宽带终端维护人员技能培训

1、宽带装维人员技能培训宽带装维人员技能培训2 提提 纲纲一、一、长春市宽带接入设备在长春市宽带接入设备在IPIP承载网的拓扑位置承载网的拓扑位置二、二、TCP/IPTCP/IP协议概述协议概述三、三、以太网的原理及技术要点以太网的原理及技术要点四、四、PONPON的原理及技术要点的原理及技术要点五、五、PONPON业务典型故障案例解析业务典型故障案例解析六、六、PONPON业务装维操作要点业务装维操作要点七、七、双绞线（网线）的原理及制作规范双绞线（网线）的原理及制作规范3 课课 程程 内内 容（一）容（一） 宽带接入业务在宽带接入业务在IPIP承载网的拓扑位置承载网的拓扑位置4 吉吉 林林 省

2、省 IP IP 网网 拓拓 扑扑辽源AR白城AR四平AR松原AR通化AR延吉AR白山AR吉林AR省中心AR长长春春BR-1长长春春BR-2 吉林吉林BR-1吉林吉林BR-2沈阳沈阳CR2.5G22.5G长春AR5 长长 春春 IP IP 承承 载载 网网青岛路青岛路ARAR二枢纽二枢纽ARAR（接入路由器）（接入路由器）一匡街一匡街NE40E青年路青年路NE40E浦浦 东东NE40E宽宽 平平NE40ETGTG南广场南广场AG春城大街春城大街AG工农广场工农广场AG农安农安AG双阳双阳AG榆树榆树AG德惠德惠AG九台九台AG青岛路青岛路BRBR二枢纽二枢纽BRBR（汇聚路由器）（汇聚路由器）6

3、青岛路青岛路NE40ENE40ELOOPBACKLOOPBACK地址：地址：10.8.33.X10.8.33.XPE-MCEPE-MCE地址：地址：10.8.44.X10.8.44.XMCE-CEMCE-CE地址：地址：10.8.33.X10.8.33.X青岛路青岛路ARAR二枢纽二枢纽AR AR 一匡街一匡街NE40E青年路青年路NE40E浦浦 东东NE40E宽宽 平平NE40E二枢纽二枢纽NE40E一匡街一匡街NE40南广场南广场S3552F春城大街春城大街NE40工农广场工农广场NE40农安农安S3552F双阳双阳NE40榆树榆树NE40德惠德惠S6503九台九台NE4060006000

4、COST 1000COST 1000COST 500COST 500COST 1500COST 1500COST 2500COST 2500浦东浦东NE40202921222512327262428234567818191615910303112111413176305293/0/0-3/0/04/0/1-3/0/03/0/0-3/0/1910334/0/0-3/0/1343/0/1-3/0/214133/0/1-3/0/238374/0/1-3/0/018174/0/1-4/0/041424/0/0-3/0/121224/0/0-3/0/145464/0/2-3/0/049504/0/2-3

5、/0/026253/0/0-3/0/06665736970747877818286173971859094174178 186166981021101061181141701091178589931771051131691651011941981931973/0/0-3/0/14/0/2-1/7/83/0/0-4/0/11/7/8-3/0/33/0/0-4/0/03/0/0-3/0/13/0/0-4/0/14/0/1-3/0/03/0/7-0/0/13/0/0-4/0/01/7/1-7/0/00/0/1-3/0/63/0/0-4/0/13/0/3-3/0/03/0/0-3/0/74/0/0-3

6、/0/04/0/1-3/0/04/0/1-3/0/04/0/3-3/0/04/0/4-1/17/0/0-1/7/1 长长 春春 IP IP 承承 载载 网网7 NGN NGN网络故障简单定位方法网络故障简单定位方法lping -vpn-instance cnc-jl-ngn x.x.x.xlping -vpn-instance cnc-jl-ngn c 100 x.x.x.xlping -vpn-instance cnc-jl-ngn c 100 s 1000 x.x.x.xltracert -vpn-instance cnc-jl-ngn x.x.x.xltelnet vpn-instanc

7、e cnc-jl-ngn x.x.x.xl注：在软交换网内有防火墙，会出现tracert软交换地址不通的情况，但可以在青岛路和二枢纽的MCE上PING AG节点，确认AG媒体流是否正常；在青年路和浦东的MCE上PING AG节点，确认AG信令流是否正常。lNGN承载网几乎所有局点都是双链路，可以通过SHUTDOWN主用链路进行快速切换业务。l全网只有一个vpn ：cnc-jl-ngn8 ADSL ADSL接入接入 网络结构示意图网络结构示意图ADSL终端ATM/IPDSLAM分路器分离器交换机电脑外线认证服务器接入宽带数据网络接 入到 语音 电话网用户侧网络侧9 PON PON接入接入 网络结

8、构示意图网络结构示意图10 PON PON网络与传统的以太网的比较网络与传统的以太网的比较GEFEGEFE无源分光器EPON-OLTEPON-ONUROUTERL3 SWITCHL2 SWITCHBUILDINGHOMEBUILDINGHOME返回大纲11 课课 程程 内内 容（二）容（二） TCP/IPTCP/IP协议概述协议概述12 TCP/IP TCP/IP协议发展历史和特点协议发展历史和特点lTCP/IP的产生背景的产生背景 TCP/IP 始于 1969 年，也就是美国国防部 (DoD) 委任高级资源计划机构网络 (ARPANET) 的时间。TCP/IP是指一整套数据通信协议, 其名字

9、是由这些协议中的两个协议组成的,即传输控制协议（TCP）和网间协议（IP）。虽然还有很多其他协议，但是TCP和IP显然是两个最重要的协议 lTCP/IP的特点：的特点：l开放式协议标准 l与物理网络硬件无关 l通用的寻址方案l各种标准化的高级协议13 IP IP协议及协议及IPIP地址地址lIP协议是TCP/IP协议族中最为核心的协议 。所有的TCP、UDP 、 ICMP及IGMP数据都以IP数据报格式传输。IP提供的不可靠、无连接的数据报传送服务使得各种各样的物理网络只要能够提供数据报传输就能够互联，这成为Internet在数年间就风靡全球的主要原因。 l不可靠（unreliable）：是它

10、不能保证IP数据报能成功地到达目的地。IP仅提供尽最大努力投递（best-effort delivery）的传输服务。如果发生某种错误时，如某个路由器暂时用完了缓冲区， IP有一个简单的错误处理算法：丢弃该数据报，然后发送 ICMP 消息报给发送端。任何要求的可靠性必须由上层来提供（如TCP）。 l无连接（connectionless）：是IP并不维护任何关于后续数据报的状态信息。每个数据报的处理是相互独立的。这也说明，IP数据报可以不按发送顺序接收。如果发送端向相同的接收端发送两个连续的数据报（先是A ，然后是 B），每个数据报都是独立地进行路由选择，可能选择不同的路线，因此B可能在 A 到

11、达之前先到达。 l IP提供了三个重要的定义： （1）IP 定义了在整个TCP/IP互联网上数据传输所用的基本单元，因此它规定了互联网上传输数据的确切格式； （2）IP 软件完成路由选择的功能，选择一个数据发送的路径； （3）除了数据格式和路由选择的精确而正式的定义外，IP还包括了一组嵌入了不可靠 分组投递思想的规则，这些规则指明了主机和路由器应该如何处理分组、和实际如何发出错误信息以及在什么情况下可以放弃分组。14 TCP/IP TCP/IP协议协议 和和 OSIOSI参考模型参考模型lTCP/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

12、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/IP15 TCP/IP TCP/IP协议体系协议体系TCP/IP参考模型参考模型网络接口网络接口层：也称为数据链路层，它是 TCP/IP 的最底层。互联网层互联网层：也称IP层，该层把分组封装到IP数据报中，填入数据报的首部，使用路由算法来选择数据报的传输途径。然后把数据报交给下面的网络接口层中的对应网络接口模块。传输层：传输层：其功能是使源端主机和目标端主机上的对等实体可以进行会话。分为TCP和UDP协议。应用层：应用层：将OSI参考模型中的会话层和表示层的功能合并到应用层实现。应用层面向不同的网络应用引入

13、了不同的应用层协议。图2 TCP/IP参考模型图1 OSI与TCP/IP参考模型对照图16 TCP/IP TCP/IP协议栈协议栈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17 TCP/IP TCP/IP协议数据封装协议数据封装TELNET23FTP20/21SMTP25TFTP69 TCP/UDP 6/17 IP PACKETS FRAMES BITS1

14、8 应用层协议应用层协议l文件传输lFTP、TFTPl邮件服务lSMTP、POP3l网络管理lSNMP、Telnet、Ping、Tracertl网络服务lHTTP、DNS、WINS19 IP IP 数据报的格式数据报的格式 l一个 IP 数据报由首部和数据两部分组成。l首部的前一部分是固定长度，共 20 字节，是所有 IP 数据报必须具有的。l在首部的固定部分的后面是一些可选字段，其长度是可变的。 20固定部分可变部分04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特

15、首部长度01234567DTRC未用优 先 级数 据 部 分比特数 据 部 分首 部传送IP 数据报首部 IP IP 数据报的格式（首部）数据报的格式（首部）21可变部分首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度01234567DTRC未用优 先 级数 据 部 分比特数 据 部 分首 部传送IP 数据报固定部分 IP IP 数据报的格式（首部数据报的格式（首部- -固定部分）固定部分）22首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标

16、识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度01234567DTRC未用优 先 级数 据 部 分比特数 据 部 分首 部传送IP 数据报固定部分可变部分IP IP 数据报的格式（首部数据报的格式（首部- -可变部分）可变部分）23首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度数 据 部 分固定部分可变部分版本版本占占 4 bit4 bit，指，指IPIP协议的版本协议

17、的版本目前的目前的 IP IP 协议版本号为协议版本号为 4 (4 (即即 IPv4)IPv4) IP IP 数据报的格式（首部数据报的格式（首部- -固定部分固定部分- -版本）版本）24首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度数 据 部 分固定部分可变部分首部长度首部长度占占 4 bit4 bit，可表示的最大数值是，可表示的最大数值是 15 15 个单位个单位( (一个单位为一个单位为 4 4 字节字节) ) 因此因此 IP IP 的首部长

18、度的最大值是的首部长度的最大值是6060字节。字节。 IP IP 数据报的格式（首部数据报的格式（首部- -固定部分固定部分- -首部长度）首部长度）25首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度01234567DTRC未用优 先 级数 据 部 分比特固定部分可变部分服务类型服务类型占占 8 bit8 bit，用来获得更好的服务。最后一个比特以前一直没有被人们使用，用来获得更好的服务。最后一个比特以前一直没有被人们使用 IP IP 数据报的格式（首

19、部数据报的格式（首部- -固定部分固定部分- -服务类型）服务类型）26首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度数 据 部 分固定部分可变部分总长度总长度占占 16 bit16 bit，指首部和数据之和的长度，单位为字节，指首部和数据之和的长度，单位为字节，因此数据报的最大长度为因此数据报的最大长度为 65535 65535 字节。字节。总长度必须不超过最大传送单元总长度必须不超过最大传送单元 MTUMTU。 IP IP 数据报的格式（首部数据报

20、的格式（首部- -固定部分固定部分- -总长度）总长度）27首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度数 据 部 分固定部分可变部分标识标识(identification) (identification) 占占 16 bit16 bit，它是一个计数器，它是一个计数器， 用来产生数据报的标识。用来产生数据报的标识。 IP IP 数据报的格式（首部数据报的格式（首部- -固定部分固定部分- -标识）标识）28首部04816192431版 本标志生

21、存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度数 据 部 分固定部分可变部分标识标识(identification) (identification) 占占 3 bit3 bit，它是一个计数器，它是一个计数器，用来产生数据报的标志。用来产生数据报的标志。 IP IP 数据报的格式（首部数据报的格式（首部- -固定部分固定部分- -标志）标志）29首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可

22、 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度数 据 部 分固定部分可变部分片偏移片偏移(12 bit)(12 bit)指出：较长的分组在分片后某片在原分组中的相对位置。指出：较长的分组在分片后某片在原分组中的相对位置。片偏移以片偏移以 8 8 个字节为偏移单位。个字节为偏移单位。IP IP 数据报的格式（首部数据报的格式（首部- -固定部分固定部分- -片偏移）片偏移）30偏移 = 0/8 = 0偏移 = 0/8= 0偏移 = 1400/8 = 175偏移 = 2800/8 = 350140028003799279913993799需分片的数据报数据报片 1首部数据部分共 3800 字节首部

23、1首部 2首部 3字节 0数据报片 2数据报片 314002800字节 0 IP 数据报分片的举例数据报分片的举例31首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度数 据 部 分固定部分可变部分生存时间生存时间(8 bit)(8 bit)记为记为 TTL (Time To Live)TTL (Time To Live)数据报在网络中的寿命，其单位为秒。数据报在网络中的寿命，其单位为秒。 IP IP 数据报的格式（首部数据报的格式（首部- -固定部分固定

24、部分- -生存时间）生存时间）32首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度数 据 部 分固定部分可变部分协议协议(8 bit)(8 bit)字段指出此数据报携带的数据使用何种协议字段指出此数据报携带的数据使用何种协议以便目的主机的以便目的主机的 IP IP 层将数据部分上交给哪个处理过程层将数据部分上交给哪个处理过程IP IP 数据报的格式（首部数据报的格式（首部- -固定部分固定部分- -协议）协议）33运输层网络层首部TCPUDPICMPIG

25、MPOSPF数 据 部 分IP 数据报协议字段指出应将数据部分交给哪一个进程 IP IP 数据报的格式（首部数据报的格式（首部- -固定部分固定部分- -协议举例）协议举例）34首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度数 据 部 分固定部分可变部分首部检验和首部检验和(16 bit)(16 bit)字段只检验数据报的首部字段只检验数据报的首部不包括数据部分。不包括数据部分。这里不采用这里不采用 CRC CRC 检验码而采用简单的计算方法。检验码而

26、采用简单的计算方法。 IP IP 数据报的格式（首部数据报的格式（首部- -固定部分固定部分- -首部检验和）首部检验和）35首部04816192431版 本标志生 存 时 间协 议标 识服 务 类 型总 长 度片 偏 移填 充首 部 检 验 和源 地 址目 的 地 址可 选 字 段 （长 度 可 变）比特首部长度数 据 部 分固定部分可变部分源地址和目的地址都各占 4 字节 IP IP 数据报的格式（首部数据报的格式（首部- -固定部分固定部分- -源、目的地址）源、目的地址）36 运输层协议概述运输层协议概述 l从通信和信息处理的角度看，运输层向它上面的应用层提供通信服务，它属于面向通信部

27、分的最高层，同时也是用户功能中的最低层。 物理层网络层运输层应用层数据链路层面向信息处理面向通信用户功能网络功能37 传输层为相互通信的应用进程提供了逻辑通信传输层为相互通信的应用进程提供了逻辑通信 54321运输层提供应用进程间的逻辑通信主机 A主机 B应用进程应用进程路由器 1路由器 2AP1LAN2WANAP2AP3AP4IP 层LAN1AP1AP2AP4端口端口54321IP 协议的作用范围运输层协议 TCP 和 UDP 的作用范围AP338 TCP/IP TCP/IP 体系中的运输层协议体系中的运输层协议 TCPUDPIP应用层与各种网络接口运输层39 TCP TCP 与与 UDP

28、UDP lUDP 在传送数据之前不需要先建立连接。对方的运输层在收到 UDP 报文后，不需要给出任何确认。虽然 UDP 不提供可靠交付，但在某些情况下 UDP 是一种最有效的工作方式。lTCP 则提供面向连接的服务。TCP 不提供广播或多播服务。由于 TCP 要提供可靠的、面向连接的运输服务，因此不可避免地增加了许多的开销。这不仅使协议数据单元的首部增大很多，还要占用许多的处理机资源。 40TCP首部20 字节的固定首部目 的 端 口数据偏移检 验 和选 项 （长 度 可 变）源 端 口序 号紧 急 指 针窗 口确 认 号保 留FIN32 bitSYNRSTPSHACKURG比特 0 8 16

29、 24 31填 充TCP 数据部分TCP 首部TCP 报文段IP 数据部分IP 首部发送在前 TCP TCP 报文结构报文结构41 端端 口口 号号l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8020/212325536916142 TCP TCP 端口号端口号端口号端口号协议协议关键词关键词描述描述7TCP/UDPECHO回送回送20TCPFTP-DATA文件传输协议（数据）文件传输协议（数据）21TCPFTP文件传输协议文件传输协议22TCP/UDP SSH安全安全 Shell 远程登录协议

30、远程登录协议 23TCP TELNET远程登录远程登录 25TCP SMTP简单邮件传输协议简单邮件传输协议 42TCP/UDP NAMESERVER主机名字服务主机名字服务43TCP/UDP NICNAMEWhois53TCP/UDP DOMAIN域名服务域名服务 69UDP TFTP简单文件传送协议简单文件传送协议 79TCP FINGERFinger 80TCP HTTP超文本传输协议超文本传输协议 101TCP HOSTNAMENIC 主机名字服务主机名字服务110TCP POP3邮局协议版本邮局协议版本 3 123UDP NTP 网络时间协议网络时间协议 139TCP NETBIOS

31、-SSN NETBIOS 会话协议会话协议 161UDP SNMP 简单网络管理协议简单网络管理协议 443TCP HTTPS 安全安全 HTTP 协议协议 546TCP DHCP-CLIENT 动态主机配置协议客户动态主机配置协议客户 547TCP DHCP-SERVER 动态主机配置协议服务器动态主机配置协议服务器 端口号端口号 ：标识应用进程，即TCP/UDP用主机IP地址和为应用进程分配的端口号来标识应用进程。 43 TCP TCP 协议的特点协议的特点l面向数据流面向数据流 l虚电路连接虚电路连接l有缓冲的传输有缓冲的传输 l无结构的数据流无结构的数据流 l全双工连接全双工连接44

32、TCP TCP 的运输连接管理运输连接的三个阶段的运输连接管理运输连接的三个阶段 l运输连接就有三个阶段，即：连接建立、数据传送和连接释放。运输连接的管理就是使运输连接的建立和释放都能正常地进行。l连接建立过程中要解决以下三个问题：l要使每一方能够确知对方的存在。l要允许双方协商一些参数（如最大报文段长度，最大窗口大小，服务质量等）。l能够对运输实体资源（如缓存大小，连接表中的项目等）进行分配。 45 用三次握手建立用三次握手建立 TCP TCP 连接连接 SYN, SEQ = x主机 BSYN, ACK, SEQ = y, ACK= x 1ACK, SEQ = x + 1, ACK = y

33、1被动打开主动打开确认确认主机 A连接请求46 建立建立 TCP TCP 连接连接lA 的 TCP 向 B 发出连接请求报文段，其首部中的同步比特 SYN 应置为 1，并选择序号 x，表明传送数据时的第一个数据字节的序号是 x。lB 的 TCP 收到连接请求报文段后，如同意，则发回确认。lB 在确认报文段中应将 SYN 置为 1，其确认号应为 x 1，同时也为自己选择序号 y。lA 收到此报文段后，向 B 给出确认，其确认号应为 y 1。lA 的 TCP 通知上层应用进程，连接已经建立。l当运行服务器进程的主机 B 的 TCP 收到主机 A 的确认后，也通知其上层应用进程，连接已经建立。 47

34、 TCP TCP 连接释放的过程连接释放的过程 FIN, SEQ = xACK, SEQ = y, ACK= x 1ACK, SEQ = x + 1, ACK = y 1应用进程释放连接A 不再发送报文FIN, ACK, SEQ = y, ACK = x + 1主机 B主机 A通知主机应用进程应用进程释放连接B 不再发送报文确认确认从 A 到 B 的连接就释放了，连接处于半关闭状态。相当于 A 向 B 说：“我已经没有数据要发送了。但你如果还发送数据，我仍接收。” 至此，整个连接已经全部释放。48 用户数据报协议用户数据报协议 UDPUDP概述概述 lUDP 只在 IP 的数据报服务之上增加

35、了很少一点的功能，即端口的功能和差错检测的功能。l虽然 UDP 用户数据报只能提供不可靠的交付，但 UDP 在某些方面有其特殊的优点。l发送数据之前不需要建立连接lUDP 的主机不需要维持复杂的连接状态表。lUDP 用户数据报只有8个字节的首部开销。l网络出现的拥塞不会使源主机的发送速率降低。这对某些实时应用是很重要的。 49 UDP UDP 用户数据报的首部格式用户数据报的首部格式 伪首部源端口目的端口长 度检验和数 据首 部UDP长度源 IP 地址目的 IP 地址017IP 数据报字节44112122222字节发送在前数 据首 部UDP 用户数据报UDP是一个简单的面向数据报的传输层协议，

36、提供了不可靠的无连接传输服务。UDP的封装如下图 50 IP IP 地址及其表示方法地址及其表示方法 l我们把整个因特网看成为一个单一的、抽象的网络。IP 地址就是给每个连接在因特网上的主机（或路由器）分配一个在全世界范围是惟一的 32 bit 的标识符。lIP 地址现在由因特网名字与号码指派公司ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers)进行分配 51IP IP 地址的编址方法地址的编址方法 l分类的 IP 地址。这是最基本的编址方法，在 1981 年就通过了相应的标准协议。l子网的划分。这是对最基本的编址方法的改进，

37、其标准RFC 950在 1985 年通过。l构成超网。这是比较新的无分类编址方法。1993 年提出后很快就得到推广应用。52 分类分类 IP IP 地址地址 l每一类地址都由两个固定长度的字段组成，其中一个字段是网络号 net-id，它标志主机（或路由器）所连接到的网络，而另一个字段则是主机号 host-id，它标志该主机（或路由器）。l两级的 IP 地址可以记为：IP 地址 := , (6-1):= 代表“定义为”53net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit IP IP 地址中的网络号字段和主机号字段地址中的网络号字段和主机号字段 0A

38、 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 00154net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit IP IP 地址中的网络号字段和主机号字段地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001A 类地址的网络号字段 net-id 为 1 字节5

39、5net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit IP IP 地址中的网络号字段和主机号字段地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001B 类地址的网络号字段 net-id 为 2 字节56net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit IP IP 地址中的网络号字段和主机号字段地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址

40、host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001C 类地址的网络号字段 net-id 为 3 字节57net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit IP IP 地址中的网络号字段和主机号字段地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001A 类地址

41、的主机号字段 host-id 为 3 字节58net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit IP IP 地址中的网络号字段和主机号字段地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001B 类地址的主机号字段 host-id 为 2 字节59net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit IP IP 地址中的网络号字段和主机号字

42、段地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001C 类地址的主机号字段 host-id 为 1 字节60net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit IP IP 地址中的网络号字段和主机号字段地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为

43、 今 后 使 用1 1 1 1 001D 类地址是多播地址 61net-id24 bithost-id24 bitnet-id16 bitnet-id8 bit IP IP 地址中的网络号字段和主机号字段地址中的网络号字段和主机号字段 0A 类地址host-id16 bitB 类地址C 类地址01 1host-id8 bitD 类地址 1 1 1 0多 播 地 址E 类地址保 留 为 今 后 使 用1 1 1 1 001E 类地址保留为今后使用 62 路由器转发分组的步骤路由器转发分组的步骤 l先按所要找的 IP 地址中的网络号 net-id 把目的网络找到。l当分组到达目的网络后，再利用主机

44、号host-id 将数据报直接交付给目的主机。l按照整数字节划分 net-id 字段和 host-id 字段，就可以使路由器在收到一个分组时能够更快地将地址中的网络号提取出来。 63 点分十进制记法点分十进制记法 10000000000010110000001100011111 机器中存放的 IP 地址是 32 bit 二进制代码10000000 00001011 00000011 00011111 每隔 8 bit 插入一个空格能够提高可读性采用点分十进制记法则进一步提高可读性1 128 11 3 31 将每 8 bit 的二进制数转换为十进制数64 常用的三种类别的常用

45、的三种类别的 IP IP 地址地址 IP 地址的使用范围 网络 最大 第一个 最后一个 每个网络类别 网络数 可用的 可用的 中最大的 网络号 网络号 主机数 A 126 (27 2) 1 126 16,777,214 B 16,384 (214) 128.0 191.255 65,534 C 2,097,152 (221) 192.0.0 223.255.255 25465 划划 分分 子子 网网1. 从两级 IP 地址到三级 IP 地址 l在 ARPANET 的早期，IP 地址的设计确实不够合理。lIP 地址空间的利用率有时很低。 l给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网

46、络性能变坏。 l两级的 IP 地址不够灵活。 66l从 1985 年起在 IP 地址中又增加了一个“子网号字段”，使两级的 IP 地址变成为三级的 IP 地址。l这种做法叫作划分子网(subnetting) 。划分子网已成为因特网的正式标准协议。 三级的三级的 IP IP 地址地址 67l划分子网纯属一个单位内部的事情。单位对外仍然表现为没有划分子网的网络。l从主机号借用若干个比特作为子网号 subnet-id，而主机号 host-id 也就相应减少了若干个比特。IP地址 := , , (6-2) 划分子网的基本思路划分子网的基本思路 68l凡是从其他网络发送给本单位某个主机的 IP 数据报，

47、仍然是根据 IP 数据报的目的网络号 net-id，先找到连接在本单位网络上的路由器。l然后此路由器在收到 IP 数据报后，再按目的网络号 net-id 和子网号 subnet-id 找到目的子网。l最后就将 IP 数据报直接交付给目的主机。 划分子网的基本思路（续）划分子网的基本思路（续） 6901014563所有到网络 的分组均到达此路由器我的网络地址是 R1R3R2

48、网络 一个未划分子网的一个未划分子网的 B B 类网络类网络70 划分为三个子网后对外仍是一个网络划分为三个子网后对外仍是一个网络 01014563子网 子网 子网 所有到达网络 的分组均到达此路由器网络R1R3R271l当没有划分子网时，IP 地址

49、是两级结构，地址的网络号字段也就是 IP 地址的“因特网部分”，而主机号字段是 IP 地址的“本地部分”。l划分子网后 IP 地址就变成了三级结构。划分子网只是将 IP 地址的本地部分进行再划分，而不改变 IP 地址的因特网部分。 划分子网后变成了三级结构划分子网后变成了三级结构 72l从一个 I P数据报的首部并无法判断源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网的划分。l使用子网掩码(subnet mask)可以找出 IP 地址中的子网部分。 子子 网网 掩掩 码码73 IP IP 地址的各字段和子网掩码地址的各字段和子网掩码 网络号 net-id主机号 host-id两级 IP 地址网络号

50、net-idhost-id三级 IP 地址主机号subnet-id子网号子网掩码因特网部分本地部分因特网部分本地部分划分子网时的网络地址1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0net-idsubnet-idhost-id 为全 074 (IP (IP 地址地址) AND () AND (子网掩码子网掩码) =) =网络地址网络地址网络号 net-id主机号 host-id两级 IP 地址网络号三级 IP 地址主机号net-idhost-idsubnet-id子网号子网掩码因特网部分本地部分因特网部分本地部分划

51、分子网时的网络地址1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0net-idsubnet-idhost-id 为全 0AND75net-idnet-idhost-id 为全 0net-id网络地址A类地址默认子网掩码网络地址B类地址默认子网掩码网络地址C类地址默认子网掩码1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

52、0 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 01 1 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 0 0 0host-id 为全 0host-id 为全 0 A A 类、类、B B 类和类和 C C 类类 IP IP 地址的默认子网掩码地址的默认子网掩码 76 课课 程程 内内 容（三）容（三） 以太网的原理及技术要点以太网的原理及技术要点77 以太网综述以太网综述 以太网（Ethernet）是Xerox、Digital Equipment和Intel三家公司开发的局域网组网规范，并于80年代初首次出版，称为D

53、IX1.0。1982年修改后的版本为DIX2.0。 这三家公司将此规范提交给IEEE(电子电气工程师协会)802委员会，经过IEEE成员的修改并通过，变成了IEEE的正式标准，并编号为IEEE802.3。Ethernet和IEEE802.3虽然有很多规定不同，但术语Ethernet通常认为与802.3是兼容的。IEEE将802.3标准提交国际标准化组织(ISO)第一联合技术委员会(JTC1),再次经过修订变成了国际标准ISO8802.3。78 以太网的类型以太网的类型通常我们所说的以太网主要是指以下三种不同的局域网技术：以太网/IEEE 802.3采用同轴电缆或双绞线作为网络媒体，传输速率达到

54、10Mbps； 100Mbps以太网又称为快速以太网，采用双绞线作为网络媒体，传输速率达到100Mbps；1000Mbps以太网又称为千兆以太网，采用光缆或双绞线作 为网络媒体，传输速率达到1000Mbps（1Gbps）。79CSMA/CD CSMA/CD 带冲突检测的载波监听多点访问带冲突检测的载波监听多点访问用于用于IEEE802.3以太网以太网工作原理：发送前先监听信道是否空闲，若空闲工作原理：发送前先监听信道是否空闲，若空闲则立即发送数据。在发送时，边发边继续监听。若则立即发送数据。在发送时，边发边继续监听。若监听到冲突，则立即停止发送。等待一段随机时间监听到冲突，则立即停止发送。等待

55、一段随机时间（称为退避）以后，再重新尝试。（称为退避）以后，再重新尝试。归结为四句话：归结为四句话：发前先侦听，空闲即发送，发前先侦听，空闲即发送，边发边检测，冲突时退避。边发边检测，冲突时退避。80 CSMA/CD CSMA/CD的流程图的流程图媒体忙？媒体忙？发送帧发送帧碰撞？碰撞？发送完？发送完？发送发送JamJamN16?N16?YesYesNoNoNoNoYesYes发送成功发送成功YesYes发送失败发送失败NoNo延迟随机时间延迟随机时间NoNoYesYes发送帧发送帧碰撞次数碰撞次数N+N+81 以太网的以太网的 MAC MAC 层的硬件地址层的硬件地址 l在局域网中，硬件地址

56、又称为物理地址，或 MAC 地址。 l802 标准所说的“地址”严格地讲应当是每一个站的“名字”或标识符。 l但鉴于大家都早已习惯了将这种 48 bit 的“名字”称为“地址”，所以本书也采用这种习惯用法，尽管这种说法并不太严格。82第 1最高位最先发送最低位最高位最低位最后发送00110101 01111011 00010010 00000000 00000000 00000001最低位最先发送最高位最低位最高位最后发送机构惟一标志符 OUI扩展标志符高位在前低位在前十六进制表示的 EUI-48 地址： AC-DE-48-00-00-80二进制表示的 EUI-48 地址：第 1 字节第 6

57、字节I/G 比特I/G 比特字节顺序第 2第 3第 4第 5第 6第 1字节顺序第 2第 3第 4第 5第 610101100 11011110 01001000 00000000 00000000 10000000802.5802.6802.3802.483 传统以太网的连接方法传统以太网的连接方法 l传统以太网可使用的传输媒体有四种：l铜缆（粗缆或细缆）l铜线（双绞线）l光缆l这样，以太网就有四种不同的物理层。 10BASE5粗缆10BASE2细缆10BASE-T双绞线10BASE-F光缆以太网媒体接入控制 MAC84l虚拟局域网 VLAN 是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组。

58、l这些网段具有某些共同的需求。l每一个 VLAN 的帧都有一个明确的标识符，指明发送这个帧的工作站是属于哪一个 VLAN。l虚拟局域网其实只是局域网给用户提供的一种服务，而并不是一种新型局域网。 虚拟局域网虚拟局域网 VLANVLAN85A4以太网交换机VLAN3C3B3VLAN1VLAN2A3C2B2以太网交换机以太网交换机三个虚拟局域网 VLAN1, VLAN2和 VLAN3 的构成 虚拟局域网虚拟局域网 VLAN VLAN （示例）（示例）86当 B2 向 VLAN2 工作组内成员发送数据时，工作站 B3 将会收到广播的信息。B2发送数据时，工作站 A3, A4 和 C2都不会收到 B1

59、 发出的广播信息。 虚拟局域网限制了接收广播信息的工作站数，使得网络不会因传播过多的广播信息(即“广播风暴”)而引起性能恶化。 虚拟局域网虚拟局域网 VLAN VLAN （示例）（示例）返回提纲87 课课 程程 内内 容（四）容（四） PON的原理及技术要点88 PON PON内容提纲内容提纲lPON是什么？l为什么需要PON技术？lPON从哪里来？lPON有什么特点？lPON技术的工作原理？89 PON是什么？是什么？lPON全称为 Passive Optical Network，即无源光网络。EPON为基于以太网的无源光网络，它是众多光接入技术中的一员，其特征体现为，一是采用以太网帧结构，

60、一是采用一对多的PON网络拓朴90 What is PON?lPassive Optical NetworkOLTONUOptical Line Terminal Optical Network Unit Passive Optical Splitter PSTNInternetCATVONUONUl PON是以点到多点为特征的单纤双向无源光网络；l PON包括三个组件：Optical Line Terminal (OLT), Optical Network Unit (ONU) 和 Optical Distribution Network（ODN）；l ODN中的无源光分路器可以是一个或多个光分路器