计算机网络参考模型与5G协议

本文深入解析网络通信的基本原理,包括OSI七层模型与TCP/IP模型的对比,详细阐述了各层的功能与作用。同时,文章还介绍了4G与5G基站的架构差异,以及5G网络中CU、DU、AAU的功能划分,为读者提供了全面的网络通信与5G技术知识。

分层思想

  1. 复杂的流程分解成几个功能相对单一的子过程

  2. 整个过程更加清晰,复杂问题简单化

  3. 更容易发现问题并针对性的解决问题

       查询物理网卡:ipconfig/all
    

OSI七层参考模型

名称功能
应用层网络服务与最终用户的一个接口
表示层数据的表示、安全、压缩
会话层建立、管理、终止会话
传输层定义传输数据的协议端口号,以及流控和差错校验
网络层进行逻辑地址寻址,实现不同网络间路径选择
数据链路层建立逻辑连接,进行物理地址寻址,差错校验
物理层建立、维护、断开物理连接

端到端与点对点通信的区别

1.端对端是传输层端口通信
2.点对点是网络通信

OSI模型 VS TCP/IP模型

思科华为OSI模型
应用层应用层应用层、表示层、会话层
传输层传输层传输层
网络层网络层网络层
网络接口层网络链路层、物理层数据链路层、物理层
TCP/IP4TCP/IP5OSI 7层

TCP/IP协议族的组成

应用层HTTP、 FTP、 TFTP、 SMTP、 SNMP、 DNS
传输层TCP 、 UDP
网路层ICMP、 IGMP 、 IP、 RARP、 ARP
数据链路层 物理层由底层网络定义的协议 IEEE802.3局域网、IEEE802.11无线局域网

ARP工作原理

ARP指的是已知目标IP未知目标MAC地址时用。举例:若PC1发信息给PC2,但是只知道PC2的IP,未知PC2的MAC时就会通过ARP发送广播帧给交换机,交换机接收到广播帧时无条件做广播处理,此时连接到交换机上的所有主机都可以收到此广播帧,它们会比较自己的工作IP与目标IP是否一致,若不一致则丢弃处理,若一致则回复信息给发送方,在回包的过程中自然会加上自己的MAC与IP,当发送方接受此数据时,查看接受方的MAC与IP地址,把它们一起放入ARP缓存表

在Internet中转发数据包

有些网络实用程序可用来测试与目的设备的连通性

Ping实用程序测试源设备与目的设备之间的端对端连通性

tracetoute实用程序可追踪源设备与目的设备之间的路由。数据包在传输过程中每经一个路由成为一跳。

Traceroute显示沿途的每一跳,以及每一跳所花的时间。如果发生问题,便可利用所显示的时间以及数据包经过的路由来判断数据包是在何处丢失或延迟的。在Windows环境中,traceroute实用程序称为tracert。

数据封装过程,PDU数据单元以及设备与层的对应关系

名称数据封装单位对应设备
应用层上层数据消息/报文计算机
传输层TCP头部/上层数据数据段防火墙
网络层IP头部/TCP头部/上层数据数据包路由器
数据链路层MAC头部/LLC头部/IP头部/TCP头部/上层数据数据帧交换机
物理层二进制数据比特流网卡

4G

一个4G基站通常包括BBU(主要负责信号调制)、RRU(主要负责射频处理)、馈线(连接RRV和天线)、天线主要负责线缆上导行波和空气中空间波之间的转换。

基带处理单元BBU:完成信道解编码,基带信号的调制解调、协议处理等功能,同时需要提供与上层网元的接口功能
射频处理单元RRV:是天线系统和基带处理单元沟通的中间桥梁,接收信号时,RRV将天线传来的射频信号经滤波、低噪声放大转化成光信号、传输给BBV:发送信号时,RRV将从BBV传来的光信号与转成射频信号通过天线放大发送出去。
天线系统:主要进行信号的接收和发送,是基站设备与终端用户之间的信息能量转换器

5G

在5G网络中、接入网不再是由BBU、RRU、天线这些东西组成的、而被重构为CU、DU、和AAU这三个功能实体

CU:原BBU的非实时部分将分割出来重新定义为CU,负责处理非实时协议和服务。
AAU:BBU的部分物理层处理功能与原RRU及无源天线合并为AAU
DU:BBU的剩余功能重新定义为DU,负责处理物理层协议和实时服务
依据5G提出的标准,CU、DU、AAU可以采取分离或全设的方式,所以,会出现多种网络部署状态。
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