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1、通信知识通论数据网 战略部 欧阳晓峰 2009年5月 *1Guoxin Lucent Proprietary 目录 数据通信概述 基础数据网 IP数据网 Date2Guoxin Lucent Proprietary 数据通信的基本概念 原理图 传统典型实例 Date3Guoxin Lucent Proprietary 数据链路控制规程（协议） 拆线拆除链路传输数据建立链路接通线路 数据链路功能 链路管理 桢同步 流量控制 差错控制 区分数据信号和控制信号 透明传输 寻址 异常处理 HDLC HDLC（High Level Data Link Control Procedure） ：高级 链路控
2、制规程 18条命令 13条响应 Date4Guoxin Lucent Proprietary 数据交换原理图 报文交换方 式原理图 存储程序控制 交换机示意图 分组交换原理图 Date5Guoxin Lucent Proprietary 数据通信的交换方式 n电路交换：与现在的电话交换方式类似，电路利 用率低 n报文交换：信息交换，存储转发 u要求高速处理器，大容量缓存 u时延较高，不适合交互式通信 n分组交换 u适应不同速率 u接续尽量快 u网络时延小， u适应数据多样化 Date6Guoxin Lucent Proprietary 目录 数据通信概述 基础数据网 IP数据网 Date7Gu
3、oxin Lucent Proprietary 公共分组交换网基本结构 Date8Guoxin Lucent Proprietary X.25协议 X.121：电气特性 X.25：HDLC LAPB MLP X.25：续电路业务规 程，分组格式 LAPB：HDSC中的异 步平衡方式 MLP：多链路规程 Date9Guoxin Lucent Proprietary 我国的分组交换网（ChinaPAC） Date10Guoxin Lucent Proprietary 帧中（FR）继原理 n仅完成OSI的物理层和链路层 n流量控制和差错管理留给终端去完成 n简化节点机之间的协议 n采用统计复用方式
4、n采用虚电路技术，充分利用网络资源 n特点： u速度快 u吞吐量高 u时延低 u适合突发业务 n提供1.5M,2M速率业务，比X.25的56k，64K速度高多了 。 Date11Guoxin Lucent Proprietary FR桢结构和协议结构 DLCI：数据链路连接标志 每桢桢头的DLCI含有地址信息 DLCI只有本地意义 帧中继的虚电路由多段DLCI的逻辑连接构 成端到端的链接。 Date12Guoxin Lucent Proprietary 永久虚电路（PVC）路由 Date13Guoxin Lucent Proprietary FR的不足 n被动流量控制 u信息丢失 u桢重发又增
5、加拥塞 n缺少对交换虚电路SVC的支持，网络利用率不足 n不适合传送大容量业务，比如100M，对多媒体 支持不足。 Date14Guoxin Lucent Proprietary ATM原理 nATM：异步传输模式 n由固定长度信元构成基本传输单 元 n简化了交换过程 n去掉不必要的数据校验 n高速交换 ATM信头（5字节） ATM信息段（48字节 ） ATM信元 完成寻址功能 包括VPI，VCI 装载用户数据 信息 n对QOS的支持 n综合能力强 n动态带宽分配和连接管理 n对已有技术的兼容 uFR，DDN，X.25都可以承载上去 用户数据流 用户数据流 用户数据流 ATM数据流 ATM头
6、Date15Guoxin Lucent Proprietary ATM参考模型 Date16Guoxin Lucent Proprietary 虚通路和虚通道 Date17Guoxin Lucent Proprietary VP交换 Date18Guoxin Lucent Proprietary VP，VC交换 Date19Guoxin Lucent Proprietary ATM到传输层的适配 Date20Guoxin Lucent Proprietary ATM的业务种类 Date21Guoxin Lucent Proprietary FR与ATM的互联 Date22Guoxin Luce
7、nt Proprietary FR与ATM对比 n都是采用统计复用，有效利用带宽 n但ATM优势在于： uATM以信元为传送单位 u先进的业务管理机制 u复杂的链路连接方式 u完善的控制和管理层功能 uATM能够提供PVC和SVC业务 Date23Guoxin Lucent Proprietary 数字数据网DDN n采用数字信道传送数据信号 nDDN一般不包括交换功能 n采用简单的交叉连接复用设备 n提供半永久性连接 n特点： u传输差错率低 u信道利用率高 u不需要Modem u需要全球时钟同步 u建网投资较大 Date24Guoxin Lucent Proprietary DDN网络基本
8、组成 Date25Guoxin Lucent Proprietary 分级的DDN网络 Date26Guoxin Lucent Proprietary 中国公用数字数据网（ChinaDDN）业务范围和接入 示意图 Date27Guoxin Lucent Proprietary 目录 数据通信概述 基础数据网 IP数据网 Date28Guoxin Lucent Proprietary IP协议历史和特点 n传输控制协议/Internet 协议 (TCP/IP) 是行业标准协议套件，此协议是专为那些由通过 路由器相连的不同网段构成的大型网络设计的。 n TCP/IP 的起源可以追溯到由美国国防部
9、(DoD) 高级研究计划局 (DARPA) 在二十世 纪六十年代后期和七十年代早期进行的研究。下面摘要列出了 TCP/IP 发展史上的一 些重大事件： u1970 年，ARPANET 主机开始使用网络控制协议 (NCP)，这就是后来的传输控制协议 (TCP) 的雏形。 u1972 年，Telnet 协议推出。Telnet 用于终端仿真以连接相异的系统。在二十世纪七 十年代早期，这些系统使用不同类型的主机。 u1973 年，文件传输协议 (FTP) 推出。FTP 用于在相异的系统之间交换文件。 u1974 年，传输控制协议 (TCP) 被详细规定下来。TCP 取代 NCP，它为人们提供了更 可靠
10、的通信服务。 u1981 年，Internet 协议 (IP)（又称 IP 版本 4 IPv4）被详细规定下来。IP 为端到端传 递提供寻址和路由功能。 u1982 年，国防通信署 (DCA) 和 ARPA 建立了传输控制协议 (TCP) 和 Internet 协议 (IP) 作为 TCP/IP 协议套件。 u1983 年，ARPANET 将 NCP 替换为 TCP/IP。 u1984 年，域名系统 (DNS) 推出。DNS 可将域名（如 ）解析为 IP 地址（如 192.168.5.18）。 u1995 年，Internet 服务提供商 (ISP) 开始向企业和个人提供 Internet 接
11、入。 u1996 年，超文本传送协议 (HTTP) 推出。万维网使用 HTTP。 u1996 年，第一套 IP 版本 6 (IPv6) 标准发布。 Date29Guoxin Lucent Proprietary IP协议与OSI协议分层对应 Date30Guoxin Lucent Proprietary TCP/IP协议封装 Date31Guoxin Lucent Proprietary IP地址结构和分类 子网掩码的目的：明确确定哪部分是网络地址，哪 部分是主机地址。增加IP地址的数量 掩码也是32位地址，但前面必须是连续的1。 IP地址与掩码做与的计算可以得到子网地址。 IP地址容量还不够
12、，怎么办？ 现在：NAT 未来：IPV6 IP 地址 ：11000000.10101000.00000000.00000001 子网掩码：11111111.11111111.11111111.00000000 AND运算 11000000.10101000.00000000.00000000 网络地址是：转化为十进制后为：192.168.0.0 掩码的另一种表示方法：ip地址/掩码1的数量。 比如：192.168.16.88/24 Date32Guoxin Lucent Proprietary 什么是路由 常用的路由协议： 距离矢量算法 RIP BGP 链路状态算法 OSPF IS-IS 路由
13、器的核心作用是实现网络互连 分组数据转发： 路由（寻径）：路由表建立、刷新、查找 子网间的速率适配 隔离网络，防止网络风暴，指定访问规则（防 火墙） 异种网络互连 静态路由 动态路由 缺省路由 路由表 Date33Guoxin Lucent Proprietary 路由协议概述 nRIP是Routing Information Protocol（路由信息协议）的简称 。 nRIP路由协议是距离矢量路由协议的一个具体实现。 nRIP协议适用于中小型网络，有RIP-V1和RIP-V2。 nRIP-V2使用组播（224.0.0.9）发送，支持验证和VLSM。 nRIP支持：水平分割、路由中毒和触发更
14、新。 n可适应大规模网络 n路由变化收敛速度快 n无路由自环 n支持变长子网掩码VLSM n支持等值路由 n支持区域划分 n提供路由分级管理 n支持验证 n支持以组播地址发送协议报文 nIS-IS (Intermediate System：中间系统) u在ISO规范中，一个路由器就是一个IS（中间系统）， 提供IS和IS（路由器和路由器）之间通信的协议就是 路由协议，即IS-IS路由协议。 uIS-IS协议和OSPF协议非常类似，都是链路状态路由 选择协议。 u使用最短路径优先SPF（Shortest Path First）算法 。 uIS-IS路由协议属于内部网关协议IGP（Interior
15、 Gateway Protocol），用于自治系统内部。 RIP协议 OSPF IS-IS协议 BGP协议 nBGP是一种AS(自治区域)外部路由协议，取代EGP n与OSPF，RIP等IGP协议相比，BGP的拓扑图要更抽 象和粗略一些 nBGP采用发送路由增量(Incremental)的方法，完成全 部路由信息的通告和维护 nBGP执行三类路由：AS间路由、AS内部路由和贯穿 AS路由 nBGP路由协议分为I-BGP和E-BGP两个部分，I-BGP用 于自治域内的路由器之间，E-BGP用于自治域间的路 由器之间 Date34Guoxin Lucent Proprietary 网桥、hub、路
16、由器 n网桥是一个简单的相关设备。它唯一的目的是把被许多正 在共享的物理网络分割成多个小部分。网桥通常只有2个 端口；超过2个端口的网桥称为switch。 n网桥把以太网分割成许多冲突域。 n网桥不考虑用户在网上使用的协议（TCP/IP，IPX， AppleTalk，ect。），因为它们是在数据链路层工作。这 既是一个优点，同时也是一个缺 点；因为它们工作在一 个简单的层上，网桥可以盲目的以高速操作，但是它们会 不加选择的传输数据，我们几乎不能对它的工作进行控制 。从此路由器就诞生了。 n路由器在为不同目的或不同组织的连接网络是很有用的。 Date35Guoxin Lucent Proprietary 集线器、路由器、交换机 n集线器：可以简单的理解为将一些机器连接起来组成一个局域网。 n交换机（又名交换式集线器）作用与集线器大体相同，前身是网桥。但是两 者在性能上有区别：集线器采用的式共享带宽的工作方式，而交换机是独享 带宽。 n交换机归于网桥，是数据链路层的设备；路由器可以解决异性网络之间转发
