WCDMA無線系統(tǒng)原理及設(shè)備維護(hù) 華為版 國家示范性高職院校建設(shè)項(xiàng)目成果 校企合作開發(fā)系列教材 教學(xué)課件 李斯偉 8CNE054200000011 數(shù)據(jù)通信原理

在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)：://教材其余課件及動畫素材請查閱在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)QQ:349134187

或者直接輸入下面地址：Page1無線案例培訓(xùn)部數(shù)據(jù)通信原理2021-03前言本課程主要介紹了數(shù)據(jù)通信原理的根底知識。旨在幫助您了解WCDMA系統(tǒng)里所使用到的數(shù)通原理知識。Page3TCP/IP協(xié)議族(第二版)TCPIP協(xié)議詳解(卷1)參考資料Page4通過本課程學(xué)習(xí),您可以:掌握TCP/IP協(xié)議棧結(jié)構(gòu)掌握IP地址及子網(wǎng)劃分原理掌握靜態(tài)路由根本原理了解動態(tài)路由根本知識學(xué)習(xí)目標(biāo)Page5第一章數(shù)通原理在WCDMA系統(tǒng)中的應(yīng)用第二章TCP/IP協(xié)議根底第三章路由根底Page6數(shù)通原理在WCDMA系統(tǒng)中的應(yīng)用數(shù)通原理在WCDMA產(chǎn)品中的應(yīng)用:數(shù)通原理在傳輸系統(tǒng)中的應(yīng)用:BSC6810:PARC平臺產(chǎn)品基于全I(xiàn)P設(shè)計IuCS接口IuPS接口IPoverE1/T1IPoverFEIur接口Iub接口3900系列基站：TGW1000HERT平臺產(chǎn)品基于全I(xiàn)P設(shè)計Page7第一章數(shù)通原理在WCDMA系統(tǒng)中的應(yīng)用第二章TCP/IP協(xié)議根底第三章路由根底Page8第二章TCP/IP協(xié)議根底Internet網(wǎng)絡(luò)根底TCP/IP協(xié)議根底物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層Page9Internet網(wǎng)絡(luò)根底什么是Internet?

網(wǎng)絡(luò):網(wǎng)絡(luò)是一組互相連接的通信設(shè)備.互聯(lián)網(wǎng)(Internet):兩個或更多的可以彼此通信的網(wǎng)絡(luò),使用TCP/IP協(xié)議互連.Today’sInternet1980sCSNETNSFNET1970sInternet概念誕生1960sARPANETInternet簡史1970sTCP/IP誕生1990sANSNETPage10Internet網(wǎng)絡(luò)根底InternetSOHOIntranetIPHotel移動網(wǎng)絡(luò)如今的Internet:ISP概念:InternetserviceproviderInternet效勞提供商.現(xiàn)在絕大多數(shù)的終端用戶都是由ISP來提供Internet效勞的.如:中國電信--國家ISP廣東電信--地區(qū)ISP如今的Internet組成:Page11Internet網(wǎng)絡(luò)根底LAN和WAN數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)按覆蓋范圍的大小可以分為局域網(wǎng)(LAN)和廣域網(wǎng)(WAN).LANWANLANLANLANPage12Internet網(wǎng)絡(luò)根底LANLAN定義:通常指幾公里以內(nèi)的,可以通過某種介質(zhì)互聯(lián)的計算機(jī)、打印機(jī)、modem或其他設(shè)備的集合.特點(diǎn):距離短、延遲小、數(shù)據(jù)速率高、傳輸可靠.LAN的設(shè)計目標(biāo):運(yùn)行在有限的地理區(qū)域;允許同時訪問高帶寬的介質(zhì);通過局部管理控制網(wǎng)絡(luò)的私有權(quán)利;提供全時的局部效勞;連接物理相臨的設(shè)備.LAN的常見設(shè)備:HUB交換機(jī)路由器ATM交換機(jī)Page13Internet網(wǎng)絡(luò)根底WANWAN定義:在大范圍區(qū)域內(nèi)提供數(shù)據(jù)通信效勞,主要用于互連局域網(wǎng).特點(diǎn):覆蓋范圍廣.WAN的設(shè)計目標(biāo):運(yùn)行在廣闊的地理區(qū)域;通過低速串行鏈路進(jìn)行訪問;提供全時的或局部時間的聯(lián)接性;聯(lián)接物理上別離的、遙遠(yuǎn)的、甚至全球的設(shè)備.WAN的常見設(shè)備:Modem/CSU/DSU路由器廣域網(wǎng)交換機(jī)接入效勞器Page14Internet網(wǎng)絡(luò)根底常見網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):LANWAN總線型星型樹型環(huán)型網(wǎng)型Page15第二章TCP/IP協(xié)議根底Internet網(wǎng)絡(luò)根底TCP/IP協(xié)議根底物理層鏈路層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層Page16TCP/IP協(xié)議根底TCP/IP協(xié)議棧物理層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層傳輸層應(yīng)用層Page17TCP/IP協(xié)議根底TCP/IP協(xié)議棧物理層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層傳輸層應(yīng)用層定義物理設(shè)備接口特性、傳輸介質(zhì)類型、傳輸速率、傳輸模式等.物理層傳輸?shù)氖嵌M(jìn)制數(shù)據(jù)(Bit).提供對物理介質(zhì)的訪問,提供物理編址、流量控制、過失控制和接入控制.鏈路層傳輸?shù)氖菐?Frame).負(fù)責(zé)將分組數(shù)據(jù)從源端交付到目的端.提供邏輯編址、路由選擇.網(wǎng)絡(luò)層傳輸?shù)氖菆笪?Packet).負(fù)責(zé)將完整的報文從源端交付到目的端.提供端口編址、分段重組、連接控制、流量控制和過失控制.傳輸層傳輸?shù)氖嵌?Segment).提供了對用戶的接口,支持各種應(yīng)用層協(xié)議.支持網(wǎng)絡(luò)虛擬終端、文件傳送、郵件效勞等.應(yīng)用層傳輸?shù)氖窃嫉臄?shù)據(jù)(Data).Page18TCP/IP協(xié)議根底對等層通信物理層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層傳輸層應(yīng)用層物理層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層傳輸層應(yīng)用層主機(jī)A主機(jī)BBitFramePacketSegmentData對等層間使用相同的協(xié)議進(jìn)行通信.物理層的通信是直接的,其他層通過其下層提供的效勞與其對等層進(jìn)行通信.Page19TCP/IP協(xié)議根底TCP/IP協(xié)議棧報文封裝和解封裝過程物理層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層傳輸層應(yīng)用層物理層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層傳輸層應(yīng)用層主機(jī)A主機(jī)BHello傳輸層頭Hello網(wǎng)絡(luò)層頭傳輸層頭Hello幀頭網(wǎng)絡(luò)層頭傳輸層頭Hello幀尾IwanttosayhellotoB.幀頭網(wǎng)絡(luò)層頭傳輸層頭Hello幀尾網(wǎng)絡(luò)層頭傳輸層頭Hello傳輸層頭HelloHelloIreceiveit!Page20第二章TCP/IP協(xié)議根底Internet網(wǎng)絡(luò)根底TCP/IP協(xié)議根底物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層Page21物理層物理層規(guī)定了與建立、維持及斷開物理信道所需的機(jī)械的、電氣的、功能性的和規(guī)程性的特性.主要定義電壓,接口,線纜標(biāo)準(zhǔn),傳輸距離,傳輸模式,傳輸速率等內(nèi)容.常見的物理層接口:10M以太網(wǎng)接口

100M以太網(wǎng)接口

1000M以太網(wǎng)接口常見物理層設(shè)備:集線器HUB(轉(zhuǎn)發(fā)器)10Base-T

使用雙絞線作為物理傳輸介質(zhì).10Base5

使用粗同軸電纜作為物理傳輸介質(zhì).10Base2使用細(xì)同軸電纜作為物理傳輸介質(zhì).10M以太網(wǎng)接口標(biāo)準(zhǔn)100Base-TX

使用5類以上雙絞線作為物理傳輸介質(zhì).網(wǎng)段最長100m.100BaseFX

物理介質(zhì)采用單模光纖或多模光纖.單模網(wǎng)段最長10km.多模網(wǎng)段最長2000m.快速以太網(wǎng)

由IEEE802.3u定義.100M以太網(wǎng)接口標(biāo)準(zhǔn)1000Base-T

使用5類以上雙絞線作為物理傳輸介質(zhì).網(wǎng)段最長100m.1000Base-F

物理介質(zhì)采用多模光纖.網(wǎng)段最長500m.1000Base-SX物理介質(zhì)采用多模光纖.網(wǎng)段最長2km.1000Base-LX物理介質(zhì)為單模光纖.1000Base-ZX

物理介質(zhì)為單模光纖,超長距1000M以太網(wǎng)接口標(biāo)準(zhǔn)Page22物理層關(guān)于雙絞線雙絞線的分類:3類雙絞線

4類雙絞線

5類雙絞線超5類雙絞線

6類雙絞線5類雙絞線的線序:雙絞線有屏蔽與非屏蔽之分均為8芯電纜雙絞線的類型由單位長度內(nèi)的絞環(huán)數(shù)確定直連網(wǎng)線(StraightThroughCable)交叉網(wǎng)線(CrossOverCable)Side1Side1Side212345678123456781=白/橙2=橙3=白/綠4=藍(lán)5=白/藍(lán)6=綠7=白/棕8=棕Side21=白/橙2=橙3=白/綠4=藍(lán)5=白/藍(lán)6=綠7=白/棕8=棕Side1Side212345678Side1Side2123456781=白/橙2=橙3=白/綠4=藍(lán)5=白/藍(lán)6=綠7=白/棕8=棕1=白/綠2=綠3=白/橙4=藍(lán)5=白/藍(lán)6=橙7=白/棕8=棕Page23第二章TCP/IP協(xié)議根底Internet網(wǎng)絡(luò)根底TCP/IP協(xié)議根底物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層Page24鏈路層鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層是TCP/IP協(xié)議棧的第二層，在物理層根底上向網(wǎng)絡(luò)層提供效勞.數(shù)據(jù)鏈路層為物理鏈路提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸.局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議有以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)等.廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議有PPP、HDLC、FrameRelay等.常見數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備–交換機(jī)LANSwitch:Page25鏈路層LAN數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)IEEE802制定了系列局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn):IEEE802.3:以太網(wǎng)IEEE802.4:令牌總線IEEE802.5:令牌環(huán)IEEE802.11:無線局域網(wǎng)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層.WAN數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)

HDLC高級數(shù)據(jù)鏈路控制PPP點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議X.25X.25協(xié)議FrameRelay幀中繼Page26SFDDASALength/Type鏈路層以太網(wǎng)鏈路層以太網(wǎng)中的數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)遵循IEEE802.3協(xié)議.協(xié)議中定義:使用MAC(MediumAccessControl)地址在鏈路層唯一標(biāo)識一個物理設(shè)備.以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu):DataCRCMAC幀頭MAC幀尾數(shù)據(jù)局部SFD:StartFrameDenotation.幀首定界符.在MAC幀中固定為10101011.用于接收同步.1Byte.DA:DestinationAddress目的MAC地址.標(biāo)識接收此幀的物理設(shè)備.6Bytes.SA:SourceAddress源MAC地址.標(biāo)識發(fā)送此幀的物理設(shè)備.6Bytes.Length/Type:當(dāng)此值小于1518時,此字段用于標(biāo)識后面的Data局部的長度;當(dāng)此值大于1518時,此字段用于定義其上層的協(xié)議.2Bytes.Data:是此幀攜帶的來自上層的數(shù)據(jù).最小長度為46Bytes,最大長度為1500Bytes.CRC:此字段用于過失檢測.4Bytes.Page27鏈路層MAC地址以太網(wǎng)中的每一個終端或路由設(shè)備,如PC機(jī)、路由器等,都有自己的網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC也就是網(wǎng)卡).每個NIC都有自己的MAC地址,用于在網(wǎng)絡(luò)中唯一標(biāo)識一個物理設(shè)備.MAC地址有48位,但它通常被表示為12位的點(diǎn)分十六進(jìn)制數(shù).MAC地址全球唯一,由IEEE對這些地址進(jìn)行管理和分配.每個地址由兩局部組成,分別是供給商代碼和序列號.其中前24位二進(jìn)制代表該供給商代碼.剩下的24位由廠商自己分配.華為產(chǎn)品前24位為:0x00E0FC.如果48位全是1,那么說明該地址是播送地址.FFFFFFFFFFFF.如果第8位是1,那么表示該地址是組播地址.00000000111000001111110011001100001111110101001100E0.

FCCC.3F53廠商代碼各廠商自己分配Page28鏈路層以太網(wǎng)MAC層交換原理在同一個網(wǎng)絡(luò)中,設(shè)備之間的尋址采用MAC地址尋址.BPORT1PORT2交換機(jī)AIwanttosayHellotoBDA:MAC-BSA:MAC-AHello幀尾Ireceiveit.AndHiA!DA:MAC-ASA:MAC-BHi幀尾Page29第二章TCP/IP協(xié)議根底Internet網(wǎng)絡(luò)根底TCP/IP協(xié)議根底物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層Page30網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層是TCP/IP協(xié)議棧的第三層,提供源端到目的端的通信.網(wǎng)絡(luò)層的主要設(shè)備:路由器,三層交換機(jī)等.物理層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層傳輸層應(yīng)用層IPICMPARP/RARPPage31網(wǎng)絡(luò)層IP(InternetProtocol)IP協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)層的主要協(xié)議,是一種不可靠的無連接的數(shù)據(jù)報文協(xié)議-盡最大努力交付(Besteffort).IP協(xié)議提供了一種全球統(tǒng)一的報文格式,屏蔽了鏈路層差異,使網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)成為可能.IP報文結(jié)構(gòu):版本首部長度服務(wù)類型總

長

度

標(biāo)

識

標(biāo)志

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首

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字

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比特0481619243120個字節(jié)固定長度長度可變

Page32網(wǎng)絡(luò)層IP協(xié)議中定義了IP地址,此地址用于在Internet上唯一標(biāo)識一臺主機(jī)或路由器的一個接口.在Internet中,每一臺主機(jī)或路由器的一個網(wǎng)口的IP地址都是唯一的.IPV4中,IP地址定義:使用32bit數(shù)在網(wǎng)絡(luò)中唯一標(biāo)識一臺主機(jī).通常使用點(diǎn)分十進(jìn)制的方式表示:11000000101010000000101000000001IP地址二進(jìn)制表示:IP地址點(diǎn)分十進(jìn)制表示:IPV4中的私有IP地址:192.168.10.1私有地址Page33網(wǎng)絡(luò)層IP地址分類:B類地址1Network14bitHost16bitE類地址1保存A類地址0Network7bitHost24bitC類地址1Network21bitHost24bitD類地址1組播地址0101101110子網(wǎng)掩碼的出現(xiàn)使這種分類的概念弱化Page34網(wǎng)絡(luò)層特殊的IP地址:網(wǎng)絡(luò)部分主機(jī)部分地址類型用途Any全“0”網(wǎng)絡(luò)地址代表一個網(wǎng)段Any全“1”廣播地址特定網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)是特定網(wǎng)絡(luò)的廣播地址127any環(huán)回地址本機(jī)內(nèi)部環(huán)回測試全“0”所有網(wǎng)絡(luò)用于指定默認(rèn)路由的目的地址全“1”廣播地址本網(wǎng)段內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)是本網(wǎng)段的廣播地址Page35網(wǎng)絡(luò)層子網(wǎng)掩碼什么是子網(wǎng)掩碼?網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用子網(wǎng)掩碼(subnetmasking)決定IP地址中哪局部為網(wǎng)絡(luò)局部,哪局部為主機(jī)局部.子網(wǎng)掩碼使用與IP地址一樣的格式.子網(wǎng)掩碼的網(wǎng)絡(luò)局部和子網(wǎng)局部全都是1,主機(jī)局部全都是0.缺省狀態(tài)下,如果沒有進(jìn)行子網(wǎng)劃分,A類網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼為,B類網(wǎng)絡(luò)的子網(wǎng)掩碼為,C類網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)掩碼為.利用子網(wǎng)掩碼,網(wǎng)絡(luò)地址的使用會更有效.對外仍為一個網(wǎng)絡(luò),對內(nèi)部而言,那么分為不同的子網(wǎng).子網(wǎng)掩碼的組成:子網(wǎng)掩碼由一串連續(xù)的1和一串連續(xù)的0組成.例:二進(jìn)制表示11111111111111111111111100000000點(diǎn)分十進(jìn)制子網(wǎng)掩碼的長度:掩碼中1的個數(shù).上面的例子中,掩碼長度為24.Page36網(wǎng)絡(luò)層子網(wǎng)地址什么是子網(wǎng)地址?子網(wǎng)地址用于標(biāo)識一個子網(wǎng).在同一個子網(wǎng)中,所有的主機(jī)擁有相同長度的子網(wǎng)掩碼和相同的子網(wǎng)地址.子網(wǎng)地址的計算:例:IP地址為的主機(jī),其掩碼為40,其所在子網(wǎng)的子網(wǎng)地址計算如下:IP地址子網(wǎng)掩碼網(wǎng)絡(luò)地址(二進(jìn)制)網(wǎng)絡(luò)地址

255.255.255.24011111111111111111111111111110000

192.168.1.71100000010101000000000010000011111000000101010000000000100000000(與運(yùn)算)Page37網(wǎng)絡(luò)層子網(wǎng)內(nèi)主機(jī)數(shù)量的計算

例子:IP地址為該子網(wǎng)掩碼二進(jìn)制表示為：11111111.11111111.11111111.11110000那么此網(wǎng)絡(luò)中:主機(jī)總數(shù)為:24可用主機(jī)數(shù)為:24-2主機(jī)數(shù)為:2n可用主機(jī)數(shù)為:2n-2子網(wǎng)掩碼:網(wǎng)絡(luò)位主機(jī)位11111111111111110000000000000000nPage38網(wǎng)絡(luò)層Page39網(wǎng)絡(luò)層如何進(jìn)行子網(wǎng)劃分例:局方提供了一個的網(wǎng)段,我們需要至少7個子網(wǎng),每個子網(wǎng)中的主機(jī)數(shù)量至少為25個.如何進(jìn)行子網(wǎng)劃分?

由于一個子網(wǎng)內(nèi)的主機(jī)數(shù)量為2n-2個,此例中每個子網(wǎng)中的主機(jī)數(shù)要求至少為25個,故n≥5.

所以,每個子網(wǎng)的掩碼長度最長應(yīng)為32-5=27位,即24.

由于需要至少7個子網(wǎng),故每個子網(wǎng)的掩碼長度只能為27.

這些子網(wǎng)分別是:~1子網(wǎng)地址為2~3子網(wǎng)地址為4~5子網(wǎng)地址為

6~27子網(wǎng)地址為

28~59子網(wǎng)地址為

60~91子網(wǎng)地址為

92~23子網(wǎng)地址為

24~55子網(wǎng)地址為Page40網(wǎng)絡(luò)層練習(xí)題:

局方提供的網(wǎng)段為92/26,現(xiàn)需要至少6個網(wǎng)段,每個網(wǎng)段的主機(jī)數(shù)至少為5個.如何進(jìn)行子網(wǎng)劃分?Page41網(wǎng)絡(luò)層ARP(AddressResolutionProtocol)協(xié)議ARP協(xié)議的作用:對方IP地址求對方MAC地址.用于同一子網(wǎng)內(nèi)的尋址.廣泛應(yīng)用于局域網(wǎng)中.每一個物理設(shè)備中,都有一張ARP表,其中記錄了IP地址和MAC地址的對應(yīng)關(guān)系.MAC:00-E0-FC-00-00-11MAC:00-E0-FC-00-00-12ARPRequestARPReply誰知道的MAC地址？

對應(yīng)的MAC為00-E0-FC-00-00-12A的ARP表?……B的ARP表?……AB00E0FC00001200E0FC000011Page42網(wǎng)絡(luò)層RARP(ReverseAddressResolutionProtocol)協(xié)議RARP協(xié)議的作用:對端MAC地址求其IP地址.主要用于無盤工作站中.如果啟用RARP協(xié)議,網(wǎng)絡(luò)中必須有RARPServer提供效勞.并不是所有設(shè)備都支持RARP協(xié)議.MAC:00-E0-FC-00-00-11MAC:00-E0-FC-00-00-12無盤工作站RARPServerRARPRequest?RARPReply我的IP地址是多少?你的IP地址是Page43網(wǎng)絡(luò)層ICMP(InternetControlMessageProtocol)協(xié)議ICMP協(xié)議為網(wǎng)絡(luò)提供過失報告機(jī)制和狀態(tài)查詢機(jī)制.PING程序使用的就是ICMP協(xié)議.ICMP的報文封裝方式:MAC幀頭IP報頭ICMP報文MAC幀尾ABICMPEchoRequestICMPEchoReplyB是否可達(dá)?我在Page44第二章TCP/IP協(xié)議根底Internet網(wǎng)絡(luò)根底TCP/IP協(xié)議根底物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層應(yīng)用層Page45傳輸層傳輸層傳輸層是TCP/IP協(xié)議棧的第四層,提供進(jìn)程到進(jìn)程之間的通信并提供流量控制和過失控制機(jī)制.UDP(UserDataProtocol)是面向無連接的協(xié)議,提供高效不可靠傳輸.TCP(TransmissionControlProtocol)是面向連接的協(xié)議,提供可靠性傳輸,但由于在連接建立、撤除、保活過程中需要一些控制消息,故其傳輸效率不如UDP.物理層網(wǎng)絡(luò)層鏈路層傳輸層應(yīng)用層TCP/UDPPage46傳輸層傳輸層報文格式0816243116位源端口16位目的端口32位序列號32位確認(rèn)號URGACKPSHRSTSYNFIN首部長度保留(6位)16位窗口大小16位TCP校驗(yàn)和16位緊急指針選項(xiàng)數(shù)據(jù)0816243116位源端口16位目的端口16位UDP校驗(yàn)和數(shù)據(jù)UDP報文格式TCP報文格式16位UDP長度Page47傳輸層傳輸層的端口號傳輸層協(xié)議用端口號來標(biāo)識和區(qū)分各種上層應(yīng)用程序.

端口號范圍:0~65535.其中0~1023是公有端口(知名端口),1024~65535是私有端口.HTTPFTPTelnetSMTPDNSTFTP