu) TCP/IP的體系結(jié)構(gòu) 五層協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)7應(yīng)用層應(yīng)用層（各種應(yīng)用層協(xié)議如TEINET、FTP、SMTP等）應(yīng)用層6表示層5會話層4傳輸層傳輸層（TCP或UDP）運(yùn)輸層3網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)際層IP網(wǎng)絡(luò)層2數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)接口層數(shù)據(jù)鏈路層1物理層物理層圖1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)如圖表1所示為當(dāng)前主要的三種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系的劃分方法，而其中TCP/IP是由IETF（國際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組）建議、致力推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化的一種協(xié)議，其中，大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)和計(jì)算機(jī)行業(yè)是推動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)化的核心力量，現(xiàn)已成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化也推動(dòng)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的普及。計(jì)算機(jī)通信的基本過程及其基本原理02，鏈路層首部應(yīng)用層首部運(yùn)輸層首部hr網(wǎng)絡(luò)層首部H2數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)山出10100110100101Tt特流T101011101Q1序觸據(jù)02，鏈路層首部應(yīng)用層首部運(yùn)輸層首部hr網(wǎng)絡(luò)層首部H2數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)山出10100110100101Tt特流T101011101Q1序觸據(jù)程序數(shù)據(jù)應(yīng)用程序數(shù)據(jù)圖2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信數(shù)據(jù)流向1應(yīng)用進(jìn)程數(shù)據(jù)先傳送到應(yīng)用層?加上應(yīng)用層首部，成為應(yīng)用層PDU電信號（或光信號）在物理媒體中傳播?從發(fā)送端物理層傳送到接收端物理層/■、應(yīng)用層PDU再傳送到運(yùn)輸層?加上運(yùn)輸層首部，成為運(yùn)輸層報(bào)文r數(shù)據(jù)鏈路層幀再傳送到物理層?最下面的物理層把比特流傳送到物理媒體1 -J運(yùn)輸層報(bào)文再傳送到網(wǎng)絡(luò)層 IP數(shù)據(jù)報(bào)再傳送到數(shù)據(jù)鏈路層?加上網(wǎng)絡(luò)層首部，成為IP數(shù)據(jù)報(bào)（或分組） ?加上鏈路層首部和尾部，成為數(shù)據(jù)鏈路層幀< Jk >圖3數(shù)據(jù)傳輸過程如上兩圖可以看出楚，計(jì)算機(jī)通信的基本流程，其中圖3中畫的是數(shù)據(jù)發(fā)送至物理線路中的情況，每一層分別加入對應(yīng)的下一層的首部，傳輸?shù)较乱粚?，?shù)據(jù)信息從物理通道中傳輸?shù)街鳈C(jī)2的過程與圖3所示相反，每一層傳輸?shù)缴弦粚忧岸济撊プ约旱氖撞?，編程可以在上層結(jié)構(gòu)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)格式。物理層傳輸單位是比特，他的作用是為傳輸數(shù)據(jù)所需要的物理鏈路創(chuàng)建、維持、拆除，而提供具有機(jī)械的，電子的，功能的和規(guī)范的特性。即物理層保證原始的數(shù)據(jù)可以在各種物理媒介上傳輸。工作原理：將從上層數(shù)據(jù)鏈路層交付下來的比特流在物理媒介上傳輸實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)的通信，并將比特流轉(zhuǎn)換成可以在數(shù)據(jù)鏈路層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀，交付至數(shù)據(jù)鏈路層。數(shù)據(jù)鏈路層傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單元是數(shù)據(jù)幀。他是介于物理層和網(wǎng)絡(luò)層之間，在物理層提供的服務(wù)的基礎(chǔ)上向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)，最基本的服務(wù)的將源自網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)可靠的傳輸?shù)较噜徆?jié)點(diǎn)的目標(biāo)機(jī)網(wǎng)絡(luò)層。需要實(shí)現(xiàn)兩種通信發(fā)方式即點(diǎn)對點(diǎn)和廣播通信，這兩種通信方式主要由PPP

協(xié)議和CSMA/CD協(xié)議來完成。工作原理：作為發(fā)送端時(shí)將網(wǎng)絡(luò)層交付下來的數(shù)據(jù)報(bào)加上自己的首部和尾部，并將其轉(zhuǎn)換成比特流的形式交付到下級物理層，作為接收接收端時(shí)，去除自己的首部和尾部，并根據(jù)首部信息將IP數(shù)據(jù)報(bào)交付到上層網(wǎng)絡(luò)層。IP效據(jù)報(bào)IUAC陂M氏匚層￡字書以太卮IdACIP效據(jù)報(bào)IUAC陂M氏匚層￡字書以太卮IdAC百物理層1010101QW1010... 101010101013101010117字書一，--7品手國同步碼質(zhì)開始定界符圖4MAC幀格式網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層的傳輸數(shù)據(jù)單元是IP數(shù)據(jù)報(bào)，他在數(shù)據(jù)鏈路層提供的兩個(gè)相鄰端點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)幀的傳送功能上，進(jìn)一步管理網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信，將數(shù)據(jù)設(shè)法從源端經(jīng)過若干個(gè)中間節(jié)點(diǎn)傳送到目的端，從而向運(yùn)輸層提供最基本的端到端的數(shù)據(jù)傳送服務(wù)。工作原理：數(shù)據(jù)幀格式變化與數(shù)據(jù)鏈路層類似，都是通過加上和去除自己的首部來進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送，但是IP的首部包含里目的網(wǎng)絡(luò)的地址，并可在網(wǎng)絡(luò)層完成軟件和硬件地址的映射，便于下層數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。

根本號首部長莊整我也總K值尿機(jī)蔣=怛順樓年代明㈣首學(xué)由檢即抻業(yè)也同哈jiL可亂字Ei斌ft.懈*用:■:顫 掘IP打據(jù)也圖5IP數(shù)據(jù)報(bào)格式2.3.4傳輸層傳輸層的傳輸數(shù)據(jù)單元是數(shù)據(jù)段，他實(shí)現(xiàn)端到端的數(shù)據(jù)傳輸。該層是兩臺計(jì)算機(jī)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信時(shí)，第一個(gè)端到端層次具有緩沖作用，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層的服務(wù)質(zhì)量不能滿足要求時(shí)，他將服務(wù)加以提高，以滿足高層的要求，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)質(zhì)量較好時(shí)，他只用很少的工作。工作原理：有兩種較為常見的通信協(xié)議，UDP和TCP分別向上層提供不可靠和可靠的通信。BitO Bit15Bit16 Bit31Sourceport(16)Destinationport(16)Sequencenumber(32)Acknowledgmentnumber(321HeaderLength⑷Reserved(6)URGACKPSHRSTS￥NF1NWindowsize(16)Checksum(16)Urgentpointer(16)Options(Dor32ifany)圖6TCP報(bào)文格式2.3.5應(yīng)用層他是若干個(gè)實(shí)體，是直接為應(yīng)用進(jìn)程提供服務(wù)的，其作用是在實(shí)現(xiàn)多個(gè)系統(tǒng)進(jìn)程相互通信的同時(shí)，完成一系列業(yè)務(wù)處理所需的服務(wù)三、任務(wù)解答第一題由問題內(nèi)容可知現(xiàn)在利用自己寫的鏈路層接收程序接收不到數(shù)據(jù)，但是利用網(wǎng)絡(luò)助手卻可以，且自己編寫的程序沒有語法格式錯(cuò)誤，說明在數(shù)據(jù)由物理層向數(shù)據(jù)鏈路層傳輸時(shí)發(fā)生了錯(cuò)誤，而協(xié)調(diào)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層這兩層協(xié)議的就是網(wǎng)絡(luò)適配器（網(wǎng)卡），說明在此過程中網(wǎng)絡(luò)適配器環(huán)節(jié)出現(xiàn)了錯(cuò)誤。針對網(wǎng)卡的功能：對適配器做的改變：可能調(diào)整了網(wǎng)卡的串并行傳輸方式，或者是更改了網(wǎng)卡所匹配的速率。可能的原因：①由于網(wǎng)卡和局域網(wǎng)之間是以串行的方式進(jìn)行通信，與計(jì)算機(jī)主板上的I/O是以并行方式進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)，如果網(wǎng)卡的串行并行傳輸方式如果設(shè)置錯(cuò)了，那么會造成通信的方式完全不對應(yīng)，和計(jì)算機(jī)，局域網(wǎng)上的通信都會造成錯(cuò)誤。②因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)速率和計(jì)算機(jī)上的完全不同，所以網(wǎng)卡的第二個(gè)作用就是對數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖，以保證輸入的數(shù)據(jù)得到及時(shí)的處理，如果網(wǎng)卡的數(shù)據(jù)緩沖匹配不正確則會造成網(wǎng)絡(luò)信息的擁堵造成阻塞。第二題問題解讀：鏈路層可以接收到數(shù)據(jù)說明數(shù)據(jù)至鏈路層還是沒有問題的，利用網(wǎng)絡(luò)助手，通過對鏈路層及其以上的分層設(shè)置進(jìn)行修改則能收到數(shù)據(jù)，那么可能出錯(cuò)的只能是鏈路層至網(wǎng)絡(luò)層之間某個(gè)步驟出現(xiàn)問題，經(jīng)分析可能原因如下：①ARP協(xié)議完成軟硬件地址映射時(shí)出現(xiàn)問題，可能對應(yīng)的硬件地址沒有進(jìn)行正確的更新，導(dǎo)致未能根據(jù)IP地址找到正確的MAC地址，而實(shí)際上數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)根據(jù)MAC地址進(jìn)行的，進(jìn)而網(wǎng)絡(luò)層沒有收到數(shù)據(jù)。②CRC校驗(yàn)出錯(cuò)，雖然數(shù)據(jù)鏈路層接收到了數(shù)據(jù)，但是數(shù)據(jù)幀CRC校驗(yàn)出現(xiàn)了錯(cuò)誤，那么這個(gè)數(shù)據(jù)就會被丟棄，就不會再被上傳到網(wǎng)絡(luò)層了。③MAC幀格式出錯(cuò)，導(dǎo)致沒有對應(yīng)到正確的網(wǎng)絡(luò)地址，進(jìn)而網(wǎng)絡(luò)層沒有收到數(shù)據(jù)。④IP地址出錯(cuò)，通過地址映射到的IP地址出現(xiàn)問題，導(dǎo)致不能上傳到網(wǎng)絡(luò)層中。⑤轉(zhuǎn)發(fā)的生命值TTL達(dá)到16,表示為不可達(dá)。導(dǎo)致數(shù)據(jù)不能傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)層。第三題問題解讀：硬件地址和數(shù)據(jù)報(bào)校驗(yàn)都沒有問題，校驗(yàn)信息正確，那么和數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)幀格式就沒有關(guān)系，經(jīng)分析錯(cuò)誤的可能性有：①IP地址出錯(cuò)，通過地址映射到的IP地址出現(xiàn)問題，導(dǎo)致不能上傳到網(wǎng)絡(luò)層中。②轉(zhuǎn)發(fā)的生命值TTL達(dá)到16,表示為不可達(dá)。導(dǎo)致數(shù)據(jù)不能傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)層。第四題問題解讀：因?yàn)橹敝辆W(wǎng)絡(luò)層，數(shù)據(jù)都可以正常的傳輸，只是不能傳輸?shù)竭\(yùn)輸層，所以是網(wǎng)絡(luò)層到傳輸層之間出現(xiàn)了錯(cuò)誤，可能原因如下：①IP數(shù)據(jù)報(bào)首部校驗(yàn)出錯(cuò)。IP數(shù)據(jù)報(bào)會進(jìn)行相應(yīng)的首部校驗(yàn)和，如果校驗(yàn)出錯(cuò)IP數(shù)據(jù)報(bào)將會被丟棄，那么將不會上傳至傳輸層。②數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)據(jù)部分發(fā)生錯(cuò)誤，在數(shù)據(jù)報(bào)從網(wǎng)絡(luò)層運(yùn)輸?shù)竭\(yùn)輸層的過程中發(fā)生錯(cuò)誤，小于最小數(shù)據(jù)單元，則TCP協(xié)議則將其丟棄。③IP數(shù)據(jù)報(bào)中協(xié)議字段對應(yīng)出錯(cuò)，沒有對應(yīng)到正確的傳輸層協(xié)議，導(dǎo)致數(shù)據(jù)沒有傳輸?shù)竭\(yùn)輸層。8④在網(wǎng)絡(luò)層運(yùn)輸時(shí)，路由選擇協(xié)議發(fā)生錯(cuò)誤，導(dǎo)致數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)層時(shí)就被丟棄