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1、第第1 1页页 20152015年新同事培训年新同事培训 数据通信和数据通信和IPIP网络基础知识网络基础知识 2011年8月 电信咨询设计院电信咨询设计院 培训目标 通过本次培训，希望能让大家：通过本次培训，希望能让大家：了解数据通信的基本概念 了解网络和internet的基本知识 了解常见的标准化组织 了解运营商IP网络的基本结构 了解IP网近期技术热点和动向 第2页 现象 假带宽？（假带宽？（20112011年年1212月，互联网数据中心提出月，互联网数据中心提出“中国绝大部分互联网用户都在使用假宽带”）互联互通“不通”（互联互通“不通”（2011年11月国家发改委反垄断调查）下一代互联
2、网发展（下一代互联网发展（2011年12月，国务院研究部署加快发展我国下一代互联网产业）下一代域名根节点设置相争（下一代域名根节点设置相争（2014年1月，一次大规模DNS（域名系统）解析问题，导致中国大陆2/3网站无法访问）国家宽带提速战略（国家宽带提速战略（2013年8月17日，中国国务院发布了“宽带中国宽带中国”战略实施方案）互联网互联网+（2015年3月5日十二届全国人大会议上总理在政府工作报告中首次提出“互联网+”行动计划）第3页 互联网发展趋势（MARY MEEKER）-20年变迁-用户 互联网用户的渗透率20年间发生了天翻地覆的变化，从1995年的0.6%（3500万人）发展到了
3、2014年的39%（28亿）。互联网人口构成上也变化显著，1995年绝大部分是美国（61%）和欧洲（22%）人口，到了2014年，亚洲已经占据了半壁以上的江山，中国占23%，亚洲其他地区占28%。第4页 得益于移动设备相对PC的便携性、价格低廉等优势，2014年移动用户的渗透率几乎比互联网用户翻了一番（73%），人口达到了52亿，其中智能手机占60%，这也意味着智能手机至少还有20亿人口的发展空间。1995年，前15的公司里面有13家美国公司，还见不到一家中国企业的影子。20年后，美国公司依然强大，前15仍占据了11席，不过中国挤到了剩下的4个席位：阿里（#3）、腾讯（#6）、百度（#8）、京
4、东（#11）。第5页 互联网发展趋势（MARY MEEKER）-20年变迁-企业 看看榜单对比：前15大公司市值综合：1995年170以美元，2015年2.4万亿美元。除了苹果延续强势以外，20年前的那些公司大部分都已经消失或淡出我们的视野，当年的老大Netscape只能在教科书中供人铭记，而现在的#1苹果的市值足足是它的140倍。用户发展态势良好，但增速放缓用户发展态势良好，但增速放缓 12、13、14年这几年全球互联网用户以约2亿稳步增长，但增速开始放缓（从12年的11%到14年的8%）。过去2年全球智能手机用户以约3.7亿稳步增长，但增从12年的65%滑落到14年的23%。中国的增速低于
5、全球平均水平（互联网用户增速7%，智能手机21%），印度成为成长最快的市场（互联网用户增速33%，智能手机55%）。用户增速放缓是因为受制于发展中国家的经济水平以及采用周期的影响。流量增速强劲，视频日益占主导流量增速强劲，视频日益占主导 全球互联网流量增速仍维持在20%以上（14年:21%，13年：24%，12年：31%），视频的占比越来越大（14:64%，13:62%，12:57%）；移动数据流量的增长更是强劲，14年实现69%的增长（13:81%，12:70%），其中移动视频在流量中的占比达到了55%（13:52%，12:50%）。第6页 互联网发展趋势（MARY MEEKER）-20年变
6、迁-趋势 上网成为工作生活的一部分上网成为工作生活的一部分 报告以美国成年人在数字媒体上的日均消耗时长说明，用户泡在网上的时间越来越长。5年前，用户人均用手机的时长还不到1小时，而现在却将近3小时，年复合增长率达到了11%。加上PC等其他设备的消耗，现在美国成年人每天在数字媒体上消耗的时间达到了5.6小时。可以想见，不久的未来，我们的生活就剩吃饭、睡觉和上网 广告与货币化广告与货币化 报告用2014年美国的不同媒体消费时长和广告开支对比说明移动广告的前景非常乐观。在平面媒体、广播、电视、互联网、手机这几种媒体中，广播、电视和互联网的广告开支占比基本与消耗时长占比持平。但是尽管移动的消耗时长占了
7、24%，但广告开支却只有8%，这意味着未来的商机无限。移动广告的复合年增长率达到34%（不过这只占到互联网广告的14%）。看纸媒的越来越少（4%），但是其18%的超配广告开支说明它的地位仍非常高。第7页 互联网发展趋势（MARY MEEKER）-20年变迁-趋势 Page 8 互联网业务体验：网页浏览=无刷新，无等待 54%54%12%12%34%34%97%的用户会放弃访问 10s 加载时间加载时间 57%的用户会放弃访问 3s 加载时间加载时间 用户体验最好 1.5s 加载时间加载时间 网页浏览业务体验网页浏览业务体验 MOS 页面响应时间(秒)首屏显示时间(秒)完全加载时间(秒)5(最好
8、)0.6 1.5 2.5 7 48 网页浏览 购物类 搜索类 其它类 来源:第8页 Page 9 MOS 视频质量 首次缓冲时间(s)观看卡顿次数 卡顿时间占比(%)5(最好)*FHD 25Mpbs*2 0 0 4 HD 12Mbps*25 12 05%3 HD 8Mbps*58 35 5%8%2 SD*810 68 8%12%1 Low Definition*10 8 12%互联网业务体验：OTT视频=视网膜级,快速加载，“0”卡顿 最佳视频体验 来源:最佳视觉灵敏度最佳视觉灵敏度:d=30cmd=30cm 286.5286.5像素像素/英寸英寸 *:接近值 *:清晰度定义和速率 Retin
9、a displays pixel density is so high,Retina displays pixel density is so high,your eye is unable to distinguish individual your eye is unable to distinguish individual pixels pixels -Steve JobsSteve Jobs 第9页 决定因素：端、管、云是影响体验的三大维度 Metro 终端类型 PC、平板、智能手机、机顶盒等。用户类型 家宽用户、WLAN用户等 客户端 网络 互联网 应用类型 IE/Chrome浏览
10、器、乐视/小米盒等 用户行为 视频类、游戏类、多终端接入 带宽 2M、4M、10M、20M接入套餐等 双向时延 城域网内时延 到ICP广域网时延 丢包率 城域网丢包率 到ICP端到端丢包率 资源本地化 网内IDC Cache DNS/路由 带宽利用率 波峰/波谷平均链路带宽利用 流量突发频率 流量出口 集团出口 第三方出口 端 管 云 网站特征 首页大小 FLASH数量 脚本数量 视频特征 视频分辨率 视频码率 CBR/VBR 游戏特征 程序流量特征 交互原理 业务类型 HTTP流量 P2P流量 P2SP流量 业务用户数 业务渗透率 业务并发率 云决定通量需求，端决定用户行为，管决定体验能力
11、网络与业务质量概念不一 ITU-T Recommendation P.10/G.100-Amendment 2 The overall acceptability of an application or service,as perceived subjectively by the end-user.Quality of Experience Quality of Service ITU-T Recommendation E.800 Totality of characteristics of a telecommunications service that bear on its ab
12、ility to satisfy stated and implied needs of the user of the service.定义定义 衡量方法衡量方法 主观感受得分主观感受得分:业务业务MOS Mean of Score,源自语音质量源自语音质量MOS值值 客观衡量指标客观衡量指标:体验体验KQI Key Quality Index 客观衡量指标客观衡量指标:业务业务KPI 客观衡量指标客观衡量指标:网络网络KPI Key Performance Index 包括：带宽包括：带宽/时延时延/抖动抖动/丢包率丢包率 业务自身的体验质量业务自身的体验质量 网络面向业务的质量网络面向业
13、务的质量 第11页 我们需要什么样的互联网？我们需要什么样的互联网？目录 第12页 数据通信和计算机网络概述数据通信和计算机网络概述 IPIP路由技术基础路由技术基础 TCP/IPTCP/IP基础知识基础知识 计算机网络分层模型计算机网络分层模型 网络设备简介网络设备简介 运营商运营商IPIP网络架构网络架构 IPIP网发展新技术和新概念网发展新技术和新概念 数据及数据通信 数据数据 数据是指以任何格式表示的信息，数据的格式需要信息的创建者和接受者提前达成共识 数据通信数据通信 两台或若干台设备之间通过线缆等形式的传输介质进行的数据交换的过程 大家常见的宽带上网、在线视频、路由交换、黑客攻击、
14、病毒、加密、认证都是数据通信的范畴，数据通信网络已经成为生活不可缺少的一部分。第13页 概念：利用通信线路和设备，将分散在不同地点的、概念：利用通信线路和设备，将分散在不同地点的、具有独立自主性的计算机系统相互连接，并按网络协议具有独立自主性的计算机系统相互连接，并按网络协议进行数据通信和实现资源共享的计算机集合，称为计算进行数据通信和实现资源共享的计算机集合，称为计算机网络。机网络。功能：资源共享、数据传输、改善可靠性、分布处理功能：资源共享、数据传输、改善可靠性、分布处理 分类：根据网络规模和作用范围大小分为局域网分类：根据网络规模和作用范围大小分为局域网（LANLAN）、城域网（）、城域
15、网（MANMAN）、广域网（）、广域网（WANWAN）和互联网）和互联网（InternetInternet）第14页 计算机网络概述 电路交换 报文交换 分组交换 第15页 计算机网络交换技术 电路交换技术（电路交换技术（Circuit SwitchingCircuit Switching）从信源到信宿建立一条物理连接通道 花费呼叫时间建立端到端的物理连接 在保持连接的过程中双方独占信道 没有冲突 信道资源的利用效率较低 报文交换（报文交换（Message SwitchingMessage Switching）整块数据从源到宿由交换结点逐站存储转发 对报文的长度没有限制，对于大块数据占用存储空
16、间大、占用信道时间长、延迟较大 不能实现交互式通信 第16页 计算机网络交换技术 分组交换（分组交换（Packet SwitchingPacket Switching）将数据拆分成分组，依次从源到宿经交换结点转发 分组的长度有上限控制，各自独立传输 占用信道时间短、占用缓存空间小 信道共享，可充分利用信道资源 有可能发生资源（信道和结点）占用冲突 分组交换方式：虚电路：X.25，FR，ATM 数据报：IP 第17页 计算机网络概述 分组交换两种方式的比较分组交换两种方式的比较 第18页 计算机网络概述 项目 数据报网络 虚电路网络 电路建立 不需要 需要 寻址 每个分组携带完整的源和目的地址
17、每个分组携带一个很短的虚电路号 状态信息 路由器不保留关于连接的状态信息 路由器需要记录每条虚电路的状态 路由 每个分组独立路由 在建立虚电路时选择路由，此后所有分组使用该路由 服务质量提供 较难 如果能提前为每条虚电路预留足够的资源，较容易 拥塞控制 较难 如果能提前为每条虚电路预留足够的资源，较容易 IPIP（internet protocol internet protocol）网络是采用分组交换技术，基）网络是采用分组交换技术，基于于TCP/IPTCP/IP协议组成的通信网络协议组成的通信网络 TCP/IPTCP/IP特点特点 开放性。协议标准全部公开，可免费使用 独立性。基于层次化协
18、议模型，不依赖于物理网络硬件，可实现异构网络互联（IP over everthing，ethernet/ATM/SDH/FDDI/FR）；不依赖于操作系统和应用程序 地址唯一性。采用全球范围统一的寻址系统，采用公有IP地址的节点可以实现世界范围内的端到端寻址 IP网络的主要网元为路由器（router），路由器完成网络路由的学习和数据的转发 IP协议有IPv4、IPv6两个版本，目前大量应用的为IPv4 第19页 计算机网络概述 目录 第20页 计算机通信网概述计算机通信网概述 计算机网络分层模型计算机网络分层模型 网络设备简介网络设备简介 运营商运营商IPIP网络架构网络架构 IPIP路由技术
19、基础路由技术基础 TCP/IPTCP/IP基础知识基础知识 IPIP网技术发展趋势网技术发展趋势 网络分层模型 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、层次化的概念，也就形成了网络分层模型。分层的作用 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 分层的方法 将网络按照功能划分成一系列层次，每一层都为上层提供某些特定的服务，并向上层屏蔽实现这些服务的细节 第21页 一些概念一些概念 实体：每一层上的活动元素，可以为硬件或软件 对等实体：不同系统中位于同一层上的实体；不同系统之间的通信实际上就是各对等实体之间的
20、通信 协议：对等实体之间通信应当遵循的规则的集合 服务接口：位于相邻层之间，定义了上层调用下层服务的原语操作 对等接口：位于对等实体之间，定义了对等实体间交换的消息格式和含义 网络体系结构：网络的层次划分及协议统称为网络体系结构 封装：下层实体将欲传输的上层数据单元加上头部或尾部形成本层的协议数据单元，这称为封装 封装过程在协议图的每一层被不断重复，接收端则按相反顺序进行解封装（即去掉头部或尾部）多路复用：多个高层实体调用同一个低层服务的方式称为多路复用 接收端的低层协议实体通过检查消息头部的解多路复用关键字，将消息发送到正确的高层实体 第22页 计算机网络分层模型 OSI参考模型（合法的）T
21、CP/IP参考模型（事实的）第23页 计算机网络分层模型 物理层：在物理媒体上传输原始的数据比特流 数据链路层：检测和纠正物理链路上的传输错误，流量控制 网络层：将分组从源节点传送到目的节点，主要功能包括路由选择、拥塞控制、网络互联 传输层：为上层用户提供不依赖于具体网络的端到端数据传输服务，这是第一个端到端的层次 会话层：为端到端进程间的会话提供各种服务，如对话控制、令牌管理、同步等 表示层：为上层用户提供数据或信息语法的表示变换 应用层：为用户提供各种应用服务，如文件传输、电子邮件等 第24页 OSI参考模型 应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层7654321网络层网络层数据链路
22、层数据链路层物理层物理层应用层协议表示层协议会话层协议传输层协议通信子网边界内部子网协议应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层网络层主机路由器协议数据链路层主机路由器协议物理层主机路由器协议第25页 数据的分段与封装数据的分段与封装 OSI参考模型 第26页 端端通信过程中涉及的端端通信过程中涉及的OSI模型的层次模型的层次 OSI参考模型 TCP/IP简介 起源：TCP/IP起源于60年代末美国政府资助的一个分组交换网络研究项目，到90年代已发展成为计算机之间最常应用的组网形式，成为了Internet的基础。它是一个真正的开放系统，因为协议族的定义及其多种实现可以不用花钱或花很少的钱
23、就可以公开地得到。TCP/IP要点：不是一种协议，而是多种协议组成的一个协议族 IP是面向非连接、不可靠的网络层技术 TCP是面向连接、可靠的传输层技术 UDP是面向非连接、不可靠的传输层技术 与OSI相比，TCP/IP技术来自于实践，简单实用，效率高 第27页 TCP/IPTCP/IP参考模型将网络划分成四个层次：参考模型将网络划分成四个层次：应用层：包含了所有的高层协议。传输层：负责在源主机和目的主机的应用程序间提供端到端的数据传输服务，功能上相当于OSI的传输层。这一层上定义了TCP和UDP两个协议。网际层：负责将分组独立地从源节点传送到目的节点，功能上相当于OSI的网络层。这一层上的主
24、要协议为IP。网络访问控制层：负责在具体的物理网络上传送IP分组。第28页 TCP/IP参考模型 FTPHTTPDNSTFTPTCPUDPIPNET1NET2NETn应用层传输层网际层主机-网络层第29页 TCP/IP参考模型与OSI模型的对应关系 ApplicationApplicationPresentationPresentationSessionSessionTransportTransportNetworkNetworkData LinkData LinkPhysicalPhysicalApplicationApplicationTransportTransportNetworkNe
25、tworkNetwork Network AccessAccessOSI OSI 参考模型参考模型TCP/IPTCP/IP协议栈协议栈目录 第30页 计算机通信网概述计算机通信网概述 IPIP通信网技术通信网技术 TCP/IPTCP/IP基础知识基础知识 计算机网络分层模型计算机网络分层模型 网络设备简介网络设备简介 运营商运营商IPIP网络架构网络架构 IPIP路由技术基础路由技术基础 IPIP网发展新技术和新概念网发展新技术和新概念 TCP/IP协议栈 HTTPHTTP、TelnetTelnet、FTPFTP、TFTPTFTP、PingPing、etcetc TCP/UDPTCP/UDP
26、ARP/RARPARP/RARP IPIP IGMP ICMPIGMP ICMP EthernetEthernet、802.3802.3、PPPPPP、HDLCHDLC、FRFR、etcetc 接口和线缆接口和线缆 应用层应用层 传输层传输层 网络层网络层 数据链路层数据链路层 提供应用程序网络接口提供应用程序网络接口 建立端到端连接建立端到端连接 寻址和路由选择寻址和路由选择 物理介质访问物理介质访问 二进制数据流传输二进制数据流传输 物理层物理层 第31页 应用层协议 文件传输文件传输 FTP、TFTP 邮件服务邮件服务 SMTP、POP3 网络管理网络管理 SNMP、Telnet、Pin
27、g、Tracert 网络服务网络服务 HTTP、DNS、WINS 第32页 传输层协议概述 应用层应用层 传输层传输层 网络层网络层 物理层物理层 TCPTCP：Transmission Transmission Control ProtocolControl Protocol，提供，提供IPIP环境下的数据可靠传输，环境下的数据可靠传输，通过面向连接、端到端和通过面向连接、端到端和可靠的数据包发送。可靠的数据包发送。UDPUDP：User Datagram User Datagram ProtocolProtocol：不为：不为IPIP提供可提供可靠性、流控或差错恢复功靠性、流控或差错恢复功
28、能。能。数据链路层数据链路层 第33页 协议端口号 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。HTTPHTTP FTPFTP TelnetTelnet SMTPSMTP DNSDNS TFTPTFTP SNMPSNMP TCPTCP UDPUDP IP IP 数数 据据 包包 套接字套接字 8080 20/2120/21 2323 2525 5353 6969 161161 第34页 网络层协议概述 数据链路层数据链路层 应用层应用层 传输层传输层 网络层网络层 IPIP ARPARP RARPRARP ICMP ICMP 物理层物理层 第
29、35页 IP报文格式 版本版本 首部长度首部长度 服务类型服务类型 总总 长长 度度 标标 识识 标志标志 段段 偏偏 移移 寿寿 命命 协协 议议 首首 部部 检检 验验 和和 源源 站站 IP IP 地地 址址 目目 的的 站站 IP IP 地地 址址 长长 度度 可可 变变 的的 任任 选选 字字 段段 填填 充充 数数 据据 .优先级优先级 未用未用 比特比特 0 4 8 16 19 24 310 4 8 16 19 24 31 2020 个个 字节字节 固定固定 长度长度 长度长度 可变可变 0 1 2 3 4 5 6 70 1 2 3 4 5 6 7 IPIP数据报的格式数据报的格
30、式 第36页 ARP地址解析协议 需要需要10.0.0.2的的MAC地址地址？IP:10.0.0.1/24 MAC:00-E0-FC-00-00-11 IP:10.0.0.2/24 MAC:00-E0-FC-00-00-12 ARP Request?ARP Reply 10.0.0.2 对应的对应的MAC：00-E0-FC-00-00-12 第37页 IPIP地址到物理地址的转换地址到物理地址的转换 RARP反向地址解析协议 我的我的IP地址是地址是什么？什么？无盘工作站无盘工作站 RARP Server RARP Request?RARP Reply 你的你的IP地址是地址是10.0.0.1
31、 第38页 ICMP协议 B可达吗可达吗？ICMP Echo Request ICMP Echo Reply 我在我在。A B 第39页 网络报文信息控制协议网络报文信息控制协议 数据链路层 数据链路层是OSI参考模型的第二层，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上提供可靠的数据传输 局域网(LAN)的数据链路层协议有以太网、令牌环网等 广域网(WAN)数据链路层协议有PPP、HDLC、Frame Relay等 第40页 数据链路层功能 数据链路层数据链路层 应用层应用层 传输层传输层 网络层网络层 物理层物理层 帧同步功能帧同步功能 差错控制功能差错控制功能 流量控制功能流量
32、控制功能 链路管理功能链路管理功能 第41页 LAN数据链路层标准 IEEE802.XIEEE802.X制定了局域网标准系列制定了局域网标准系列 IEEE802.3：以太网 IEEE802.4：令牌总线 IEEE802.5：令牌环 IEEE802.11：无线局域网 IEEE802.XIEEE802.X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 第42页 第43页 IEEE 802标准系列 802.10安全与加密802.1局域网概述，体系结构，网络互联与网络管理802.2逻辑链路控制802.3CSMA/CD物理层802.4令牌传递总线物理层802.5令牌环物理层802.6城域网物理
33、层802.9语音数据综合局域网802.11 无线局域网802.12100VG-AnyLan数据链路层物理层802.7 宽带技术802.8光纤技术 IEEE 802 各分委员会结构关系与局域网标准图WAN数据链路层标准 WANWAN服务通常由电信运营商提供服务通常由电信运营商提供 WANWAN数据链路层标准包括：数据链路层标准包括：HDLC PPP X.25 Frame Relay 第44页 以太网发展 IEEE802.3 以太网标准以太网标准 IEEE802.3u 100BASE-T快速以太网标准快速以太网标准 IEEE802.3z/ab 1000Mb/s千兆以太网标准千兆以太网标准 IEEE
34、802.3ae 10GE以太网标准以太网标准 IEEE802.3ba 40GE/100GE以太网标准以太网标准 IEEE P802.3bs 400GE以太网标准以太网标准 70年代年代 80年代年代 90年代年代 以太网产生以太网产生 10M以太网发展成熟以太网发展成熟 共享式转向共享式转向LAN交换机交换机 100M快速以太网快速以太网 92年年 96年年 千兆以太网迅速发展千兆以太网迅速发展 万兆以太网出现万兆以太网出现 2002年年.40G/100G以太网出现以太网出现 2010年年 第45页 400G以太网出现以太网出现 物理层 物理层位于OSI参考模型的最底层，它直接面向实际承担数据
35、传输的物理媒体(即信道)。传输单位为比特。物理层是指在物理媒体之上为数据链路层提供一个原始比特流的物理连接。物理层协议规定了与建立、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。其作用是确保比特流能在物理信道上传输。第46页 物理层的功能 为数据端设备提供传送数据的通路,数据通路可以是一个物理媒体,也可以是多个物理媒体连接而成。一次完整的数据传输，包括激活物理连接，传送数据，终止物理连接.。传输数据，物理层要形成适合数据传输需要的实体，为数据传送服务。一是要保证数据能在其上正确通过，二是要提供足够的带宽(带宽是指每秒钟内能通过的比特(BIT)数)，以减少信道上的拥塞。传输数据
36、的方式能满足点到点，一点到多点，串行或并行，半双工或者全双工，同步或异步传输的需要。第47页 常见的物理层以太接口 10M10M以太网接口以太网接口 100M100M以太网接口以太网接口 1000M1000M以太网接口以太网接口 10GE10GE以太网接口以太网接口 40GE40GE以太网接口以太网接口 100GE100GE以太网接口以太网接口 第48页 100M以太网接口 100Base100Base-TXTX 物理介质采用5类以上双绞线 网段长度最多100米 100Base100Base-FXFX 物理介质采用单模光纤，网段长度可达10公里 物理介质采用多模光纤，网段长度最多2000米 快
37、速以太网由快速以太网由IEEE 802.3uIEEE 802.3u标准定义标准定义 第49页 1000M以太网接口 1000Base1000Base-T T 物理介质采用5类以上双绞线，网段长度最多100米 1000Base1000Base-F F 物理介质采用多模光纤，网段长度最多500米 1000Base1000Base-SXSX 物理介质采用单模光纤，网段长度最到2Km 1000Base1000Base-LXLX 物理介质采用单模光纤 1000Base1000Base-ZXZX 物理介质采用单模光纤，超长距，支持25/40/70Km等 网线种网线种类类 五类是指国际电气工业协会为双绞线电
38、缆定义的五种不同的质量级别.按照电气性能的不同，双绞线可分为三类、五类、超五类、六类和七类双绞线。不同类别的双绞线价格相差较大甚至是悬殊，应用范围也大不相同。除了传统的语音系统仍然使用三类双绞线以外，网络布线目前基本上都在采用超五类或六类非屏蔽双绞线。五类非屏蔽双绞线虽仍然可以支持1000Base-T，但由于在价格上与超五类非屏蔽双绞线相差无几，因此，已经逐渐淡出布线市场；六类非屏蔽双绞线虽然价格较高，但由于与超五类布线系统具有非常好的兼容性，且能够非常好地支持1000Base-T，所以正慢慢成为综合布线的新宠。七类屏蔽双绞线由于是一种全新的布线系统，虽然性能优异，但由于价格昂贵。施工复杂且可
39、选择的产品较少，因此很少在布线工程中采用。第50页 万兆以太网规范 使用的传输介质 有效距离 应用领域 10GBase-SR 850nm多模光纤，50m的OM3光纤 300米 局域网 10GBase-LR 1310nm单模光纤 10公里 10GBase-LRM 62.5 m多模光纤，OM3光纤 260米 10GBase-ER 1550nm单模光纤 40公里 10GBase-ZR 1550nm单模光纤 80公里 10GBase-LX4 1300nm单模或者多模光纤 300米（多模时），10公里（单模时）10GBase-CX4 屏蔽双绞线 15米 10GBase-T 6类、6a类双绞线 55米（6
40、类线时），100米（6a类线时）10GBase-KX4 铜线（并行接口）1米 背板以太网 10GBase-KR 铜线（串行接口）1米 10GBase-SW 850nm多模光纤，50m的OM3光纤 300米 SDH/SONET广域网 10GBase-LW 1310nm单模光纤 10公里 10GBase-EW 1550nm单模光纤 40公里 10GBase-ZW 1550nm单模光纤 80公里 第51页 10G以太网接口 万兆以太网标准与对应的规范万兆以太网标准与对应的规范 光模块封装 第52页 其他接口-POS POSPOS：PACKET OVER SONET/SDH,PACKET OVER S
41、ONET/SDH,利用SDH标准的帧结构，同时利用点到点传送的封装技术把IP业务进行封装，然后在光纤或传输系统上进行传输。POS技术标准的封装协议主要由PPP/HDLC、LAPS和GFP封装协议三种。POS常见的接口：155M、622M、2.5G、10G、40G POS技术：40G POS后业界技术研发基本停止，不会再有更高颗粒度的大容量端口出来 目前应用情况 以太接口：在城域网内规模应用，技术上已经出现40GE、100GE大颗粒端口，并规模使用 POS接口：IP骨干网上主要还是以10G POS、40G POS为主，已经在逐步退出 第53页 目录 第54页 计算机通信网概述计算机通信网概述 I
42、PIP路由技术基础路由技术基础 OSIOSI分层模型分层模型 网络设备简介网络设备简介 运营商运营商IPIP网络架构网络架构 以太交换技术基础以太交换技术基础 IPIP网技术发展新技术和新概念网技术发展新技术和新概念 因特网的网际层包括三个部分：IP协议（Internet Protocol）：描述编址及分组转发规则 一组路由协议：包括域内及域间路由协议 一组控制协议：包括控制消息协议（ICMP）及地址映射协议等 IP协议设计目标 实现异构网络的互连，并使系统具有良好的可扩展性 设计原则：简洁实用 尽力服务模型：网际层只是尽最大努力将数据报从源节点传向目的节点，不保证数据报一定会无差错地到达目的
43、节点，也不保证数据报的传输顺序 两个组成部分：编址方法及地址分配策略 数据报格式及对数据报的处理规则 两个版本：IPv4和IPv6 第55页 因特网的网际层 IP地址用来在IP网络中唯一标识不同网络接口/设备、实现路由选择 IP地址可分为公有地址和私有地址 公有IP地址具有全球唯一性，是实现世界范围内端到端寻址的基础，由IANA(Internet Assigned Numbers Authority)及RIR（Regional Internet Registry）分配 私有地址属于非注册地址，可以在组织机构内部使用 IPv4地址为32位，数量约43亿，IANA于2011年2月4日宣布，最后5个
44、A类IPv4地址分配完毕；APNIC于2011年4月15日宣布仅剩下最后一个A类IPv4地址资源 IPv6地址用128比特表示，地址空间总数大概是3.41038 第56页 IP地址 IP地址分类（V4）1.0.0.0126.255.255.255 01 011 01 1 1 01 1 1 10Network(7bit)Network(14bit)Network(21bit)组 播 地 址保 留Host(24bit)Host(16bit)Host(8bit)A类 地 址B类 地 址C类 地 址D类 地 址E类 地 址128.0.0.0191.255.255.255 192.0.0.0223.25
45、5.255.255 224.0.0.0239.255.255.255 240.0.0.0255.255.255.255 第57页 特殊IP地址 网络部分网络部分 主机部分主机部分 地址类型地址类型 用用 途途 127127 anyany 全全“0”0”全全“1”1”AnyAny 全全“0”0”AnyAny 全全“1”1”网络地址网络地址 代表一个网段代表一个网段 广播地址广播地址 特定网段的所有节点特定网段的所有节点 环回地址环回地址 环回测试环回测试 广播地址广播地址 本网段所有节点本网段所有节点 所有网络所有网络 用于指定默认路由用于指定默认路由 （各自定义）（各自定义）第58页 子网掩码
46、介绍 子网掩码是一个32位地址，是与IP地址结合使用的一种技术。主要作用有两个，一是用于屏蔽IP地址的一部分以区别网络标识和主机标识，并说明该IP地址是在局域网上，还是在远程网上。二是用于将一个大的IP网络划分为若干小的子网络。使用子网是为了减少IP的浪费。随着互联网的发展，越来越多的网络产生，有的网络多则几百台，有的只有区区几台，这样就浪费了很多IP地址，所以要划分子网，使用子网可以提高网络应用的效率。网络设备使用子网掩码（subnet masking）决定IP地址中哪部分为网络部分，哪部分为主机部分。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0。缺省状态下，如果没有进行子网划分，
47、A类网络的子网掩码为255.0.0.0，B类网络的子网掩码为255.255.0.0，C类网络子网掩码为255.255.255.0。第59页 子网地址计算 IPIP地址组成地址组成 子网地址子网地址 主机地址主机地址 共共3232个个bitbit长长 子网掩码子网掩码 全“全“1”全“全“0”共共3232个个bitbit长长 IPIP地址同掩码进行“与”运算的结果便是子网地址地址同掩码进行“与”运算的结果便是子网地址 例如：例如：IP 10.77.4.166 IP 10.77.4.166 掩码掩码 255.255.254.0255.255.254.0 二者“与”运算的结果为二者“与”运算的结果为
48、10.77.4.0,10.77.4.0,也就是子网地址为也就是子网地址为10.77.4.010.77.4.0 子网内的广播地址是子网内的广播地址是10.77.5.25510.77.5.255。10.77.4.110.77.5.25410.77.4.110.77.5.254的全部主机都属于该网段，共的全部主机都属于该网段，共510510个。个。如何计算出来？如何计算出来？第60页 IPv4：2011年2月3日，全球IP地址分配机构IANA（互联网编号分配机构）宣布其地址池中IPv4地址已分配完。2011年4月15日，亚洲地区IP地址分配机构APNIC（亚太互联网络信息中心）进入最后一个/8 IP
49、v4地址块的分配，根据APNIC相关政策，此后其会员每次申请最多可获得一个/22的IPv4地址块（1024个IPv4地址）。其它地区性IP地址分配机构包括RIPE NCC（欧洲）和ARIN（北美）预计也将分别在2012年和2013年耗尽可分配的地址资源。统计显示，截至2012年6月底，我国IPv4地址数量为3.30亿。自2011年开始我国IPv4地址数量基本没有变化，当前IP地址的增长已转向IPv6。IPv6：全球IPv6地址资源分配提速，截止到2014年底，我国拥有IPv6地址数量为18820块/32，在全球的排名由2011年6月的第15位迅速提升至目前的第2位，仅次于美国(40623块/3
50、2)。第61页 全球IP地址发展近况 第62页 全球IP地址发展近况（续）美国：拥有充足IPv4地址，在IPv4产业链上长期占据霸主地位，对IPv6过渡缺乏实际动力 欧盟：计划2010年25%的企业、政府机构和家庭用户使用IPv6 日本：2008年公布IPv6过渡策略，要求新设备支持IPv6。2010年3月发布“e-Japan重点计划”支持IPv6 中国：高度重视发展以IPv6技术为基础的下一代互联网，并着手制定国家层面的下一代互联网发展战略规划，2012年3月，发改委组织实施一批下一代互联网技术研发、产业化和规模商用的专项，并予以资金支持，被认为是对推进IPv6的“政策加码”。发达国家与地区