第1章現(xiàn)代互連網(wǎng)

1、第一章 現(xiàn)代互連網(wǎng)概述1.1 現(xiàn)代互連網(wǎng)結(jié)構(gòu)1.2 公用網(wǎng)絡(luò)1.3 局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)1.4 接入網(wǎng)1.1 現(xiàn)代互連網(wǎng)結(jié)構(gòu)Cisco 2501Cisco 2501CISCO 2500系列系列 CISCO 2501: 1個(gè)個(gè)Ethernet, 2串口串口 CISCO 2502: 1個(gè)個(gè)TOKEN RING, 2串口串口 CISCO 2503: 1個(gè)個(gè)Ethernet, 2串口串口, 1個(gè)個(gè)ISDN BRI CISCO 2505: 8個(gè)個(gè)Ethernet UTP 口口, 2串口串口 CISCO 2513: 1個(gè)個(gè)Ethernet, 1 Token ring, 2串串口口 CISCO 2514: 2個(gè)個(gè)Et

2、hernet, 2串口串口Access Server (訪問(wèn)服務(wù)器訪問(wèn)服務(wù)器) CISCO 2509: 1個(gè)個(gè)Ethernet , 2串口串口(同步同步),8個(gè)異步串口個(gè)異步串口 CISCO 2511: 1個(gè)個(gè)Ethernet , 2串口串口(同步同步),16個(gè)異步串口個(gè)異步串口 CISCO 2512: 1個(gè)個(gè)Token ring , 2串口串口(同步同步),16個(gè)異步串口個(gè)異步串口 CISCO 4000 系列系列. (模塊式路由器模塊式路由器) 可支持三個(gè)模塊可支持三個(gè)模塊,類(lèi)型如下類(lèi)型如下: *) Ethernet : 1,2或或6個(gè)端口個(gè)端口 *) TOKEN RING : 1或或2個(gè)端

3、口個(gè)端口 *) FDDI : 多模光纖多模光纖, 1個(gè)端口個(gè)端口 *) 異步串口異步串口: 2或或4個(gè)口個(gè)口(電話撥號(hào)電話撥號(hào)) *) ATM : 1個(gè)多模或單模個(gè)多模或單模 *) ISDN BRI: 4或或8個(gè)口個(gè)口(BRI 基本速率基本速率,64Kbps)1.1 現(xiàn)代互連網(wǎng)結(jié)構(gòu)n以Switch為核心的現(xiàn)代LAN技術(shù)n通過(guò)路由器與公共網(wǎng)絡(luò)相連n通過(guò)訪問(wèn)服務(wù)器使遠(yuǎn)程、分散用戶入網(wǎng)特點(diǎn)特點(diǎn):1.2 部分公網(wǎng)n1.2.1 PSTNn1.2.2 ISDNn1.2.3 DDNn1.2.4 X.25n1.2.5 FR1.2.6 SDH1.2.7 CSD1.2.8 SMS 1.2.9 GPRS1.2.1

4、PSTN(1)以傳輸語(yǔ)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(2) 通過(guò)Modem接入(3) 廉價(jià), 使用方便1.2.2 ISDN ISDN是一種非常好的技術(shù)理想，但因?yàn)槭袌?chǎng)等方面的原因并未有很好的發(fā)展。在INTERNET大發(fā)展時(shí)，由于它能提供較高的訪問(wèn)速度，一度受到青睞，裝機(jī)容量有較大的發(fā)展。作為一種實(shí)用的技術(shù)，在目前的網(wǎng)絡(luò)中仍占有一定的地位。但由于新的技術(shù)如ADSL的廣泛應(yīng)用，其發(fā)展前景有待進(jìn)一步觀察。1.2.2 ISDNNT1ISDNExchangeISDNTelephoneISDNTerminalISDNAlarmCustomers officeCarri

5、ers 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)率系系統(tǒng)統(tǒng)類(lèi)類(lèi)型型 一一次次群群 二二次次群群 三三次次群群 四四次次群群 五五次次群群 歐洲體制 符號(hào) 話路數(shù) 數(shù)據(jù)率(Mbps) E1 30 2.048 E2 120 8.448 E3 480 34.368 E4 1920 139.246 E5 7680 565.148 北美體制 符號(hào) 話路數(shù) 數(shù)據(jù)率(Mbps) T1

6、24 1.544 T2 96 6.312 T3 672 44.736 T4 4032 274.176 1.2.3 DDNnDDN是Digital Data Network的縮寫(xiě)nDDN是利用數(shù)字信道傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng) nDDN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 1.2.3 DDNnDDN的特點(diǎn)： - DDN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(shí)接通所需路由- 傳輸速率高，網(wǎng)絡(luò)時(shí)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(shí)隙以預(yù)先設(shè)定的通道帶寬和速率，順序傳輸，這樣只需按時(shí)隙識(shí)別通道就可以準(zhǔn)確地將數(shù)據(jù)信息送到目的終端。由于信息是順序到達(dá)目的終端，免

7、去了目的終端對(duì)信息的重組。- DDN為全透明網(wǎng)支持任何規(guī)程，支持網(wǎng)絡(luò)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(wù)的需要。1.2.3 DDNnChina DDN骨干網(wǎng)一期工程由全國(guó)21個(gè)省直轄市的節(jié)點(diǎn)機(jī)和連接它們的數(shù)字電路組成。全國(guó)有三個(gè)國(guó)際出入口局和八個(gè)樞紐局： - 北京，上海，廣州。 - 北京，上海，沈陽(yáng)，廣州，武漢，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 DDNn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.25n以CCITT X.25建設(shè)為基礎(chǔ)分組交換網(wǎng)是為適應(yīng)計(jì)算機(jī)通信而發(fā)展起來(lái)的一種先進(jìn)通信

8、手段，可以滿足不同速率，不同型號(hào)（不同廠家生產(chǎn)）的終端與終端，終端與計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)，以及局域網(wǎng)間的通信，實(shí)現(xiàn)信息資源共享。分組交換網(wǎng)是數(shù)據(jù)通信的基礎(chǔ)網(wǎng)，利用其網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可以開(kāi)發(fā)各種增值業(yè)務(wù)，如電子信箱，電子數(shù)據(jù)交換，可視圖文，傳真存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，數(shù)據(jù)庫(kù)檢索等。n分組交換網(wǎng)的突出優(yōu)點(diǎn)是可以在一條電路上同時(shí)開(kāi)放多條虛電路，為多個(gè)客戶同時(shí)使用，網(wǎng)絡(luò)具有動(dòng)態(tài)路由功能和先進(jìn)的誤碼檢錯(cuò)功能，網(wǎng)絡(luò)性能較佳。1.2.4 X.25nX.25網(wǎng)絡(luò)是第一種大規(guī)模使用的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，在七、八十年代有非常好的發(fā)展，由于其實(shí)用性及投資保護(hù)方面的考慮，現(xiàn)在仍有相當(dāng)?shù)膽?yīng)用。但由于其帶寬及網(wǎng)絡(luò)覆蓋面等方面的影響，在進(jìn)入90年代后其

9、發(fā)展受到抑制。主要是網(wǎng)絡(luò)的基本情況發(fā)生變化，網(wǎng)絡(luò)傳輸基于光纖技術(shù)，線路質(zhì)量大大提高，X.25網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜的協(xié)議處理顯得多余，從其派生出的新技術(shù)如幀中繼，簡(jiǎn)化協(xié)議，提高傳輸速率等特性抑制X.25網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展。其他新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)如ATM網(wǎng)絡(luò)，甚至IP網(wǎng)絡(luò)由于能提供較好的解決方案也是如此。但由于X.25網(wǎng)絡(luò)能滿足低速數(shù)據(jù)應(yīng)用的需求、投資保護(hù)等方面的原因，該網(wǎng)絡(luò)在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，不會(huì)退出歷史舞臺(tái)。1.2.4 X.25n中國(guó)公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng) （ChinaPAC) ChinaPAC是郵電部門(mén)經(jīng)營(yíng)管理的全國(guó)性分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)已直接覆蓋到全國(guó)所有地市和絕大部分縣城，客戶可以通過(guò)專線或電話撥號(hào)方式就近入網(wǎng)，使用

10、分組交換業(yè)務(wù)。1.2.4 X.25nChinaPAC提供的業(yè)務(wù)功能1.交換型虛電路（SVC）客戶通信時(shí)，通過(guò)呼叫建立虛電路，通信結(jié)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(gè)客戶開(kāi)放多條虛電路。2.永久型虛電路（PVC）永久型虛電路類(lèi)似于固定專線，在客戶申請(qǐng)時(shí)提出，電信部門(mén)將線路固定接好，客戶一開(kāi)機(jī)不需通過(guò)呼叫即建立起電路，通信費(fèi)采用包月方式。該功能適合于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)固定連接的客戶使用。1.2.5 Frame Relayn什么是Frame Relay? Frame Relay, 簡(jiǎn)稱FR，中文幀中繼。它是在X.25網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新一代網(wǎng)絡(luò)

11、技術(shù)，由于其速度高、通信線路質(zhì)量較高、傳輸時(shí)延較小等顯著特點(diǎn)，特別是在LAN互連業(yè)務(wù)需求劇增的情況下，很好地滿足應(yīng)用需求，而獲得極大的發(fā)展。目前的發(fā)展勢(shì)頭仍然強(qiáng)勁。但由于IP網(wǎng)絡(luò)和ATM網(wǎng)絡(luò)的雙重打壓，再建獨(dú)立的FR網(wǎng)絡(luò)的可能性不大，常見(jiàn)的情況是在ATM網(wǎng)絡(luò)之上提供FR業(yè)務(wù)。1.2.5 Frame Relayn幀中繼技術(shù)幀中繼技術(shù)(1)幀中繼技術(shù)主要用于傳遞數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，它使用一組規(guī)程將數(shù)據(jù)信息以幀的形式有效地進(jìn)行傳送。(2)幀中繼所使用的是邏輯連接，而不是物理連接，在一個(gè)物理連接上可復(fù)用多個(gè)邏輯連接(即可建立多條邏輯信道)，可實(shí)現(xiàn)帶寬的復(fù)用和動(dòng)態(tài)分配。 (3)幀中繼協(xié)議是對(duì)X.25協(xié)議的簡(jiǎn)化，因

12、此處理效率很高，網(wǎng)絡(luò)吞吐量高，通信時(shí)延低，幀中繼用戶的接入速率在64k至2Mbps，甚至可達(dá)到34Mbps。 (4)幀中繼的幀信息長(zhǎng)度遠(yuǎn)比X.25分組長(zhǎng)度要長(zhǎng)，最大幀長(zhǎng)度可達(dá)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(wù)(如壓縮視頻、WWW等)。1.2.5 Frame Relayn幀中繼通信FRAD(幀中繼拆裝設(shè)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(zhì)的數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)。有以下特點(diǎn)：n1.統(tǒng)一的比特率：在PDH(Plesioc

13、hronous Digital Hierarchy準(zhǔn)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(jí)。而SDH中實(shí)現(xiàn)了統(tǒng)一的比特率。此外還規(guī)定了統(tǒng)一的光接口標(biāo)準(zhǔn)，因此為不同廠家設(shè)備間互聯(lián)提供了可能。STM-1STM-64共有51.84,155.52,622.08, 933.12, 1244.16, 1866.24,2488.32,4876.64, 9953.28Mbps 1.2.6 SDHn2.極強(qiáng)的網(wǎng)管能力：在SDH幀結(jié)構(gòu)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。n3.自愈保護(hù)環(huán)：在SDH設(shè)備還可組成帶有自愈保護(hù)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(wù)

14、全部終止的情況。1.3 局域網(wǎng)技術(shù)n1.3.1 傳統(tǒng)局域網(wǎng)技術(shù)n1.3.2 現(xiàn)代局域網(wǎng)技術(shù)1.3.1 傳統(tǒng)局域網(wǎng)技術(shù)nEthernet (10 base 5,2,T), Token Ring, Arcnet, Plannet 等n特點(diǎn): 任何時(shí)候最多只允許兩個(gè)站點(diǎn)之間通信.n提升帶寬的辦法: 用路由器、網(wǎng)橋進(jìn)行分段。1.3.1 傳統(tǒng)局域網(wǎng)技術(shù)B/RHUBB/RHUBB/RHUB1.3.1 傳統(tǒng)局域網(wǎng)技術(shù)n網(wǎng)橋與路由器都是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)型的設(shè)備。n網(wǎng)橋：對(duì)于網(wǎng)段上的站點(diǎn)間的通信進(jìn)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(diǎn)：若需進(jìn)一步提高效率，則需微分段，但R、B較貴，且使響應(yīng)時(shí)間變長(zhǎng)

15、。1.3.1 傳統(tǒng)局域網(wǎng)技術(shù)n幾個(gè)易混淆的概念： Ethernet、Token Ring、FDDI、Arcnet等都是物理網(wǎng)絡(luò),只具有低二層的功能,安裝什么網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(NOS)就是什么網(wǎng)。 同一網(wǎng)段上可以同時(shí)存在不同的NOS，但不同協(xié)議之間的點(diǎn)不能進(jìn)行通信。 Novell開(kāi)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(lèi)型的網(wǎng)卡接入(Token Ring, Ethernet) 路由器運(yùn)行在網(wǎng)絡(luò)層。1.3.2 現(xiàn)代局域網(wǎng)技術(shù)n特點(diǎn)：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(gè)端口接入一個(gè)網(wǎng)段。nSwitch的工作方式：

16、 Cut-through Store and forward1.3.2 現(xiàn)代局域網(wǎng)技術(shù)-Switch分類(lèi)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(wù)器。 例如：3COM的Link Switch 500 具有10個(gè)10 base T端口。1.3.2 現(xiàn)代局域網(wǎng)技術(shù)-Switch分類(lèi)n具有高速端口、多個(gè)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(wù)器、連接骨干網(wǎng)等。n具有靈活模塊配置

17、的中檔Switch?？蛇x用不同類(lèi)型的模塊，如10mbps、100mbps、155mATM模塊等。 例如：3COM的Link Switch 100具有12/24個(gè)10 mbps端口，1個(gè)100mbps端口，選加一個(gè)不同介質(zhì)的Downlink模塊用于連入Ethernet主干。1.3.2 現(xiàn)代局域網(wǎng)技術(shù)-Switch分類(lèi)n具有多個(gè)100mbps、155mbsp甚至1000mbps的主干交換機(jī)，用于樓層間高速交換。例如：3COM的Link Switch 3000 具有8個(gè)100 base TX端口，5個(gè)100 base FX端口，可選配高速Downlink模塊(100 base T、100 base

18、F、155m ATM等)。n第三層交換 具有路由功能。 為了進(jìn)一步提高效率, 隔離廣播 例如3Com Switch 4005交換機(jī)就是一款可擴(kuò)展的和全面集成化的高性能第三層交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)了線速的交換與路由功能。1.3.2 現(xiàn)代局域網(wǎng)技術(shù)-VLANnVLAN定義：定義： 一組與位置和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的設(shè)備一組與位置和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的設(shè)備,他們之間可他們之間可以象在同一物理以象在同一物理LAN一樣通信。這意味著一樣通信。這意味著LAN段不受物理連接的硬件限制段不受物理連接的硬件限制.而可以按使用的而可以按使用的軟件靈活分組軟件靈活分組. 例如例如: 按組織結(jié)構(gòu)分組按組織結(jié)構(gòu)分組, 按應(yīng)用分組。按應(yīng)用分組。

19、 VLAN 在邏輯上等價(jià)于廣播域在邏輯上等價(jià)于廣播域. 在同一在同一VLAN內(nèi)內(nèi),站點(diǎn)間可以任意通信站點(diǎn)間可以任意通信.1.3.2 現(xiàn)代局域網(wǎng)技術(shù)-VLANnVLAN的優(yōu)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn) . 在在IP 網(wǎng)上設(shè)備可以改變或移動(dòng)網(wǎng)上設(shè)備可以改變或移動(dòng) .有助于控制廣播流量有助于控制廣播流量(限定在同一限定在同一VLAN內(nèi)內(nèi)) .提供附加的安全性提供附加的安全性.VLAN間的站點(diǎn)通信間的站點(diǎn)通信,要經(jīng)要經(jīng)過(guò)路由器過(guò)路由器 .隔離作用。一個(gè)隔離作用。一個(gè)VLAN沒(méi)有和路由器相連，此沒(méi)有和路由器相連，此VLAN被隔離被隔離1.3.2 現(xiàn)代局域網(wǎng)技術(shù)-VLANnVLAN 的種類(lèi)的種類(lèi): n 基于端口的基于端口的V

20、LANVLAN n1) 一個(gè)端口支持一個(gè)端口支持(并只屬于并只屬于)一個(gè)一個(gè)VLAN n2) 設(shè)置方便設(shè)置方便 n3) 一個(gè)一個(gè)PC從一個(gè)從一個(gè)VLAN移到另一個(gè)移到另一個(gè)VLAN,并希望仍并希望仍 屬于以前的屬于以前的VLAN,要重新設(shè)置要重新設(shè)置. n4) VLAN間通訊要用路由器間通訊要用路由器.1.3.2 現(xiàn)代局域網(wǎng)技術(shù)-VLANn基于基于MAC的的VLAN n1) 按按PC的網(wǎng)卡地址分的網(wǎng)卡地址分VLAN ,一個(gè)一個(gè)VLAN 有一個(gè)有一個(gè)MAC表表. n2) 每臺(tái)機(jī)器只屬于一個(gè)每臺(tái)機(jī)器只屬于一個(gè)VLAN. n3) 機(jī)器移動(dòng)不用重新設(shè)置機(jī)器移動(dòng)不用重新設(shè)置. n4) VLAN間通訊要用

21、路由器間通訊要用路由器. 1.3.2 現(xiàn)代局域網(wǎng)技術(shù)-VLANn基于第三層的基于第三層的VLAN(VLAN(按按IPIP地址分配的地址分配的VLAN)VLAN) n1) 將類(lèi)似路由功能引入將類(lèi)似路由功能引入VLAN. n2) 允許一臺(tái)機(jī)器屬于多個(gè)允許一臺(tái)機(jī)器屬于多個(gè)VLAN. n3)可以按傳輸協(xié)議劃分可以按傳輸協(xié)議劃分VLAN. n基于策略基于策略VLANVLAN 不同的不同的VLAN可選用不同的方法可選用不同的方法,如如: VLAN1按按IP, VLAN2按按MAC1.4 接入網(wǎng)技術(shù)nxDSL技術(shù)技術(shù)nHFC技術(shù)技術(shù)nFTTx技術(shù)技術(shù)1.4 接入網(wǎng)技術(shù)-xDSL x xD DS SL L 對(duì)對(duì)稱稱性性 下下行行帶帶寬寬 上上行行帶帶寬寬 極極限限傳傳輸輸距距離離 ADSL ADSL HDSL(2對(duì)線) HDSL(1對(duì)線) SDSL SDSL VDSL VDSL VDSL DSL(ISDN)