p网络基础知识及原理

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1、IP网络基础知识及原理,中国移动通信集团江西有限公司,网络概述,OSI参考模型,TCP/IP协议,IP地址分类与子网划分,VLAN原理,基础知识,网络模型,协议栈,IP地址与子网,VLAN技术,目 录,2018/12/14,2,路由技术,路由技术基础,中国移动通信集团江西有限公司,数据通信基础通信,2018/12/14,3,通信简单地讲就是信息的相互传递。要传递信息当然会遇到信息怎样传输的问题，这个传输手段就是所谓的通信技术。我们可以通过任何手段传递信息，如古代时期的烽火台、驿站等，现代的电路交换、分组交换和信元交换等。每种传输手段都有各自的特点，分别应用于不同的领域和实际业务。 如何更好地利

2、用这些通信技术传递信息呢？这是一个组织问题。我们要更好地传递信息就必须有一个有效的组织结构通信网。通信网是利用各种通信技术而组建的网络，有了通信网，人们就可以更加有效地利用各种通信技术，并且更加有效地传递信息，为人类服务。 虽然自然界中传递信息的方法很多，但作为通信研究，我们只涉及狭义的通信技术领域，即我们通常使用的通信手段电话、电报、传真、图形图像传输等使用的通信技术，它们一般需要通信介质（如光纤、电缆等）互连成为网络，在网络上传输信息。,中国移动通信集团江西有限公司,数据通信基础模拟和数字,2018/12/14,4,模拟信号和数字信号 信号又分为两类，一类是数字信号，另一类是模拟信号。数字

3、信号是一系列的脉冲，而模拟信号是一个在时间上连续变化的量。用数字信号进行的传输称为数字传输，用模拟信号进行的传输称为模拟传输。 例如我们要传输声音信息，可以直接把声波变为电波在通信介质上传输，此时的电波是一个连续变化的电信号，这时就是模拟信号传输；另外，我们也可以把电波进行抽样，转变为离散的数字信号在物理网络上传输，这时我们传输的就是数字信号；达对端后再把数字信号还原为模拟信号。,中国移动通信集团江西有限公司,数据通信基础信息和数据,2018/12/14,5,信息与数据 要从数据中得到有用的信息，一般要经过计算机进行数据处理；同样，要想传输信息，也要使用计算机进行信息处理，把信息转换为数据。

4、众所周知，计算机只能识别和处理二进制数据，它通常用“0”，“1”两种状态表示。 例如，我们要监测和控制一个电灯的开关状态，可以用“0”这个数据表示电灯的关闭状态，用“1”这个数据表示电灯的打开状态。这里我们使用“0，1”数据来表示电灯开关的信息，我们在处理和传输时，只对表示信息的数据进行传输和处理，最终目的是得到我们想要的信息。,中国移动通信集团江西有限公司,数据通信基础数据的传输,2018/12/14,6,数据分为模拟和数字数据，它们都既可以用模拟又可以用数字信号传输。数据的成功传输主要依赖于传输信号的质量和传输媒体的性能，当然还取决于发送和接收设备的性能。 数据在线路上（连接发送和接收端的

5、通信媒体，下同）可以有多种传输方式，它们是单工方式、半双工方式和全双工方式。单工方式指数据信号仅沿一个方向传输，发送方只能发送不能接收，接收方只能接收不能发送，它类似一个汽车的单行道。半双工通信是指信号可以沿两个方向（在同一个线路上）传送，但同一时刻只允许单方向传送。它类似于两个人开讨论会，一个人讲完，另一个人再讲，不允许两个人同时讲话。如果我们在发送和接收端建立两个信道，一个用来发送，一个用来接收，这时就是全双工通信，它允许数据同时发送和接收（在同一个线路上）。,中国移动通信集团江西有限公司,数据通信基础数据交换技术,2018/12/14,7,在通信领域，我们不可能对每对需要通信的用户都建立

6、直接的通信介质的连接。为了实现接入通信网络的用户的连通，我们需要转接设备，即通信交换设备。 在通信领域，常用的交换技术有三种：电路交换。报文交换和分组交换。,中国移动通信集团江西有限公司,数据通信基础数据交换技术,2018/12/14,8,长期以来用于电话网（PSTN）。电路交换在整个通信连接期间始终有一条电路被占用，并且按照时分复用TDM原理将信息从一个节点传递到另一个节点。这种技术也称为STM。 在交换节点内部，电路交换可以用空分交换、时分交换或二者的组合来实现。电路交换很不灵活，一旦时隙的宽度被确定，相对比特率也就固定下来。例如PCM的基本时隙宽度是125us中的8bit，使用信道速率为

7、64kbit/s。由于只有一个基本单元速率（以64Kbps为基本单元）用来传递信息，这种交换技术不适合用来传输综合业务。,中国移动通信集团江西有限公司,数据通信基础数据交换技术,2018/12/14,9,分组交换 分组交换工作原理与报文交换相同，但通信的单位从报文变为分组更小一些的数据单元。 在分组网中，用户信息被封装在分组中，分组头包含了一些附加信息，用于网络中的路由选择、差错控制、流量控制等功能。 在分组交换网络中可采用两种方式进行分组交换：数据报传输和虚电路。 数据报：数据报方法同报文交换方式相似。每个分组都独立地处理。每个分组都包含源地址和目的地址，中间交换节点存储分组，并根据分组中的

8、目的地址进行路由选择并转发分组。在这种技术中，把每个独立处理的分组称之为“数据报”。,中国移动通信集团江西有限公司,数据通信基础带宽和速率,2018/12/14,10,在通信领域我们经常会听到带宽和速率这两个专业名词，其含义是什么呢？ 带宽 带宽一般用来描述两种对象，一个是信道（Channel），另一个是信号（signal）。对于信道来说，又可分为两种，模拟信道和数字信道。对信号来说，也可分为两种，数字信号和模拟信号。 速率 衡量信息传输速度的指标，以每秒传输的bit数为单位，即bps bit per second。1Kbps代表每秒中传输1千个比特；1Mbps代表每秒中传输100万个比特；1

9、Gbps代表每秒中传输10亿个比特；1Tbps代表每秒中传输1万亿个比特。速率的单位关系如下： 1Kbps1000bps；1Mbps1000Kbps；1Gbps1000Mbps；1Tbps=1000Gbps,网络概述,网络定义 LAN 和WAN 网络拓扑 标准化组织,计算机网络,Internet,SOHO,Server,IP Hotel,Intranet,移动,网络的演进,Host,WAN,简单连接 1960s 1970s,基于网络的连接 1970s 1980s,网络互联 1980s ,LAN定义,LAN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

10、。 特点：距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。 标准（standard）：描述了协议的规定，设定了最简的性能集。,LAN常用设备,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； 联接物理相临的设备。,HUB,交换机,路由器,ATM 交换机,广域网定义及分类,WAN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。 WAN分类： 共用电话网：PSTN 综合业务数字网：ISDN 数字数据网：DDN X.25共用分组交换网 帧中继：Frame Relay 异步传输模式：ATM,WAN交换模式,电路交换：基于电话

11、网的电路交换 优点：时延小、透明传输； 缺点：带宽固定，网络资源利用率低。 分组交换：以分组为单位存储转发 优点：多路复用，网络资源利用率高； 缺点：实时性差。,WAN常用设备,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； 网络控制服从公共服务的规则； 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。,Modem/CSU/DSU,路由器,广域网交换机,接入服务器,带宽和延迟,带宽定义：描述网络上数据在一定时刻从一个节点传送到任意节点的信息量。 以太网带宽：10M、100M、1000M等。 广域网各类服务带宽。 延迟：节点间数据传送时间。,常见

12、网络拓朴结构,拓扑结构： 总线、星型、树型 环型、网型,标准化组织,国际标准化组织（ISO） 电子电器工程师协会（IEEE） 美国国家标准局（ANSI） 电子工业协会（EIA / TIA） 国际电信联盟（ITU） INTERNET架构委员会（IAB）,中国移动通信集团江西有限公司,网络概述,TCP/IP协议,IP地址分类与子网划分,VLAN原理,基础知识,网络模型,协议栈,IP地址与子网,VLAN基础,目 录,2018/12/14,22,OSI参考模型,路由技术,路由技术基础,中国移动通信集团江西有限公司,OSI参考模型,2018/12/14,23,OSI RM：开放系统互连参考模型（Open

13、 System Interconnection Reference Model）,网络世界的法律!,中国移动通信集团江西有限公司,七层功能,2018/12/14,24,分层有什么好处？,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,1,2,3,4,5,6,7,底层:负责网络数据传输,高层:负责主机之间的数据传输,中国移动通信集团江西有限公司,七层功能,2018/12/14,25,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,1,2,3,4,5,6,7,提供应用程序间通信,处理数据格式、数据加密等,建立、维护和管理会话,建立主机端到端连接,寻址和路由选择,提供介质访问

14、、链路管理等,比特流传输,中国移动通信集团江西有限公司,数据封装,2018/12/14,26,数据封装和解封装过程。,Data,Data,H,Data,H,H,主机,服务器,交换机,路由器,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,应用层,表示层,会话层,传输层,网络层,数据链路层,物理层,Data,Data,H,Data,H,H,中国移动通信集团江西有限公司,物理层,2018/12/14,27,物理层：定义电压、接口、线缆标准、传输距离等。 物理层线缆： 同轴电缆（coaxical cable）：细缆和粗缆 双绞线（twisted pair）：UTP、STP 光纤（fibr

15、e） 无线电波（wireless radio）：无线局域网WLAN,中国移动通信集团江西有限公司,物理层,2018/12/14,28,局域网与物理层 线缆标准：10Base-T、100Base-T、100Base-TX/FX、1000Base-T、1000Base-SX/LX； 网络设备：中继器、集线器等。 广域网与物理层 DTE设备：路由器、终端主机等； DCE设备：广域网交换机、Modem、CSU/DSU等； 常见接口：RS-232、V.24、V.35等。,常见的物理层接口,2018/12/14,10M以太网接口 100M以太网接口 1000M以太网接口,10M以太网接口,2018/12/

16、14,10Base-T 目前使用最广泛的局域网标准之一 使用双绞线作为物理传输介质 10Base5 曾经广泛应用于主干局域网 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,10Base-T的物理介质,2018/12/14,3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,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,5类双绞线的线序,2018/12/14,直连网线 交叉网线,100M以太网接口,2018/12/14,100Base-TX 物理介质采用5类以上双绞线 网段长度最多100米 100Base-FX 物理介质采用单模光纤，网段长度可达10公里 物理介质采用多模光纤，网段长度最多2000米 快速以太网由IEEE 802.3u标准定义,1000M以太网接口,2018/12/14,1000Base-T 物理介质采用5类以上双绞线，网段长度最多100米 1000Ba