IP数据通信基础

数据通信基础引入在第三代移动通信系统中，随着多媒体移动通信的发展，数据通信技术得到越来越广泛的应用，学习目标描述TCP/IP协议与OSI参考模型。进行IP子网的划分。描述出交换机、路由器等网络设备的用途。描述移动IP技术的基本概念，如家乡代理、隧道技术等。学习完本课程，您应该能够：课程内容第一章数据通信网络概述第二章TCP/IP协议第三章常用网络设备第四章移动IP技术网络定义LAN和WAN网络拓扑OSI参考模型第一章数据通信网络概述网络定义与拓扑结构OSI参考模型数据通信网络SOHOServerIPHotelIntranet移动INTERNET局域网(LAN)和广域网(WAN)HostWAN局域网LocalAreaNetwork广域网WideAreaNetwork数据通信网络按覆盖范围的大小可以分为局域网和广域网.lan1lan2LAN定义和常用互连设备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；联接物理相临的设备。HUB交换机路由器ATM交换机WAN定义及常用互联设备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;Modem/CSU/DSU路由器广域网交换机接入服务器常见网络拓朴结构拓扑结构：总线、星型、树型环型、网型第一章数据通信网络概述网络定义与拓扑结构OSI参考模型OSI参考模型OSIRM：开放系统互连参考模型（OpenSystemInterconnectionReferenceModel）网络世界的法律!所有的数据通信协议都可以对应到OSI模型上！通信协议计算机与计算机之间要相互通信，就必须“听”的懂对方的“语言”，这种语言就是网络协议，计算机必须运行相同的协议，才能相互通信。由于网络的种类繁多，网络协议自然也各式各样，但是，大多数网络协议的设计都有一个共同的特点——协议分层。各层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OSI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底层:负责网络数据传输高层:负责主机之间的数据传输分层有什么好处？各层之间相对独立分解复杂的通信过程容易实现和维护灵活性好利于标准化工作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和解封装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（coaxialcable）：细缆和粗缆双绞线（twistedpair）：UTP、STP光纤（OpticalFiber）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。MAC/物理地址MAC地址有48位，华为产品前2个字节是0x00E0FC。00e0.fc01.2345厂商编号序列号24bits24bits00e0.fc01.2345RomRamLAN与数据链路层LAN标准:当今最为流行的协议为IEEE802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LAN数据链路层设备:以太网交换机WAN与数据链路层WAN数据链路层标准：HDLCPPPISDNX.25FrameRelayWAN数据链路层设备：Modem、ISDN终端适配器CSU/DSU、广域网交换机网络层网络层：指定网络实体的网络层地址，并完成网络层转发寻址功能。网络层设备：Router等。WAN的网络层协议：IP协议等LAN的网络层协议：Ethernet协议等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ABCDERouterARouterBRouterC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Send1,2,3Acknowledge4Send4,5,6Acknowledge4Send4,5,6高层协议会话层协议：SQL、NFS、RPC等；表示层协议：ASCII、MPEG、JPEG等；应用层协议：文字处理、邮件、电子表格等。本章小结网络的定义和演进过程局域网和广域网的定义设常见设备常见网络拓朴结构OSI的7层网络参考模型7层中每一层的功能课程内容第一章数据通信网络概述第二章TCP/IP协议第三章常用网络设备第四章移动IP技术TCP/IP协议栈概述网络层介绍子网划分传输层介绍应用层介绍第二章TCP/IP协议TCP/IP协议概述网络层介绍传输层介绍应用层介绍TCP/IP是Internet的核心技术TCP/IP是一个协议族•HTTP、TELNET、FTP•RIP、OSPF、BGP•PIM、DVMRP•TCP、UDP、RAWIP•IP•IGMP•ARP•ICMPIP是TCP/IP的核心协议TCP/IP协议TCP/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、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第二章TCP/IP协议TCP/IP协议概述网络层介绍传输层介绍应用层介绍网络层协议概述应用层传输层网络层IPARPRARPICMP物理层数据链路层IP协议功能IP协议提供了一种全球统一的编址方式，屏蔽了物理网络地址的差异，使路由查找成为可能。IP协议提供了一种全球统一的报文格式，屏蔽了网络链路层差异，使网络互联成为可能。IP层帧中继PPPX.25......在不同网络技术之上,通过IP层实现不同网络互联IPoverEverythingX.25PPP(点对点链路)EthernetTokenringFRATMSDHWDMEverythingoverIPITU-T综合业务网(H.323/SIP)桌面应用IP/Ethernet----几乎所有的高层应用都落在IP上TCP/IPEthernetTokenRingFRATMX.25PPP/SDH高层协议IP的应用范围IP报文格式IP地址就是用于网络层寻址的地址标识。数据链路层用什么地址进行寻址的呢？IP地址和MAC地址是如何对应的呢？版本首部长度服务类型总长度标识标志段偏移寿命协议首部检验和源站IP地址目的站IP地址长度可变的任选字段填充数据...优先级DTRC未用比特0481619243120个字节固定长度长度可变01234567什么是IP地址一个32位整数，网络中标识一个主机。通常写成4个整数的方式，如202.116.84.92网络号NetworkID主机号HostID门牌号码邮政地址：IP地址：街道名称0net-idhost-id10net-idhost-id110net-idhost-id1110组播地址11110保留为今后使用012348162431A类B类C类D类E类net-id：网络标识，host-id：主机标识IP地址的分类网络类别最大网络数第一个可用网络号码最后一个可用网络号码每个网络中最大主机数A126112616777214B16382128.1191.25465534C2097150192.0.1223.255.254254IP地址的范围特殊IP地址在使用IP地址时，还要知道下列地址是保留作为特殊用途的，一般不使用：全0的网络号码，这表示“本网络”或“我不知道号码的这个网络”。全1的网络号码。全0的主机号码，这表示该IP地址就是网络的地址。全1的主机号码，表示广播地址，即对该网络上所有的主机进行广播。全0的IP地址，即0.0.0.0。网络号码为127.X.X.X，这里X.X.X为任何数。这样的网络号码用作本地软件回送测试（Loopbacktest）之用。全1地址255.255.255.255，这表示“向我的网络上的所有主机广播”。原先是使用0.0.0.0。私网IP地址因特网地址分配组织规定将下列的IP地址被保留用作私有地址：10.0.0.0～10.255.255.255172.16.0.0～172.31.255.255192.168.0.0～192.168.255.255问题为什么IP地址要划分为网络地址和主机地址呢？方便寻址，提高寻址效率。使得网络更加容易管理。可以对具有相同网络地址的主机进行统一管理，提高网络的安全性。A公司得到了20个C类网络IP地址,B公司也有20个C类网络IP地址。并且他们具有相同的网络地址（如：202.116.8.0）。B公司的主机因为工作需要，经常给网络内本公司的主机发广播消息，可是这样会对A公司的主机造成骚扰。怎么解决呢？要是两家公司的网络地址不同，那就好了！可是怎么才能让大家的网络地址不同呢？这要靠子网掩码!子网与子网掩码什么是子网掩码?IP地址在没有相关的子网掩码的情况下是不能存在的。子网掩码定义了构成IP地址的32位中