数据通信工程设计概述14505.pptx
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1、数据通信工程设计数据通信工程设计第四设计所第四设计所 崔海东崔海东二二OO五年四月五年四月0&数据通信网络简要概述数据通信网络简要概述&数据业务系统简要概述数据业务系统简要概述&数据网络设计数据网络设计&数据网的规划数据网的规划&数据网的设备安装设计数据网的设备安装设计&需要具备的知识点需要具备的知识点&数据通信网络的发展趋势数据通信网络的发展趋势1数据通信简要概述数据通信简要概述数据通信的概念数据通信的概念数据通信:数据通信:按照通信协议,利用传输技术在功能按照通信协议,利用传输技术在功能单元之间传递数据信息,实现计算机与计单元之间传递数据信息,实现计算机与计算机之间、计算机与终端之间以及其
2、它数算机之间、计算机与终端之间以及其它数据终端设备之间的信息交互而产生的一种据终端设备之间的信息交互而产生的一种通信技术。通信技术。数据通信与数字通信在概念上是不同数据通信与数字通信在概念上是不同的。数据通信是一种通信方式,而数字通的。数据通信是一种通信方式,而数字通信是一种通信技术体制。信是一种通信技术体制。2数据通信简要概述数据通信简要概述数据通信系统的基本结构数据通信系统的基本结构数据通信系统由三大部分组成:数据通信系统由三大部分组成:发送器发送器信道信道接收器接收器3数据通信简要概述数据通信简要概述数据通信的传输控制规程数据通信的传输控制规程建立物理连接建立物理连接建立数据链路建立数据
3、链路传送数据传送数据拆除链路拆除链路拆除物理连接拆除物理连接DTEDTE数据链路(逻辑的)(数据链路层协议)链路管理链路管理帧同步帧同步流量控制流量控制差错控制差错控制透明传输透明传输寻址寻址 面向字符型控制规程面向字符型控制规程 面向比特型控制规程,例如面向比特型控制规程,例如HDLC4数据通信简要概述数据通信简要概述数据通信的交换方式数据通信的交换方式 电路交换电路交换(与电话网交换方式类似)(与电话网交换方式类似)报文交换报文交换(例如公众电报)(例如公众电报)分组交换分组交换5数据通信简要概述数据通信简要概述通信协议及通信协议及OSI七层模型七层模型6数据通信简要概述数据通信简要概述X
4、.25分组交换数据网分组交换数据网提供虚呼叫、永久虚电路等提供虚呼叫、永久虚电路等基于基于X.25、X.75X.25网在网络层也进行差错处理,传送可网在网络层也进行差错处理,传送可靠,但是速度慢靠,但是速度慢中国电信建设有中国电信建设有CHINAPAC网络网络7数据通信简要概述数据通信简要概述帧中继网帧中继网帧中继仅完成物理层和链路层核心层的功能,简化了帧中继仅完成物理层和链路层核心层的功能,简化了网络节点机之间的协议,比网络节点机之间的协议,比X.25网传送速度快。网传送速度快。帧中继采用统计复用技术,以虚电路为每一帧提供地帧中继采用统计复用技术,以虚电路为每一帧提供地址信息址信息(DLCI
5、)。主要提供永久虚电路:由多段主要提供永久虚电路:由多段DLCI的逻辑连接构成的的逻辑连接构成的端到端的逻辑信道。端到端的逻辑信道。网络具备带宽管理和拥塞管理功能。网络具备带宽管理和拥塞管理功能。8面管理面管理面管理面管理层管理层管理层管理层管理控制平面控制平面控制平面控制平面用户平面用户平面用户平面用户平面高层高层高层高层高层高层SAALSAALAALAALATMATM层层物理层物理层物理层物理层信令信令信令信令信息信息信息信息ATM协议参考模型协议参考模型数据通信简要概述数据通信简要概述ATM网网9数据通信简要概述数据通信简要概述ATM网业务类型网业务类型与参数描述与参数描述10ATM(A
6、synchronous Transfer Mode)是一种以信元)是一种以信元为单位的异步转移模式,异步意味着来自任一用户的信为单位的异步转移模式,异步意味着来自任一用户的信息信元流不必是周期性的。息信元流不必是周期性的。ATM的一步转移模式综合了的一步转移模式综合了传输、复用、交叉连接和交换的技术。传输、复用、交叉连接和交换的技术。ATM结合了电路交换和分组交换的优点,能在单一的主结合了电路交换和分组交换的优点,能在单一的主体网络中携带多种信息媒体,承载多种通信业务,并且体网络中携带多种信息媒体,承载多种通信业务,并且能够保证能够保证Qos。ATM是快速分组交换技术、采用统计复用方式,是一种
7、是快速分组交换技术、采用统计复用方式,是一种结合了电路交换和分组交换的各自优点的技术结合了电路交换和分组交换的各自优点的技术ATM能传送所有类型的业务量能传送所有类型的业务量(话音、数据、图像)话音、数据、图像)数据通信简要概述数据通信简要概述ATM与传统交换方式比较与传统交换方式比较11PTI-净荷类型CLP-信元丢失优先级HEC-信头误码控制Payload-载荷,48 字节信头5字节(包括GFC,VPI,VCI,PTI,CLP,HEC)GFC-一般流量控制VPI-虚通道标识VCI-虚通路标识8 7 6 5 4 3 2 112345.53VPIVCIVCIVCIPTICLPHECPAYLOA
8、DGFCVPI12345.53UNI 信元格式信元格式NNI 信元格式信元格式8 7 6 5 4 3 2 1VPIVCIVCIVCIPTICLPHECPAYLOADVPI数据通信简要概述数据通信简要概述12ATM的的VP交换和交换和VC交换交换VCI 1VCI 2VCI 3VCI 4VPI 2VPI 2VPI 3VPI 3VPIVPI 1 1VPI 2VPI 2VPI 3VPI 3VPI 5VPI 1VPI 1VPI 4端口端口端口端口1 1端口端口端口端口2 2端口端口端口端口3 3VCI 1VCI 2VCI 1VCI 2VP交换交换VC 交换交换数据通信简要概述数据通信简要概述13 ATM
9、是一种面向连接的技术是一种面向连接的技术无连接,逐段转发数据报较长,不固定长度网络服务质量无法保证面向连接,一次呼叫,高速转发信元53字节,固定长度服务质量(Qos)保证无连接交换网络无连接交换网络无连接交换网络无连接交换网络面向连接面向连接面向连接面向连接ATMATM网络网络网络网络数据通信简要概述数据通信简要概述14ATM网络中的信令接口网络中的信令接口Private UNIPNNIPublic UNIBISUPBISUPBICIATM专网公用ATM网(运营商1)公用ATM网(运营商2)UNI信令的协议主要有:1、Q.2931、Q.2971(ITU-T)2、UNI 3.1、UNI4.0(A
10、TM Forum)数据通信简要概述数据通信简要概述15 ATM网网面向连接,有面向连接,有N2 问题问题靠链路层选路,基于靠链路层选路,基于VPI/VCI或标记或标记有阻塞通知与信元丢失有阻塞通知与信元丢失优先级指示优先级指示业务质量有保证,可保业务质量有保证,可保证实时业务证实时业务 IP网网无连接,无无连接,无N2 问题问题基于网络层选路,基基于网络层选路,基于于IP地址地址一般无业务量控制与一般无业务量控制与阻塞控制阻塞控制一般无业务质量保证一般无业务质量保证ATMATM概述概述数据通信简要概述数据通信简要概述ATM与与IP网比较网比较16TCPIPLLC/SNAPAALATMPHYTC
11、P 数据包数据包IP 数据包数据包增加增加 5字节信元头带字节信元头带VPI/VCI和和CLPApp DataTCP HeaderIP HeaderLLCApp DataTCP HeaderIP HeaderApp DataTCP Header汇聚子层汇聚子层(CS)SARApp DataTCP HeaderIP HeaderLLCQoS+分段到分段到48字节信元中或汇聚到字节信元中或汇聚到PDU中中传输汇聚传输汇聚(STS,STM,DS)物理介质物理介质(MMF,SMF,STP,UTP)ATM对对TCP/IP数据帧的处理数据帧的处理-IPOA、RFC1483数据通信简要概述数据通信简要概述1
12、7起源起源起源起源起源与Xerox公司的一个实验网,该网络的经验是Xerox,DEC,Intel1980年提出的以太网建议的基础。目标目标目标目标 简明和成本低 寻址灵活 公平高速 稳定和低延迟 以太网起源和目标以太网起源和目标 10BASE2 10BASE5 10BASE-T 100BASE-TX 100BASE-FX 100BASE-T4 100BASE-T2 1000BASE-SX 1000BASE-LX 1000BASE-CX 1000BASE-T物理层标准物理层标准物理层标准物理层标准数据通信简要概述数据通信简要概述18以太网的物理层以太网的物理层 任一时刻只能接收或发送 采用CSM
13、A/CD访问机制 物理上有距离限制半双工物理层半双工物理层 同一时刻可以发送和接收 最大吞吐量达到双倍速率 从根本上消除了半双工的物理距离限制全双工物理层全双工物理层全双工物理层全双工物理层数据通信简要概述数据通信简要概述19数据链路层内部分为LLC和MAC子层:LLC 给网络层提供一个统 一逻辑视图。MAC 针对不同的物理层提 供不同的访问方式,但提供给LLC子层一 个统一的接口。LLC层提供三种服务:1.面向连接的可靠数据传输;2.无连接的不可靠数据传输;3.带确认的可靠数据报传输。LLC层维护一张以DSAP为索引的函数列表,每接收到一个数据包,以DSAP为索引调用相应的函数,该函数把数据
14、包挂到相应接收队列。网络层数据链路层物理层LLC子层MAC子层数据通信简要概述数据通信简要概述以太网的数据链路层以太网的数据链路层DSAPSSAPControl8bit8bit8/16bitDMACSMACLengthLLCDATA/FCSIEEE802.3帧结构20VLAN基本概念基本概念划分VLAN的目的:1.抑制广播2.安全性考虑3.管理方便VLAN划分方式:1.基于端口2.基于MAC地址3.基于第三层协议4.基于组播组5.基于IP地址影射6.基于策略数据通信简要概述数据通信简要概述21数据通信简要概述数据通信简要概述IP网网IP网基于网基于TCP/IP协议簇实现协议簇实现TCP/IP从
15、功能上、概念上定义、描述了网络,从功能上、概念上定义、描述了网络,它是一个有层次结构的计算机网络协议簇。它是一个有层次结构的计算机网络协议簇。22数据通信简要概述数据通信简要概述IP网网TCP/IP协议栈协议栈IPv4帧格式帧格式版本头标长服务类型总长标识标志片偏移生存时间协议头校验和信源IP地址信宿IP地址选项和填充域TCP段格式段格式23IP网网TCP/IP与与X.25有两大重要区别:有两大重要区别:对可靠性的强调不同对可靠性的强调不同 系统中体现智能的位置不同系统中体现智能的位置不同数据通信简要概述数据通信简要概述24数据通信简要概述数据通信简要概述IP网网TCP和和UDP是是TCP/I
16、P协议中的两个传输层协议中的两个传输层协议,它们使用协议,它们使用IP路由功能把数据包发送路由功能把数据包发送到目的地,从而为应用程序及应用层协议到目的地,从而为应用程序及应用层协议(包括:(包括:HTTP、SMTP、SNMP、FTP和和Telnet)提供网络服务。)提供网络服务。TCP提供的是面向连接的、可靠的数据流提供的是面向连接的、可靠的数据流传输,而传输,而UDP提供的是非面向连接的、不提供的是非面向连接的、不可靠的数据流传输。可靠的数据流传输。ATM和帧中继是面向连接的协议,但它们和帧中继是面向连接的协议,但它们工作在数据链路层,而不是在传输层。工作在数据链路层,而不是在传输层。25
17、Internet是什么是什么 Internet是是由由多多个个计计算算机机网网络络通通过过互互连连手手段段组组成成的的网网络络的的集集合合,共共同同遵遵守守TCP/IP协议。协议。一一个个以以TCP/IP为为标标准准实实现现的的物物理理网网络络,在在遵遵守守Internet的的工工作作原原理理之之下下,有有着着统统一一的的IP地地址址分分配配、域域名名体体系系、路路由由协协议议,便成为全球便成为全球Internet的一部分。的一部分。数据通信简要概述数据通信简要概述26IPv4地址地址IP地址是一种标识符,用于表示网络及主机IP地址采用全局唯一的地址格式,以此屏蔽物理网络地址的差异IP地址具有
18、层次性,其结构如下:网络号主机号IP版本4的地址长度为32比特IP地址的直观表示:点分十进制,例:202.96.0.13可变长子网掩码(VLSM):利用可变长子网掩 码与IP地址作逻辑与,用来确定网络号数据通信简要概述数据通信简要概述27域名体系域名体系(DNS)Internet域名:因为IP地址抽象难记,Internet中提供了 一种字符型的主机名字标识机制,即域名域名解析:从域名查找对应的IP地址Internet域名体系(DNS)为一个分布式数据库,本地负 责控制整个数据库中的部分段,每一段中的数据通过 客户/服务模式在整个网络上均可存取,并通过采用复 制和缓存技术使得在保持整个数据库坚固
19、性的同时,又具有优良的性能域名服务器:提供DNS服务的服务器数据通信简要概述数据通信简要概述29域名空间域名空间的树状结构的树状结构数据通信简要概述数据通信简要概述Nameserver 1TheInternet Nameserver 2Client1.Query2.BestResponseTry NS 23.Query4.Answer30数据通信简要概述数据通信简要概述IP网网IP数据包转发的基本形式:桥接、路由数据包转发的基本形式:桥接、路由桥接:为桥接:为IP数据包在同一网络的不同广数据包在同一网络的不同广 播域播域间转发提供寻径间转发提供寻径路由:基于逐跳的机制为路由:基于逐跳的机制为I
20、P数据包在不数据包在不 同网同网络间的转发提供寻径络间的转发提供寻径31自治域自治域自治域:在同一机构下管自治域:在同一机构下管理的一系列理的一系列 路由器路由器 及网及网络络自治域号:每个自治域使自治域号:每个自治域使用一个用一个16位位 的的“AS编号编号”来区分来区分将将Internet划分成很多划分成很多AS的目的是降低的目的是降低 路由总开销路由总开销并减轻网络管理负担并减轻网络管理负担数据通信简要概述数据通信简要概述EuropeEuropeHKHKMilnetMilnetAustraliAustralia aBackbone 1Backbone 1BackbonBackbone 2
21、e 2Backbone 3Backbone 3FIX-EastFIX-EastRegional Regional Network ANetwork ARegional Regional Network BNetwork BNAPNAPNAPNANAPPCIXCIXBackbonBackbone e 4,5,N 4,5,NMAF(E/+)-EastMAF(E/+)-EastFIX-WestFIX-WestFed NetsFed Nets32IP路由协议路由协议路由协议描述了路由信息的建立与刷新以及路由信息的路由协议描述了路由信息的建立与刷新以及路由信息的交换机制交换机制路由协议分为路由协议分为
22、域内路由协议:用于维护一个自治域内的路由信息,域内路由协议:用于维护一个自治域内的路由信息,距离向量型路由协议,如距离向量型路由协议,如RIP等等 链路状态型路由协议,如链路状态型路由协议,如OSPF、IS-IS等等 域间路由协议,域间路由协议,用于自治域间交换路由信息用于自治域间交换路由信息,如如BGP等等路由协议必须仔细配置,以保证路由的连通性、快速的路由协议必须仔细配置,以保证路由的连通性、快速的 收敛能力和实施路由策略收敛能力和实施路由策略数据通信简要概述数据通信简要概述33IPv6路由协议路由协议EGP协议BGP4+(RFC2858,RFC2545),IPv6外部网关协议的唯一选择;
23、IGP协议IS-IS(同时支持IPv6和IPv4)Single Topology(draft-ieft-isis-ipv6),单个SPF算法;Multi Topology(draft-ieft-isis-wg-multi-topology),支持多个SPF算法;OSPFv3(RFC2740)专为IPv6协议设计,不能交换IPv4路由信息RIPng(RFC2080)同RIPv2特性基本相同,一般在较小的网络中应用;静态路由数据通信简要概述数据通信简要概述34Local FDDIBGP4BGP4BGP4BGP4BGP4/StaticBGP4/StaticBGP4/OSPFBGP4/OSPF Cus
24、tomersOther ISPsIP路由协议选择举例路由协议选择举例数据通信简要概述数据通信简要概述35 .128.89128.89171.69171.69AddressAddress Prefix PrefixI/FI/F0 01 1011128.89171.690You can reach 171.69 through meYou can reach 128.89 and 171.69 through meRouting Updates(OSPF,EIGRP,)You can reach 128.89 through me .128.89128.89171.69171.69AddressA
25、ddress Prefix PrefixI/FI/F1 11 1 .128.89128.89AddressAddressPrefixPrefixI/FI/F0 0数据通信简要概述数据通信简要概述IP网路由信息的建立过程网路由信息的建立过程36Advertise Advertise B and XB and XAdvertise Advertise B and YB and YNetworkXNetworkNetworkA ANetworkBNetworkYSelectively announce routes,per neighbor Hide part of the topology/con
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