IP基础培训(面向传输专业)-PPT课件.ppt

IPIP基基础础知知识识培培训训（面向（面向传输专业传输专业）通过本课程的学习，你可以初步了解IP网络的定义和特点 对IP网络的工作运行方式形成初步认识初步了解IP网络常用的关键协议 2 2什么是IP网络？IP是英文InternetProtocol的缩写，意思是“网络之间互连的协议”，也就是为计算机网络相互连接进行通信而设计的协议。在因特网中，它是能使连接到网上的所有计算机网络实现相互通信的一套规则。任何厂家生产的计算机系统，只要遵守IP协议就可以与因特网互连互通。正是因为有了IP协议，因特网才得以迅速发展成为世界上最大的、开放的计算机通信网络。因此，IP协议也可以叫做“因特网协议”。IP协议与TCP协议（传输控制协议）一起构成了TCP/IP协议族的核心。使用使用IPIP协议进行通信的网络，就叫协议进行通信的网络，就叫IPIP网络！网络！那为什么现在要提倡网络IP化？3 3网络IP化有什么显著的好处吗？l电路交换：基于电话网的电路交换优点：时延小、透明传输；缺点：带宽固定，网络资源利用率低。l分组交换：以分组为单位存储转发优点：多路复用，网络资源利用率高；缺点：实时性差。传统交换网络采用电路交换，而IP化交换网络采用分组交换。随着语音、数据业务量越来越大，分组交换的多路复用特性越来越显露出成本优势。1条10G链路，相当于：5000条“高速2M”链路150000条“低速2M”链路！吞吐量更大，更易于维护！吞吐量更大，更易于维护！注:低速2M带宽=64kbps4 4IP和传输有什么类似？什么区别？IP和传输，都是业务承载工具；IP本身也可以视为一种该业务，承载在传输通道上；IP又可以再承载业务，形成“一层载一层”的嵌套模式；如果说传输是“路”，IP就是“车”，业务就是“乘客”。传统传输通道的构建，是通过定义A端和Z端的物理位置来实现的；IP通道的构建，是通过IP地址和路由来实现的；传输与IP，在OSI参考模型中所处的层面是不同的。类似区别什么是OSI模型？5 5什么是OSI参考模型？ISO（国际标准化组织）组织在1985年研究的网络互联模型。该体系结构标准定义了网络互连的七层框架，即ISO开放系统互连参考模型。在这一框架下进一步详细规定了每一层的功能，以实现开放系统环境中的互连性、互操作性和应用的可移植性。应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层1234567底层底层:负责网络负责网络数据传输数据传输高层高层:负责主机之间负责主机之间的数据传输的数据传输提供应用程序间通信处理数据格式、数据加密等建立、维护和管理会话建立主机端到端连接寻址和路由选择提供介质访问、链路管理等比特流传输（1）网路中各结点都有相同的层次（2）不同结点的同等层具有相同的功能（3）同一结点内相邻层之间通过接口通信（4）每一层使用下层提供的服务，并向其上层提供服务（5）不同结点的同等层按照协议实现对等层之间的通信直接看这个图比较抽象，下面我们来看看每一层具体是什么用途OSIOSI参考模型是理解参考模型是理解IPIP网络架构的基础！网络架构的基础！6 6OSI参考模型：物理层物理层：定义电压、接口、线缆标准、传输距离等物理层介质：同轴电缆（coaxial cable）：细缆和粗缆双绞线（twisted pair）：UTP、STP光纤（fiber）：单模、多模无线（wireless）：红外线、蓝牙Blue Tooth、WLAN技术应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层物理层的主要功能是利用物理传输介质为数据链路层提供物理连接，以便透明的传送比特流。7 7OSI参考模型：数据链路层数据链路层的功能：物理地址定义网络拓扑结构链路参数差错验证物理介质访问流控制（可选）应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层将数据分帧，并进行流控制。屏蔽物理层，为网络层提供一个数据链路的连接，在一条有可能出差错的物理连接上，进行几乎无差错的数据传输。本层指定拓扑结构并提供硬件寻址；8 8OSI参考模型：网络层编址和路由应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层本层通过寻址来建立两个节点之间的连接，为源端送来的分组，选择合适的路由和交换节点，正确无误地按照地址传送给目的端。9 9OSI参考模型：传输层传输层功能：分段上层数据；建立端到端连接；将数据从一端主机传送到另一端主机传输层协议：主要有TCP/IP协议栈的TCP协议和UDP协议，IPX/SPX协议栈的SPX协议等。应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层为会话层用户提供一个端到端的可靠、透明和优化的数据传输服务机制。包括全双工或半双工、流控制和错误恢复服务；1010OSI参考模型：高层（会话、表示、应用）会话层协议：SQL、NFS、RPC等；表示层协议：ASCII、MPEG、JPEG等；应用层协议：文字处理、邮件、电子表格等。应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层l主机间通信l建立、维护、终结应用程序之间的会话l定义数据格式与结构l协商上层数据格式l为应用程序进程（比如文字处理、邮件、电子表格）提供网络服务1111从OSI参考模型看数据封装、解封过程DataData第7层头+第7层头+第6层头Data第7层头第6层头+第5层头Data第7层头第6层头第5层头+第4层头Data第7层头第6层头第5层头第4层头+第3层头Data第7层头第6层头第5层头第4层头第3层头+第2层头Data第7层头第6层头第5层头第4层头第3层头第2层头+第1层头应用层表示层会话层传输层网络层数据链路层物理层Data第2层头第3层头第4层头第5层头第6层头第7层头二进制的数据流第1层头Data第2层头第3层头第4层头第5层头第6层头第7层头Data第3层头第4层头第5层头第6层头第7层头Data第4层头第5层头第6层头第7层头Data第5层头第6层头第7层头Data第6层头第7层头Data第7层头封装解封装有了OSI模型的基础，接下来我们重点先了解IP1212IP网络的结构是怎样的？IP网络由多个网段构成，每个网段对应一个链路路由器负责将网段连接起来，适配链路层协议，在网络之间转发数据包网段A网段B网段D网段C1313IP协议的主要作用有哪些？l标识节点和链路用唯一的IP地址标识每一个节点用唯一的IP网络号标识每一个链路l适应各种数据链路根据链路的MTU对IP包进行分片和重组为了通过实际的数据链路传递信息，须建立IP地址到数据链路层地址的映射l寻址和转发确定节点所在网络的位置，进而确定节点所在的位置IP路由器选择适当的路径将IP包转发到目的节点知识点IP编址子网掩码路由协议分片机制与下层建立映射关系1414IP编址基础例如192.168.5.12311000000.10101000.00000101.011110118位8位8位8位IP地址是由32位二进制来表示的，为了便于使用，转换成十进制，并用点隔成四节，俗称“点分十进制”。网络号主机号二进制32位上一页提到IP要表示“节点”和“链路”，“节点”就对应这里的“主机”，“链路”就对应这里的“网络”（也叫网段）。隔开主机号和网络号的，就是“掩码”，也叫“子网掩码”。1515IP编址基础16网络主机172.16.2.160255.255.255.017220101011001111111110101100000100001111111100010000111111110000001010100000000000000000000000000010子网网络号128192224240248252254255160主机号1616路由是什么意思？有什么用？l路由器将不同的网段连接起来l不是与本路由器直连的网段，就无法直接知道l因此需要一个互相沟通、传播的过程l路由协议就是用来完成这个沟通传播过程！我要去哪，该怎么走！我要去哪，该怎么走！路由是用来指导IP报文发送的路径信息1717静态路由与动态路由的区别？静态路由就是人工配置的路由，包含几个要素：ip route 10.0.0.0 255.255.255.0 192.168.1.1要去哪从哪去动态路由根据网络情况，动态计算路由动态路由分“距离矢量路由协议”和“链路状态路由协议”，时间关系我们仅介绍一种动态路由协议：OSPF（开放式最短路径优先）静态路由适用于小规模网络动态路由适用于大规模网络1818OSPF怎么工作？LSDB RTA的的LSARTB的LSARTC的LSARTD的LSA（二）每台路由器的链路状态数据库(一）网络的拓扑结构CABD123CABD123CABD123CABD123（四）每台路由器分别以自己为根节点计算最小生成树（三）由链路状态数据库得到的带权有向图CABD1235RTCRTD3215RTBRTA建立邻接建立邻接交换信息交换信息自主计算自主计算生成路由表生成路由表！基于路径开销计算，路径开销又取决于链路带宽1919IGP？EGP？IGP=InternalGatewayProtocol内部网关路由协议，用于自治系统内部路由管理EGP=ExternalGatewayProtocal外部网关路由协议，用于自治系统外部路由管理自治系统（AS）：指由同一个技术管理机构管理，使用一类内部路由策略的路由器集合。IGP的代表：OSPF，IS-ISEGP的代表：BGP（边界网关协议）2020EBGPEBGPRTBRTCIBGPRTARTDRTE为什么需要BGP？l一个AS显然没必要关心另一个AS内部的结构lIGP的路由控制不够灵活，BGP恰恰可以弥补这点l传送海量路由信息是BGP的长项，互联网数十万条路由都不在话下lIGP更多的是关心网络状态，对改变及时响应，BGP更多的只是传送IGP生成的那些路由lBGP引导流量进入目的AS，再“递归”交由IGP协议找到确切走向，最终到达。l除此之外，还利用BGP的丰富扩展性，来完成一些更加特殊的控制功能。传送海量路由信息！传送海量路由信息！2121一项革命性的技术MPLSl传统路由寻址方法，效率低下分析IP头映射到下一跳分析IP头映射到下一跳分析IP头映射到下一跳l采用标签交换的方式取代路由查找方式，以提高报文转发的速率LERLERLERLERLSRLSRLSRMPLS域IPMPLSLSPCoreLSRIPIPL1IPL2IPL3IP传统IP转发传统IP转发标签转发LERLERMPLS=MultiProtocolLabelSwitching多协议标签交换有了标签，除了快，还可以做什么？2222MPLS还有什么好处？VPN（虚拟专用网）不同的业务集成到一张网络承载，通过标签区分，一网多用，节约成本；业务之间也可安全隔离；流量工程可以灵活的根据链路实际负荷情况调度业务流向，综合利用资源；可以预设保护路径，实现故障情况下的快速切换；QoS传统IP网络面向无连接，服务质量难以保证MPLS则可以很容易实现业务分类染色，端到端的服务质量保证是不是觉得这几个好处都可以用在传输？MPLS-TP！2323QoS有什么用？如何工作？lQoS就是针对各种不同需求，提供不同服务质量的网络服务。lQoS指标包括:丢包率、延迟、抖动和带宽等,QoS的目的就是让不同业务在网络通信过程中获得可预期的服务水平。u流分类和标记u流量监管和流量整形u拥塞管理u拥塞避免2424实际看看IP承载网是如何工作的？IP地址路由协议OSPFBGPMPLSVPNQoS25252626