物联网概论 课件 第8、9章 互联网、物联网的接入和承载

《物联网概论（第3版）》第8章互联网第8章互联网8.1互联网体系结构8.2IP协议8.3互联网传输层协议8.4互联网应用层协议8.5移动互联网8.6互联网的发展与应用开发8.1互联网体系结构8.1.1TCP/IP协议模型8.1.2数据传输的封装关系8.1.1TCP/IP协议模型《物联网概论》-韩毅刚4背景特点模型5TCP/IP背景由美国国防部高级研究计划署(DARPA)开发分组交换网ARPANETInternet用之在TCP/IP协议研究时，并没有提出参考模型；1974年Kahn定义了最早的TCP/IP参考模型；目前网络层使用的版本是IPv4；IPv6（IPng）；6TCP/IP协议的特点开放的协议标准;独立于特定的计算机硬件与操作系统；独立于特定的网络硬件，可以运行在局域网、广域网，更适用于互连网中；统一的网络地址分配方案，使得整个TCP/IP设备在网中都具有唯一的地址；标准化的高层协议，可以提供多种可靠的用户服务。TCP/IP协议模型应用层传输层网络互联层网络接入层《物联网概论》-韩毅刚7TCP/IP协议模型《物联网概论》-韩毅刚89应用层支持用户应用应用层协议主要有：网络终端协议Telnet文件传输协议FTP简单邮件传输协议SMTP域名系统DNS简单网络管理协议SNMP超文本传输协议HTTP10传输层主要功能是在互连网中源主机与目的主机的对等实体间建立用于会话的端-端连接；传输控制协议TCP是一种可靠的面向连接协议；可靠的数据交付数据交付的有序性用户数据报协议UDP是一种不可靠的无连接协议11互联网层相当OSI

RM网络层的无连接网络服务；处理互连的路由选择、流控与拥塞问题；IP协议是无连接的、提供“尽力而为”服务的网络层协议。另：通信协议四种服务类型面向连接与确认服务；面向连接与不确认服务；无连接与确认服务；无连接与不确认服务；12网络接入层终端系统和网络之间的数据交换负责通过网络发送和接收IP数据报;允许主机连入网络时使用多种现成的与流行的协议，如局域网的Ethernet、令牌网、分组交换网的X.25、帧中继、ATM协议等;当一种物理网被用作传送IP数据包的通道时，就可以认为是这一层的内容;提供目的地址调用网络服务8.1.2数据传输的封装关系分层封装PDU《物联网概论》-韩毅刚13PDU协议数据单元ProtocolDataUnit控制信息+数据《物联网概论》-韩毅刚14封装各层协议PDU的封装关系《物联网概论》-韩毅刚158.2IP协议8.2.1IPv4协议8.2.2IPv6协议8.2.3ICMP协议8.2.4路由选择协议8.2.1IPv4协议《物联网概论》-韩毅刚17IPv4地址IPv4数据报18IP地址的分配由IANA负责统一分配互联网地址分配机构InternetAssignedNumbersAuthority2011年1月IPv4地址分配告罄有四个RIR亚太网络信息中心（APNIC）APNIC的总部设在日本东京大学我国申请IP地址要通过APNIC北美的ARIN欧洲的网络IP欧洲网络合作中心（RIPENCC）南美及加勒比海地区的（LACNIC）IPv4地址IPv4地址长度为32位，为互联网全局地址表示点分十进制地址采用x.x.x.x的格式来表示，每个x为8位，每个x的值为0～255（例如23）；组成网络部分和主机部分《计算机网络技术》-韩毅刚19IPv4地址的分类根据不同的取值范围，IPv4地址可以分为五类；IPv4地址中的前5位用于标识IPv4地址的类别：

A类地址的第一位为0；

B类地址的前两位为10；

C类地址的前三位为110；

D类地址的前四位为1110；

E类地址的前五位为11110；《计算机网络技术》-韩毅刚2021IPv4地址格式22IPv4地址–A类A类IPv4地址结构适用于有大量主机的大型网络以二进制0开始A类地址是从：～55；第一个字节为00000000被保留

01111111(127)被保留，用于loopback范围在1.x.x.x到126.x.x.x之间23IPv4地址–B类B类IPv4地址适用于一些国际性大公司与政府机构等中等大小的组织使用。以二进制10开始B类IPv4地址是从：～55；共有214=16,384个B类地址第二个字节也是网络地址的一部分24IPv4地址–C类C类IPv4地址适于一些小公司与普通的研究机构以二进制110开始范围从192.x.x.x到223.x.x.x共有221=2,097,152个地址第二和第三个字节也是网络地址的一部分25IPv4地址–D类D类IPv4地址不标识网络;地址范围：～55用于其他特殊的用途，如组播地址；26IPv4地址–E类E类IPv4地址暂时保留；地址范围：～55；用于某些实验和将来使用。27IPv4地址-保留地址10.x.x.x172.16.x.x至172.31.x.x192.168.x.x。

子网掩码子网掩码指出哪些比特是主机部分，哪些是网络部分《计算机网络技术》-韩毅刚2829掩码运算二进制的IP地址与掩码按位进行“与”运算查看本机子网掩码ipconfig/all《计算机网络技术》-韩毅刚30子网掩码的作用子网掩码决定网络、子网、主机号的划分根据子网掩码判断目的主机是否在同一网络《计算机网络技术》-韩毅刚318.2.2IPv4协议协议格式路由《物联网概论》-韩毅刚32IPv4协议的特点无连接不可靠尽力而为《物联网概论》-韩毅刚33IPv4数据报格式《计算机网络技术》-韩毅刚3435首部字段(1)版本IPv4是4IPv6是6IHL互联网首部长度，即IP首部长度以32bit字为单位包括选项36首部字段(2)服务类型前6位：区分服务后2位：显式拥塞通知ECT和CEECN-CapableTransport(ECT)CongestionExperienced(CE)路由器和端点之间总长度数据报的总长度，以字节为单位IP数据报最大64k字节37首部字段(3)标识符序号连同源地址、目的地址和用户协议唯一地识别数据报标志3位，只用了2位后续比特“不分片”比特分片偏移量以8字节为单位即，除最后一个分片，所有分片数据字段长度是8字节的整数倍38首部字段(4)生存期TTL规定：秒。实际：跳数协议指出目的系统中接收数据字段的上层协议TCP为6，UDP为17（0x11）39首部字段(5)首部检验和在每个路由器上进行验证以及重新计算首部所有16比特字的16比特二进制反码加法为方便计算，初始值设置为0校验范围：不校验数据字段41首部检验和unsignedshortchecksum(unsignedshort*buffer,intsize)

{

unsignedlongcksum=0;

while(size>0)//各位求和

{

cksum+=*buffer++;

size-=sizeof(unsignedshort);

}

if(size)//奇数字节

cksum+=*(unsignedchar*)buffer;

cksum=(cksum>>16)+(cksum&0xffff);//循环进位。

cksum+=(cksum>>16);

return(unsignedshort)(~cksum);//再求补，~是按位求补，即取反

}42首部字段(6)源地址目的地址43选项提供扩展能力，便于为后续版本引进新信息。选项格式：选项类型，一个字节长度，一个字节。可有可无数据，若干字节已经定义了五种选项，但是并不是所有的路由器都支持全部五种选项44IP首部选项安全性说明信息的安全程度。实际上，所有路由器都忽略此选项。源路由

Strictsourcerouting(严格源路由)将从源到目的地的完整路径上所有的IP地址都记录下来。数据报必须严格地按照这条路径传送。当路由器崩溃时，该字段可用于发送紧急分组或测量时间。Loosesourcerouting(松散源路由)同样是一系列的IP地址，但只要求该数据报按照指定次序遍历所列的路由器，不是一条严格路径，可以穿越其它路由器。45IP首部选项流标识为不稳定的间歇性通行量提供特殊处理如话音路由记录将该数据报穿越的路由器的IP地址加到选项字段但现在已经不够用了。时间戳在记录路由的同时还记录一个32位的时间标记用于路由算法的纠错精确到毫秒46选项字段填充确保数据报的首部是32比特的倍数每种选项的总长度为4字节的倍数，不够则填充，最长40字节47IPv4数据报的路由和封装IPv4数据报在各个物理网络中需要重新封装路由表<目的IP地址，下一跳路由器的IP地址，标志>手工设置路由协议《物联网概论》-韩毅刚488.2.2IPv6协议1.IPv6地址2.IPv6分组格式3.IPv6扩展首部《物联网概论》-韩毅刚491.IPv6地址长度为128位为节点的每个接口设置，不为节点而设置节点包括主机和路由器一个接口可能具有多个唯一的单播地址同一接口使用多个服务提供商《计算机网络技术》-韩毅刚5051IPv6地址的表示形式（1）优先选用X:X:X:X:X:X:X:XX是2字节的十六进制值如，FEDC:BA98:7654:4210:FEDC:BA98:7654:3210如，2001:0:0:0:0:8:800:201C:417A52IPv6地址的表示形式（2）用“::”符号简化多个0位的16位组在一个地址中仅能出现一次FF01:0:0:0:0:0:0:101表示为FF01::1010:0:0:0:0:0:0:1表示为::10:0:0:0:0:0:0:0（未指定地址）表示为::53IPv6地址的表示形式（3）X:X:X:X:X:X:D.D.D.D嵌入IPv4地址的IPv6地址如0:0:0:0:0:FFFF:23::FFFF:23IPv6地址/前缀长度前缀长度是组成前缀的十进制值，说明地址最左边的连续的地址位的长度例如，60位长的前缀12AB00000000CD3(十六进制)可用下面的合法格式来表示：12AB:0000:0000:CD30:0000:0000:0000:0000/6012AB::CD30:0:0:0:0/6012AB:0:0:CD30::/6054IPv6地址类型三种地址类型单播组播任播55IPv6地址类型单播单个接口组播一组接口发送到这个地址标识出的所有接口上任播一组接口(通常分属于不同的节点)发送到某一个接口上最近的IPv6地址分配无状态地址自动配置利用邻居发现机制获得链路本地地址路由器前缀+链路地址标识EUI64转换算法状态地址自动配置DHCPv6服务器《计算机网络技术》-韩毅刚562.IPv6分组格式《物联网概论》-韩毅刚5758IPv6首部(1)版本6通信量类别以识别通信量类别或不同优先级的分组仍处于发展中见RFC2460流标签一个流就是共享相同属性的分组序列有效载荷长度包括所有扩展首部再加上运输层协议数据单元的长度59IPv6首部(2)下一首部标识了首部类型扩展首部或者高层的首部跳数限制源地址目的地址

3.IPv6扩展首部减轻路由器负担定义了6种扩展首部长度可变《物联网概论》-韩毅刚6061扩展首部逐跳选项首部每个路由器都要处理选项信息路由选择首部类似于v4源选路的扩展路由选择分片首部鉴别首部分组完整性及其认证封装安全有效载荷首部提供加密手段目的地选项首部由目的节点检查的可选信息62IP分组举例IPv6协议头部下一协议头部=TCPTCP协议头部+数据IPv6协议头部下一协议头部=路由选择路由选项头部下一协议头部=TCPTCP协议头部+数据IPv6协议头部下一协议头部=路由选择路由选项头部下一头部协议=分段分段选项头部下一协议头部=TCP分段TCP协议头部+数据63IPv6扩展头部格式64逐跳选项首部格式下一首部首部扩展长度该首部的长度，64比特为单位，不包括第一个64比特选项每个选项由三个子字段组成选项类型最高2位指明无效类型时的动作00忽略该选项01丢弃分组10丢弃分组，发ICMP11丢弃分组，非组播地址时才会发ICMP长度该选项的数据字段长度选项数据65逐跳选项类型填充1用于向首部选项区域中插入1字节的填充填充N用于向首部选项区域中插入N(2)字节的填充确保首部的长度是8字节的整数倍特大有效载荷大于216=65,535字节，可达232=4G字节另设一个数据长度字段，32位这时，IPv6头部的载荷长度必须设为0路由器警戒通知路由器处理控制数据如支持RSPV66分片首部只有源点能够执行数据的分片处理路由器没有分片的权利节点执行路径发现算法了解沿途所有子网络的最小MTU根据了解的最小MTU，源节点执行分片处理否则，源点必须将所有分组限制在1280字节之内子网络必须支持的最小MTU是1280字节67分片首部字段格式下一首部保留数据报片偏移量保留M标志标识符0291631比特

下一首部片偏移8标识符保留保留M68路由选择首部格式分组在发往终点的途中需要经过的一个或者多个中间节点的列表下一首部首部扩展长度路由选择类型剩余路段例如，还需要访问的中间节点的个数69目的地选项首部格式首部的格式与逐跳选项首部相同只由目的节点检查该选项IPv6首部封装IP首部、扩展首部与上层协议

《物联网概论》-韩毅刚7071头部、扩展头部及其顺序0.IPv6头部1.逐跳选项2.路由选项3.分片选项4.目的地址选项5.认证6.封装安全载荷7.上层协议（如TCP，UDP）RFC1883RFC1827RFC182972具有所有扩展头部的IPv6分组Octets:40VariableVariableVariableVariableVariableVariable820(optionalvariablepart)=NextheaderfieldIPv6headerHop-by-hopoptionsheaderRoutingheaderFragmentheaderAuthenticationheaderEncapsecuritypayloadheaderTCPheaderApplicationdata

Destinationoptionsheader8.2.3ICMP协议1.ICMP协议2.邻居发现协议3.组播侦听发现协议《物联网概论》-韩毅刚73ICMPICMPv4ICMPv6《物联网概论》-韩毅刚7475ICMP网际控制报文协议RFC792ICMP是TCP/IP的强制协议由路由器或目的主机发出ICMP提供通信环境的反馈信息例如，生存期期限到了用IP数据报封装不可靠ICMP的报文格式封装《计算机网络技术》-韩毅刚7677ICMP消息格式type用于指明消息的类型共定义了15种消息（见后）code有些消息还要用code来进一步说明；checksum对ICMP消息进行校验。范围：整个CMP报文。typecodechecksum(contentsdependsontypeandcode)78ICMPv4报文类型79ICMPv6报文类型2.邻居发现协议NDNeighborDiscoveryRFC4861是指用一组ICMPv6信息报文，来确定相邻节点之间关系的过程《物联网概论》-韩毅刚80邻居发现协议的5种报文类型路由器请求报文路由器公告报文邻节点请求报文邻节点公告报文重定向报文《物联网概论》-韩毅刚813.组播侦听发现协议MLDMulticastListenerDiscovery基于IGMPv2《物联网概论》-韩毅刚82MLD的3种报文类型组播侦听查询组播侦听报告组播侦听完成《物联网概论》-韩毅刚838.2.4路由选择协议内部路由协议OSPF外部路由协议BGP《物联网概论》-韩毅刚848.3互联网传输层协议8.3.1UDP协议8.3.2TCP协议进程到进程的数据传递进程端口套接字《物联网概论》-韩毅刚86进程程序静态概念在时间上按照严格次序执行的操作序列进程动态概念是一个程序对某个数据集的执行过程《物联网概论》-韩毅刚8788端口标识应用程序的进程进程号PID标识端口端口类型公认端口：0~1023注册端口：1024~49151动态和/或私有端口49152~65535《物联网概论》-韩毅刚89查看端口natstat–antelnet25telnet23telnet110《计算机网络技术》-韩毅刚9091熟知的TCP端口92套接字套接字的不同实现IP地址+端口号主机名+端口号一条TCP连接是由发送方套接字和接收方套接字来唯一标识的即TCP连接用四元组来唯一标识<源端IP地址、源端口号、目的IP地址、目的端口号>93套接字Socket是TCP/IP网络的API通过Socket可以实现进程之间的通信它定义了一系列的接口函数Socket调用功能含义socket建立一个Socketbind为建立的Socket建立一个标识listen在一个Sokcet上监听外来的连接请求accept接受Socket上到来的连接connect在一个Socket上建立连接shut_down关闭连接send在一条连接上发送数据receive在一条连接上接受数据select检查一组Socket是否有数据或异常8.3.1UDP协议用户数据报协议UserDatagramProtocolRFC768《物联网概论》-韩毅刚9495UDP的特点为应用层的程序提供无连接服务不可靠的可能出现交付和重复的差错不确认，不排序应用程序要承担可靠性方面的全部工作代价很小运行效率高，实现简单例如.网络管理96UDP的使用场合举例内部的数据采集向外的数据分发请求-响应实时应用熟知端口端口号对应协议解释53DNS域名服务69TFTP简单文件传输协议161SNMP简单网络管理协议162SNMP-TRAP简单网络管理协议陷阱520RIPRIP路由协议《计算机网络技术》-韩毅刚9798常用应用程序的熟知端口根据TCP和UDP的特点，不同应用程序使用不同的运输层UDP首部《计算机网络技术》-韩毅刚99100UDP数据报格式长度：整个报文校验和：整个报文段+IP伪首部出错丢弃，再无行动该字段可选，不使用时置08.3.2TCP协议连接控制差错控制流量控制拥塞控制《物联网概论》-韩毅刚101连接控制TCP连接的建立TCP连接的终止《物联网概论》-韩毅刚102TCP连接的建立一对端口之间仅有一条连接由套接字惟一标识但一个端口可以连接到多个目的端口三次握手《计算机网络技术》-韩毅刚103104三次握手1.连接请求SYN标志置位序号字段=初始序号（SN=i）2.连接响应SYN，SN=j，AN=X+i3.对响应的确认，并开始传输SN=i+1，AN=j+1TCP连接建立的实例telnet《计算机网络技术》-韩毅刚105106TCP为什么不使用二次握手不可靠网络使用二次握手存在问题:SYN重复SYN滞后数据报滞后107二次握手——SYN重复A发出SYN，B应答SYNSYN丢失，通过重传处理会导致重复的SYNs一旦连接，忽视掉重复的SYN108二次握手——滞后的SYN二次握手会造成半连接或误连接SYNi废SYNi到达；B响应；SYNkSYNjSNk+1B丢弃重复SYN；因为乱序B拒收段现在两边认为合法连接已存在解决办法：每一边都显式确认对方的SYN和序号ABA发起SYN；109二次握手滞后的数据段110连接建立的措施每个新连接以不同序号开始，且这个序号远离上一次连接使用的最后一个序号采用SYNi在ACK中包含发送序号i三次握手明确确认对方的SYN及其序号三次握手中收到旧的确认发送序号i和确认序号p相差较远《计算机网络技术》-韩毅刚111TCP连接的终止每个TCP用户必须发出CLOSE原语运输实体将FIN置位三次握手或四次握手《计算机网络技术》-韩毅刚112113三次握手关闭连接发送一个FINi并接收一个ANi接收一个FINj并发送一个ANj等待的间隔时间长度为预计的报文段最大生存期的两倍114TCP的四次握手TCP关闭时响应方在FIN之前还有数据段发送所谓的四次握手过程实际情况115TCP连接终止实例telnetQuit命令退出116连接终止存在的问题后发先至FIN比最后的数据报文段先到达运输实体接受这个FIN关闭连接丢失最后的报文段解决方法：三次握手用一个序号与FIN关联接收运输实体等待FIN序号之前的所有报文段必须明确地确认对方的FIN报文段117不可靠网络服务之上连接释放三次握手方式释放连接FINA发FIN启动定时器B发FIN启动定时器FIN,ACK释放连接ACKA发ACK释放连接AB118FINA发FIN启动定时器B确认并发FIN启动定时器FIN，ACK释放连接ACKA发ACK（超时）释放连接AB三次握手释放对确认丢失的处理119FINA发FIN启动定时器B发FIN启动定时器FIN释放连接ACKA发ACK释放连接A重发FIN启动定时器FINB发FIN启动定时器FINAB三次握手释放对响应丢失的处理120FINA发FIN启动定时器B发FIN启动定时器FIN（N次超时）释放连接（超时）释放连接A重发FIN启动定时器FINAB三次握手释放响应确认均丢处理121崩溃恢复重新启动后，所有的状态信息都将丢失连接是半打开状态无故障的一方仍然认为处于连接状态使用一个放弃计时器来关闭这条连接运输实体等待对确认ACK的时间为(timeout)*(numberofretries)如果计时器超时，关闭连接并向用户发出通知故障方对接收到的每一个报文段i都会返回一个RSTi用户必须决定是否要重新连接数据丢失或者重复的问题差错控制超时重发序号累计确认《物联网概论》-韩毅刚122流量控制信用量机制窗口字段滑动窗口《物联网概论》-韩毅刚123拥塞控制慢启动算法拥塞避免算法《物联网概论》-韩毅刚1248.4互联网应用层协议8.4.1域名系统8.4.2HTTP协议8.4.3CoAP协议8.4.4SIP协议8.4.5SDP协议8.4.1域名系统《物联网概论》-韩毅刚1261.域名服务器2.域名解析流程DNS的组成要素域名空间（domainnamespace）树状结构的命名空间标识Internet中的资源域名数据库（DNSdatabase）用资源记录RR标记命名空间每一个结点与叶子，RR构成一个分布式数据库域名服务器（DNSserver）服务器维护部分树状结构与相应的资源记录RR解析器（resolver）软件从域名服务器获取相应信息，对客户请求应答《计算机网络技术》-韩毅刚1271.域名服务器域名管理机构是ICANN主名字服务器辅名字服务器《物联网概论》-韩毅刚128全世界的根名字服务器/文件named.root目前13个《计算机网络技术》-韩毅刚129

2.域名解析流程查询类型解析流程《物联网概论》-韩毅刚130查询类型递归查询域名服务器之间服务器沿域名树查询你给我查迭代查询客户和服务器服务器会返回一个域名服务器清单他可能知道《计算机网络技术》-韩毅刚131解析流程1）发送请求给本地DNS2）本地DNS查询高速缓存3）本地DNS查询根DNS根DNS返回一个主DNS4）本地DNS请求主DNS5）重复第4步，直到找到正确的记录。6）本地DNS将结果返回给客户《计算机网络技术》-韩毅刚1328.4.2HTTP协议超文本传输协议HyperText

TransferProtocol《物联网概论》-韩毅刚133HTTP通信模型C/S请求和响应《计算机网络技术》-韩毅刚134HTTP特点C/S无状态无状态协议指协议对于事物处理没有记忆能力区别于HTTP缓存不利于动态交互应用需要记住客户端状态文本协议内容协商服务器驱动：用户给出首选项，服务器作决定代理驱动：服务器给出首选项，客户作选择《计算机网络技术》-韩毅刚135HTTP报文HTTP通信中的基本单元结构化的字节序列文本《计算机网络技术》-韩毅刚136HTTP请求报文结构《物联网概论》-韩毅刚137HTTP响应报文结构《物联网概论》-韩毅刚138HTTP消息结构《物联网概论》-韩毅刚139GET操作使用GET方法读取图像《物联网概论》-韩毅刚1408.4.3CoAP协议受限应用协议ConstrainedApplicationProtocol《物联网概论》-韩毅刚141CoAP协议特点使用UDP配有可选择的可靠性措施轻量级的头部开销和解析复杂度支持网址和HTTP的内容类型简单的代理和缓存功能《物联网概论》-韩毅刚142CoAP互通CoAP与HTTP的协议转换《物联网概论》-韩毅刚143CoAP协议的4种报文类型证实非证实确认复位《物联网概论》-韩毅刚144简单CoAP交互过程《物联网概论》-韩毅刚1458.4.4SIP协议1.SIP协议的组成实体2.SIP消息类型《物联网概论》-韩毅刚1461.SIP协议的组成实体客户机SIP用户代理服务器有3种类型SIP注册服务器SIP代理服务器SIP重定向服务器《物联网概论》-韩毅刚147

2.SIP消息类型请求消息响应消息《物联网概论》-韩毅刚148SIP呼叫流程《物联网概论》-韩毅刚149SIP请求消息《物联网概论》-韩毅刚1508.4.5SDP协议会话描述协议SessionDescriptionProtocol《物联网概论》-韩毅刚151152SDP会话描述协议基于文本为会话通知、会话邀请和其它形式的多媒体会话初始化等提供多媒体会话描述SDP描述有两个目的一是告之某会话的存在二是给出参与该会话所必须的信息153SDPSDP传递多媒体会话的媒体流信息例如，多媒体会议通过会议公告机制将会议的地址、时间、媒体和建立等信息告之每个可能的参会者使用不同的适当的传输协议会话通知协议（SAP）会话初始协议（SIP）实时流协议（RTSP）

MIME扩展协议的电子邮件超文本传输协议（HTTP）154SDP描述的内容会话信息媒体信息时间信息155SDP会话信息会话名和目的；会话激活的时间区段；构成会话的媒体；接收这些媒体所需的信息；(地址、端口、格式等)会话所用的带宽信息(任选)；会话负责人的联系信息(任选)。

156SDP媒体信息媒体类型(视频、音频)；传送协议(RTP/UDP/IP.H.320等)；媒体格式(H.261视频、MPEG视频等)；媒体地址和端口；157SDP时间信息会话的时间和结束时间可有多组时间段，对于每个时间段，可以指定重复时间。158SDP格式文本格式<type>=<value><type>为单个区分大小写的字符<value>结构化文本串一般由多个字段组成字段之间由一个空格符隔开==号两侧不能有空白字符采用UTF-8编码中的ISO10646字符集159SDP格式—会话信息*表示可选项，严格按序排列v=（协议版本）

o=（所有者/创建者和会话标识符）

s=（会话名称）

i=*（会话信息）

u=*（URI描述）

e=*（Email地址）

p=*（电话号码）

c=*（连接信息―如果包含在所有媒体中，则不需要该字段）

b=*（带宽信息）

160SDP格式—时间信息t=（会话活动时间）

r=*（0或多次重复次数）z=*（时区调整）

k=*（加密密钥）

a=*（0个或多个会话属性行）

161SDP格式—媒体信息m=（媒体名称和传输地址）

i=*（媒体标题）

c=*（连接信息—如果包含在会话层则该字段可选）

b=*（带宽信息）

k=*（加密密钥）

a=*（0个或多个媒体属性行）

162SDP格式—举例v=0

o=Bob28908445262890842807INIP4

s=SDPSeminar

i=ASeminaronthesessiondescriptionprotocol

u=http://www.cs.ucl.ac.uk/staff/M.Handley/sdp.03.ps

e=mjh@(MarkHandley)

c=INIP42/127

t=28733974962873404696

a=recvonly

m=audio49170RTP/AVP0

m=video51372RTP/AVP31

m=application32416udpwb

a=orient:portrait163SDP格式—举例说明v=0版本号0o=Bob28908445262890842807INIP4起源字段格式：o=<username><sessionid><version><networktype><addresstype><address>Bob：会话的创建者2890844526：通常建议用网络时间协议(NTP)的时间戳以保证它的唯一性2890842807：通告版本号，建议用NTP，用来探测同一会话中的最新通告IN：表示InternetIP4：只支持IPv4和IPv6164SDP格式—举例说明s=SDPSeminar会话名称i=ASeminaronthesessiondescriptionprotocol会话信息u=http://www.cs.ucl.ac.uk/staff/M.Handley/sdp.03.psURI，额外信息e=mjh@(MarkHandley)EmailP是电话号码165SDP格式—举例说明c=INIP42/127连接信息格式：c=<networktype><addresstype><connectionaddress>2：接收会话的组播地址（可以是单播地址）127是生存时间TTL，组播地址要有TTL。t=28733974962873404696会话活动时间a=recvonly会话属性Recvonly表示媒体信道是“只收”信道166SDP格式—举例说明m=audio49170RTP/AVP0m=<media><port><transport><fmtlist>表示在49170端口接收语音只能处理G.711μ律编码（RTP负载类型为0）m=video51372RTP/AVP31RTP/AVP：使用的媒体传输协议31：支持H.261m=application32416udpwbwb:：WhiteBoard，指出格式类型a=orient:portraita=<属性>:<值>orient:portrait：指定白板在屏幕的位置中间位置，肖像，4/3长宽比的矩形。8.5移动互联网8.5.1移动互联网的组成8.5.2移动互联网的体系结构8.5.3移动互联网的服务质量8.5.4移动IP技术8.5.1移动互联网的组成《物联网概论》-韩毅刚168终端无线接入网核心网络互联网移动互联网的组成结构《物联网概论》-韩毅刚169移动互联网的发展移动互联网涉及的标准及其标准化组织《物联网概论》-韩毅刚1708.5.2移动互联网的体系结构电信运营商互联网公司终端公司《物联网概论》-韩毅刚171WWRFWWRF给出的移动互联网参考模型《物联网概论》-韩毅刚172MWIFMWIF给出的移动互联网参考模型《物联网概论》-韩毅刚173MITANOKIA给出的移动互联网参考模型MobileInternetTechnicalArchitecture《物联网概论》-韩毅刚1748.5.3移动互联网的服务质量1.QoS的概念2.IPQoS的实现方式3.移动互联网的QoS技术《物联网概论》-韩毅刚1751.QoS的概念ITU-TE.800对QoS的定义：决定用户对服务满意程度的业务性能的综合效果《物联网概论》-韩毅刚176QoS包含两层含义业务性能：对业务性能的保证应该是端到端的、连续的、可预测的、大于或等于预定值的。体现业务性能的关键网络层参数有：时延、抖动、丢包率业务差别：对不同类型和不同等级的业务应用提供不同等性能保证。177IPQoS概念模型Y.123.qos：给出了基于以太网的IP接入网络的QoS架构。规定了分层模型。Y.e2e.qos：给出了从IP网演进为NGN的一种端到端QoS架构，核心网应支持MPLSY.qosar：提供了分组网络支持QoS的框架，定义了基本QoS构建模块（如接入控制、拥塞反馈、计量和测量、策略及策略配置、队列和调度、资源预留、服务等级管理、费率表征、流量标识）。178IPQoS概念模型系统层分两部分179不同层的QoS用户层的主观感觉QoS例如用户认为应该达到的音频质量、图像质量、视频连续度、音/视同步程度等。业务应用QoS例如音频采样速率和采样比特数、像素分辨率和像素色调、视频帧速率、唇同步等。系统QoS在IP网络环境下，系统由网络设备和终端设备构成相应地，系统QoS又可细分为网络层QoS设备层QoS180不同层的QoS系统QoS，网络层QoS网络时延、网络抖动和分组丢失率设备QoS编解码器性能、所设置的抖动缓冲器性能等181ISO定义的QoS参数及定义参数含义吞吐量单位时间内在一个连接上传递的最大字节数传输延迟从数据传输请求开始到数据传输完成确认为止的时间间隔差错率数据单元错传、丢失或重传的概率建立连接延迟从请求建立连接开始到建立连接确认为止的时间间隔连接失败率/传输失败率建立连接失败的概率/传输失败的概率释放延迟从释放请求开始到释放确认为止的时间延迟释放失败率释放连接时失败的概率《物联网概论》-韩毅刚182

2.IPQoS的实现方式IPQoS分类集成服务区分服务《物联网概论》-韩毅刚183IPQoS分为6类Y.1541将网络QoS分为6类:第0和第1类可对应为抖动敏感实时业务，如IP语音；第2和第3类可对应为抖动不敏感事务数据业务，如信令传送；第4类可对应为仅要求低数据丢失率的批量数据业务或视频流业务；第5类则对应为传统的尽力而为的IP数据业务。184IPQoS分为6类IP分组丢失率（IPLR）对第0类、1类、2类、3类和4类QoS均规定为10-3；IP分组传送时延(IPTD)，对第0类要求为100ms，对第1类考虑实时话音要求为400ms，对第2类为100ms，第3类为400ms，第4类则放松到1s；IP分组时延变化(IPDV)对第0类和第1类都规定为50ms，其余类别均不规范IP分组差错率IPER。185网络QoS分为6类IP网络QoS分类与端到端性能指标(Y.1541)186集成服务IntServ资源预留类型RSVPResourceReservationProtocol《物联网概论》-韩毅刚187区分服务DiffServ优先等级化类型IPv6区分服务字段服务等级合约SLAServiceLevelAgreement《物联网概论》-韩毅刚188

3.移动互联网的QoS技术MRSVPRSVPwithMobileHosts移动主机资源预留协议DRSVPDynamicRSVP动态资源预留协议《物联网概论》-韩毅刚1898.5.4移动IP技术1.移动IP技术的术语概念2.移动IP的工作过程《物联网概论》-韩毅刚1901.移动IP技术的术语概念移动IPv4协议移动IPv6协议《物联网概论》-韩毅刚191移动IP技术的术语家乡网络和外地网络家乡地址和转交地址移动节点和家乡代理注册和绑定隧道、源路由和路由优化《物联网概论》-韩毅刚192

2.移动IP的工作过程家乡代理注册绑定管理三角路由家乡代理发现《物联网概论》-韩毅刚1938.6互联网的发展与应用开发8.6.1多屏互动8.6.2Web的发展趋势8.6.3“互联网+”及其应用开发194《物联网概论》-韩毅刚8.6.1多屏互动三屏互动电视电脑手机《物联网概论》-韩毅刚195多屏互动三种模式内容分享模式屏幕分享模式远程控制模式《物联网概论》-韩毅刚196多屏互动技术体系DLNAMiracastAirPlay闪联《物联网概论》-韩毅刚1978.6.2Web的发展趋势Web1.0Web2.0Web3.0《物联网概论》-韩毅刚1988.6.3“互联网+”及其应用开发互联网+各个传统行业互联网+餐饮开发实例《物联网概论》-韩毅刚199互联网+餐饮开发实例1.订餐系统架构2.订餐系统的数据传输3.客户端的具体开发步骤4.服务端的具体开发步骤《物联网概论》-韩毅刚200总结互联网TCP/IP协议栈移动互联网《物联网概论（第3版）》第9章物联网的接入和承载第9章物联网的接入和承载9.1有线接入技术9.2短距离无线IP接入技术9.3基于移动通信网络的接入9.4核心通信网络9.5物联网数据传输的设计开发物联网的承载网络互联网电信网行业专网《物联网概论》-韩毅刚204物联网接入方式利用各种无线IP接入技术无缝接入互联网利用各种有线接入技术接入互联网传感器网络通过网关接入互联网物联网中的设备节点直接接入公共移动通信网络或行业专网《物联网概论》-韩毅刚205通信网络种类接入网络移动通信网络核心传输网络核心交换网络互联网《物联网概论》-韩毅刚206通信网络之间的关系物联网传输层中的通信网络《物联网概论》-韩毅刚2079.1有线接入技术9.1.1以太网接入9.1.2铜线接入9.1.3光纤接入9.1.4HFC接入9.1.5电力线接入9.1.1以太网接入《物联网概论》-韩毅刚209IEEE802参考模型物理层媒介访问控制（MAC）层

逻辑链路控制（LLC）层

以太网体系结构物理层RJ-454对双绞线媒介访问控制层MACCSMA/CD《物联网概论》-韩毅刚210以太网的组网方式以太网接入《物联网概论》-韩毅刚211交换式以太网和共享式以太网带宽独享/共享212以太网MAC帧与802.3的不同：长度变类型无填充213以太网标准命名方法<数据率><信号方式><最大网段长度><数据率><BASE>-<abc>a表示物理媒介类型或距离。T表示双绞线，F表示光纤，K为背板，C为铜缆S为短距离光纤，L为长距离光纤，E为甚长距离光纤b表示信号编码方案R表示64B/66B的物理层编码方案。c表示通路数或波长数一般情况下c为1、4或10，为1时通常省略。214215以太网典型组网配置以太网交换机的类型直通式存储转发式2169.1.2铜线接入xDSL接入技术非对称用户线ADSL高比特率数字线（HDSL）甚高速数字用户线（VDSL）非对称数字用户线（ADSL）速率自适应数字用户线（RADSL）等。《物联网概论》-韩毅刚217218ADSL技术ADSL是在无中继的用户环路网上使用负载电话线提供高速数字接入的传输技术“非对称”是指非双向平均传输高速信号，即上行信息传输速率和下行速率不一样采用FDM（频分复用）与DMT（离散多音频技术）传送电话和数据业务。其中低频部分提供普通电话业务（POTS）信道219ADSL频谱划分ADSL将用户的双绞线频谱分成3部分：低频部分、上行信道和下行信道220ADSL技术通过无源滤波器使电话信道与数字信道分开数字信道分为一个640kb/s～1Mb/s的中速上行数字传输通道（占据10～50kHz的频带，主要用于传送控制信息，如VOD中的节目选择、快进和快退等）一个速率为1.5～9Mb/s的高速下行数字传输通道（占据50kHz以上的频带）由于采用FDM，因此这三个信息通道可同时工作于一对电话线221ADSL技术ADSL接入网按照传输的数据格式可以分为基于分组的和基于ATM的接入网如果是基于分组的方式，接入节点（AccessNode）连接IP路由器如果是基于ATM的方式，则接入节点连接ATM主干网交换机，这种传输方式被称为“ATMoverADSL”222ADSL接入网一般结构示意图

ADSL接入网一般结构示意图9.1.3光纤接入光纤到小区（FTTC）、光纤到办公楼（FTTB）、光纤到户（FTTH）、光纤到办公室（FTTO）、光纤到远端模块局（FTTR《物联网概论》-韩毅刚223光接入网OAN的定义共享同一网络侧接口且由光接入传输系统支持的一系列接入链路光接入网其实可以理解为把程控交换机出局的电传输改为光传输扩大程控交换机的覆盖范围。《计算机网络技术》-韩毅刚224光纤接入分类有源光网络AON无源光网络PON《物联网概论》-韩毅刚225FTTH接入的网络结构ONU在用户侧《物联网概论》-韩毅刚2269.1.4HFC接入光纤同轴电缆混合接入同轴电缆带宽高达1GHz《物联网概论》-韩毅刚227HFC原理在HFC接入中，以频分复用方式把电话、低速数据、宽带数字视频（VOD）、宽带模拟电视（CATV）综合在一起，调制到光纤和同轴系统中进行传输馈线系统用光纤，以频分方式复用；配线系统用同轴电缆，构成树型拓扑结构《计算机网络技术》-韩毅刚228HFC的传输结构前端传输线路用户端《计算机网络技术》-韩毅刚229230HFC网络结构图HDT（主机数字终端）9.1.5电力线接入电力线接入PLCPowerLineCommunication数据传输速率在2～200Mbit/s《物联网概论》-韩毅刚231电力线接入设备用户端需要配置PLC调制解调器ISP需要配置局端设备《物联网概论》-韩毅刚2329.2短距离无线IP接入技术9.1.1Wi-Fi9.1.2蓝牙9.1.3UWB技术IEEE无线传输技术协议标准Wi-Fi（IEEE802.11）蓝牙（IEEE802.15.1）UWB（IEEE802.15.3a）ZigBee（IEEE802.15.4）WiMAX（IEEE802.16）MBWA（IEEE802.20）《物联网概论》-韩毅刚234ITU-T无线IP接入技术标准GPRSCDMA1X3G4G《物联网概论》-韩毅刚2359.2.1Wi-Fi《物联网概论》-韩毅刚2361．Adhoc组网模式2．AP组网模式Wi-Fi核心技术EEE802.11aEEE802.11bEEE802.11gEEE802.11n《物联网概论》-韩毅刚237WLAN标准IEEE802.11标准1997年发布，1999年补充802.11a和802.11b2.4GHz速率为2Mbit/sIEEE802.11a5GHz最高速率为54Mbit/sIEEE802.11b2.4GHz5.5Mbit/s和11Mbit/s238WLAN标准IEEE802.11g2003年兼容802.11b速率为54

Mbit/sIEEE802.11n2009年发布兼容802.11a/b/g2.4GHz或5GHz4×4MIMO20MHz标准带宽时，最高速率为300Mbit/s40MHz带宽时，速率为600Mbit/s239802.11协议栈802.11协议栈LLCMACPLCP物理层汇聚协议（PLCP）提供物理层SAP将MAC帧映射成媒介能够传输的格式PMD调制/解调；编码/解码1．Adhoc组网模式Wi-Fi的Adhoc组网模式《物联网概论》-韩毅刚2422．AP组网模式AP无线接入点扩展服务集ExtendedServiceSetESS《物联网概论》-韩毅刚243无线局域网的接入实例无线局域网的接入方式《物联网概论》-韩毅刚2449.2.2蓝牙1.蓝牙协议2.蓝牙组网技术《物联网概论》-韩毅刚245蓝牙性能指标工作频段为2.4～2.4835GHz距离为10~100m速率一般为1Mbit/s蓝牙4.0核心规范2010年7月推出速率达到24Mbit/s《物联网概论》-韩毅刚2461.蓝牙协议底层中间层应用层《物联网概论》-韩毅刚247蓝牙协议栈《物联网概论》-韩毅刚2482.蓝牙组网技术微微网piconetPC对PC组网方式PC对蓝牙接入点《物联网概论》-韩毅刚249蓝牙PC对PC组网《物联网概论》-韩毅刚250蓝牙接入点网络结构示意图蓝牙网关设备《物联网概论》-韩毅刚2519.2.3UWB技术超宽带UWBUltraWide-Band无线个域网WPAN《物联网概论》-韩毅刚252无线通信技术种类窄带宽带超宽带《物联网概论》-韩毅刚253UWB协议分层模型WiMedia联盟《物联网概论》-韩毅刚254

9.3移动通信网络9.3.1移动通信网的组成结构9.3.2第二代移动通信网络2G9.3.3第三代移动通信网络3G9.3.4第四代移动通信网络4G9.3.5第五代移动通信网络5G移动通信网络第一代移动通信网络模拟通信网络，已被淘汰第二代移动通信网络2G网络，有GSM和CDMA两种制式采用电路交换技术第三移动通信网络，3G第四代移动通信网络，4G网络第五代移动通信网络，5G网络《物联网概论》-韩毅刚2569.3.1移动通信网的组成结构移动台基站系统交换系统运维中心《物联网概论》-韩毅刚2579.3.2第二代移动通信网络2G《物联网概论》-韩毅刚2581.GSM体系结构2.GSM接口3.GSM的无线传输 9.3.2第二代移动通信网络2G《物联网概论》-韩毅刚259GSMCDMA1.GSM体系结构全球移动通信系统GSMGlobalSystemforMobileCommunications《物联网概论》-韩毅刚260GSM组成基站子系统BSSBaseStationSubsystem移动台MS网络子系统NSSNetworkandSwitchingSubsystem操作子系统OSSOperationsubsystem《物联网概论》-韩毅刚261GSM体系结构《物联网概论》-韩毅刚262

2.GSM接口A接口Abis接口Um接口NSS系统内部的许多其它接口《物联网概论》-韩毅刚263

3.GSM的无线传输频分双工时分多址逻辑信道业务信道控制信道《物联网概论》-韩毅刚2642.5GGPRSCDMA1x《物联网概论》-韩毅刚265GPRS通用分组无线服务技术GPRSGeneralPacketRadioService分组交换技术115.2Kbit/s《物联网概论》-韩毅刚266GPRS的组网结构基于GSM《物联网概论》-韩毅刚267CDMA1xCDMA2000的第一阶段又称为CDMA20001X《物联网概论》-韩毅刚268CDMA1X网络结构基于CDMA《物联网概论》-韩毅刚2699.3.3第三代移动通信网络3G1.W-CDMA2.CDMA20003.TD-SCDMA4.3.5G 5.3.9G《物联网概论》-韩毅刚2703G标准W-CDMATD-SCDMACDMA2000WiMAX《物联网概论》-韩毅刚2711.W-CDMA3GPP四个版本R99R4R5R6《物联网概论》-韩毅刚272W-CDMA系统组成核心网CN无线接入网络UTRANUMTS陆地无线接入网终端用户设备UE《物联网概论》-韩毅刚273W-CDMA系统总体结构《物联网概论》-韩毅刚274

2.CDMA20003GPP2组织演进的途径CDMAOneCDMA20001xCDMA20003xCDMA20001xEV。《物联网概论》-韩毅刚275

3.TD-SCDMA3GPP的R4版本多址接入方式相结合FDMATDMACDMA《物联网概论》-韩毅刚276

4.3.5G高速分组接入HighSpeedUplinkPacketAccessHSPA技术高速下行分组接入技术HSDPA高速上行分组接入技术HSUPA《物联网概论》-韩毅刚277

5.3.9GLTELongTermEvolution长期演进核心技术OFDM/FDMA“准4G”技术《物联网概论》-韩毅刚278LTE的演进各种3G制式演进到LTE的过程《物联网概论》-韩毅刚2799.4.3第四代移动通信网络4G数据传输速度固定状态1Gbps移动状态100Mbps《物联网概论》-韩毅刚2804G标准LTE-AdvancedWiMAXIEEE802.16m《物联网概论》-韩毅刚2814G关键技术正交频分复用OFDM多输入多输出MIMO软件无线电技术《物联网概论》-韩毅刚282LTE网络结构《物联网概论》-韩毅刚283WiMAX微波存取全球互通WiMAXWorldwideInteroperabilityforMicr