WCDMA无线系统原理及设备维护 华为版 国家示范性高职院校建设项目成果 校企合作开发系列教材 教学课件 李斯伟 8.CNE054200000011 数据通信原理

1、HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 1 在线教务辅导网：在线教务辅导网：http:/ 教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网 QQ:349134187 或者直接输入下面地址：或者直接输入下面地址： http:/ HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD. Huawei Confidential Security Level: Internal 2008-03 无线案例培训部无线案例培训部 数据通信原理数据通信原理 HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,

2、 LTD.Huawei Confidential Page 3 本课程主要介绍了数据通信原理的基础知识。本课程主要介绍了数据通信原理的基础知识。 旨在帮助您了解旨在帮助您了解WCDMA系统里所使用到的数通原理知识。系统里所使用到的数通原理知识。 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 4 lTCP/IP协议族协议族 (第二版第二版) lTCP IP协议详解协议详解 (卷卷1) HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 5 通过本课程学习,您可以: l掌握TCP/

3、IP协议栈结构 l掌握IP地址及子网划分原理 l掌握静态路由基本原理 l了解动态路由基本知识 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 6 第二章第二章 TCP/IP协议基础协议基础 第三章第三章 路由基础路由基础 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 7 数通原理在数通原理在WCDMAWCDMA系统中的应用系统中的应用 数通原理在数通原理在WCDMA产品中的应用产品中的应用: 数通原理在传输系统中的应用数通原理在传输系统中的应用: BSC6810: PARC

4、平台产品平台产品 基于全基于全IP设计设计 Iu CS接口接口 Iu PS接口接口 IP over E1/T1 IP over FE Iur接口接口 Iub接口接口 3900系列基站：系列基站： TGW1000 HERT平台产品平台产品 基于全基于全IP设计设计 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 8 第一章第一章 数通原理在数通原理在WCDMA系统中的应用系统中的应用 第三章第三章 路由基础路由基础 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 9 TCP/I

5、P协议基础协议基础 物理层物理层 链路层链路层 网络层网络层 传输层传输层 应用层应用层 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 10 InternetInternet网络基础网络基础 l 什么是什么是Internet ? v 网络网络: 网络是一组互相连接的通信设备网络是一组互相连接的通信设备. v 互联网互联网 (Internet): 两个或更多的可以彼此通信的两个或更多的可以彼此通信的 网络网络, 使用使用TCP/IP协议互连协议互连. Todays Internet 1980s CSNET NSFNET 1970s I

6、nternet概念概念 诞生诞生 1960s ARPANET 1970s TCP/IP诞生诞生 1990s ANSNET HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 11 InternetInternet网络基础网络基础 Internet SOHO Intranet IP Hotel 移动网络移动网络 l如今的如今的Internet: vISP概念概念: Internet service provider Internet服务提供商服务提供商. 现在绝大多数的现在绝大多数的 终端用户都是由终端用户都是由ISP来提供来提供Inter

7、net服服 务的务的. 如如: 中国电信中国电信-国家国家ISP 广东电信广东电信-地区地区ISP v如今的如今的Internet组成组成: HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 12 InternetInternet网络基础网络基础 lLAN和和WAN v数据通信网络按覆盖范围的大小可以分为局域网数据通信网络按覆盖范围的大小可以分为局域网 (LAN)和广域网和广域网 (WAN). LAN WAN LAN LAN LAN HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Pag

8、e 13 InternetInternet网络基础网络基础 lLAN vLAN定义定义: 通常指几公里以内的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、可以通过某种介质互联的计算机、打印机、modem或其他设或其他设 备的集合备的集合. v特点特点: 距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠. vLAN的设计目标的设计目标: 运行在有限的地理区域运行在有限的地理区域; 允许同时访问高带宽的介质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通过局部管理控制网络的私有权利; 提供全时的局部服务提供全时的局部服务; 连接物理相临的设备连接物

9、理相临的设备. vLAN的常见设备的常见设备: HUB 交换机交换机 路由器路由器ATM 交换机交换机 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 14 InternetInternet网络基础网络基础 lWAN vWAN定义定义: 在大范围区域内提供数据通信服务在大范围区域内提供数据通信服务, 主要用于互连局域网主要用于互连局域网. v特点特点: 覆盖范围广覆盖范围广. vWAN的设计目标的设计目标: 运行在广阔的地理区域运行在广阔的地理区域; 通过低速串行链路进行访问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提供

10、全时的或部分时间的联接性; 联接物理上分离的、遥远的、甚至全球的设备联接物理上分离的、遥远的、甚至全球的设备. vWAN的常见设备的常见设备: Modem/CSU/DSU 路由器路由器广域网交换机广域网交换机 接入服务器接入服务器 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 15 InternetInternet网络基础网络基础 l常见网络拓扑结构常见网络拓扑结构: LAN WAN 总线型星型树型 环型网型 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 16 Inter

11、net网络基础网络基础 物理层物理层 链路层链路层 传输层传输层 网络层网络层 应用层应用层 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 17 TCP/IPTCP/IP协议基础协议基础 lTCP/IP协议栈协议栈 物理层物理层 网络层网络层 链路层链路层 传输层传输层 应用层应用层 l为什么要分层为什么要分层? 网络通信是一个复杂的系统网络通信是一个复杂的系统, 单一层面单一层面 难以完成通信任务难以完成通信任务, 因此引入了模块因此引入了模块 化和层次化的概念化和层次化的概念, 也就形成了网络也就形成了网络 分层模型分层模型.

12、l分层的好处分层的好处 v通信双方功能的对等实现通信双方功能的对等实现 v功能模块化功能模块化, 清晰化清晰化 v利于各种网络技术的层叠利于各种网络技术的层叠 v利于异构网络的互通利于异构网络的互通 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 18 TCP/IPTCP/IP协议基础协议基础 lTCP/IP协议栈协议栈 物理层物理层 网络层网络层 链路层链路层 传输层传输层 应用层应用层 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. 物理层传输的是物理层传输的是二

13、进制数据二进制数据 (Bit). 提供对物理介质的访问提供对物理介质的访问, 提供物理编址、流量控制、差错控制和接提供物理编址、流量控制、差错控制和接 入控制入控制. 链路层传输的是链路层传输的是帧帧 (Frame). 负责将分组数据从源端交付到目的端负责将分组数据从源端交付到目的端. 提供逻辑编址、路由选择提供逻辑编址、路由选择. 网络层传输的是网络层传输的是报文报文 (Packet). 负责将完整的报文从源端交付到目的端负责将完整的报文从源端交付到目的端. 提供端口编址、分段重组提供端口编址、分段重组 、连接控制、流量控制和差错控制、连接控制、流量控制和差错控制. 传输层传输的是传输层传输

14、的是段段 (Segment). 提供了对用户的接口提供了对用户的接口, 支持各种应用层协议支持各种应用层协议. 支持网络虚拟终端、文支持网络虚拟终端、文 件传送、邮件服务等件传送、邮件服务等. 应用层传输的是应用层传输的是原始的数据原始的数据 (Data). HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 19 TCP/IPTCP/IP协议基础协议基础 l对等层通信对等层通信 物理层物理层 网络层网络层 链路层链路层 传输层传输层 应用层应用层 物理层物理层 网络层网络层 链路层链路层 传输层传输层 应用层应用层 主机主机A主机主机B

15、 Bit Frame Packet Segment Data v对等层间使用相同的协议进行通信对等层间使用相同的协议进行通信. v物理层的通信是直接的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其他层通过其下层提供的服务与其对等层进行通信. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 20 TCP/IPTCP/IP协议基础协议基础 lTCP/IP协议栈报文封装和解封装过程协议栈报文封装和解封装过程 物理层物理层 网络层网络层 链路层链路层 传输层传输层 应用层应用层 物理层物理层 网络层网络层 链路层链路层

16、 传输层传输层 应用层应用层 主机主机A主机主机B Hello 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 0010010111001 I want to say hello to B. 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 Hello Hello I receive it! HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 21 Internet网络基础网络基础 TCP/IP协议基础协议基础 链路层链路层 网络层网络层 传输层传输层 应用

17、层应用层 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 22 物理层物理层 l物理层物理层 v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. 主要定主要定 义电压义电压, 接口接口, 线缆标准线缆标准, 传输距离传输距离, 传输模式传输模式, 传输速率等内容传输速率等内容. v常见的物理层接口常见的物理层接口: 10M以太网接口以太网接口 100M以太网接口以太网接口 1000M以太网接口以太网接口 v常见物理层设备常见物理层

18、设备: 集线器集线器HUB (转发器转发器) n10Base-T 使用双绞线作为物理 传输介质. n10Base5 使用粗同轴电缆作为 物理传输介质. n10Base2 使用细同轴电缆作为 物理传输介质. 10M以太网接口标准以太网接口标准 n100Base-TX 使用5类以上双绞线 作为物理传输介质. 网段最长100m. n100BaseFX 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. n快速以太网快速以太网 由IEEE 802.3u定义. 100M以太网接口标准以太网接口标准 n1000Base-T 使用5类以上双绞线 作为物理传输介质. 网段

19、最长100m. n1000Base-F 物理介质采用多模光 纤. 网段最长500m. n1000Base-SX 物理介质采用多模光 纤.网段最长2km. n1000Base-LX 物理介质为单模光纤. n1000Base-ZX 物理介质为单模光纤, 超长距 1000M以太网接口标准以太网接口标准 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 23 物理层物理层 l关于双绞线关于双绞线 v双绞线的分类双绞线的分类: 3类双绞线类双绞线 4类双绞线类双绞线 5类双绞线类双绞线 超超5类双绞线类双绞线 6类双绞线类双绞线 v5类双绞线的线

20、序类双绞线的线序: 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 Side 1 Side 2 12345678 12345678 1=白白/橙橙 2=橙橙 3=白白/绿绿 4=蓝蓝 5=白白/蓝蓝 6=绿绿 7=白白/棕棕 8=棕棕 Side 2 1=白白/橙橙 2=橙橙 3=白白/绿绿 4=蓝蓝 5=白白/蓝蓝 6=绿绿 7=白白/棕棕 8=棕棕 Side 1Side 2 12345678 Side 1 Side 2 12345678 1=白

21、白/橙橙 2=橙橙 3=白白/绿绿 4=蓝蓝 5=白白/蓝蓝 6=绿绿 7=白白/棕棕 8=棕棕 1=白白/绿绿 2=绿绿 3=白白/橙橙 4=蓝蓝 5=白白/蓝蓝 6=橙橙 7=白白/棕棕 8=棕棕 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 24 Internet网络基础网络基础 TCP/IP协议基础协议基础 物理层物理层 网络层网络层 传输层传输层 应用层应用层 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 25 链路层链路层 l链路层链路层 v数据链路层是数据链

22、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协议栈的第二层，在物理层基础上向网络层提供服务. v数据链路层为物理链路提供可靠的数据传输数据链路层为物理链路提供可靠的数据传输. v局域网的数据链路层协议有以太网、令牌环网等局域网的数据链路层协议有以太网、令牌环网等. v广域网数据链路层协议有广域网数据链路层协议有PPP、HDLC、Frame Relay等等. v常见数据链路层设备常见数据链路层设备 交换机交换机 LAN Switch: HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 26 链路层链路层 vLAN数据链

23、路层标准数据链路层标准 IEEE 802制定了系列局域网标准制定了系列局域网标准: IEEE802.3: 以太网以太网 IEEE802.4: 令牌总线令牌总线 IEEE802.5: 令牌环令牌环 IEEE802.11: 无线局域网无线局域网 IEEE802标准涵盖了物理层和数据链路层标准涵盖了物理层和数据链路层. vWAN数据链路层标准数据链路层标准 HDLC 高级数据链路控制高级数据链路控制 PPP 点对点协议点对点协议 X.25 X.25协议协议 Frame Relay 帧中继帧中继 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page

24、 27 SFDDASA Length /Type 链路层链路层 l以太网链路层以太网链路层 v以太网中的数据链路层标准遵循以太网中的数据链路层标准遵循IEEE802.3协议协议. 协议中定义协议中定义: 使用使用MAC (Medium Access Control)地址在链路层唯一标识一个物理设备地址在链路层唯一标识一个物理设备. v以太网帧结构以太网帧结构: DataCRC MAC帧头帧头 MAC帧尾帧尾数据部分数据部分 vSFD: Start Frame Denotation. 帧首定界符帧首定界符. 在在MAC帧中固定为帧中固定为10101011. 用于接收同步用于接收同步. 1Byte

25、. vDA: Destination Address 目的目的MAC地址地址. 标识接收此帧的物理设备标识接收此帧的物理设备. 6Bytes. vSA: Source Address 源源MAC地址地址. 标识发送此帧的物理设备标识发送此帧的物理设备. 6Bytes. vLength/Type: 当此值小于当此值小于1518时时, 此字段用于标识后面的此字段用于标识后面的Data部分的长度部分的长度; 当此值大于当此值大于1518时时, 此字此字 段用于定义其上层的协议段用于定义其上层的协议. 2Bytes. vData: 是此帧携带的来自上层的数据是此帧携带的来自上层的数据. 最小长度为最小

26、长度为46Bytes, 最大长度为最大长度为1500Bytes. vCRC: 此字段用于差错检测此字段用于差错检测. 4Bytes. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 28 链路层链路层 lMAC地址地址 v以太网中的每一个终端或路由设备以太网中的每一个终端或路由设备, 如如PC机、路由器等机、路由器等, 都有自己的网络接口卡都有自己的网络接口卡(NIC 也就是网卡也就是网卡). 每个每个NIC都有自己的都有自己的MAC地址地址, 用于在网络中唯一标识一个物理设备用于在网络中唯一标识一个物理设备. vMAC地址有地址有4

27、8位位, 但它通常被表示为但它通常被表示为12位的点分十六进制数位的点分十六进制数. vMAC地址全球唯一地址全球唯一, 由由 IEEE对这些地址进行管理和分配对这些地址进行管理和分配. 每个地址由两部分组成每个地址由两部分组成, 分别是供应商代分别是供应商代 码和序列号码和序列号. 其中前其中前24位二进制代表该供应商代码位二进制代表该供应商代码. 剩下的剩下的24位由厂商自己分配位由厂商自己分配. 华为产品前华为产品前24位位 为为: 0 x00E0FC. v如果如果48位全是位全是1, 则表明该地址是广播地址则表明该地址是广播地址. FFFFFFFFFFFF. v如果第如果第8位是位是1

28、, 则表示该地址是组播地址则表示该地址是组播地址. 000000001110000011111100110011000011111101010011 00E0. FCCC. 3F53 厂商代码厂商代码各厂商自己分配各厂商自己分配 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 29 链路层链路层 l以太网以太网MAC层交换原理层交换原理 v在同一个网络中在同一个网络中, 设备之间的寻址采用设备之间的寻址采用MAC地址寻址地址寻址. B PORT1 PORT2 交换机交换机A I want to say Hello to B DA: M

29、AC-BSA: MAC-AHello帧尾帧尾 I receive it. And Hi A! DA: MAC-ASA: MAC-BHi帧尾帧尾 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 30 Internet网络基础网络基础 TCP/IP协议基础协议基础 物理层物理层 链路层链路层 传输层传输层 应用层应用层 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 31 网络层网络层 l网络层网络层 v网络层是网络层是TCP/IP协议栈的第三层协议栈的第三层, 提供源端到目的端

30、的通信提供源端到目的端的通信. v网络层的主要设备网络层的主要设备: 路由器路由器, 三层交换机等三层交换机等. 物理层物理层 网络层网络层 链路层链路层 传输层传输层 应用层应用层 IP ICMP ARP/RARP HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 32 网络层网络层 lIP (Internet Protocol) vIP协议是网络层的主要协议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是一种不可靠的无连接的数据报文协议 - 尽最大努力交付尽最大努力交付 (Best effort). vIP协议提供了一

31、种全球统一的报文格式协议提供了一种全球统一的报文格式, 屏蔽了链路层差异屏蔽了链路层差异, 使网络互联成为可能使网络互联成为可能. vIP报文结构报文结构: 版本首部长度服务类型总 长 度 标 识 标志 片 偏 移 寿 命 协 议 首 部 检 验 和 源源 IP 地地 址址 目目 的的 IP 地地 址址 长 度 可 变 的 任 选 字 段 填 充 数 据 . 比特 0 4 8 16 19 24 31 20个 字节 固定 长度 长度 可变 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 33 网络层网络层 vIP协议中定义了协议中定义了

32、IP地址地址, 此地址用于在此地址用于在Internet上唯一标识一台主机或路由器的一个接口上唯一标识一台主机或路由器的一个接口. v在在Internet中中, 每一台主机或路由器的一个网口的每一台主机或路由器的一个网口的IP地址都是唯一的地址都是唯一的. vIPV4中中, IP地址定义地址定义: 使用使用32bit数在网络中唯一标识一台主机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通常使用点分十进制的方式表示: 11000000101010000000101000000001 vIP地址二进制表示地址二进制表示: vIP地址点分十进制表示地址点分十进制表示: vIPV4中的私

33、有中的私有IP地址地址: 192 . 168 . 10 . 1 私有地址私有地址 55 55 55 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 34 网络层网络层 vIP地址分类地址分类: 55 B 类类 地地 址址 1Network 14bitHost 16bit 55 E 类类 地地 址址 1保留 1

34、.0.0.0 55 A 类类 地地 址址 0 Network 7bitHost 24bit 55 C 类类 地地 址址 1Network 21bitHost 24bit 55 D 类类 地地 址址 1组播地址 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 子网掩码的 出现使这种 分类的概念 弱化 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 35 网络层网络层 v特殊的特殊的IP地址地址: 网络部分网络部分主机部分主机部分

35、地址类型地址类型用途用途 Any全全“0”网络地址网络地址代表一个网段代表一个网段 Any全全“1”广播地址广播地址特定网络内的所有节点特定网络内的所有节点 是特定网络的广播地址是特定网络的广播地址 127any环回地址环回地址本机内部环回测试本机内部环回测试 全全“0”所有网络所有网络用于指定默认路由的目的地址用于指定默认路由的目的地址 全全“1”广播地址广播地址本网段内的所有节点本网段内的所有节点 是本网段的广播地址是本网段的广播地址 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 36 网络层网络层 l子网掩码子网掩码 v什么是

36、子网掩码什么是子网掩码? 网络设备使用子网掩码网络设备使用子网掩码 (subnet masking)决定决定IP地址中哪部分为网络部分地址中哪部分为网络部分, 哪部分为主机部分哪部分为主机部分. 子网掩码使用与子网掩码使用与IP地址一样的格式地址一样的格式. 子网掩码的网络部分和子网部分全都是子网掩码的网络部分和子网部分全都是1, 主机部分全都是主机部分全都是0. 缺缺 省状态下省状态下, 如果没有进行子网划分如果没有进行子网划分, A类网络的子网掩码为类网络的子网掩码为, B类网络的子网掩码为类网络的子网掩码为 , C类网络子网掩码为类网络子网掩码为2

37、. 利用子网掩码利用子网掩码, 网络地址的使用会更有效网络地址的使用会更有效. 对外仍对外仍 为一个网络为一个网络, 对内部而言对内部而言, 则分为不同的子网则分为不同的子网. v子网掩码的组成子网掩码的组成: 子网掩码由一串连续的子网掩码由一串连续的1和一串连续的和一串连续的0组成组成. 例例: 二进制表示二进制表示 11111111 11111111 11111111 00000000 点分十进制点分十进制 v子网掩码的长度子网掩码的长度: 掩码中掩码中1的个数的个数. 上面的例子中上面的例子中, 掩码长度为掩码长度为24. HUAWEI

38、 TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 37 网络层网络层 l子网地址子网地址 v什么是子网地址什么是子网地址? 子网地址用于标识一个子网子网地址用于标识一个子网. 在同一个子网中在同一个子网中, 所有的主机拥有相同长度的子网掩码和相同的子网地址所有的主机拥有相同长度的子网掩码和相同的子网地址. v子网地址的计算子网地址的计算: 例例: IP地址为地址为 7的主机的主机, 其掩码为其掩码为40, 其所在子网的子网地址计算如下其所在子网的子网地址计算如下: IP地址地址 子网掩码子网掩码 网络

39、地址网络地址 (二进制二进制) 网络地址网络地址 11111111 11111111 11111111 11110000 11000000 10101000 00000001 00000111 11000000 10101000 00000001 00000000 (与运算与运算) HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 38 网络层网络层 v子网内主机数量的计算子网内主机数量的计算 例子例子: IP地址为地址为: 00/28 /28=40 该子网掩码二进制表示为：该子网掩码二进

40、制表示为： 11111111. 11111111. 11111111. 11110000 则此网络中则此网络中: 主机总数为主机总数为: 24 可用主机数为可用主机数为: 24 -2主机数为主机数为: 2n 可用主机数为可用主机数为: 2n - 2 子网掩码子网掩码: 主机位主机位 11111111 1111111100000000 00000000 n HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 39 网络层网络层 l子网划分子网划分 v为何要进行子网划分为何要进行子网划分 MAN和和WAN不可能采用广播技术不可能采用广播技术,

41、 必须进行合理的路由必须进行合理的路由; MAC地址的无规律性、固化性地址的无规律性、固化性, 难以进行广域路由难以进行广域路由; 逻辑地址逻辑地址 (IP)具有灵活性、可规划性具有灵活性、可规划性; 子网划分可收敛地址数量子网划分可收敛地址数量, 减轻路由压力减轻路由压力. v子网划分的办法子网划分的办法 IP地址的结构化分层方案将地址的结构化分层方案将IP地址分为子网地址和主机地址地址分为子网地址和主机地址, 区分子网地址和主机地址需要掩码区分子网地址和主机地址需要掩码 (Mask)来实现来实现. 基于以上方法基于以上方法, 可以将全球网络划分为有规律的、可灵活调整的子网可以将全球网络划分

42、为有规律的、可灵活调整的子网, 并在此基础上进行合理路由并在此基础上进行合理路由. 同时同时, 更小范围的子网划分也有利于网络管理更小范围的子网划分也有利于网络管理. HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 40 网络层网络层 v如何进行子网划分如何进行子网划分 例例: 局方提供了一个局方提供了一个 /24的网段的网段, 我们需要至少我们需要至少7个子网个子网, 每个子网中的主机数量至少为每个子网中的主机数量至少为25个个. 如何进行子网划分如何进行子网划分? 由于一个子网内的主机数量为由于一个子网内的主机

43、数量为 2n-2个个, 此例中每个子网中的主机数要求至少为此例中每个子网中的主机数要求至少为25个个, 故故n5. 所以所以, 每个子网的掩码长度最长应为每个子网的掩码长度最长应为 32-5=27位位, 即即24. 由于需要至少由于需要至少7个子网个子网, 故每个子网的掩码长度只能为故每个子网的掩码长度只能为27. 这些子网分别是这些子网分别是: 1 子网地址为子网地址为 /27 2 3 子网地址为子网地址为 2/27 4 10

44、.160.2.95 子网地址为子网地址为 4/27 6 27 子网地址为子网地址为 6/27 28 59 子网地址为子网地址为 28/27 60 91 子网地址为子网地址为 60/27 92 23 子网地址为子网地址为 92/27 24 55 子网地址为子网地址为 24/27 H

45、UAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 41 网络层网络层 v练习题练习题: 局方提供的网段为局方提供的网段为 92/26, 现需要至少现需要至少6个网段个网段, 每个网段的主机数至少为每个网段的主机数至少为5个个. 如何进如何进 行子网划分行子网划分? HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 42 网络层网络层 lARP (Address Resolution Protocol)协议协议 vARP协议的作用协议的作用: 已知对方已知对方

46、IP地址求对方地址求对方MAC地址地址. 用于同一子网内的寻址用于同一子网内的寻址. 广泛应用于局域网中广泛应用于局域网中. v每一个物理设备中每一个物理设备中, 都有一张都有一张ARP表表, 其中记录了其中记录了IP地址和地址和MAC地址的对应关系地址的对应关系. IP:/24 MAC:00-E0-FC-00-00-11 IP:/24 MAC:00-E0-FC-00-00-12ARP Request ARP Reply 谁知道的 MAC地址？ 对应的 MAC为00-E0-FC- 00-00-12 A的的ARP表表 10.0.0

47、.2? B的的ARP表表 ? AB 00E0FC00001200E0FC000011 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 43 网络层网络层 lRARP (Reverse Address Resolution Protocol)协议协议 vRARP协议的作用协议的作用: 已知对端已知对端MAC地址求其地址求其IP地址地址. 主要用于无盘工作站中主要用于无盘工作站中. v如果启用如果启用RARP协议协议, 网络中必须有网络中必须有RARP Server提供服务提供服务. 并不是所有设备都支持并不是所有设备都支

48、持RARP协议协议. MAC:00-E0-FC-00-00-11 MAC:00-E0-FC-00-00-12 无盘工作站RARP Server RARP Request? RARP Reply 我的IP地址是多 少? 你的IP地址是 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 44 网络层网络层 lICMP (Internet Control Message Protocol)协议协议 vICMP协议为网络提供差错报告机制和状态查询机制协议为网络提供差错报告机制和状态查询机制. vPING程序使用的就是程序使用的

49、就是ICMP协议协议. vICMP的报文封装方式的报文封装方式: MAC帧头帧头IP报头报头ICMP报文报文MAC帧尾帧尾 IP:/24 IP:/24 AB ICMP Echo Request ICMP Echo Reply B是否可 达? 我在 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 45 Internet网络基础网络基础 TCP/IP协议基础协议基础 物理层物理层 链路层链路层 网络层网络层 应用层应用层 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confide

50、ntial Page 46 传输层传输层 l传输层传输层 v传输层是传输层是TCP/IP协议栈的第四层协议栈的第四层, 提供进程到进程之间的通信并提供流量控制和差错控制机制提供进程到进程之间的通信并提供流量控制和差错控制机制. vUDP (User Data Protocol)是面向无连接的协议是面向无连接的协议, 提供高效不可靠传输提供高效不可靠传输. vTCP (Transmission Control Protocol)是面向连接的协议是面向连接的协议, 提供可靠性传输提供可靠性传输, 但由于在连接建立、拆除、但由于在连接建立、拆除、 保活过程中需要一些控制消息保活过程中需要一些控制消息

51、, 故其传输效率不如故其传输效率不如UDP. 物理层物理层 网络层网络层 链路层链路层 传输层传输层 应用层应用层 TCP/ UDP HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 47 传输层传输层 v传输层报文格式传输层报文格式 08162431 16位源端口位源端口16位目的端口位目的端口 32位序列号 32位确认号 URG ACK PSH RST SYN FIN 首部长度 保留(6位)16位窗口大小 16位TCP校验和16位紧急指针 选项 数据 08162431 16位源端口位源端口16位目的端口位目的端口 16位UDP校验和

52、 数据 UDP报文格式报文格式 TCP报文格式报文格式 16位UDP长度 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 48 传输层传输层 v传输层的端口号传输层的端口号 传输层协议用端口号来标识和区分各种上层应用程序传输层协议用端口号来标识和区分各种上层应用程序. 端口号范围端口号范围: 0 65535. 其中其中01023是公有端口是公有端口 (知名端口知名端口), 102465535是私有端口是私有端口. HTTPFTPTelnetSMTPDNSTFTP SNMP TCPUDP IP 数据包数据包 8020/212325 53

53、 69161 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 49 传输层传输层 v进程间的通信进程间的通信: 通过端口号来识别源端和目的端的相应进程通过端口号来识别源端和目的端的相应进程. 物理层物理层 网络层网络层 链路层链路层 传输层传输层 应用层应用层 物理层物理层 网络层网络层 链路层链路层 传输层传输层 应用层应用层 主机主机A主机主机B FTP ClientFTP Server 298721 HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.Huawei Confidential Page 50 Internet网络基础网络基础 TCP/IP协议基础协议基础 物理层物理层 链路层链路层