2_华为IPRAN培训文档：TCP&IP

HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HuaweiConfidentialSecurityLevel:技术基础35ptFonttobeusedbycustomersandpartners:18ptFonttobeusedbycustomersandpartners:Page2前言•IPRAN以分组传送的方式实现对业务的承载，IP技术是整个分组传送的基础。•本课程在介绍IP网络的起源和背景的同时，重点介绍TCP/IP模型，IP地址的结构和分类。35ptFonttobeusedbycustomersandpartners:18ptFonttobeusedbycustomersandpartners:Page3目录12TCP/IP协议IP网络的起源和背景3IP地址简介35ptFonttobeusedbycustomersandpartners:18ptFonttobeusedbycustomersandpartners:Page4IP技术的发展历程60年代70年代80年代90年代2000年代2010年代未来分组技术产生1969年：ARPAnet成为计算机网络诞生的标志计算机文本交互：56Kbps，4个节点网络的健壮性，高度自愈宗旨（冷战产物，军事用途）1973年，VintCerf和Robertkahn开发TCP/IP协议（传输控制协议/网际协议）网络模型（OSI/RM）1974年，OSI七层开放系统互连参考模型层次化设计：互通性、互操作性和应用的可移植性1976年，以太网出现1983年，ARPAnet从NCP完成到TCP/IP的迁移，互联网雏形形成数据通讯标准TCP/IP建立（IPv4）1984年，斯坦福大学教授成立思科公司T1--1.544Mpps1992年，Internet主干网ANSNET建立产生，互联网开始向社会大众普及HTTP、FTP技术规模应用，内容以文本、图片为主IPv6进入标准制定阶段T3--45MppsIP&ATM之争IP成为承载网主流技术宽带接入技术逐步出现，ISDN、xDSL、CableModem、以太网技术千兆以太网（1G）运营商转型（固网智能化、核心网IP化）：长途语音的分组化及IP承载）基站IP化（WCDMAR5）分组化的视频业务（IPTV）IPv6试验网建设万兆以太网（10G）及40GPOS移动回传IP化视频存储（3D及高清视频）IPv6规模试点云计算、物联网起步100G/200G/400G35ptFonttobeusedbycustomersandpartners:18ptFonttobeusedbycustomersandpartners:Page5LANLANLANLANWANWANLANLANLAN影视音乐书籍应用报刊计算机网络和互联网推动了IP的高速发展遵从TCP/IP协议，将大大小小计算机网络互联为全球的Internet。本地资源共享局域网（localAreaNetwork）Internet互联网物联网（Internetofthings）①②③④35ptFonttobeusedbycustomersandpartners:18ptFonttobeusedbycustomersandpartners:Page6当前Internet互联网的规模2010年的INTERNET12亿计算机用户，20亿互联网用户，50亿移动用户2008年的INTERNET流量约5～6EB（1EB＝10亿GB），2013年预计达56EB35ptFonttobeusedbycustomersandpartners:18ptFonttobeusedbycustomersandpartners:Page7灵活性自由免费开放性可互通性异构介质互通可扩展性IP技术全球化的公有性技术Internet互联网功能特征描述灵活、开放、扩展是Internet发展壮大的根本原因35ptFonttobeusedbycustomersandpartners:18ptFonttobeusedbycustomersandpartners:Page8互联网标准组织IETF的组织架构“theIETF”IRTFIANAIANARFCAreaAreaAreaISOCIABWGWGIESG•互联网协会（ISOC：InternetSOCiety）•国际的、非盈利组织，其作用是促进互联网在全球范围的应用。•互联网架构委员会（IAB：InternetArchitectureBoard）•技术咨询团体，负责定义整个互联网的架构和长期发展规划。•互联网工程指导组（IESG：InternetEngineeringSteeringGroup）•负责IETF活动和标准制定程序的管理工作，8大领域•互联网编号分配机构（IANA：InternetAssignedNumberauthority）•负责分配和互联网协议相关的参数，如IP地址、自治域号（ASnumber）等•工作组（WG：WorkGroup）•互联网研究任务组（IRTF:InternetResearchTaskForce）•专业研究小组IP技术相关协议大都遵从RFC标准35ptFonttobeusedbycustomersandpartners:18ptFonttobeusedbycustomersandpartners:Page9IP技术的发展趋势及走向IPv6-双栈（IPv4/IPv6）-过渡及转换技术：DS-Lite，6RD，CGN等电信化-MPLS-TP/OAM-安全:如LTE的IPSec等-扩展性移动化-支持固定互联网向移动互联网的转变-移动IP未来业务需求展望未来业务需求展望视频-支持互联网业务向视频业务转变-视频存储云承载-数据中心互联网-物联网-云网络的需求35ptFonttobeusedbycustomersandpartners:18ptFonttobeusedbycustomersandpartners:Page10小结•经过近40年的发展，电信业发生了三大变革：从模拟到数字、从TDM到IP/Internet、从固定到移动，IP技术均渗透其中•基于TCP/IP的Internet，逐步壮大和完善，从固定互联网逐步向移动互联网演进•物联网/云计算的承载技术依然是IP技术（IPv4/IPv6）35ptFonttobeusedbycustomersandpartners:18ptFonttobeusedbycustomersandpartners:Page11目录21IP网络的起源和背景TCP/IP协议3IP地址简介35ptFonttobeusedbycustomersandpartners:18ptFonttobeusedbycustomersandpartners:Page12OSI参考模型•OSIRM－开放系统互连参考模型（OpenSystemInterconnectionReferenceModel）：层次化设计，降低复杂度。实现开放系统环境中的互连性、互操作性和应用的可移植性。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（数据段）寻址和路由选择（三层包）提供介质访问、链路管理等（二层帧）将数据转换为可通过物理介质传送的电子信号（比特流）底层:负责网络数据传输高层:负责主机之间的数据传输邮局中的搬运工人邮局中的装拆箱工人邮局中的排序、调度工人公司中跑邮局的送信职员公司中收寄信、写信封与拆信封的秘书公司中简报老板、替老板写信的助理老板35ptFonttobeusedbycustomersandpartners:18ptFonttobeusedbycustomersandpartners:Page13TCP/IP模型应用层传输层网络层网络接口层主机A主机B路由器网络2网络1应用层传输层网络层网络接口层网络层网络接口层4321TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol)的简写，传输控制协议/因特网互联协议，又叫网络通讯协议，这个协议是Internet最基本的协议、Internet国际互联网络的基础。35ptFonttobeusedbycustomersandpartners:18ptFonttobeusedbycustomersandpartners:Page14TCP/IP协议体系IP提供“尽力而为”数据包传递服务。无连接，为每个包确定路径，不保证可靠。TCP提供进程间可靠传输服务；UDP提供进程间数据包传输服务，不保证可靠，也尽力而为。35ptFonttobeusedbycustomersandpartners:18ptFonttobeusedbycustomersandpartners:Page15TCP/IP协议栈的封装用户数据App头部用户数据TCP头部IP头部TCPSegmentIPPacket46-1500字节14B20-60B20-60B4BEthernetFrame应用程序TCPIP以太网驱动程序用户数据用户数据TCP头部以太网尾部用户数据TCP头部IP头部以太网头部35ptFonttobeusedbycustomersandpartners:18ptFonttobeusedbycustomersandpartners:Page16小结TCP/IP7654321应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层54321应用层传输层网络层数据链路层物理层OSIVS•TCP/IP成功的关键的End-to-End的架构原则，简单来说就是负责的业务处理尽量放到主机上，让网络尽量简单，只处理报文转发。交换机路由器35ptFonttobeusedbycustomersandpartners:18ptFonttobeusedbycustomersandpartners:Page17目录31IP网络的起源和背景IP地址简介2TCP/IP协议35ptFonttobeusedbycustomersandpartners:18ptFonttobeusedbycustomersandpartners:Page18地址的概念•Internet上的每台主机(Host)都有一个唯一的IP地址。IP协议就是使用这个地址在主机之间传递信息，这是Internet能够运行的基础。•IP地址就像是我们的家庭住址一样，如果你要写信给一个人，你就要知道他（她）的地址，这样邮递员才能把信送到。计算机发送信息是就好比是邮递员，它必须知道唯一的“家庭地址”才能不至于把信送错人家。只不过我们的地址使用文字来表示的，计算机的地址用十进制数字表示。•众所周知，在电话通讯中，电话用户是靠电话号码来识别的。同样，在网络中为了区别不同的计算机，也需要给计算机指定一个号码，这个号码就是“IP地址”。35ptFonttobeusedbycustomersandpartners:18ptFonttobeusedbycustomersandpartners:Page19IP地址－互联网的门牌号•IP地址唯一标识一台网络设备，由4个字节，32比特组成192.168.1.5110000001010100000000001000001018bits8bits32比特8bits•IP地址分为两部分：网络部分和主机部分主机地址网络地址IP地址•网络地址：唯一标识一个网段（比如区号）•主机地址：唯一标识网段内的主机设备（楼栋和门牌号）8bits35ptFonttobeusedbycustomersandpartners:18ptFonttobeusedbycustomersandpartners:Page20二进制和十进制转化11111111128643216842127262524232221208bits128+64+32+16+8+4+2+1=2