数据通信原理(华为内部资料)

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华为数据通信基础知识

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TCP/IP分层模型
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ห้องสมุดไป่ตู้
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OSI模型 VS TCP/IP模型
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TCP/IP的体系结构
• IP是TCP/IP体系中最 TELNET, FTP...
常见端口号
20 FTP文件传输协议 [数据通道]
21 FTP文件传输协议 [命令通道]
23 Telnet（远程登录）
25 SMTP简单文件传输协议
53 DNS域名解析协议
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网络层功能
完成数据包寻址和路由的功能
走哪一条？
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IP地址的作用网络A
A1
A2
A3
B1
B2
• TCP/IP已经成为网际互连事实上标准
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TCP/IP协议族
• TCP/IP是Internet的核心技术
• TCP/IP是一个协议族
– HTTP、TELNET、FTP
– RIP、OSPF、BGP
– PIM、DVMRP
– TCP、UDP、RAW IP
– IP
– IGMP
– ARP
– ICMP
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特殊IP地址
网络部分主机部分
Any
全“0”
地址类型
网络地址
用途

数据通信原理最终版

1）数据通讯：依照通信协议，利用数据传输技术在两个功能单元之间传递数据信息，他可以实现：计算机与计算机，计算机与终端，终端与终端之间的数据信息传递。

2）数据信号的基本传输方式：基带传输，频带传输，数字传输。

3）数据通信系统：是通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。

4）数据终端设备（DTE ）：数据输入设备，数据输出设备和传输控制器组成。

5）传输信道：通信线路、通信设备（模拟通信设备、数字通信设备）。

6）通信控制器：数据电路和计算机系统的接口。

7）数据通信系统中的信道（按传输方式分）：物理实线传输媒介信道（双绞线电缆、同轴电缆、光纤）、网传输信道、数字数据传输信道。

8）传输损耗：D=10 lg1P P 。

（P 0为发送功率，P 1为接收功率，单位dB ） 9）信噪比：（NS）dB =10 lg （s n P P ）。

（P s 为信号平均功率，P n 为噪声平均功率）10）数据传输方式：⎧⎫⎪⎪⎨⎬⎪⎪⎩⎭传输顺序：并行传输、串行传输同步方式：异步传输、同步传输数据传输的流向和时间关系：单工、半双工、全双工 11）数据传输系统的有效性指标：调制速率，数据传信速率、数据传送速率。

12）调制速率：N Baud =)(1s T 。

（N Baud 为每秒传输信元的个数，又称波特率，单位Baud ，T(s)为码元持续时间。

13）数据传信速率：每秒所传输的信息量，单位bit/s （二进制）。

当信号为M 进制时，传信速率（R ）与调制速率（N ）的关系为R=Nlog 2M 。

14）频带利用率：η=频带速率符号速率（Baud/Hz ），η=频带宽度信息传输速率[bit/(s ·Hz)]。

15）差错率：用误码率、误字符率、误码组率来表示。

误码率：接收出现差错的比特数/总的发送比特数。

误字符率：接收出现差错的字符（码组）数/总的发送字符（码组）数。

《数据通信原理简介》课件

传输层协议
01
02
03
传输层协议提供端到端的数据传输服务，确保数据完整性和顺序正确
性。
主要的传输层协议包括 TCP（Transmission Control Protocol）和
UDP（User Datagram Protocol）。
TCP协议提供可靠的、有序的和错误校验的数据传输，而UDP协议提供无序的、不可靠的数据
THANKS
感谢观看
，满足各种无线应用需求。
未来数据通信的展望
更高速度和更低延迟
随着5G/6G等通信技术的发展，未来数据通信将实现更高速率和更低延迟的数据传输。
更广泛的应用领域
随着物联网、人工智能等新兴技术的普及，数据通信将应用于更广泛的领域，促进各行业的数字化转型。
更高级的安全保障
随着量子通信技术的发展，未来数据通信将提供更高级的安全保障，确保信息安全。
同步传输
数据块以连续的方式进行传送，传送速率固定，字符之间无间隔。
基带传输与频带传
基带传输
在信道上直接传送数字信号的电脉冲，适合于近距离数据传输。
频带传输
利用调制解调技术将基带信号转换为高频信号在信道上传输，然后再将其还原成原始信号，适合于远距离数据传输。
多路复用技术
时分多路复用（TDM）
广域网是一种覆盖广阔地理区域的计算机网络，通常跨越城市、地区甚至算机、设备和服务，以便实现跨地域的数据传输和资源共享。广域网通常使用公共通信网络（如电话线、光纤和卫星）来传输数据，并支持各种不同的协议和技术。
互联网
总结词
互联网是一种全球性的、开放的计算机网络，由多个局域网、城域网和广域网互联而成。
网络层协议

数字移动通信原理(华为)

GSM数字移动通信原理目录课程说明 (1)课程介绍 (1)课程目标 (1)相关资料 (1)第1章 GSM发展简史 (2)第2章数字移动通信技术 (3)2.1 多址技术 (3)2.1.1 频分多址 (3)2.1.2 时分多址 (4)2.1.3 码分多址 (4)2.2 功率控制 (5)2.3 蜂窝技术 (5)2.3.1 频率复用的概念 (5)2.3.2 频率复用方案 (6)2.3.3 频率复用距离 (6)第3章 GSM系统结构与相关接口 (8)3.1 GSM系统结构 (8)3.1.1 系统的基本特点 (8)3.1.2 系统的结构与功能 (8)3.2 接口和协议 (14)3.2.1 主要接口 (14)3.2.2 网路子系统内部接口 (15)3.2.3 GSM系统与其它公用电信网的接口 (17)3.2.4 各接口协议 (17)3.3 GSM系统主要参数 (20)第4章移动区域定义与识别号 (22)4.1 区域定义 (22)4.1.1 服务区 (22)4.1.2 公用陆地移动通信网（PLMN） (23)4.1.3 MSC区 (23)4.1.4 位置区 (23)4.1.5 基站区 (23)4.1.6 小区 (23)4.2 移动识别号 (23)4.2.1 IMSI (International Mobile Subscriber Identity)： (23)4.2.2 TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)： (24)4.2.3 LMSI (Local Mobile Subscriber Identity)： (25)4.2.4 MSISDN(Mobile Subscriber International ISDN/PSTN number)： (25)4.2.5 MSC-Number(MSC号码)/VLR-Number(VLR号码) (26)4.2.6 Roaming-Number(漫游号码)与Handover-Number(切换号码) (26)4.2.7 HLR-Number(HLR 号码) (27)4.2.8 LAI(Location Area Identification--位置区) (27)4.2.9 CGI(Cell Global Identification--全球小区识别) (28)4.2.10 RSZI (Regional Subscription Zone Identity) (28)4.2.11 BSIC（基站识别色码） (28)4.2.12 IMEI（国际移动设备识别码） (29)第5章 GSM系统的无线接口与系统消息 (30)5.1 无线接口 (30)5.1.1 语音编码 (30)5.1.2 信道编码 (31)5.1.3 交织 (31)5.1.4 调制技术 (33)5.1.5 跳频 (34)5.1.6 时序调整 (35)5.2 帧和信道 (35)5.2.1 基本术语简介 (35)5.2.2 信道类型和组合 (39)5.3 系统消息 (43)5.3.1 系统消息的作用 (43)5.3.2 系统消息包含种类及内容 (44)第6章系统管理功能介绍 (47)6.1 GSM系统的安全性管理 (47)6.2 GSM系统移动性管理 (49)6.2.1 漫游管理 (49)6.2.2 切换管理 (49)第7章 GSM移动通信网 (52)7.1 网络结构 (52)7.1.1 移动业务本地网的网络结构 (52)7.1.2 省内数字公用陆地蜂窝移动通信网络结构 (54)7.1.3 全国数字公用陆地蜂窝移动通信网络结构 (55)7.2 移动信令网结构 (56)总结 (58)练习题 (59)习题答案 (62)插图目录图2-1 三种多址方式概念示意图 (3)图2-2 D/R比 (6)图2-3 N小区复用模式 (7)图3-1 GSM系统结构 (9)图3-2 移动台的功能结构 (10)图3-3 一种典型的BSS组成方式 (11)图3-4 GSM系统的主要接口 (15)图3-5 网路子系统内部接口示意图 (16)图3-6 系统主要接口的协议分层示意图 (18)图3-7 A接口信令协议参考模型 (19)图3-8 应用于GSM系统的7号信令协议层 (20)图4-1 GSM区域定义 (22)图4-2 IMSI的组成 (24)图4-3 MSISDN的组成 (25)图4-4 LAI的组成 (27)图4-5 RSZI的组成 (28)图4-6 BSIC的组成 (28)图4-7 IMEI的组成 (29)图5-1 语音在MS中的处理过程 (30)图5-2 信道编码过程 (31)图5-3 456比特交织 (32)图5-4 三个语音帧 (32)图5-5 突发脉冲的结构 (32)图5-6 GSM系统调频示意图 (34)图5-7 时间和频率中的隙缝 (37)图5-8 帧、时隙和突法脉冲序列 (38)图5-9 逻辑信道类型 (42)图5-10 广播和公共控制信道的复帧 (43)图5-11 业务信道的复帧 (43)图6-1 加密过程 (48)图6-2 相同BSC控制小区间的切换 (50)图6-3 由相同MSC，不同BSC控制小区间的切换 (50)图6-4 由不同MSC控制小区间的切换 (51)图7-1 移动业务本地网由几个长途编号组成的示意图 (52)图7-2 移动本地网组网图（MSC较少） (53)图7-3 移动本地网组网图（本地未建MSC） (53)图7-4 移动本地网组网图（大规模组网） (54)图7-5 省内数字公用蜂窝移动通信网的网络结构 (54)图7-6 全国数字蜂窝PLMN的网络结构及其与PSTN连接的示意图 (55)图7-7 大区，省市信令网的转接点结构 (56)图6-2 相同BSC控制小区间的切换 (63)图6-3 由相同MSC，不同BSC控制小区间的切换 (63)图6-4 由不同MSC控制小区间的切换 (64)MA0000 GSM数字移动通信原理课程说明Issue 3.3课程说明课程介绍本章主要介绍GSM有关的基础知识，诸如：GSM发展简史、数字移动通信技术、GSM系统结构及相关接口、TDMA帧结构、GSM的区域定义及GSM识别号、无线接口的逻辑信道及系统消息、GSM系统的移动性管理和安全性管理以及GSM移动网络结构和信令网等。

数据通信原理

数据通信原理数据通信是指在计算机及网络领域中，通过合适的介质将信息从一个地方传输到另一个地方的过程。

数据通信原理是数据传输的基本理论和技术方法，它涉及到数据的编码、传输介质、传输速率、信道复用等方面的内容。

一、数据编码数据编码是指将信息转换为适合传输的信号的过程。

常见的数据编码方法有二进制编码、八进制编码和十六进制编码等。

二进制编码是将信息转换为只包含两种状态的信号，它是计算机中最基本也是最常用的编码方法。

八进制编码和十六进制编码则是将信息转换为8位或16位的信号，它们相对于二进制编码来说能够更有效地表示大范围的数据。

二、传输介质传输介质是指用于传输信息信号的物理媒介。

常见的传输介质有双绞线、同轴电缆和光纤等。

双绞线是应用最广泛的传输介质，它由两根绞合在一起的导线组成，能够较好地抵御干扰。

同轴电缆则由内导体、绝缘层、外导体和外护套组成，适用于高频率信号的传输。

光纤是最先进的传输介质，它利用光的传播特性进行信息传输，具有带宽大、传输距离远和免受干扰等优势。

三、传输速率传输速率是指在单位时间内传输的数据量。

数据传输速率常用的单位有bps（比特/秒）、Kbps（千比特/秒）、Mbps（兆比特/秒）和Gbps（千兆比特/秒）等。

传输速率的选择需要根据实际需求和传输介质的性能来确定。

在实际应用中，常见的传输速率包括10Mbps、100Mbps和1Gbps等。

四、信道复用信道复用是指将不同的信号通过同一物理通道进行传输的技术。

常见的信道复用技术有频分复用（FDM）和时分复用（TDM）等。

频分复用是将不同频率范围的信号分配到不同的子信道上进行传输，从而实现多个信号同时在一个物理通道上传输的目的。

时分复用则是将不同信号按照时间片的方式依次传输，使得多个信号在不同的时间段内共享一个物理通道。

总结：数据通信原理是实现数据传输的基本理论和技术方法。

其中包括数据编码、传输介质、传输速率和信道复用等方面的内容。

在实际应用中，根据需求和资源情况选择适合的编码方法、传输介质、传输速率和信道复用技术，能够有效地实现数据的传输和通信。

华为_数通原理教材_卷一(交换、广域网和路由)

目录1 以太网 .................................................................. 1-11.1 以太网的起源..................................................................... 1-21.2 以太网的物理层................................................................... 1-21.2.1 以太网的线缆标准简介........................................................ 1-21.2.2 CSMA/CD ..................................................................... 1-41.2.3 最小帧长与最大传输距离...................................................... 1-51.2.4 以太网的双工模式............................................................ 1-51.2.5 以太网的自动协商............................................................ 1-61.2.6 HUB ......................................................................... 1-71.3 以太网的数据链路层............................................................... 1-91.3.1 以太网链路层的分层结构...................................................... 1-91.3.2 MAC子层 .................................................................... 1-91.3.3 以太网帧结构............................................................... 1-111.3.4 LLC子层 ................................................................... 1-121.3.5 以太网交换机............................................................... 1-131.4 以太网的发展.................................................................... 1-141.4.1 共享式以太网............................................................... 1-151.4.2 交换式以太网............................................................... 1-151.4.3 1000M以太网和10G以太网.................................................... 1-161.5 以太网的应用.................................................................... 1-161.5.1 计算机互连................................................................. 1-171.5.2 高速网络设备之间互连....................................................... 1-171.5.3 城域网中用户接入的手段..................................................... 1-171.6 参考资料清单.................................................................... 1-172 VLAN ................................................................... 2-182.1 VLAN简介........................................................................ 2-192.1.1 VLAN的引入................................................................. 2-192.1.2 VLAN的划分................................................................. 2-212.1.3 VLAN帧格式................................................................. 2-222.1.4 VLAN的基本概念............................................................. 2-232.2 VLAN内通信过程.................................................................. 2-252.2.1 VLAN基本通信原理........................................................... 2-252.2.2 VLAN跨越交换机通信原理..................................................... 2-262.3 VLAN间通信原理.................................................................. 2-272.3.1 二层交换机＋路由器......................................................... 2-282.3.2 三层交换机................................................................. 2-282.4 VLAN Aggregation ................................................................ 2-292.4.1 VLAN aggregation原理....................................................... 2-292.4.2 VLAN aggregation的优点..................................................... 2-302.5 VLAN Stacking ................................................................... 2-302.6 VLAN Mapping .................................................................... 2-302.7 VLAN Damping .................................................................... 2-312.8 VLAN的应用...................................................................... 2-322.8.1 基于端口的VLAN划分........................................................ 2-322.8.2 VLAN Trunk的应用........................................................... 2-322.8.3 VLAN间互通应用............................................................. 2-332.8.4 VLAN Aggregation的应用..................................................... 2-342.9 参考资料清单.................................................................... 2-353 MSTP ................................................................... 3-363.1 MSTP的引入...................................................................... 3-373.1.1 STP ........................................................................ 3-373.1.2 RSTP ....................................................................... 3-373.1.3 MSTP ....................................................................... 3-383.1.4 三种生成树协议的比较....................................................... 3-393.2 MSTP的基本概念.................................................................. 3-403.2.1 MSTP的网络层次............................................................. 3-403.2.2 MSTP网络................................................................... 3-413.2.3 MST Region ................................................................. 3-423.2.4 MSTI ....................................................................... 3-443.2.5 端口角色................................................................... 3-443.2.6 端口状态................................................................... 3-473.3 MSTP报文格式.................................................................... 3-473.4 MSTP的拓扑计算.................................................................. 3-513.4.1 优先级向量................................................................. 3-513.4.2 CIST的计算................................................................. 3-533.4.3 MSTI的计算................................................................. 3-533.4.4 生成树算法实现............................................................. 3-533.4.5 MSTP对拓扑变化的处理....................................................... 3-543.5 MSTP的快速收敛机制.............................................................. 3-543.5.1 Proposal/Agreement机制..................................................... 3-543.5.2 根端口快速切换机制......................................................... 3-553.5.3 边缘端口................................................................... 3-553.6 MSTP的保护功能.................................................................. 3-553.6.1 BPDU保护................................................................... 3-563.6.2 Root保护................................................................... 3-563.6.3 环路保护................................................................... 3-563.7 BPDU TUNNEL ..................................................................... 3-563.8 MSTP的应用...................................................................... 3-573.8.1 MSTP的典型应用............................................................. 3-583.8.2 BPDU TUNNEL的应用.......................................................... 3-583.9 参考资料清单.................................................................... 3-594 PPP和MP ............................................................... 4-594.1 PPP和MP简介.................................................................... 4-614.1.1 PPP的引入.................................................................. 4-614.1.2 PPP的简介.................................................................. 4-624.1.3 PPP的基本构架.............................................................. 4-624.1.4 PPP报文格式................................................................ 4-634.1.5 MP简介 .................................................................... 4-664.2 PPP的运行过程................................................................... 4-674.2.1 PPP的协商过程.............................................................. 4-674.2.2 PPP的PAP验证协议.......................................................... 4-694.2.3 PPP的CHAP验证协议......................................................... 4-734.3 PPP的报文压缩................................................................... 4-784.4 MP的实现方式.................................................................... 4-784.4.1 MP-group ................................................................... 4-784.4.2 虚拟接口模板VT（Virtual-Template）......................................... 4-784.5 MP的协商过程.................................................................... 4-794.6 参考资料清单.................................................................... 4-795 PPPoE .................................................................. 5-805.1 PPPoE简介....................................................................... 5-815.1.1 PPPoE的引入................................................................ 5-815.1.2 PPPoE简介.................................................................. 5-815.1.3 PPPoE的数据帧.............................................................. 5-825.2 Discovery阶段................................................................... 5-835.2.1 Discovery阶段简介.......................................................... 5-835.2.2 PADI数据包................................................................. 5-885.2.3 PADO数据包................................................................. 5-885.2.4 PADR数据包................................................................. 5-895.2.5 PADS数据包................................................................. 5-895.2.6 PADT数据包................................................................. 5-895.3 PPP会话阶段..................................................................... 5-905.4 PPPoE注意事项................................................................... 5-905.4.1 LCP方面 ................................................................... 5-915.4.2 安全方面................................................................... 5-915.4.3 其它方面................................................................... 5-915.5 PPPoE的应用..................................................................... 5-925.6 参考资料清单.................................................................... 5-926 HDLC ................................................................... 6-936.1 HDLC简介........................................................................ 6-946.1.1 数据链路控制协议........................................................... 6-946.1.2 HDLC的引入................................................................. 6-946.1.3 HDLC的特点................................................................. 6-956.2 HDLC的操作方式.................................................................. 6-956.2.1 HDLC操作方式简介........................................................... 6-966.2.2 HDLC常用的操作方式......................................................... 6-966.3 HDLC的帧格式.................................................................... 6-976.4 HDLC的帧类型.................................................................... 6-986.4.1 控制字段帧格式............................................................. 6-996.4.2 信息帧..................................................................... 6-996.4.3 监控帧..................................................................... 6-996.4.4 无编号帧.................................................................. 6-1006.5 HDLC的应用特点................................................................. 6-1006.5.1 应用场合.................................................................. 6-1016.5.2 传输效率.................................................................. 6-1016.5.3 传输可靠性................................................................ 6-1016.5.4 数据透明性................................................................ 6-1016.5.5 信息传输格式.............................................................. 6-1016.5.6 链路控制.................................................................. 6-1016.6 参考资料清单................................................................... 6-1017 帧中继 ................................................................ 7-1027.1 帧中继简介..................................................................... 7-1037.1.1 帧中继的引入.............................................................. 7-1037.1.2 帧中继协议简介............................................................ 7-1057.1.3 帧中继基本概念............................................................ 7-1067.1.4 MFR ....................................................................... 7-1097.2 帧中继在路由器协议栈中的位置 ................................................... 7-1107.2.1 帧中继在整个软件体系结构中的位置.......................................... 7-1107.2.2 帧中继软件结构............................................................ 7-1107.3 帧中继帧格式................................................................... 7-1127.4 帧中继LMI协议................................................................. 7-1147.4.1 LMI协议简介............................................................... 7-1147.4.2 Q.933附录A ............................................................... 7-1147.5 InARP协议介绍.................................................................. 7-1187.6 帧中继子接口................................................................... 7-1207.6.1 帧中继子接口的引入........................................................ 7-1207.6.2 帧中继子接口的简介........................................................ 7-1217.7 帧中继接入..................................................................... 7-1227.8 帧中继PVC交换................................................................. 7-1237.9 帧中继交换PVC备份............................................................. 7-1237.9.1 帧中继交换PVC备份的应用.................................................. 7-1237.9.2 帧中继交换PVC备份的实现.................................................. 7-1247.10 帧中继压缩.................................................................... 7-1257.10.1 FRF.9压缩................................................................ 7-1257.10.2 帧中继IP头压缩.......................................................... 7-1267.11 帧中继QoS ..................................................................... 7-1267.12 多链路帧中继捆绑（MFR）....................................................... 7-1287.13 参考资料清单.................................................................. 7-1298 ATM ................................................................... 8-1308.1 ATM简介........................................................................ 8-1318.1.1 传统的交换技术............................................................ 8-1318.1.2 ATM协议简介............................................................... 8-1328.1.3 ATM的特点................................................................. 8-1328.1.4 ATM的发展和现状........................................................... 8-1348.2 ATM层次结构.................................................................... 8-1348.3 ATM物理层...................................................................... 8-1358.3.1 物理介质子层.............................................................. 8-1358.3.2 传输汇聚子层.............................................................. 8-1418.4 ATM层.......................................................................... 8-1428.4.1 ATM层的基本功能........................................................... 8-1428.4.2 ATM虚链路................................................................. 8-1428.4.3 VPI/VCI ................................................................... 8-1438.4.4 ATM信元的转发............................................................. 8-1448.4.5 ATM信元头格式............................................................. 8-1448.4.6 ATM的网络接口............................................................. 8-1468.4.7 ATM OAM ................................................................... 8-1478.5 ATM适配层...................................................................... 8-1488.5.1 AAL的层次和作用........................................................... 8-1488.5.2 AAL类型 .................................................................. 8-1498.6 ATM地址和多协议封装............................................................ 8-1508.6.1 ATM地址 .................................................................. 8-1508.6.2 通过AAL5的多协议封装..................................................... 8-1518.7 ATM应用........................................................................ 8-1548.7.1 IPoA ...................................................................... 8-1548.7.2 IPoEoA .................................................................... 8-1558.7.3 PPPoA ..................................................................... 8-1568.7.4 PPPoEoA ................................................................... 8-1588.8 参考资料清单................................................................... 8-1599 IP路由概述............................................................ 9-1609.1 路由概述....................................................................... 9-1619.1.1 路由器.................................................................... 9-1619.1.2 路由协议和被路由协议...................................................... 9-1619.1.3 路由表和FIB表............................................................ 9-1629.2 路由协议概述................................................................... 9-1659.2.1 静态路由与动态路由........................................................ 9-1669.2.2 动态路由协议的分类........................................................ 9-1669.2.3 路由协议及路由优先级...................................................... 9-1679.2.4 负载分担与路由备份........................................................ 9-1689.2.5 路由信息的共享............................................................ 9-1709.3 静态路由....................................................................... 9-1709.3.1 静态路由的组成............................................................ 9-1709.3.2 静态路由的应用............................................................ 9-1719.4 缺省路由....................................................................... 9-17310 RIP ..................................................................10-17410.1 RIP概述...................................................................... 10-17510.1.1 RIP的版本............................................................... 10-17510.1.2 RIP对IPv6的支持........................................................ 10-17510.2 RIP原理简介.................................................................. 10-17610.2.1 RIP的路由数据库......................................................... 10-17610.2.2 RIP定时器............................................................... 10-17610.3 RIP的报文格式................................................................ 10-17710.3.1 1RIP-1的报文格式........................................................ 10-17710.3.2 RIP-2的报文格式......................................................... 10-17810.3.3 RIP-2的验证报文格式..................................................... 10-17910.4 RIPng的报文格式.............................................................. 10-18010.4.1 基本格式................................................................ 10-18010.4.2 RTE的格式............................................................... 10-18110.5 RIP协议的工作过程............................................................ 10-18310.5.1 RIP运行和路由计算的过程................................................. 10-18310.5.2 RIP发送请求报文和响应报文............................................... 10-18510.5.3 RIP报文的认证........................................................... 10-18510.5.4 RIPng报文处理过程....................................................... 10-18510.6 RIP的高级特性................................................................ 10-18610.6.1 路由聚合................................................................ 10-18610.6.2 触发更新................................................................ 10-18810.6.3 防止路由环路............................................................ 10-18810.6.4 多实例支持.............................................................. 10-19010.7 参考信息..................................................................... 10-19011 OSPF .................................................................11-19111.1 OSPF概述..................................................................... 11-19211.2 OSPF的基本概念............................................................... 11-19211.2.1 OSPF路由的计算过程...................................................... 11-19211.2.2 路由器ID号............................................................. 11-19311.2.3 OSPF的协议报文.......................................................... 11-19311.2.4 LSA的类型............................................................... 11-19311.3 OSPF的报文格式............................................................... 11-19411.3.1 报文头格式.............................................................. 11-19411.3.2 Hello报文............................................................... 11-19511.3.3 DD报文 ................................................................. 11-19611.3.4 LSR报文................................................................. 11-19811.3.5 LSU报文................................................................. 11-19811.3.6 LSAck报文............................................................... 11-19911.4 OSPF的LSA类型............................................................... 11-20011.4.1 LSA头部信息............................................................. 11-20011.4.2 Router LSA .............................................................. 11-20111.4.3 Network LSA ............................................................. 11-20211.4.4 Summary LSA ............................................................. 11-20311.4.5 AS-External LSA ......................................................... 11-20511.5 OSPF的区域................................................................... 11-20611.5.1 OSPF区域的划分.......................................................... 11-20611.5.2 骨干区域................................................................ 11-20711.5.3 虚连接.................................................................. 11-20711.5.4 Stub区域................................................................ 11-20811.5.5 NSSA区域................................................................ 11-20911.5.6 各区域特性.............................................................. 11-20911.6 路由器的类型................................................................. 11-21011.6.1 路由器的分类............................................................ 11-21011.6.2 路由聚合................................................................ 11-21111.6.3 路由类型................................................................ 11-21211.7 OSPF的网络类型............................................................... 11-21211.7.1 OSPF支持的网络类型...................................................... 11-21211.7.2 DR和BDR ................................................................ 11-21311.7.3 DR/BDR的选举过程........................................................ 11-21411.7.4 NBMA网络的配置原则...................................................... 11-21411.8 OSPF的邻接关系............................................................... 11-21511.8.1 邻居和邻接.............................................................. 11-21511.8.2 邻接关系的建立过程...................................................... 11-21511.9 缺省路由..................................................................... 11-21911.9.1 OSPF发布缺省路由的基本原则.............................................. 11-21911.9.2 不同区域缺省路由的发布.................................................. 11-21911.10 OSPFv3 ...................................................................... 11-22011.10.1 OSPFv3概述............................................................. 11-22011.10.2 OSPFv3的协议报文....................................................... 11-22111.10.3 OSPFv3的LSA类型....................................................... 11-22111.11 VRP支持的OSPF其他特性...................................................... 11-22211.11.1 多进程................................................................. 11-22211.11.2 验证功能............................................................... 11-22211.11.3 热备份和Graceful Restart ............................................... 11-22211.11.4 OSPF TE与DS-TE ........................................................ 11-22311.11.5 IGP Shortcut和邻接转发Forwarding Adjacency ............................ 11-22311.11.6 OSPF VPN多实例......................................................... 11-22411.11.7 OSPF伪连接............................................................. 11-22411.12 参考信息.................................................................... 11-22412 IS-IS ................................................................12-22612.1 IS-IS基本概念................................................................ 12-22712.1.1 IS-IS地址结构........................................................... 12-22712.1.2 IS-IS协议地址结构....................................................... 12-22812.2 IS-IS的PDU格式.............................................................. 12-23012.2.1 PDU头格式............................................................... 12-23012.2.2 通用报头格式............................................................ 12-23012.2.3 Hello报文格式........................................................... 12-23212.2.4 LSP报文格式............................................................. 12-23312.2.5 SNP格式................................................................. 12-23512.2.6 CLV ..................................................................... 12-23712.3 IS-IS区域.................................................................... 12-23812.3.1 两级结构................................................................ 12-23812.3.2 接口的Level级别........................................................ 12-24012.3.3 路由渗透................................................................ 12-24012.4 IS-IS的网络类型.............................................................. 12-24112.4.1 网络类型................................................................ 12-24112.4.2 DIS和伪节点............................................................. 12-24212.5 IS-IS邻接关系的建立.......................................................... 12-24312.5.1 广播链路邻接关系的建立.................................................. 12-24312.5.2 点到点链路邻接关系的建立................................................ 12-24412.5.3 IS-IS邻接关系建立的基本原则............................................. 12-24412.6 IS-IS的LSP交互过程.......................................................... 12-24512.6.1 LSP ..................................................................... 12-24512.6.2 IS-IS数据库在广播链路上的同步过程....................................... 12-24612.6.3 IS-IS数据库在点到点链路上的同步过程..................................... 12-24712.6.4 Mesh Group .............................................................. 12-24812.7 IS-IS对IPv6的支持........................................................... 12-24812.8 VRP支持的IS-IS其他特性...................................................... 12-24912.8.1 多实例和多进程.......................................................... 12-24912.8.2 热备份.................................................................. 12-24912.8.3 IS-IS TE ................................................................ 12-24912.8.4 管理标记................................................................ 12-24912.8.5 LSP分片扩展............................................................. 12-25012.8.6 动态主机名交换机制...................................................... 12-25012.8.7 IS-IS快速收敛........................................................... 12-25112.8.8 BFD for IS-IS ........................................................... 12-25212.9 参考资料清单................................................................. 12-25213 BGP ..................................................................13-25413.1 BGP简介...................................................................... 13-25513.1.1 BGP概述................................................................. 13-25513.1.2 BGP应用场景............................................................. 13-25713.1.3 BGP处理过程............................................................. 13-25713.1.4 BGP消息................................................................. 13-25813.1.5 BGP邻居状态机........................................................... 13-26413.2 BGP属性...................................................................... 13-26413.2.1 BGP属性的分类........................................................... 13-26413.2.2 Origin属性.............................................................. 13-26513.2.3 AS_Path属性............................................................. 13-26513.2.4 Next_Hop属性............................................................ 13-269。

数据通信原理

数据通信原理数据通信是信息时代的核心技术之一，它负责在计算机网络中传输和交换数据。

深入了解数据通信原理对于理解计算机网络的工作方式和性能优化至关重要。

本文将介绍数据通信的基本原理，并探讨数据传输中的关键概念和技术。

一、基本概念和分类数据通信是指通过一定的介质或信道，将数据从一个地方传输到另一个地方的过程。

数据通信系统通常由发送端、接收端、传输介质和信道构成。

根据数据传输的方式，可以将数据通信分为模拟通信和数字通信两种类型。

1. 模拟通信模拟通信是指将连续变化的模拟信号传输到接收端，如音频和视频信号。

模拟通信的关键问题是信号的采样、调制和解调。

数据在传输过程中会受到噪声的影响，因此需要采取一定的措施来保证接收端能够正确地还原原始信号。

2. 数字通信数字通信是将离散的数字信号传输到接收端。

数字通信的关键问题是信号的编码和解码。

数字信号通过调制技术转换为模拟信号，并在传输过程中受到噪声和失真的影响。

接收端需要根据事先约定的编码方式进行解码，以还原原始数据。

二、数据传输的方式和技术数据通信中常用的数据传输方式包括串行传输和并行传输。

串行传输是逐位地将数据按照顺序传输，而并行传输是同时传输多个数据位。

1. 串行传输串行传输具有简单、可靠、成本低等优点，广泛应用于现代数据通信中。

串行传输使用较少的物理线路，但传输速率较低。

为了提高传输速率，可以采用多路复用技术（如时分多路复用和频分多路复用）以及调制技术（如相位调制和频率调制）来实现。

2. 并行传输并行传输具有传输速率高的优点，但需要较多的物理线路。

并行传输常用于短距离高速数据传输，如计算机内部的数据传输。

在并行传输中，需要保证数据位之间的同步性，以确保数据的正确传输。

三、错误检测和纠正技术在数据传输过程中，由于噪声、干扰或信号失真等原因，数据可能会出现错误。

为了检测和纠正这些错误，常用的技术包括奇偶校验、循环冗余检验（CRC）和海明码等。

奇偶校验是最简单的错误检测技术，通过统计数据中1的个数来判断数据是否正确。

华为数据通信原理

ATM 层
• •
物理层
2010-12-9
17
ATM层完成信元交换 ATM层完成信元交换
ATM 交换 A A L A T M VPI 2 VCI 37 P H Y UNI Port 1 P H Y Port 2 P H Y NNI Port A T M 1 2 ATM 层 VPI 2 1 VCI 37 51
• • •
CS：分配不同的服务质量的业务以不同的流量类型 SAR：信元 <-> 包 AAL1 AAL2 AAL3/4 AAL5
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TCP/IP数据帧的处理 TCP/IP数据帧的处理
TCP IP LLC/SNAP
TCP 数据包 IP 数据包
LLC QoS + LLC IP Header
2010-12-9 4
ATM的标准化组织 ATM的标准化组织
•ITU-T 致力于公网上ATM标准化工作，有代表性的标准：Q.2931/Q.2971、BISUP 、I.610、I.363(1,2,3/4,5) •ATM Forum 致力于专网上ATM的标准化工作，加速ATM产品的推广和使用，有代表性的标准有：UNI3.1、UNI4.0、ILMI、PNNI、MPOA、VTOA、LANE、TM4.0 a)成立于1991年9月 b)成员分三类：主要成员(Principal Member)、旁听成员(Auditing Member)和用户成员(User Member)。华为—旁听成员。主要成员有表决权。 •IETF 致力于ATM网承载IP业务的标准化工作，解决传统路由器的瓶颈问题，有代表性的标准：RFC1483、RFC1577、IP Switch、MPLS
公共 UNI B-ICI ATM公网公网 UNI NNI

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2008-03Security Level: Internal数据通信原理无线案例培训部HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential前言本课程主要介绍了数据通信原理的基础知识。

旨在帮助您了解CDMA系统里所使用到的数通原理知识。

HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 2参考资料?TCP/IP协议族 (第二版) TCP IP协议详解 (卷1)HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 3学习目标通过本课程学习,您可以: ? 掌握TCP/IP协议栈结构 ? 掌握IP地址及子网划分原理 ? 掌握静态路由基本原理 ? 了解动态路由基本知识HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 4第一章数通原理在CDMA系统中的应用第二章 TCP/IP协议基础第三章路由基础HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 5数通原理在CDMA系统中的应用数通原理在CDMA产品中的应用:BSC6680: PARC平台产品基于全IP设计PDSN9660: CDMA分组域交换中心基于NE系列路由器设计数通原理在传输系统中的应用:A接口 IP over E1/T1 IP over FE Abis接口HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 6第一章数通原理在CDMA系统中的应用第二章 TCP/IP协议基础第三章路由基础HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 7第二章 TCP/IP协议基础Internet网络基础 TCP/IP协议基础物理层链路层网络层传输层应用层HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 8Internet网络基础什么是Internet ?网络: 网络是一组互相连接的通信设备. 互联网 (Internet): 两个或更多的可以彼此通信1970s Internet概念诞生1960s ARPANET?的网络, 使用TCP/IP协议互连.1970s TCP/IP诞生1980s CSNET NSFNET1990s ANSNETToday’s InternetHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 9Internet网络基础如今的Internet:ISP概念: Internet service provider Internet服务提供商. 现在绝大多数的终端用户都是由ISP来提供Internet服务的. 如: 中国电信--国家ISP 广东电信--地区ISP 移动网络如今的Internet组成:Internet IP Hotel Intranet SOHOHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 10Internet网络基础LAN和WAN数据通信网络按覆盖范围的大小可以分为局域网 (LAN)和广域网 (WAN).LANWANLANLAN LANHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 11Internet网络基础LANLAN定义: 通常指几公里以内的, 可以通过某种介质互联的计算机、打印机、modem或其他设备的集合. 特点: 距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠. LAN的设计目标: 运行在有限的地理区域; 允许同时访问高带宽的介质; 通过局部管理控制网络的私有权利; 提供全时的局部服务; 连接物理相邻的设备. LAN的常见设备:?HUBHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.交换机Huawei Confidential路由器Page 12ATM 交换机Internet网络基础? ?WANWAN定义: 在大范围区域内提供数据通信服务, 主要用于互连局域网. 特点: 覆盖范围广. WAN的设计目标: 运行在广阔的地理区域; 通过低速串行链路进行访问; 提供全时的或部分时间的联接性; 联接物理上分离的、遥远的、甚至全球的设备. WAN的常见设备:Modem/CSU/DSUHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.路由器Huawei Confidential广域网交换机Page 13接入服务器Internet网络基础常见网络拓扑结构:LAN总线型星型树型WAN 环型网型HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 14第二章 TCP/IP协议基础Internet网络基础 TCP/IP协议基础物理层链路层传输层网络层应用层HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 15TCP/IP协议基础TCP/IP协议栈为什么要分层?网络通信是一个复杂的系统, 单一层面难以完成通信任务, 因此引入了模块化和层次化的概念, 也就形成了网络分层模型.应用层传输层网络层分层的好处通信双方功能的对等实现功能模块化, 清晰化利于各种网络技术的层叠利于异构网络的互通链路层物理层? ? ?HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 16TCP/IP协议基础TCP/IP协议栈应用层传输层网络层链路层物理层提供了对用户的接口, 支持各种应用层协议. 支持网络虚拟终端、文件传送、邮件服务等. 应用层传输的是原始的数据 (Data). 负责将完整的报文从源端交付到目的端. 提供端口编址、分段重组、连接控制、流量控制和差错控制. 传输层传输的是段 (Segment). 负责将分组数据从源端交付到目的端. 提供逻辑编址、路由选择. 网络层传输的是报文 (Packet). 提供对物理介质的访问, 提供物理编址、流量控制、差错控制和接入控制. 链路层传输的是帧 (Frame). 定义物理设备接口特性、传输介质类型、传输速率、传输模式等. 物理层传输的是二进制数据 (Bit).HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 17TCP/IP协议基础对等层通信主机A主机B应用层传输层网络层链路层物理层?Data Segment Packet Frame Bit应用层传输层网络层链路层物理层对等层间使用相同的协议进行通信. 物理层的通信是直接的, 其他层通过其下层提供的服务与其对等层进行通信.Huawei Confidential Page 18HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.TCP/IP协议基础TCP/IP协议栈报文封装和解封装过程I want to say hello to B. I receive it!主机A主机B应用层传输层网络层链路层物理层传输层头网络层头传输层头帧头网络层头传输层头Hello Hello Hello Hello帧尾传输层头网络层头传输层头帧头网络层头传输层头Hello Hello Hello Hello帧尾应用层传输层网络层链路层物理层0010010111001HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 19第二章 TCP/IP协议基础Internet网络基础 TCP/IP协议基础物理层链路层网络层传输层应用层HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 20物理层物理层规定了与建立、维持及断开物理信道所需的机械的、电气的、功能性的和规程性的特性. 主要定义电压, 接口, 线缆标准, 传输距离, 传输模式, 传输速率等内容. 常见的物理层接口: 10M以太网接口 100M以太网接口?10M以太网接口标准 10Base-T 使用双绞线作为物理传输介质. 10Base5 使用粗同轴电缆作为物理传输介质. 10Base2 使用细同轴电缆作为物理传输介质.100M以太网接口标准1000M以太网接口标准1000M以太网接口常见物理层设备: 集线器HUB (转发器)100Base-TX 使用5类以上双绞线作为物理传输介质. 网段最长100m. 100BaseFX 物理介质采用单模光纤或多模光纤. 单模网段最长10km. 多模网段最长2000m. 快速以太网由IEEE 802.3u定义.?1000Base-T 使用5类以上双绞线作为物理传输介质. 网段最长100m. 1000Base-F 物理介质采用多模光纤. 网段最长500m. 1000Base-SX 物理介质采用多模光纤.网段最长2km. 1000Base-LX 物理介质为单模光纤. 1000Base-ZX 物理介质为单模光纤, 超长距HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 21物理层关于双绞线双绞线的分类: 3类双绞线 4类双绞线 5类双绞线超5类双绞线 6类双绞线 5类双绞线的线序: 双绞线有屏蔽与非屏蔽之分均为8芯电缆双绞线的类型由单位长度内的绞环数确定直连网线 (Straight Through Cable)Side 1 12345678 Side 1 1=白/橙 2=橙 3=白/绿 4=蓝 5=白/蓝 6=绿 7=白/棕 8=棕Side 2 1=白/橙 2=橙 3=白/绿 4=蓝 5=白/蓝 6=绿 7=白/棕 8=棕交叉网线 (Cross Over Cable)Side 1 12345678 Side 1 1=白/橙 2=橙 3=白/绿 4=蓝 5=白/蓝 6=绿 7=白/棕 8=棕Side 2 1=白/绿 2=绿 3=白/橙 4=蓝 5=白/蓝 6=橙 7=白/棕 8=棕12345678 Side 212345678 Side 2HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 22第二章 TCP/IP协议基础Internet网络基础 TCP/IP协议基础物理层链路层网络层传输层应用层HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 23链路层? ? ?链路层数据链路层是TCP/IP协议栈的第二层，在物理层基础上向网络层提供服务. 数据链路层为物理链路提供可靠的数据传输. 局域网的数据链路层协议有以太网、令牌环网等. 广域网数据链路层协议有PPP、HDLC、Frame Relay等. 常见数据链路层设备–交换机 LAN Switch: HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 24链路层LAN数据链路层标准 IEEE 802制定了系列局域网标准: IEEE802.3: 以太网 IEEE802.4: 令牌总线 IEEE802.5: 令牌环 IEEE802.11: 无线局域网 IEEE802标准涵盖了物理层和数据链路层. WAN数据链路层标准 HDLC 高级数据链路控制 PPP 点对点协议 X.25 X.25协议Frame Relay 帧中继HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 25链路层以太网链路层以太网中的数据链路层标准遵循IEEE802.3协议. 协议中定义: 使用MAC (Medium Access Control)地址在链路层唯一标识一个物理设备. 以太网帧结构: MAC帧头SFD DA SA Length /Type数据部分DataMAC帧尾CRC? ? ?SFD: Start Frame Denotation. 帧首定界符. 在MAC帧中固定为10101011. 用于接收同步. 1Byte. DA: Destination Address 目的MAC地址. 标识接收此帧的物理设备. 6Bytes. SA: Source Address 源MAC地址. 标识发送此帧的物理设备. 6Bytes. Length/Type: 当此值小于1518时, 此字段用于标识后面的Data部分的长度; 当此值大于1518时, 此字段用于定义其上层的协议. 2Bytes. Data: 是此帧携带的来自上层的数据. 最小长度为46Bytes, 最大长度为1500Bytes. CRC: 此字段用于差错检测. 4Bytes.Huawei Confidential Page 26?HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.链路层MAC地址以太网中的每一个终端或路由设备, 如PC机、路由器等, 都有自己的网络接口卡(NIC 也就是网卡). 每个NIC都有自己的MAC地址, 用于在网络中唯一标识一个物理设备. MAC 地址有48位, 但它通常被表示为12位的点分十六进制数. MAC地址全球唯一, 由 IEEE对这些地址进行管理和分配. 每个地址由两部分组成, 分别是供应商代码和序列号. 其中前24位二进制代表该供应商代码. 剩下的24位由厂商自己分配. 华为产品前 24位为: 0x00E0FC. 如果48位全是1, 则表明该地址是广播地址. FFFFFFFFFFFF. 如果第8位是1, 则表示该地址是组播地址. 00E0. FCCC. 3F53 00000000 11100000 厂商代码11111100 11001100 00111111 01010011??各厂商自己分配HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 27链路层以太网MAC层交换原理在同一个网络中, 设备之间的寻址采用MAC地址寻址.AI want to say Hello to B交换机 PORT1 PORT2I receive it. And Hi A!BDA: MAC-BSA: MAC-AHello帧尾DA: MAC-ASA: MAC-BHi帧尾HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 28第二章 TCP/IP协议基础Internet网络基础 TCP/IP协议基础物理层链路层网络层传输层应用层HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 29网络层?网络层网络层是TCP/IP协议栈的第三层, 提供源端到目的端的通信. 网络层的主要设备: 路由器, 三层交换机等.应用层传输层ICMP网络层链路层物理层IP ARP/RARPHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 30网络层? ?IP (Internet Protocol)IP协议是网络层的主要协议, 是一种不可靠的无连接的数据报文协议 - 尽最大努力交付 (Best effort). IP协议提供了一种全球统一的报文格式, 屏蔽了链路层差异, 使网络互联成为可能. IP报文结构:比特 0 版本 20 个字节固定长度寿命 4 首部长度标识协议源 IP 地址目的 IP 地址长度可变长度可变的任选字段数……据填充 8 服务类型标志 16 19 24 总长度片偏移首部检验和 31HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 31网络层? ?IP协议中定义了IP地址, 此地址用于在Internet上唯一标识一台主机或路由器的一个接口. 在Internet中, 每一台主机或路由器的一个网口的IP地址都是唯一的. IPV4中, IP 地址定义: 使用32bit数在网络中唯一标识一台主机. 通常使用点分十进制的方式表示: IP 地址二进制表示: IP地址点分十进制表示: IPV4中的私有IP地址: 11000000 192 . 10101000 168 . 00001010 10 . 00000001 1?私有地址10.0.0.0 ~10.255.255.255 172.16.0.0 ~172.31.255.255 192.168.0.0 ~192.168.255.255HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 32网络层IP地址分类:A 类地址B 类地址C 类地址D 类地址 E类地址1.0.0.0 ~126.255.255.2550 Network 7bit Host 24bit128.0.0.0 ~191.255.255.25510 Network 14bit Host 16bit192.0.0.0 ~223.255.255.25511 0 Network 21bit Host 24bit子网掩码的出现使这种分类的概念弱化224.0.0.0 ~239.255.255.25511 1 0 组播地址240.0.0.0 ~255.255.255.2551 1 11 0 保留HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 33网络层特殊的IP地址:网络部分 Any Any主机部分全“0”全“1”地址类型网络地址广播地址用途代表一个网段特定网络内的所有节点是特定网络的广播地址127 全“0”全“1”any环回地址所有网络广播地址本机内部环回测试用于指定默认路由的目的地址本网段内的所有节点是本网段的广播地址HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 34网络层子网掩码什么是子网掩码? 网络设备使用子网掩码 (subnet masking)决定IP地址中哪部分为网络部分, 哪部分为主机部分. 子网掩码使用与IP地址一样的格式. 子网掩码的网络部分和子网部分全都是1, 主机部分全都是0. 缺省状态下, 如果没有进行子网划分, A类网络的子网掩码为255.0.0.0, B类网络的子网掩码为255.255.0.0, C类网络子网掩码为255.255.255.0. 利用子网掩码, 网络地址的使用会更有效. 对外仍为一个网络, 对内部而言, 则分为不同的子网. 子网掩码的组成: 子网掩码由一串连续的1和一串连续的0组成. 例: 二进制表示 11111111 11111111 11111111 00000000 点分十进制 255.255.255.0 子网掩码的长度: 掩码中1的个数. 上面的例子中, 掩码长度为24.HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 35网络层子网地址什么是子网地址? 子网地址用于标识一个子网. 在同一个子网中, 所有的主机拥有相同长度的子网掩码和相同的子网地址. 子网地址的计算:例: IP地址为 192.168.1.17的主机, 其掩码为255.255.255.240, 其所在子网的子网地址计算如下: IP地址 192 .. 192 168 .. 1 .. 168 1 7 711000000 10101000 00000001 00000111 11000000 10101000 00000001 00000111 (与运算) 255 .. 255 .. 255 .. 240 255 255 255 240 11111111 11111111 11111111 11110000 11111111 11111111 11111111 11110000 11000000 10101000 00000001 00000000 11000000 10101000 00000001 00000000 192.168.1.0/28 192.168.1.0/28Huawei Confidential Page 36子网掩码网络地址 (二进制) 网络地址HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.网络层子网内主机数量的计算子网掩码: 例子: IP地址为: 192.168.1.100/28 网络位网络位主机位主机位 /28=255.255.255.240 该子网掩码二进制表示为： 11111111. 11111111. 11111111. n 11110000 则此网络中: 主机数为: 2n 可用主机数为: 2n - 2 主机总数为: 24 可用主机数为: 24 -211111111 11111111 00000000 00000000HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 37网络层子网划分为何要进行子网划分 MAN和WAN不可能采用广播技术, 必须进行合理的路由; MAC地址的无规律性、固化性, 难以进行广域路由; 逻辑地址 (IP)具有灵活性、可规划性; 子网划分可收敛地址数量, 减轻路由压力. 子网划分的办法 IP地址的结构化分层方案将IP地址分为子网地址和主机地址, 区分子网地址和主机地址需要掩码 (Mask)来实现. 基于以上方法, 可以将全球网络划分为有规律的、可灵活调整的子网, 并在此基础上进行合理路由. 同时, 更小范围的子网划分也有利于网络管理.HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 38网络层如何进行子网划分个. 如何进行子网划分? 由于一个子网内的主机数量为 2n-2个, 此例中每个子网中的主机数要求至少为25个, 故n≥5. 所以, 每个子网的掩码长度最长应为 32-5=27位, 即255.255.255.224. 由于需要至少7个子网, 故每个子网的掩码长度只能为27. 这些子网分别是: 10.160.2.0 ~ 10.160.2.31 子网地址为10.160.2.0/27 10.160.2.32 ~10.160.2.63 子网地址为 10.160.2.32/27 10.160.2.64 ~10.160.2.95 子网地址为10.160.2.64/27 10.160.2.96 ~10.160.2.127 子网地址为10.160.2.96/27 10.160.2.128 ~10.160.2.159 子网地址为 10.160.2.128/27 10.160.2.160 ~10.160.2.191 子网地址为 10.160.2.160/27 10.160.2.192 ~10.160.2.223 子网地址为 10.160.2.192/27 10.160.2.224 ~10.160.2.255 子网地址为 10.160.2.224/27例: 局方提供了一个 10.160.2.0/24的网段, 我们需要至少7个子网, 每个子网中的主机数量至少为25HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 39网络层练习题: 局方提供的网段为 204.159.80.192/26, 现需要至少6个网段, 每个网段的主机数至少为5个. 如何进行子网划分?HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 40网络层ARP (Address Resolution Protocol)协议ARP协议的作用: 已知对方IP地址求对方MAC地址. 用于同一子网内的寻址. 广泛应用于局域网中. 每一个物理设备中, 都有一张ARP表, 其中记录了IP地址和MAC地址的对应关系.谁知道10.0.0.2的 MAC地址？ 10.0.0.2 对应的 MAC为00-E0FC-00-00-12A IP:10.0.0.1/24 MAC:00-E0-FC-00-00-11 A的ARP表10.0.0.2 … ? 00E0FC000012 …B IP:10.0.0.2/24 MAC:00-E0-FC-00-00-12 B的ARP表 ARP Reply10.0.0.1 … ? 00E0FC000011 …ARP RequestHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 41网络层?RARP (Reverse Address Resolution Protocol)协议RARP协议的作用: 已知对端MAC地址求其IP地址. 主要用于无盘工作站中. 如果启用RARP协议, 网络中必须有RARP Server提供服务. 并不是所有设备都支持RARP协议.我的IP地址是多少?你的IP地址是 10.0.0.1无盘工作站RARP ServerMAC:00-E0-FC-00-00-11RARP Request?MAC:00-E0-FC-00-00-12RARP ReplyHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 42网络层? ?ICMP (Internet Control Message Protocol)协议ICMP协议为网络提供差错报告机制和状态查询机制. PING程序使用的就是ICMP协议. ICMP的报文封装方式:MAC帧头 IP报头 ICMP报文 MAC帧尾B是否可达?AB我在IP:10.0.0.1/24ICMP Echo RequestIP:10.0.0.2/24ICMP Echo ReplyHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 43第二章 TCP/IP协议基础Internet网络基础 TCP/IP协议基础物理层链路层网络层传输层应用层HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 44传输层? ?传输层传输层是TCP/IP协议栈的第四层, 提供进程到进程之间的通信并提供流量控制和差错控制机制. UDP (User Data Protocol)是面向无连接的协议, 提供高效不可靠传输. TCP (Transmission Control Protocol)是面向连接的协议, 提供可靠性传输, 但由于在连接建立、拆除、保活过程中需要一些控制消息, 故其传输效率不如UDP.应用层传输层网络层链路层物理层 TCP/ UDPHUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 45传输层传输层报文格式 08 16位源端口 16位UDP长度1624 16位目的端口 16位UDP校验和31数据 UDP报文格式 0 8 16位源端口 16 32位序列号 32位确认号SYN PSH RST FIN24 16位目的端口31ACK URG首部长度保留(6位) 16位TCP校验和16位窗口大小 16位紧急指针选项数据 TCP报文格式HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 46传输层传输层的端口号传输层协议用端口号来标识和区分各种上层应用程序. 端口号范围: 0 ~65535. 其中0~1023是公有端口 (知名端口), 1024~65535是私有端口.HTTPFTPTelnetSMTPDNS 53TFTPSNMP8020/21232569161TCPUDPIP 数据包HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 47传输层进程间的通信: 通过端口号来识别源端和目的端的相应进程.主机A主机B应用层传输层网络层链路层物理层FTP Client2987FTP Server 应用层21传输层网络层链路层物理层HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 48第二章 TCP/IP协议基础Internet网络基础 TCP/IP协议基础物理层链路层网络层传输层应用层HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 49应用层? ?应用层应用层主要提供与用户之间的各种接口程序. 应用层的程序大多都是成对出现的, 即客户端与服务器. 常见的应用层程序: HTTP, FTP, TFTP, Telnet, DNS等如网页, 游戏, 邮箱等都属于应用层程序的应用.HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 50第一章数通原理在CDMA系统中的应用第二章 TCP/IP协议基础第三章路由基础HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 51路由基础定义: 路由是指导IP报文转发的路径信息静态路由无开销, 配置简单, 需人工维护, 适合简单拓朴结构的网络. 动态路由开销大, 配置复杂, 无需人工维护, 适合复杂拓朴结构的网络. 路由格式路由格式: 目的地址子网掩码例: 默认路由: 0.0.0.0 0.0.0.0 10.0.10.1 10.0.10.1 主机路由: 10.0.20.8 255.255.255.255 10.0.10.1 子网路由: 10.0.20.0 255.255.255.0 下一跳HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei ConfidentialPage 52静态路由配置Host 1: 10.0.10.8 10.0.10.1 Net 1 10.0.10.0/24 Destination IP Mask Next Hop 10.0.20.0 255.255.255.0 10.0.10.1 192.168.1.4 192.168.1.3 Host 2 : 10.0.20.8 10.0.20.1 Net 2 10.0.20.0/24 10.0.10.0 255.255.255.0 10.0.20.1Router ARouter BDestination IP Mask Next HopHost 1: Route add 10.0.20.0 255.255.255.0 10.0.10.1 Host 2: Route add 10.0.10.0 255.255.255.0 10.0.20.1HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Page 53路由转发过程Host 1 : 10.0.10.8 MAC 1 10.0.10.1 MAC A1 192.168.1.4 MAC B1 192.168.1.3 MAC A2 10.0.20.1 Mac B2 Net 2 10.0.20.0/24 Host 2 : 10.0.20.8 MAC 2Net 1 10.0.10.0/24Router ARouter BMACIPTCP UDPDataMACIPTCP UDPDataMACIPTCP UDPDataDestination IP Source IP Destination Source10.0.20.8 10.0.10.8 Mac A1 Mac 1Destination IP Source IP Destination Source10.0.20.8 10.0.10.8 Mac B1 Mac A2Destination IP Source IP Destination Source10.0.20.8 10.0.10.8 Mac 2 Mac B2HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 54Thank You1。