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1、2008-03,无线案例培训部,数据通信原理,Page 2,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。,Page 3,TCP/IP协议族 (第二版) TCP IP协议详解 (卷1),参考资料,Page 4,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,学习目标,Page 5,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,Page 6,数通原理在CDMA系统中的应用,数通原理在CDMA产品中的应用:,数通原理在传输系统
2、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,A接口,Abis接口,IP over E1/T1 IP over FE,Page 7,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,Page 8,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,Page 9,Internet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
3、信的网络, 使用TCP/IP协议互连.,Todays Internet,1980s CSNET NSFNET,1970s Internet概念 诞生,Internet 简史,1970s TCP/IP诞生,1990s ANSNET,Page 10,Internet网络基础,Intranet,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 如今的Internet组成:,Page 11,Internet网络基础,
4、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).,LAN,WAN,LAN,LAN,LAN,Page 12,Internet网络基础,LAN 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. 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:,HUB,交换机,路由器,ATM 交换机,Page 13,Internet网络基础,WAN WA
5、N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/DSU,路由器,广域网交换机,接入服务器,Page 14,Internet网络基础,常见网络拓扑结构:,LAN,WAN,总线型,星型,树型,环型,网型,Page 15,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,Page 16,TCP/IP协议基础,
6、TCP/IP协议栈,物理层,网络层,链路层,传输层,应用层,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. 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,Page 17,TCP/IP协议基础,TCP/IP协议栈,物理层,网络层,链路层,传输层,应用层,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).,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).,
7、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).,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).,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).,Page 18,TCP/IP协议基础,对等层通信,物理层,网络层,链路层,传输层,应用层,物理层,网络层,链路层,传输层,应用层,Bit,Frame,Packet,Segment,Data,对等层间使用相同的协议进行通信. 物理层的
8、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.,Page 19,TCP/IP协议基础,TCP/IP协议栈报文封装和解封装过程,物理层,网络层,链路层,传输层,应用层,物理层,网络层,链路层,传输层,应用层,Hello,0010010111001,I want to say hello to B.,Hello,I receive it!,Page 20,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,Page 21,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.
9、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 1000M以太网接口 常见物理层设备: 集线器HUB (转发器),Page 22,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),交叉网线 (Cross Over Cable),Side 1,1=白/橙 2=橙 3=白/绿 4=蓝 5=白/蓝 6=绿 7=
10、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,Side 1,Side 2,1=白/橙 2=橙 3=白/绿 4=蓝 5=白/蓝 6=绿 7=白/棕 8=棕,1=白/绿 2=绿 3=白/橙 4=蓝 5=白/蓝 6=橙 7=白/棕 8=棕,Page 23,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,Page 24,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
11、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:,Page 25,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,Page 26,SFD,DA,SA,Length /Type,链路层
12、,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:,Data,CRC,MAC帧头,MAC帧尾,数据部分,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. Lengt
13、h/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.,Page 27,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
14、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.,Page 28,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.,B,PORT1,PORT2,交换机,A,I want to say Hello to B,I receive it. And Hi A!,Page 29,第二章 TCP/IP协议基础
15、,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,Page 30,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.,物理层,网络层,链路层,传输层,应用层,IP,ICMP,ARP/RARP,Page 31,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:,Page
16、32,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:,192 . 168 . 10 . 1,私有地址,10.0.0.0 10.255.255.255 172.16.0.0 172.31.255.255 192.168.0.0 192.168.255.255,Page 33,网络层,IP地址分类:,128.0.0.0 191.255.255.255,B 类 地 址,1,Network 14bit,Host 16bit,240.0.0.0 255.255
