数据通信原理(华为内部资料)

HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.无线案例培训部数据通信原理HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page2HuaweiConfidential前言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。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page3HuaweiConfidentialTCP/IP协议族(第二版)TCPIP协议详解(卷1)参考资料参考资料HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page4HuaweiConfidential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学习目标HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page5HuaweiConfidential第一章第一章数通原理在数通原理在CDMACDMA系统中的应用系统中的应用第二章TCP/IP协议基础第三章路由基础HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page6HuaweiConfidential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IPoverE1/T1IPoverFEHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page7HuaweiConfidential第一章数通原理在CDMA系统中的应用第二章第二章TCP/IPTCP/IP协议基础协议基础第三章路由基础HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page8HuaweiConfidential第二章第二章TCP/IPTCP/IP协议基础协议基础InternetInternet网络基础网络基础TCP/IP协议基础物理层链路层网络层传输层应用层HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page9HuaweiConfidentialInternet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信的网络,使用TCP/IP协议互连.Today’sInternet1980sCSNETNSFNET1970sInternet概念诞生1960sARPANET1970sTCP/IP诞生1990sANSNETHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page10HuaweiConfidentialInternet网络基础IntranetInternetSOHOIPHotel移动网络如今的Internet:ISP概念:InternetserviceproviderInternet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:HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page11HuaweiConfidentialInternet网络基础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).LANWANLANLANLANHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page12HuaweiConfidentialInternet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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page13HuaweiConfidentialInternet网络基础WAN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.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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page14HuaweiConfidentialInternet网络基础常见网络拓扑结构:LANWAN总线型星型树型环型网型HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page15HuaweiConfidential第二章第二章TCP/IPTCP/IP协议基础协议基础Internet网络基础TCP/IPTCP/IP协议基础协议基础物理层链路层传输层网络层应用层HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page16HuaweiConfidentialTCP/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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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page17HuaweiConfidentialTCP/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).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).HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page18HuaweiConfidentialTCP/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主机A主机BBitFramePacketSegmentData对等层间使用相同的协议进行通信.物理层的通信是直接的,其他层通过其下层提供的服务与其对等层进行通信.HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page19HuaweiConfidentialTCP/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主机A主机BHello传输层头Hello网络层头传输层头Hello帧头网络层头传输层头Hello帧尾0010010111001IwanttosayhellotoB.帧头网络层头传输层头Hello帧尾网络层头传输层头Hello传输层头HelloHelloIreceiveit!HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page20HuaweiConfidential第二章第二章TCP/IPTCP/IP协议基础协议基础Internet网络基础TCP/IP协议基础物理层物理层链路层网络层传输层应用层HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page21HuaweiConfidential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.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)10Base-T使用双绞线作为物理传输介质.10Base5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.10M以太网接口标准100Base-TX使用5类以上双绞线作为物理传输介质.网段最长100m.100BaseFX物理介质采用单模光纤或多模光纤.单模网段最长10km.多模网段最长2000m.快速以太网由IEEE802.3u定义.100M以太网接口标准1000Base-T使用5类以上双绞线作为物理传输介质.网段最长100m.1000Base-F物理介质采用多模光纤.网段最长500m.1000Base-SX物理介质采用多模光纤.网段最长2km.1000Base-LX物理介质为单模光纤.1000Base-ZX物理介质为单模光纤,超长距1000M以太网接口标准HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page22HuaweiConfidential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(StraightThroughCable)交叉网线(CrossOverCable)Side1Side1Side212345678123456781=白/橙2=橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿7=白/棕8=棕Side21=白/橙2=橙3=白/绿4=蓝5=白/蓝6=绿7=白/棕8=棕Side1Side212345678Side1Side2123456781=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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page23HuaweiConfidential第二章第二章TCP/IPTCP/IP协议基础协议基础Internet网络基础TCP/IP协议基础物理层链路层链路层网络层传输层应用层HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page24HuaweiConfidential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议有以太网、令牌环网等.广域网数据链路层协议有PPP、HDLC、FrameRelay等.常见数据链路层设备–交换机LANSwitch:HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page25HuaweiConfidential链路层LAN数据链路层标准IEEE802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.25X.25协议FrameRelay帧中继HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.Page26HuaweiConfidentialSFDDASALength/Type链路层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(MediumAccessControl)地址在链路层唯一标识一个物理设备.以太网帧结构:DataCRCMAC帧头MAC帧尾数据部分SFD:StartFrameDenotation.帧首定界符.在MAC帧中固定为10101011.用于接收同步.1Byte.DA:DestinationAddress目的MAC地址.标识接收此帧的物理设备.6Bytes.SA:SourceAddress源MAC地址.标识