华为——数据特性基础知识.ppt
数据特性基础知识,Page 2,数据通信和SDH传输简单对比MSTP关键技术以太网基础知识EOS组网应用讲解IP知识简介,交流提纲,Page 3,想一想当我们希望和别人交流的时候,需要具备怎样的条件呢?通信技术是提供人交流的高级技术,通信设备又应该需要什么样的要素呢?,数据特性基础知识,相同的语言 交流的对象,信息的封装格式 通信对象(地址)标示信息和寻址方式,通信技术的要素,Page 4,我们来看看SDH传输方式是不是也具备这两个要素呢?严格定义的SDH帧结构 严格定义好了的SDH帧结构,把需要通信的信息封装进SDH帧结构里进行传送;严格同步的时钟关系 时隙就是通信对象(地址)的标示信息,通过对时钟的严格同步,根据时隙来就可以判断通信对象(地址).交叉连接关系就是SDH传输的寻址方式.,数据特性基础知识,Page 5,我们再来看看TCP/IP协议定义的数据通信又会具备什么样的要素呢?采用分层结构,每层都定义了相应的封装格式 数据通信采用分层结构.每个层次都有相应的封装格式,把需要通信的信息封装成不同的格式.这些封装的格式就是每一层的PDU(program data unit).每一个通信层都对相应的PDU进行处理 每层PDU封装都会包含对象(地址)的标示信息.根据对PDU封装里的对象(地址)的判断,就可以确定目的对象(地址),就是TCP/IP通信模型的寻址方式.,数据特性基础知识,Page 6,数据通信分层结构,通过以上的对比,SDH传输和TCP/IP的基本要素是一致的,可 以把两者合到一个数据通信技术的模型里.,每个层次有每个层次的协议，独立工作又相互关联.,数据特性基础知识,Page 7,数据链路层,以太网物理层 SDH层,因为分层结构，数据通信网络具有很强的灵活性!,网络层,SDH层 以太网物理层,数据链路层,网络中的每个设备不需要支持数据通信都每一个层次.通过处理自己支持的层次的PDU封装,实现网络设备的互通互联,比如数据特性单板支持处理数据链路层的PDU封装,以后可能也可以支持网络层的PDU封装.,数据通信分层结构在网络设备上的体现,网元1,网元2,网元3,网元4,数据特性基础知识,Page 8,数据通信分层结构各层之间的协议关联关系,每层的PDU封装里都包含了各个协议的唯一的TYPE信息或是协议的端口号,请大家在以后的学习里注意!,数据特性基础知识,Page 9,Payload,Data,Payload,IP Header,+,VALN Header,+,Payload,MAC Header,+,Payload,MPLS Header,+,Payload,GFP Header,+,FCS,+,数据通信分层结构各层之间的封转格式关联关系,采用分层结构，有利于功能的扩展.有意思的是:SDH帧开销预留很多开销字节;而数据通信采用添加开销字节的方式.,数据特性基础知识,Page 10,TDM统计复用 SDH传输采用时分复用的带宽分配方式,保证了业务良好的Qos,但带宽利用率不高;数据通信采用统计复用,只在需要的时候占用带宽资源,可以实现带宽资源共享，但业务的Qos不能很好的保证.同步异步SDH传输依靠时隙作为寻址手段,要求同一连接的数据必须周期性出现,全网严格同步;数据通信利用PDU封装携带寻址信息,不需要同一连接的数据周期性出现.帧长度固定变长 SDH帧字节数为固定长度和固定格式;而数据通信根据功能和层次不同,其帧结构在一定范围里变化.,SDH传输技术和数据通信技术的差异,数据特性基础知识,Page 11,知识回顾,数据通信的分层结构SDH传输和数据通信的比较,数据特性基础知识,Page 12,交流提纲,数据通信和SDH传输简单对比MSTP关键技术以太网基础知识EOS组网应用讲解IP知识简介,Page 13,的关键技术级联技术 将同一种粒度的虚容器做为一个更大的容器，提供更高的带宽.LCAS(Link Capacity Adjustment Scheme)技术 带宽灵活、动态调整的解决方案。同时，提供一种容错机制，增强虚级联的健壮性.GFP（Generic Framing Procedure）技术 提供了将以太网突发、不定长的业务流适配到SDH传输网络的一种通用机制.,数据特性基础知识,Page 14,级联技术-相邻级联,通过同一STM-N帧传送只有一组POH开销传送过程中需要中间设备的支持,数据特性基础知识,Page 15,级联技术-虚级联,通过多路VC-4传送每个VC-4有自己的开销只需要源/宿节点支持，对中间设备是透明的,数据特性基础知识,Page 16,级联技术-虚级联-多径传输,接收方向，虚级联C-4-VC到C-4-XV的转换，将相邻级联业务转化为可在现有 SDH设备上传输的非级联业务；发送方向，虚级联C-4-XV到C-4-4C业务的转换，把在线路上传输的虚级联业务转换成级联业务，完成虚级联业务到级联业务的传输。,数据特性基础知识,Page 17,级联技术-虚级联指示H4字节,VC4/VC3用16个H4字节组成虚级联指示序列指示(SQ)为8bits复帧指示(MFI)为12bitsVC12用K4字节组成虚级联指示,数据特性基础知识,Page 18,级联技术-虚级联序列指示,源端在根据负荷分配的先后顺序，在各时隙中分别插入SQ信息，标识时隙在虚级联组中的位置.宿端根据时隙中SQ信息决定从时隙中取负荷的先后.允许一定时间范围的时延.,数据特性基础知识,Page 19,源端发送的每一帧，均携载MFI信息，标识发送的是第几帧.宿端根据选择MFI相同的帧组合成C-n-Xc.,级联技术-虚级联复帧指示,数据特性基础知识,Page 20,VCTRUNK,虚级联,VCTRUNK可以理解为虚级联的物理通道.,级联技术-虚级联与VCTRUNK的关系,数据特性基础知识,Page 21,可以动态的调整（增、删、改）业务带宽，而不会影响原有业务的可用性；屏蔽失效物理通道，避免单一物理通道失效而导致业务中断；检测失效成员恢复后，自动增加容量；LCAS是一种链路容量调整方法，是对虚级联技术的一种扩充，增强了虚级联的健壮性。,LCAS(Link Capacity Adjustment Scheme)技术,数据特性基础知识,Page 22,LCAS技术-在虚级连基础上实现,在虚级联的指示(H4/K4)中增加新定义,数据特性基础知识,Page 23,前向控制信息（源到宿）Multi Frame Indicator field(MFI)：复帧指示Sequence Indicator field(SQ)：序列号Control field(CTRL)：提供及时地提供在此LINK中每个MEMBER的状态信息Group Identification bit(GID)：同一个VCG中的所有MEMBER的GID都是相同的后向控制信息（宿到源）Member status field(MST)：用来从目的向源端发送同一VCG中各MEMBER的状态，OK 或者FAILRe-Sequence Acknowledge bit(RS-Ack)：向源端报告某个VCG的MEMBER的序列号的改变已经得到确认。,LCAS技术-LCAS源和宿交互的过程,数据特性基础知识,Page 24,控制域用来传送从源端到目的端的LINK信息，它必须能提供及时地提供在此LINK中每个MEMBER的状态信息。,添加、删除带宽就靠它！,LCAS技术-LCAS控制域Control field(CTRL),数据特性基础知识,Page 25,LCAS技术-业务带宽增加时加入MEMBER的状态机,当一个MEMBER被加入时，它所加的序列号总是要比现有的最大序列号的MEMBER（控制域为EOS）的序列号要大。这个控制域为ADD的MEMBER得到执行时，这个新加入的MEMBER的MST要被SET为OK，且它的控制域的值将会被SET为EOS，之前那个控制域为EOS的MEMBER将被SET为NORM。,数据特性基础知识,Page 26,如果一个MEMBER被删除了，那么同一VCG中的其它MEMBER的序列号都要改变.如果是最大序列号的MEMBER被删除了那么就要把原来序列号为第二大的MEMBER保持原值从而变为现在最大序列号并且把被删除的MMEBER的控制域由EOS改为IDLE，把现在最大序列号的MEMBER控制域改为EOS.如果不是序列号为最大的MEMBER被删除，那么要把比这个序列号大的所有MEMBER的序列号递减，这个被删除的MEMBER的控制域也要随之变为IDLE.,LCAS技术-业务带宽减小时删除MEMBER的状态机,数据特性基础知识,Page 27,在目的端当一个MEMBER被检测出出现了、时，目的端将会向源端发送这个MEMBER的MST为FAIL。当源端接收到这个信息之后，将把此帧的NORM（或者EOS）换为DNU，然后在前一个MEMBER的控制域中填入EOS.,LCAS技术-目的端检测到错误而发起的屏蔽故障MEMBER的状态机,数据特性基础知识,Page 28,当在目的端被检测出来这个MEMBER的FAILURE被修复后，目的端将发送MST为OK的这个MEMBER的控制包给源端，源端在收到这个信息之后将把当前的DNU替换为NORM或者EOS，然后在前一个MEMBER的控制域中填入NORM发送给目的端。,LCAS技术-目的端检测到错误消失而发起恢复MEMBER的状态机,数据特性基础知识,Page 29,GFP（Generic Framing Procedure）通用成帧规程,提供了将高层用户信息流适配到传送网络的一种通用机制以太网信号是突发、不定长的，与要求严格同步的SDH帧有很大的区别，因此需要采用合适的协议来完成从以太网到SDH之间的帧映射，就是完成一个工作的协议之一！,数据特性基础知识,Page 30,GFP的两种工作模式：GFP-F（Frame-Mapped GFP）是一种面向PDU（如IP/PPP、Ethernet）的处理模式GFP-T（Transparent GFP）是一种面向数据编码块（如Fibre Channel、ESCON）的处理模式,GFP（Generic Framing Procedure）通用成帧规程,数据特性基础知识,Page 31,GFP（Generic Framing Procedure）-CORE HEAD,PLI（Payload Length Indicator）2byte，对于用户数据帧PLI最小为4，PLI=03表示当前GFP帧为控制帧，其中PLI0为IDLE帧，PLI=13留待今后扩展。cHEC2byte，CRC码，可以纠正1bit错误，或者指示多bit误码，对于IDLE，cHEC0,数据特性基础知识,Page 32,TYPE域包括：一个3位宽的有效类型标志（PTI）000：用户数据；100：OA&M一个1位宽的FCS标志0：无FCS校验；1：有FCS校验一个4位宽的扩展帧头标志 0000：无扩展帧头一个8位宽的有效负荷标志0000 0001：以太网帧,GFP（Generic Framing Procedure）-PAYLOAD HEAD,数据特性基础知识,Page 33,GFP技术-将以太网帧作为封装到帧,以太网的帧前码和前导码将被去掉,数据特性基础知识,Page 34,采用定界方式,基于帧头中的帧长度指示符，采用CRC 捕获的方式实现的，与ATM 中使用的方式相同，比使用专门的帧标示范符定界更有效。空帧用来适配速率，满足不定长的封装进定长的里,GFP技术-GFP作为封装到帧,数据特性基础知识,Page 35,GFP技术-帧头定界方式,捕捉CORE HEAD里的HEC值,来定帧的位置 GFP使用Core Header中的PLI(Payload Length Identifier)查找GFP结束位置,数据特性基础知识,Page 36,通过扩展帧头的功能去适应不同的拓扑结构，环形或者点到点。也可以定义GFP中数据流的不同服务等级，而不用上层协议去查看数据流的服务等级;通过GFP帧头可以标示Payload的类型，以决定如何前传。而并不需要打开Payload查看它的类型;GFP有自己的FCS 域，这样可以保证传输负荷的完整性，对保护那些自己没有FCS域的负荷是非常有效的;,GFP技术-GFP的优势总结,数据特性基础知识,Page 37,知识回顾,MSTP的关键技术有哪些?MSTP的关键技术各自有什么作用?,数据特性基础知识,Page 38,交流提纲,数据通信和SDH传输简单对比MSTP关键技术以太网基础知识EOS组网应用讲解IP知识简介,Page 39,以太网技术的基础-CSMA/CD（带碰撞检测的载波监听多路访问）,共享介质的灵魂CSMA/CD原理：终端设备不停的检测共享线路的状态，只有在空闲的时候才发送数据，如果线路不空闲则一直等待。发送过程中，若其他设备也同时发送数据，则其发送的数据必然产生碰撞，导致线路上的信号不稳定，终端设备检测到这种不稳定之后，马上停止发送自己的数据，然后等待一段时间之后再进行发送。,解决办法以太端口的全双工的模式MAC地址学习功能,HUB连接的网络就是一个冲突域,数据特性基础知识,Page 40,以太网技术的基础-以太网端口工作模式,如果对每个接入网络的设备进行配置，则必然是一项很繁重的工作，而且不容易维护，怎么办？,数据特性基础知识,全双工工作模式,Page 41,以太网技术的基础-以太网端口工作模式,思考：为什么对接时一端自协商，一端固定模式会有问题？,101001010111000101001101010101.,使用脉冲信号来携带自动协商信息。,端口自协商：一种底层的以太网机制。,数据特性基础知识,Page 42,以太网技术的基础-以太网帧结构,PRE:先导字节,7个10101010 SFD:帧开始标志,10101011,数据特性基础知识,Page 43,以太网技术的基础-MAC地址形式,MAC地址有48位，但它通常被表示为12位的点分十六进制数。MAC地址举例：00.e0.fc.39.80.34 MAC地址全球唯一，由IEEE对这些地址进行管理和分配。每个地址由两部分组成，分别是供应商代码和序列号。其中前24位二进制代表该供应商代码,剩下的24位由厂商自己分配。例如华为设备的MAC的前24位就是00.e0.fc如果48位全是1，则表明该地址是广播地址。如果第8位是1，则表示该地址是组播地址。,数据特性基础知识,Page 44,交换机内部维护的CAM表（Contentaddressable memorg）：,数据特性基础知识,以太网技术的基础-MAC地址学习功能,Page 45,已知单播:在相应的端口转发未知单播:在可以转发的端口广播广播:在可以转发的端口广播组播:根据动态或是静态的组播表 部分端口转发,MAC,出口集合,1234.ABCD.00011234.ABCD.00021234.ADCB.0003.,port1port2port3.,数据特性基础知识,以太网技术的基础-基于宿端口的转发,Page 46,每个CAM表项提供了一个定时器，该定时器从一个初始值开始递减，每当使用了一次该表项（接收到了一个数据帧，查找CAM表后用该项转发），定时器被重新设置。如果长时间没有使用该CAM表的转发项，则定时器递减到零，于是该CAM表项被删除。此定时器的时间就是老化时间，通常缺省为5分钟。我司设备的CAM表容量：SS42/61ET1V28K,以太网技术的基础CAM表项老化时间,数据特性基础知识,Page 47,存储转发把接收到的整个数据帧缓存，检查数据包长度，进行CRC校验然后查询CAM，进行转发.直通方式接收数据帧的时候，只要接收完帧头信息，发上查询CAM表，根据结果直接转发.碎片隔离接收数据帧的时候，只要接收完帧头信息，发上查询CAM表，根据结果直接转发.,数据特性基础知识,以太网技术的基础转发方式,Internet,Page 48,数据特性基础知识,以太网技术的基础以太网环路的影响,请分析一下交换原理看看环路对网络的影响!,Page 49,生成树协议（Spanning Tree Protocol）：通过阻断冗余链路来消除桥接网络中可能存在的路径回环，并在当前活动路径发生故障时激活冗余备份链路恢复网络。,数据特性基础知识,以太网技术的基础STP生成树,Page 50,数据特性基础知识,MAC,出口集合,1234.ABCD.00011234.ABCD.00021234.ADCB.0003.,port1port2port3.,VLAN,122.,以太网技术的基础VLAN的引入,Page 51,VLAN TAG是全局参数.VLAN TAG被数据报文携带.,DA,SA,802.1Q,TYPE,DATA,TYPE,PRI/CFI/VID,NAME,VLUE,TYPEPRICFIVID,8100优先级用于环形结构网络VLAN ID,4个字节,数据特性基础知识,以太网技术的基础VLAN的格式,Page 52,划分VLAN的目的：抑制广播安全性考虑管理方便,数据特性基础知识,以太网技术的基础VLAN的目的,Page 53,两个交换设备间用来传递VLAN通信的链路称为TrunK。在TrunK链路上传输的帧携带VLAN ID，用来正确的区分帧所属的VLAN。,Trunk链路,数据特性基础知识,以太网技术的基础Trunk链路,Page 54,数据特性基础知识,以太网技术的基础Trunk链路,Page 55,VID:以太网帧中所携带的表示该帧所属的VLAN的ID.PVID：L2上的所有端口（包括Tagged和Untagged），必须指明属于哪个VLAN，缺省都属于VLAN.Trunk allow Vlan ID：在Trunk端口上，必须标识出允许那些vlan通过,即等效于Vlan过滤表中定义的Vlan.,数据特性基础知识,以太网技术的基础三个重要的ID,Page 56,数据特性基础知识,以太网技术的基础VLAN ID的处理,端口,数据,Page 57,数据特性基础知识,以太网技术的基础VLAN技术的扩展应用,路由器,VLAN之间互通的实现,Page 58,三比特的优先级字段,802.1q帧格式，为实施带优先级的服务提供了基础,高优先级数据包,低优先级数据包,DA,SA,802.1q,TYPE,DATA,TYPE,PRI/CFI/VID,数据特性基础知识,以太网技术的基础VLAN技术的扩展应用,COS技术的实现,Page 59,优先级,队列,01234567,1,2,优先级,队列,01234567,1,2,3,数据特性基础知识,以太网技术的基础VLAN技术的扩展应用,COS技术的实现,Page 60,媒体流服务器,媒体流接收端,单播表项对应为一个单播MAC地址对应一个端口.组播表项对应为一个组播MAC地址可以对应多个端口.没有广播的表项，因为在缺省找不到地址的情况下，其转发方式就是广播.,数据特性基础知识,以太网技术的基础组播技术,Page 61,媒体流服务器,数据特性基础知识,以太网技术的基础组播表的建立,手动添加组播表项二层交换IGMP SNOOPING功能动态学习组播表项,IGMPv2协议:进入报文查询报文退出报文,Page 62,数据特性基础知识,以太网技术的基础MPLS技术的引入,VLAN ID不够用了,需要新的隔离方案.MPLS分成三层MPLS技术和二层MPLS技术,我们采用的是二层MPLS技术即MartinioE方式.,Page 63,整个标签长度为32bits（不包括2字节的类型0 x8847）Label：20bits，标签值 COS：3bits，服务类型S：1bit，标签栈标识，Tunnel Label的S0 VC Label的S1TTL：8bits，生存时间，默认为64,数据特性基础知识,以太网技术的基础MPLS标签格式,Page 64,用户的业务共享链路.业务通过MPLS标签进行隔离和区分.基于MPLS 标签的带宽共享和转发.,数据特性基础知识,以太网技术的基础MPLS技术的应用,Page 65,知识回顾,以太网端口工作模式自协商以太网数据转发的要素TAG属性的处理机制以太网MPLS技术,数据特性基础知识,Page 66,交流提纲,数据通信和SDH传输简单对比MSTP关键技术以太网基础知识EOS组网应用讲解IP知识简介,Page 67,数据特性基础知识,EOS的组网应用-EPL业务,组网二,Page 68,VCTRUNK,VCTRUNK,MAC,MAC,VCTRUNK,MAC,VLAN 10,VLAN 10,VLAN 11,VLAN 12,VLAN 11,VLAN 12,单板,单板,数据特性基础知识,组网三,EOS的组网应用-EPL业务,Page 69,数据特性基础知识,EOS的组网应用-EPL业务,组网三,Page 70,数据特性基础知识,EOS的组网应用-EVPL业务,组网一,组网二,Page 71,数据特性基础知识,EOS的组网应用-EPLAN业务,VB的概念(本地参数),Page 72,VCTRUNK,VCTRUNK,MAC,MAC,VCTRUNK,MAC,VLAN 111,VLAN 111,VLAN 111,单板,单板,单板,数据特性基础知识,EOS的组网应用-EPLAN业务,多点共享的方式是二层交换优势之所在.组网中注意以太环路问题.注意二层交换共享路由时的恶性竞争问题.,Page 73,VCTRUNK,VCTRUNK,MAC,MAC,VCTRUNK,MAC,VLAN 111,单板,单板,单板,LSP,LSP,LSP,VLAN 111,VLAN 111,VLAN 111,VLAN 111,VLAN 111,MAC,单板,VCTRUNK,LSP,LSP,LSP,VLAN 111,VLAN 111,数据特性基础知识,EOS的组网应用-EVPLAN业务,组网一,Page 74,知识回顾,四种以太网业务EVPLAN的FULLMESH结构,数据特性基础知识,Page 75,交流提纲,数据通信和SDH传输简单对比MSTP关键技术以太网基础知识EOS组网应用IP知识简介,Page 76,数据特性基础知识,为何要进行子网划分MAN和WAN不可能采用广播技术，必须进行合理的路由MAC地址的无规律性、固化性，难以进行广域路由逻辑地址（IP）具有灵活性、可规划性子网划分可收敛地址数量，减轻路由压力子网划分的办法IP地址的结构化分层方案将IP地址分为子网地址和主机地址，区分子网地址和主机地址需要掩码（Mask）来实现。基于以上方法，可以将全球网络划分为有规律的、可灵活调整的子网，并在此基础上进行合理路由。同时，更小范围的子网划分也有利于网络管理。PS：PSTN网的电话号码=国家号区号本地号码，也是一种对网络的子网细化,IP子网规划基础,Page 77,IP地址组成,共32个bit长,子网掩码,共32个bit长,IP地址同掩码进行“与”运算的结果便是子网地址例如：IP 10.77.4.166 掩码 255.255.254.0二者“与”运算的结果为10.77.4.0,也就是子网地址为10.77.4.0子网内的广播地址是10.77.5.255。10.77.4.110.77.5.254的全部主机都属于该网段，共510个。如何计算出来？,IP地址的格式,数据特性基础知识,Page 78,子网掩码的出现使得此种分类的意义弱化,地址分类,特殊地址,广播地址：主机地址部分全1的地址环回地址：127.X.X.X，如127.0.0.1表示本机地址，提供软件测试用私有地址：10.0.0.0/8 172.16.0.0/12 192.168.0.0/16思考：私有地址的意义和用途,IP地址的定义,数据特性基础知识,Page 79,IP报文的格式,数据特性基础知识,Page 80,数据特性基础知识,路由的意义为网络中的报文选择合适的路径进行传送直到目的主机广播技术也属于广义的路由技术，但仅适合LAN使用路由的实现网络层设备维护着一张路由表，路由表的内容为目的IP网段和端口的对应关系，并按照这种对应关系将IP报文进行转发。路由的分类静态路由管理员手工配置的具有明确指向关系的路由动态路由由路由协议生成的路由缺省路由管理员手工配置的或由路由协议生成的默认路由,IP路由技术,
