第1章現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)技術概述

1、第一章 現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)概述1.1 現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)結構1.2 公用網(wǎng)絡1.3 局域網(wǎng)網(wǎng)絡1.4 接入網(wǎng)1.5 家庭網(wǎng)1.1 現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)結構Cisco 2501Cisco 2501CISCO 2500系列系列uCISCO 2501: 1個個Ethernet, 2串口串口 uCISCO 2502: 1個個TOKEN RING, 2串口串口uCISCO 2503: 1個個Ethernet, 2串口串口, 1個個ISDN BRI uCISCO 2505: 8個個Ethernet UTP 口口, 2串口串口 uCISCO 2513: 1個個Ethernet, 1 Token ring, 2串口串口 uCISCO

2、2514: 2個個Ethernet, 2串口串口Access Server (訪問服務器訪問服務器)uCISCO 2509: 1個個Ethernet , 2串口（同串口（同步步)， 8個異步串口個異步串口 uCISCO 2511: 1個個Ethernet , 2串口（同串口（同步步), 16個異步串口個異步串口uCISCO 2512: 1個個Token ring , 2串口串口(同同步步), 16個異步串口個異步串口 uCISCO 4000 系列系列. (模塊式路由器模塊式路由器) Access Server (訪問服務器訪問服務器)uCISCO 4000 系列系列. (模塊式路由器模塊式路由

3、器)可可支持三個模塊支持三個模塊,類型如下類型如下: Ethernet : 1,2或或6個端口個端口 TOKEN RING : 1或或2個端口個端口 FDDI : 多模光纖多模光纖, 1個端口個端口 異步串口異步串口: 2或或4個口個口(電話撥號電話撥號) ATM : 1個多?；騿文€多?；騿文?ISDN BRI: 4或或8個口個口(BRI 基本速率基本速率,64Kbps)1.1 現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)結構u以Switch為核心的現(xiàn)代LAN技術u通過路由器與公共網(wǎng)絡相連u通過訪問服務器使遠程、分散用戶入網(wǎng)特點特點:1.2 部分公網(wǎng)n1.2.1 PSTNn1.2.2 ISDNn1.2.3 DDNn1.2.4

4、 X.25n1.2.5 FRn1.2.6 SDHn1.2.7 DWDMn1.2.8 CSDn1.2.9 SMS n1.2.10 GPRS+3G1.2.1 PSTN以傳輸語音為目的, 帶寬3kHz, 數(shù)據(jù)率低, 采用電路交換, 信道利用率低通過Modem接入廉價, 使用方便1.2.2 ISDN ISDN是一種非常好的技術，但因為市場等方面的原因并未有很好的發(fā)展。在INTERNET大發(fā)展時，由于它能提供較高的訪問速度，一度受到青睞，裝機容量有較大的發(fā)展。作為一種實用的技術，在目前的網(wǎng)絡中仍占有一定的地位。但由于新的技術如ADSL的廣泛應用，影響了它的應用。1.2.2 ISDNNT1ISDNExch

5、angeISDNTelephoneISDNTerminalISDNAlarmCustomers officeCarriers officeDigitalbit pipeCustomers equipmentCarriers equipmentT1Channel1Channel2Channel24193 bit frame (125s)Framing code數(shù)字傳輸系統(tǒng)的高次群話路數(shù)及數(shù)據(jù)率1.2.3 DDNuDDN是Digital Data Network的縮寫uDDN是利用數(shù)字信道傳輸數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng) uDDN的傳輸媒介有光纜，數(shù)字微波，衛(wèi)星信道以及用戶端可用的普通電纜和雙絞線 uDD

6、N的特點：1.2.3 DDNDDN是同步數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)，可根據(jù)與用戶所定協(xié)議，定時接通所需路由傳輸速率高，網(wǎng)絡時延小用戶數(shù)據(jù)信息根據(jù)事先約定的協(xié)議，在固定的時隙以預先設定的通道帶寬和速率，順序傳輸，這樣只需按時隙識別通道就可以準確地將數(shù)據(jù)信息送到目的終端。由于信息是順序到達目的終端，免去了目的終端對信息的重組。 DDN為全透明網(wǎng)支持任何規(guī)程，支持網(wǎng)絡層以及其上任何協(xié)議，從而可滿足數(shù)據(jù)圖像，聲音等各種業(yè)務的需要。1.2.3 DDNuChina DDN骨干網(wǎng)一期工程由全國21個省直轄市的節(jié)點機和連接它們的數(shù)字電路組成。全國有三個國際出入口局和八個樞紐局： 北京，上海，廣州。 北京，上海，沈陽，廣州，武

7、漢，成都，南京和西安 1.2.3 DDN核心層接入層用戶接口層用戶1.2.3 DDNu入網(wǎng)方式 用DTU接入 可選V.24或V.35接口 用 MODEM 接入 1.2.4 X.25u以CCITT X.25為基礎建設的分組交換網(wǎng)分組交換網(wǎng)u適應計算機通信而發(fā)展起來的一種通信手段u可以滿足不同速率，不同型號（不同廠家生產(chǎn)）的終端與終端，終端與計算機，計算機與計算機，以及局域網(wǎng)間的通信，實現(xiàn)信息資源共享u優(yōu)點：可以在一條電路上同時開放多條虛電路，為多個客戶同時使用，網(wǎng)絡具有動態(tài)路由功能和先進的誤碼檢錯功能，網(wǎng)絡性能較佳。1.2.4 X.25nX.25網(wǎng)絡是第一種大規(guī)模使用的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，在七70、80年

8、代有非常好的發(fā)展。n其帶寬及網(wǎng)絡覆蓋面等方面的影響，90年代后其發(fā)展受到抑制。主要是網(wǎng)絡的基本情況發(fā)生變化，網(wǎng)絡傳輸基于光纖技術，線路質量大大提高，X.25網(wǎng)絡復雜的協(xié)議處理顯得多余，從其派生出的新技術如幀中繼，簡化協(xié)議，提高傳輸速率等特性。n新一代網(wǎng)絡技術如ATM網(wǎng)絡、IP網(wǎng)絡由于能提供較好的解決方案。但由于X.25網(wǎng)絡能滿足低速數(shù)據(jù)應用的需求、投資保護等方面的原因，該網(wǎng)絡在相當一段時間內還會應用。1.2.4 X.25n中國公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng) （ChinaPAC) ChinaPAC是電信公司經(jīng)營管理的全國性分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)，網(wǎng)絡已直接覆蓋到全國所有地市和絕大部分縣城，客戶可以通過專線或電話撥號

9、方式就近入網(wǎng)，使用分組交換業(yè)務。1.2.4 X.25nChinaPAC提供的業(yè)務功能交換型虛電路（SVC）客戶通信時，通過呼叫建立虛電路，通信結束后釋放虛電路。交換型虛電路使用靈活，每次均可以與不同的客戶建立通信電路。ChinaPAC可以為一個客戶開放多條虛電路。永久型虛電路（PVC）永久型虛電路類似于固定專線，在客戶申請時提出，電信部門將線路固定接好，客戶一開機不需通過呼叫即建立起電路，通信費采用包月方式。該功能適合于點對點固定連接的客戶使用。1.2.5 Frame Relayn什么是Frame Relay? Frame Relay, 簡稱FR，中文幀中繼。它是在X.25網(wǎng)絡基礎上發(fā)展起來的

10、新一代網(wǎng)絡技術，由于其速度高、通信線路質量較高、傳輸時延較小等顯著特點，特別是在LAN互聯(lián)業(yè)務需求劇增的情況下，很好地滿足應用需求，而獲得極大的發(fā)展。1.2.5 Frame Relayn幀中繼技術幀中繼技術幀中繼技術主要用于傳遞數(shù)據(jù)業(yè)務，它使用一組規(guī)程將數(shù)據(jù)信息以幀的形式有效地進行傳送。幀中繼所使用的是邏輯連接，而不是物理連接，在一個物理連接上可復用多個邏輯連接(即可建立多條邏輯信道)，可實現(xiàn)帶寬的復用和動態(tài)分配。 幀中繼協(xié)議是對X.25協(xié)議的簡化，因此處理效率很高，網(wǎng)絡吞吐量高，通信時延低，幀中繼用戶的接入速率在64k至2Mbps，甚至可達到34Mbps。 幀中繼的幀信息長度遠比X.25分組

11、長度要長，最大幀長度可達1600字節(jié)/幀，適合于封裝局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)單元，適合傳送突發(fā)業(yè)務(如壓縮視頻、WWW等)。1.2.5 Frame Relayn幀中繼通信FRAD(幀中繼拆裝設備)路由器或FRAD路由器或FRADFR網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)1.2.6 SDHnSDH （Synchronous Digital Hierarchy,同步數(shù)字系列)是一種新的數(shù)字傳輸體制。以光纖為傳輸介質的數(shù)字傳輸標準。有以下特點：統(tǒng)一的比特率：在PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy準同步數(shù)字系列)中，世界上存在著歐洲、北美及日本三種體系的速率等級。而SDH中實現(xiàn)了統(tǒng)一的比特率。此外還規(guī)

12、定了統(tǒng)一的光接口標準，因此為不同廠家設備間互聯(lián)提供了可能。1.2.6 SDHSTM-1STM-64共有51.84,155.52,622.08, 933.12, 1244.16, 1866.24,2488.32,4876.64, 9953.28Mbps極強的網(wǎng)管能力：在SDH幀結構中規(guī)定了豐富的網(wǎng)管字節(jié)，可提供滿足各種要求的能力。自愈保護環(huán)：在SDH設備還可組成帶有自愈保護能力的環(huán)網(wǎng)形式，這樣可有效地防止傳輸媒介被切斷，通信業(yè)務全部終止的情況。1.2.7 DWDM nDWDM (Dense Wavelegnth Division Multiplexing) 密集波分復用n一根單模光纖的傳輸速率可

13、達2.5Gbps（最新技術已可達100Gbps).在一根光纖上復用兩路光載波信號稱為WDM，目前隨著技術的發(fā)展可以做到一根光纖上復用80路信號，稱DWDM。中國教育網(wǎng)主干網(wǎng)拓撲1.2.8 CSD電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務電路交換數(shù)據(jù)業(yè)務 1.2.9 SMS短消息業(yè)務短消息業(yè)務n短消息業(yè)務SMS為GSM移動終端提供的另一種能夠發(fā)送和接收短消息的手段。短消息內可以包含字母和數(shù)字。n短消息的接收和發(fā)送只需信令頻道，不必占用業(yè)務頻道。因此用戶即使在呼叫狀態(tài)，仍然可以接收和發(fā)送短消息。在短消息業(yè)務中，無線數(shù)據(jù)報網(wǎng)關就是短消息中心，短消息中心一方面通過收發(fā)短消息與GSM側的移動終端交換數(shù)據(jù)，另一方面利用短消息對等協(xié)

14、議SMPP作為隧道協(xié)議向擴展短消息平臺傳遞數(shù)據(jù)。nSMS只適合傳遞少量的數(shù)據(jù)，不保證實時。 1.2.9 SMS短消息業(yè)務短消息業(yè)務1.2.9 SMS短消息業(yè)務短消息業(yè)務MMS 多媒體短消息1.2.10 GPRS+3G+4GnGPRS General Packet Radio Service, 通用無線分通用無線分組業(yè)務組業(yè)務nGPRS提供了類似固定分組網(wǎng)(如Internet)的端到端分組業(yè)務，它能夠實現(xiàn)從空中接口到外部網(wǎng)絡之間的分組數(shù)據(jù)傳輸。nGPRS可以接入基于TCP/IP的外部網(wǎng)絡和X.25網(wǎng)絡，能夠有效地實現(xiàn)和IP網(wǎng)絡的互通。GPRS可以使用目前用于電路交換呼叫的無線網(wǎng)絡基礎設施，但需要

15、增加幾個新的網(wǎng)絡單元以支持面向分組交換的功能。1.2.10 GPRS+3G+4GSGSN: Serving Gateway Support NodeGGSN: Gateway GPRS Support Node1.2.10 GPRS+3G+4Gn3G: 第三代移動通信技術(3rd-Generation)，是指支持高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆涓C移動通信技術。n3G服務能夠同時傳送聲音及數(shù)據(jù)信息。n3G標準： TD-SCDMA (移動) CDMA2000(電信) WCDMA(聯(lián)通) WiMAX1.2.10 GPRS+3G+4Gn速度： TD-SCDMA下行 2.8Gbps ，上行384Kbps；CDMA200

16、0 3.1Gbps，上行1.8MbpsWCDMA ：下行7.2Mbps，上行5.76Mbps； HSPA：下行14.4Mbps，上行5.76Mbps； HSPA+： 下行21.6Mbps，上行5.76Mbps； 雙載波HSPA+：下行42Mbps，上行23Mbps。 1.2.10 GPRS+3G+4Gn4G標準： LTE (Long Term Evolution,長期演進) 項目是3G的演進，它改進并增強了3G的空中接入技術，采用OFDM和MIMO作為其無線網(wǎng)絡演進的唯一標準。特點：在20MHz頻譜帶寬下能夠提供下行100Mbit/s與上行50Mbit/s的峰值速率，提高了容量，降低了網(wǎng)絡延遲

17、演進歷史： GSMGPRS EDGE WCDMA HSDPA/HSUPA HSDPA+/HSUPA+ FDD-LTE1.2.10 GPRS+3G+4Gn4G標準： LTE-Advanced：LTE-Advanced就是LTE技術的升級版，正式名稱為 Further Advancements for E-UTRA，是3GPP形成歐洲IMT-Advanced技術提案的一個重要來源。LTE-Advanced是 一個后向兼容的技術，完全兼容LTE，是演進而不是革命，相當于HSPA和WCDMA這樣的關系。帶寬：100MHz峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps1.2.10 GPRS+3G+4Gn4

18、G標準： WiMax：WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access)，即全球微波互聯(lián)接入，WiMAX的另一個名字是IEEE 802.16。速度： 70Mbps工作的頻段：無需授權頻段，范圍在2GHz66GHz網(wǎng)絡覆蓋面積：3G發(fā)射塔的10倍缺陷：無法滿足高速(50km/h)下的網(wǎng)絡的無縫鏈接1.2.10 GPRS+3G+4Gn4G標準： WirelessMAN-Advanced：WiMax的升級版，即IEEE 802.16m標準速率：1Gbps優(yōu)勢：提高網(wǎng)絡覆蓋；提高頻譜效率；提高數(shù)據(jù)和VOIP容量；降低時延&增強QoS；

19、降低功耗。1.2.10 GPRS+3G+4Gn4G國際標準： 2012年1月18日下午5時，國際電信聯(lián)盟在2012年無線電通信全會全體會議上，正式審議通過將LTE-Advanced和Wireless MAN-Advanced(802.16m)技術規(guī)范確立為IMT-Advanced(俗稱“4G”)國際標準，中國主導制定的TD-LTE-Advanced和FDD-LTE-Advance同時并列成為4G國際標準。 1.3 局域網(wǎng)技術n1.3.1 傳統(tǒng)局域網(wǎng)技術n1.3.2 現(xiàn)代局域網(wǎng)技術1.3.1 傳統(tǒng)局域網(wǎng)技術nEthernet (10 base 5,2,T), Token Ring, Arcnet

20、, Plannet 等n特點: 任何時候最多只允許兩個站點之間通信.n提升帶寬的辦法: 用路由器、網(wǎng)橋進行分段。1.3.1 傳統(tǒng)局域網(wǎng)技術B/RHUBB/RHUBB/RHUB1.3.1 傳統(tǒng)局域網(wǎng)技術n網(wǎng)橋與路由器都是存儲轉發(fā)型的設備。n網(wǎng)橋：對于網(wǎng)段上的站點間的通信進行隔離。n路由器：除了具有網(wǎng)橋的功能外，還能隔離廣播。n缺點：若需進一步提高效率，則需微分段，但R、B較貴，且使響應時間變長。1.3.1 傳統(tǒng)局域網(wǎng)技術n幾個易混淆的概念：Ethernet、Token Ring、FDDI、Arcnet等都是物理網(wǎng)絡,只具有低二層的功能,安裝什么網(wǎng)絡操作系統(tǒng)(NOS)就是什么網(wǎng)。同一網(wǎng)段上可以同時

21、存在不同的NOS，但不同協(xié)議之間的點不能進行通信。 Novell開發(fā)了OPT，使得可有多種協(xié)議并存。同一網(wǎng)段上不允許不同類型的網(wǎng)卡接入(Token Ring, Ethernet)路由器運行在網(wǎng)絡層。1.3.2 現(xiàn)代局域網(wǎng)技術n特點：現(xiàn)代局域網(wǎng)的交換式局域網(wǎng)(Switch LAN), 其核心是LAN Switch。Switch是多口網(wǎng)橋，每個端口接入一個網(wǎng)段。nSwitch的工作方式： Cut-through Store and forward1.3.2 現(xiàn)代局域網(wǎng)技術-Switch分類n全部為10mbps的固定端口的低檔Switch, 一般采用Cut-through，仍存在沖突。不適合連接服務

22、器。 例如：3COM的Link Switch 500 具有10個10 base T端口。1.3.2 現(xiàn)代局域網(wǎng)技術-Switch分類n具有高速端口、多個10mbps端口的低檔Switch, 采用Store and forward，沖突較少。高速端口可以是100 base T、100 base VG any LAN、FDDI、CDDI等。適合連接服務器、連接骨干網(wǎng)等。n具有靈活模塊配置的中檔Switch?？蛇x用不同類型的模塊，如10mbps、100mbps、155mATM模塊等。 例如：3COM的Link Switch 100具有12/24個10 mbps端口，1個100mbps端口，選加一個不

23、同介質的Downlink模塊用于連入Ethernet主干。1.3.2 現(xiàn)代局域網(wǎng)技術-Switch分類n具有多個100mbps、155mbsp甚至1000mbps的主干交換機，用于樓層間高速交換。例如：3COM的Link Switch 3000 具有8個100 base TX端口，5個100 base FX端口，可選配高速Downlink模塊(100 base T、100 base F、155m ATM等)。n第三層交換 具有路由功能。 為了進一步提高效率, 隔離廣播 例如3Com Switch 4005交換機就是一款可擴展的和全面集成化的高性能第三層交換機，實現(xiàn)了線速的交換與路由功能。1.3

24、.2 現(xiàn)代局域網(wǎng)技術-VLANnVLAN定義： 一組與位置和拓撲結構無關的設備,他們之間可以象在同一物理LAN一樣通信。這意味著LAN段不受物理連接的硬件限制.而可以按使用的軟件靈活分組. 例如: 按組織結構分組, 按應用分組。 VLAN 在邏輯上等價于廣播域. 在同一VLAN內,站點間可以任意通信.1.3.2 現(xiàn)代局域網(wǎng)技術-VLANnVLAN的優(yōu)點 . 在IP 網(wǎng)上設備可以改變或移動 .有助于控制廣播流量(限定在同一VLAN內) .提供附加的安全性.VLAN間的站點通信,要經(jīng)過路由器 .隔離作用。一個VLAN沒有和路由器相連，此VLAN被隔離1.3.2 現(xiàn)代局域網(wǎng)技術-VLANnVLAN

25、的種類: 基于端口的VLAN 一個端口支持(并只屬于)一個VLAN 設置方便 一個PC從一個VLAN移到另一個VLAN,并希望仍 屬于以前的VLAN,要重新設置. VLAN間通訊要用路由器.1.3.2 現(xiàn)代局域網(wǎng)技術-VLAN基于MAC的VLAN 按PC的網(wǎng)卡地址分VLAN ,一個VLAN 有一個MAC表. 每臺機器只屬于一個VLAN. 機器移動不用重新設置. VLAN間通信要用路由器. 1.3.2 現(xiàn)代局域網(wǎng)技術-VLAN基于第三層的VLAN(按IP地址分配的VLAN) 將類似路由功能引入VLAN. 允許一臺機器屬于多個VLAN. 可以按傳輸協(xié)議劃分VLAN. 基于策略VLAN 不同的VLA

26、N可選用不同的方法,如: VLAN1按IP, VLAN2按MAC1.4 接入網(wǎng)技術nxDSL技術技術nHFC技術技術nFTTx技術技術1.4 接入網(wǎng)技術-xDSL 1.4 接入網(wǎng)技術-ADSL ADSL MODEM的頻譜利用的劃分1.4 接入網(wǎng)技術-ADSL 基于ADSL接入網(wǎng)的組成1.4 接入網(wǎng)技術-HFC Hybrid Fiber Coax 光纖同軸混合 將原CATV網(wǎng)中的同軸電纜主干部分光纖化，并使用模擬光纖技術進行數(shù)據(jù)傳輸。在光纖節(jié)點光信號被轉換為電信號，光纖節(jié)點以下使用同軸電纜。采用這種技術后，從頭端到用戶的放大器數(shù)量減少，可以提高網(wǎng)絡的可靠性和信號質量。1.4 接入網(wǎng)技術-HFC

27、HFC網(wǎng)的結構1.4 接入網(wǎng)技術-HFC HFC網(wǎng)的頻譜劃分網(wǎng)的頻譜劃分上行上行信道信道模擬電視模擬電視數(shù)字信號數(shù)字信號保留保留頻率頻率(MHz)540 505507501000下行信道下行信道1.4 接入網(wǎng)技術-FTTx FTTH (Fiber To Home) 光纖到戶FTTB (Fiber To Building) 光纖到大樓FTTC (Fiber To Curb) 光纖到路邊FTTO (Fiber To Office) 光纖到辦公室1.5 家庭網(wǎng)絡 定義：定義： 家庭網(wǎng)絡（Home Network）指的是融合家庭控制網(wǎng)絡和多媒體信息網(wǎng)絡于一體的家庭信息化平臺，是在家庭范圍內實現(xiàn)信息設備

28、、通信設備、娛樂設備、家用電器、自動化設備、照明設備、保安（監(jiān)控）裝置及水電氣熱表設備、家庭求助報警等設備互聯(lián)和管理，以及數(shù)據(jù)和多媒體信息共享的系統(tǒng)。 家庭網(wǎng)絡系統(tǒng)構成了智能化家庭設備系統(tǒng)，提高了家庭生活、學習、工作、娛樂的品質，是數(shù)字化家庭的發(fā)展方向。1.5 家庭網(wǎng)絡 家庭網(wǎng)絡標準（中國電子行業(yè)標準）家庭網(wǎng)絡標準（中國電子行業(yè)標準）：uSJ/T 11312-2005家庭主網(wǎng)通信協(xié)議規(guī)范家庭主網(wǎng)通信協(xié)議規(guī)范uSJ/T 11313-2005家庭主網(wǎng)接口一致性測試規(guī)范家庭主網(wǎng)接口一致性測試規(guī)范uSJ/T 11314-2005家庭控制子網(wǎng)通信協(xié)議規(guī)范家庭控制子網(wǎng)通信協(xié)議規(guī)范uSJ/T 11315-2005家庭控制子網(wǎng)接口一致性測試規(guī)范家庭控制子網(wǎng)接口一致性測試規(guī)范uSJ/T