数通技术的应用

   　“数通”不是数字通信。数字通信是用数字信号作为载体来传输消息，或用数字信号对载波进行数字调制后再传输的通信方式。它可传输电报、数字数据等数字信号，也可传输经过数字化处理的语声和图像等模拟信号。
　　我们常讲的数通是数据通信，即通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。传输信道将数据终端与计算机联结起来，而使不同地点的数据终端实现软、硬件和信息资源的共享。
 

数据通信的基本概念
信息、数据和信号

 数据通信系统

 

 

数据通信系统的性能指标
数据传输速率（传码速率、传信速率）
传码速率：又称为调制速率、波特率，记作 NBd，是指在数据通信系统中，每秒钟传输信号码元的个数，单位是波特（Baud）。

传信速率：又称为比特率，记作Rb，是指在数据通信系统中，每秒钟传输二进制码元的个数，单位是比特/秒（bit/s，或 kbit/s 或 Mbit/s）。
千比每秒，即 kb/s （103 b/s）
兆比每秒，即 Mb/s（106 b/s）
吉比每秒，即 Gb/s（109 b/s）
太比每秒，即 Tb/s（1012 b/s）
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以太网帧
以太网根据IEEE802.3标准管理和控制数据帧

局域网：IEEE802

广域网：以太网、ppp、HDIC

网络通讯协议：TCP\IP

最小字节64

D.MAC 目的地址 为 前24bit由国际组织分配

S.MAC 源地址 为 后24bit由厂商分配

广播的MAC地址全F

单播：一对一（48bit中第8个bit位一定为0）

组播：一对多（48bit中第8个bit位一定为1）

数据封装

数据进入应用层 pdu

pdu进入传输层 数据段

数据段进入网络层 数据包

数据包进入到数据链路层 数据帧 字节为单位

数据帧进入物理层 比特流 010101形式 bit

数据帧的发送和接收：

1.发送：数据帧转换为比特流，发送到传输介质中

2.接收：比特流转换回数据帧，在数据链路层中校验帧头和帧尾，帧头内部的D.mac(目的地址)和接收端匹配时，再校验帧头和帧尾，校验无误后，将其拆除，并将数据包上传到网络层。

ICMP
控制消息协议

ICMP协议是用来在网络设备间传递各种差错和控制消息，它对于收集各种网络信息、诊断和排除各种网络故障巨友直观重要的作用。

ICMP用于控制、差错、查询

ICMP重定向：PC已经配置好默认网关，网关发现某个网段对产生次优路径，网关发送ICMP重定向，指明一条最优路径，只要在经该网段发送数据，就会选择网关所描述的最优路径。

ICMP的差错检测：请求，回应
当我们收到目的不可达的情况下，我们可以查看ICMP保温头部的TYPE和CODE字段，相对应的，从而确定不可达的原因。

ICMP的2个应用：ping 和 tracert
ping：检测网络是否通信正常
tracert：路径跟踪，TTL默认发出的第一个包中的TTL字段为1，利用TTL值没经过一个路由器-1的特点来获取通信过程种所经过的每一个IP地址池。

传输层协议
定义端与端的连通性
TCP是可靠的传输服务
UDP不可靠的传输服务
传输层缩特有的源目的端口号，搭配上网络层的源目的IP地址，协议类型（五元组）
数据的唯一性

 

 三次握手

1.发送端发送连接请求
2.接收端接收到请求后并回复syn+ack，同意连接的确认
3.发送端发送ack，表示接收到接收端的同意链接的确认

封装
1.初始数据经过应用层打上对应的参数，变为pdu（数据载荷）
2.pdu经过传输层，打上对应的报头，变为数据段
3.数据段经过网络层打上对应的网络层的报文，变为了数据包
4.数据包经过数据链路层，打上对应的帧头帧尾，变为了数据帧
5.数据帧经过物理层，将数据帧从字节转换为BIT的形式传输出去

中转
1.物理层接收到BIt流后，将其转发给数据链路层
2.数据链路层将BIT流转换回Byte形式的数据帧，核对帧头的MAC地址信息，确认无误后，在比较帧尾的校验和，确认无误后，拆除帧头和帧尾，数据帧变为数据包。
3.网络层接收到数据包后，比较网络层报头的IP地址，与自身信息不符，将报文封装回去后，数据包发送回数据链路层。
4.封装标题的4
5.封装标题的5

解封装
1.中转的1，2
2.网络层接收到数据包后，比较网络层报头的IP地址，与自身信息符合，拆除网络层的报头，数据包变为数据段
3.数据段发送到传输层比较对应的TCP/UDP的头部信息，与自身信息相符，拆除传输层的报头，数据段变为PDU。

NAT网络地址转换技术
私有地址无法和公网地址进行通信，所以私有地址可以重复使用，减少IPV4地址的使用
NAT的作用：将私有地址转换成公网地址，使其可以和公网通信，从而起到减少IPV4地址使用的作用

网络地址转换技术NAT（Network Address Translation）主要用于实现位于内网的主机访问外网的功能，当内网的主机需要访问外网时，通过NAt技术可以将其私网地址转换为公网地址，并且多个私网用户可以共用一个公网地址，这样即可保证网络互通，又节省了公网地址。

静态NAT：一对一，一个私有地址转换成一个公网地址
动态NAT：多对多，多个私网地址转换成多个公网地址，不使用端口转换，只能一个私网转换成一个公网（可复用）
NAPT：多对多，大量私网地址转换成公有地址，可以实现多个私网地址转换转换为一个公网地址（通过端口转换）
Easy IP：多对一，大量私网地址转换成出接口的公网地址（通过端口转换）

TCP/IP
传输模型
OSI TCP/IP
应用层 应用层
表示层
会话层
传输层 传输层
网络层 网络层
数据链路层 网络接口层
物理层
以太网帧的帧结构：DMAC、SMAC、TYPE、数据包
IEEE802.3帧结构：DMAC、SMAC、Length、LLC、SNAP、Data、Fcs
MAC：为48bit=6B
前24位是国际组织分配给厂商的供应商之间前24bit不一样，后24bit为厂商自由分配的。
MAC的特点：全世界独一无二，通过MAC地址来标识设备

IP地址：网络位和主机位
子网掩码：划分网络位和主机位，为1就是网络位，为0就是主机位。
默认子网掩码：

可变长子网掩码：将一个网段通过子网掩码划分的改变，由1变多
无类域间路由：多个网段通过子网掩码的划分，由多边1
网管设备：实现不同网段之间的数据转发

传输层协议
TCP：可靠的传输协议（相对UDP来讲较慢）
UDP：不可靠的传输协议，速度快

TCP头部
TCP通常使用IP作为网络层协议，这时TCP数据段被封装在IP数据包内。
TCP数据段由TCP Header（头部）和TCP Data（数据）组成。TCP最多可以有60个字节的头部，如果没有Options字段，正常的长度是20字节。
TCP Header是由如上图标识的一些字段组成，这里列出几个常用字段。
16位源端口号：源主机的应用程序使用的端口号。
16位目的端口号：目的主机的应用程序使用的端口号。每个TCP头部都包含源和目的端的端口号，这两个值加上IP头部中的源IP地址和目的IP地址可以唯一确定一个TCP连接。
32位序列号：用于标识从发送端发出的不同的TCP数据段的序号。数据段在网络中传输时，它们的顺序可能会发生变化；接收端依据此序列号，便可按照正确的顺序重组数据。
32位确认序列号：用于标识接收端确认收到的数据段。确认序列号为成功收到的数据序列号加1。
4位头部长度：表示头部占32bit字的数目，它能表达的TCP头部最大长度为60字节。
16位窗口大小：表示接收端期望通过单次确认而收到的数据的大小。由于该字段为16位，所以窗口大小的最大值为65535字节，该机制通常用来进行流量控制。
16位校验和：校验整个TCP报文段，包括TCP头部和TCP数据。该值由发送端计算和记录并由接收端进行验证。

Source Port （源端口）：16位的源端口
Destination Port（目的端口）：16位的目的端口
Seq（Sequence Number序列号）：32位序列号，标识了此数据包的序列号
Acknowledge Number（确认号）:32位确认号，在Ack置位的情况下才生效，用来对成功接收的数据做确认。确认序列号为成功收到的数据序列号加1
Header length ：4位头部长度，此字段的数值标识了整个头部的长度。
Resv（资源保留）
URG紧急指针有效标识，：1比特（表明其中有紧急数据，需尽快传送）URG=1时，会尽快传送出去（相当于高优先级的数据）
ACK（确认序号有效标识）：1比特，ACK=1时，确认号（Acknowledge Number）才有效，当ACK=0时，确认号无效。
PSH：1比特，接受数据后尽快提交至应用层（可与URG连用）
RST（重建连接标识）：1比特，RST=1时，代表连接出现严重问题，需要释放连接后重建连接。
SYN（同步序号标识）：1比特，用来建立一个连接（建立连接的报文）SYN=1，则是一个连接请求或连接接受的报文。
FIN（发端完成发送任务标识）：1比特，用来释放一个连接，FIN=1，标识此报文段的发送端数据已传输完成，请求断开连接Window（滑动窗口位）：16比特
Checksum（校验码）：16比特Urgent Pointer（紧急指针）：16比特，在urg置位的情况下才生效，表明紧急数据里有多少字节
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 IPRAN（Internet Protocol Radio Access Network）是指基于IP技术的无线接入网络，是当前移动通信重要基础网络。然而，随着技术的快速发展，IPRAN网络规模不断扩大，网络结构日趋复杂，运维网优愈发困难，网络的瘦身和结构智能优化遂成热点。

 

 

 

参考：https://blog.csdn.net/weixin_59383576/article/details/134465579?spm=1001.2101.3001.6650.3&utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2%7Edefault%7EYuanLiJiHua%7EPosition-3-134465579-blog-80936543.235%5Ev43%5Epc_blog_bottom_relevance_base2&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2%7Edefault%7EYuanLiJiHua%7EPosition-3-134465579-blog-80936543.235%5Ev43%5Epc_blog_bottom_relevance_base2&utm_relevant_index=6

https://blog.csdn.net/weixin_43734095/article/details/105510257

IPRAN：https://blog.csdn.net/qq_33162707/article/details/122481442

https://blog.csdn.net/weixin_46986927/article/details/126544203