数据通信技术基础知识

华为3Com公司深圳办事处产品经理李博2005.12数据通信技术基础知识汇报提纲网络知识基础TCP/IP与子网规划VLAN技术基础路由协议基础IPVPN/MPLSVPN网络的演进Host主机网络低速连接HostWAN简单连接1960’s–1970’s基于网络的连接1970’s–1980’s网络互联1980’s–通信协议网络协议是网络设备之间通信规则的正式描述。5432154321TCP/IP协议栈SourceHostADestinationHostB好啊！我刚好也懂TCP/IP。请问可以用TCP/IP和你通信吗?TCP/IP协议栈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。特点：距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。标准(standard)：描述了通信协议的规定，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：DDNX.25共用分组交换网帧中继：FrameRelay异步传输模式：ATMWAN交换模式电路交换：基于电话网的电路交换优点：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)OSI七层模型分层有什么好处？应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层1234567底层:负责网络数据传输高层:负责主机之间的数据传输七层功能应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层1234567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、链路管理等比特流传输对等通信每一层利用下一层提供的服务与对等层通信；每一层使用自己的协议。HostAHostBAPDUPPDUSPDUSegmentPacketFrameBit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数据封装数据封装和解封装过程。DataDataHDataHH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DataDataHDataHH汇报提纲网络知识基础TCP/IP与子网规划VLAN技术基础路由协议基础IPVPN/MPLSVPNTCP/IP协议和OSI参考模型TCP/IP协议栈具有简单的分层设计，与OSI参考模型有清晰的对应关系。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传输层网络层7654321物理层数据链路层OSI参考模型TCP/IPTCP/IP协议栈HTTP、Telnet、FTP、TFTP、Ping、etcTCP/UDPARP/RARPIPICMPEthernet、802.3、PPP、HDLC、FR、etc接口和线缆应用层传输层网络层数据链路层提供应用程序网络接口建立端到端连接寻址和路由选择物理介质访问二进制数据流传输物理层TCP/IP协议数据封装TELNET23FTP20/21SMTP25TFTP69TCP/UDP6/17IPPACKETSFRAMESBITS应用层文件传输FTP、TFTP邮件服务SMTP、POP3网络管理SNMP、Telnet、Ping、Tracert网络服务HTTP、DNS、WINS传输层协议概述应用层传输层网络层网络接入层TCPUDP传输层传输层功能：分段上层数据；建立端到端连接；将数据从一端主机传送到另一端主机；保证数据按序、可靠、正确传输。传输层协议：主要有TCP/IP协议栈的TCP协议和UDP协议，IPX/SPX协议栈的SPX协议等。端到端通信传输虚电路Host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。HTTPFTPTelnetSMTPDNSTFTPSNMPTCPUDPIP数据包套接字8020/2123255369161流量控制流量控制的三种方式：缓存技术：突发缓存，空闲发送。源抑制报文：利用ICMP协议向源端发送sourcequench报文。窗口机制：报文中包含窗口字段，用于控制源端一次发送数据的多少。确认技术传输虚电路Host源目的Send1,2,3Acknowledge4Send4,5,6Acknowledge4Send4,5,6TCP连接Internetclientserver滑动窗口需要修改窗口大小发送数据太快了！网络层协议概述网络接入层应用层传输层网络层IPARPRARPICMP网络地址网络层地址由两部分地址组成：网络层地址和主机地址。网络层地址是全局唯一的。IP地址IPX地址网络地址主机地址10.8.2.48网络地址主机地址1aceb0b1.0000.0c00.6e25路由协议与可路由协议可路由协议：IP、IPX路由协议：RIP、OSPF、BGP等N2N1N1.H1N1.H2N2.H1面向连接和无连接的服务面向连接的服务：适合延迟敏感性应用建立连接数据传输断开连接无连接的服务：适合延迟不敏感的应用无需建立连接资源动态分配网络层协议操作网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层网络层数据链路层物理层表示层会话层传输层应用层ABCDERouterARouterBRouterCIP报文格式版本报文长度服务类型总长度标示符标志片偏移生存时间协议报头校验和源IP地址目的IP地址IP选项ARP－地址解析协议需要10.0.0.2的MAC地址？IP:10.0.0.1/24MAC:00-E0-FC-00-00-11IP:10.0.0.2/24MAC:00-E0-FC-00-00-12ARPRequest?ARPReply10.0.0.2对应的MAC：00-E0-FC-00-00-12RARP－反向地址解析协议我的IP地址是什么？无盘工作站RARPServerRARPRequest?RARPReply你的IP地址是10.0.0.1ICMP协议B可达吗？ICMPEchoRequestICMPEchoReply我在。AB数据链路层数据链路层分为2个子层：LLC子层和MAC子层。数据链路层的功能：物理地址定义网络拓扑结构链路参数差错验证物理介质访问流控制(可选)MAC/物理地址MAC地址有48位，华为产品前3个字节是0x00E0FC。00e0.fc01.2345厂商编号序列号24bits24bits00e0.fc01.2345RomRamLAN与数据链路层IEEE802标准：当今最为流行的LAN标准IEEE802.1基本局域网问题IEEE802.2定义LLC子层IEEE802.3以太网标准IEEE802.4令牌总线网IEEE802.5令牌环网以太网交换机WAN与数据链路层WAN数据链路层标准：HDLCPPPISDNX.25FrameRelayWAN数据链路层设备：Modem、ISDN终端适配器CSU/DSU、广域网交换机物理层物理层：定义电压、接口、线缆标准、传输距离等。物理层线缆：同轴电缆(coaxicalcable)：细缆和粗缆双绞线(twistedpair)：UTP、STP光纤(fibre)无线电波(wirelessradio)：无线局域网WLAN物理层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。IP地址介绍IP地址唯一标示一台网络设备私有IP地址10.110.192.11120.130.188.144IP地址分类010110111011110Network(7bit)Network(14bit)Network(21bit)组播地址保留Host(24bit)Host(16bit)Host(8bit)A类地址B类地址C类地址D类地址E类地址特殊IP地址网络部分主机部分地址类型用途127any全“0”全“1”Any全“0”Any全“1”网络地址代表一个网段广播地址特定网段的所有节点环回地址环回测试广播地址本网段所有节点所有网络华为Quidway路由器用于指定默认路由无子网编址无子网编址是指使用自然掩码，不对网段进行细分。比如B类网段172.16.0.0，采用255.255.0.0作为掩码。以太网172.16.30.10172.16.30.1172.16.28.1带子网编址B类网段172.16.0.0以太网以太网172.16.8.1，255.255.255.0172.16.4.1，255.255.255.0子网规划201.222.5.0255.255.255.0201.222.5.8255.255.255.248201.222.5.16255.255.255.248201.222.5.24255.255.255.248201.222.5.32255.255.255.248201.222.5.9255.255.255.248201.222.5.17255.255.255.248201.222.5.25255.255.255.248201.222.5.33255.255.255.248B类子网规划实例子网地址172.16.2.0主机地址172.16.2.1－172.16.2.254广播地址172.16.2.255IP主机地址172.16.2.120子网掩码255.255.255.0C类子网规划实例子网地址192.168.5.0主机地址192.168.5.121-192.168.5.126广播地址192.168.5.127IP主机地址192.168.5.121子网掩码255.255.255.248变长子网掩码(VLSM)192.168.1.32/27192.168.1.64/27192.168.1.96/27192.168.1.128/27192.168.1.160/30192.168.1.164/30192.168.1.168/30192.168.1.172/30ISP通告192.168.1.0无类域间路由(CIDR)CIDR减少了路由表的规模，增了网络的可扩展性。Internet198.168.1.0198.168.2.0198.168.3.0ISP通告路由198.168.0.0/16连续性:IP地址分配要尽量给每个地市城域网分配连续的IP地址空间；在每个地市城域网中，相同的业务和功能尽量分配连续的IP地址空间，有利于路由聚合以及安全控制；灵活性:IP地址的分配需要有足够的灵活性，能够满足各种用户接入如小区用户、专线用户等的需要；扩展性:地址分配是由业务驱动，按照业务量的大小分配各地的地址段；合理性:IP地址的分配必须采用VLSM(变长掩码)技术，保证IP地