網(wǎng)絡(luò)管理員筆記2015

PAGEPAGE48計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述1.1數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)1.1.1數(shù)據(jù)通信的基本概念1：數(shù)據(jù)信號數(shù)據(jù)可分為模擬數(shù)據(jù)與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)兩種。數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為模擬信號，這一過程稱為調(diào)制(Modulation)。在另一端，接收到模擬信號要還原成數(shù)字信號，這個過程稱為解調(diào)（Demodulation）。通常由于數(shù)據(jù)傳輸是雙向的，因此，每端都需要調(diào)制和解調(diào)，進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)的設(shè)備稱為調(diào)制解調(diào)器（Modem）。模擬信號的數(shù)字化需要三個步驟，依次為采樣、量化和編碼。2：信道要進(jìn)行數(shù)據(jù)終端設(shè)備之間的通信，當(dāng)然要有傳輸電磁波信號的電路，這里所說的電路即包括有線電路，也包括無線電路。信息傳輸?shù)谋亟?jīng)之路稱為“信道”。信道和電路不同，信道一般都是用來表示向某一個方向傳送數(shù)據(jù)的媒體，一個信道可以看成電路的邏輯部件；一條電路至少包含一條發(fā)送信息或一條接收信道。3：數(shù)據(jù)通信模型數(shù)據(jù)通信和傳通的電話通信的重要區(qū)別之一是，電話通信必須有人直接參與，雙方都確認(rèn)后才開始通話。數(shù)據(jù)通信沒有人直接參與，就必須對傳輸過程按一定的規(guī)程進(jìn)行控制，以便使雙方能協(xié)調(diào)可靠地工作。4：數(shù)據(jù)通信方式數(shù)據(jù)通信方式可分成以下三種。單工通信：數(shù)據(jù)只能沿一個固定方向傳輸，即傳輸是單向的。半雙工通信：允許數(shù)據(jù)沿兩個方向傳輸，但在同一時刻信息只能在一個方向傳輸。雙工通信：允許信息同時沿兩個方向傳輸，這是計算機(jī)通信常用的方式，可大大提高傳輸速率。1.1.2數(shù)據(jù)傳輸1：數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞讲⑿袀鬏斉c串行傳輸并行傳輸指的是數(shù)據(jù)以成組的方式，在多條并行信道上同時進(jìn)行傳輸，常見的就是將構(gòu)成一個字符的幾位二進(jìn)制碼分別在幾個并行信道上進(jìn)行傳輸。但并行傳輸必須有并行信道，這往往帶來了設(shè)備或?qū)嵤l件上的限制，因此，實際應(yīng)用受限。串行傳輸指的是數(shù)據(jù)流以串行方式，在一條信道上傳輸。串行傳輸只需要一條傳輸信道，易于實現(xiàn)，是目前采用的一種主要傳輸方式。但是接收方不能從接收到的數(shù)據(jù)流中正確地區(qū)分出一個個字符，因而傳輸將失去意義。對于碼組或字符的同步問題，目前有兩種不同的解決辦法，即異步傳輸方式和同步傳輸方式。異步傳輸與同步傳輸異步傳輸一般以字符為單位，不論所采用的字符代碼長度為多少位，在發(fā)送每一字符代碼時前面均加上一個“起”信號，其長度規(guī)定為1個碼元，極性為“0”，字符代碼后面均加上一個“止”信號，其長度為1或2個碼元，極性皆為“1”。這種傳輸方式的優(yōu)點是同步實現(xiàn)簡單，缺點是對每一字符都需要加入起、止碼元，使傳輸率降低，故適用于1200bps以下的低速數(shù)據(jù)傳輸。同步傳輸是以同步的時鐘節(jié)拍來發(fā)送數(shù)據(jù)信號，因此在一個串行數(shù)據(jù)流中，各信號碼元之間的相對位置都是固定的（即同步的）。接收端為了從收到的數(shù)據(jù)流中正確地區(qū)分出一個信號碼元，首先必須建立準(zhǔn)確的時鐘信號。傳輸效率較高。2：數(shù)據(jù)傳輸?shù)男问交鶐鬏斣谛诺郎现苯觽鬏敾鶐盘柕姆绞椒Q為基帶傳輸，它是指在通信電纜上原封不動地傳輸由計算機(jī)或終端產(chǎn)生的數(shù)字脈沖信號。傳輸距離一般不超過2KM，超過進(jìn)則需要加中繼器放大信號，以便延長傳輸距離?；鶐盘柦^大部分是數(shù)字信號，傳輸?shù)乃俾视?，能夠傳輸?shù)木嚯x愈短，計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)往往采用基帶傳輸。頻帶傳輸將基帶信號轉(zhuǎn)換為頻率表示的模擬信號來傳輸?shù)姆绞?，稱為頻帶傳輸。例如，使用電話線進(jìn)行遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)通信，采用頻帶傳輸時要求在發(fā)送和接收端安裝調(diào)制解調(diào)器，這不僅實現(xiàn)了數(shù)字信號可用電話線路傳輸，而且可以實現(xiàn)多路復(fù)用，從而提高了信道利用率。寬帶傳輸將信道分成多個子信道，分別傳送音頻、視頻和數(shù)字信號的方式，稱為寬帶傳輸。它是一種傳輸介質(zhì)頻帶寬度較寬的信息傳輸方式，通常為300-400MHz。系統(tǒng)設(shè)計時將此頻帶分割成幾個子頻帶，采用“多路復(fù)用”技術(shù)。3：數(shù)據(jù)傳輸速率比特率比特率是指單位時間內(nèi)所傳送的二進(jìn)制碼元的有效位數(shù)，以每秒多少比特數(shù)計，即bps。例每秒傳輸800個二進(jìn)制碼元，它的比特率是800比特/秒（800bps）。碼元是對于網(wǎng)絡(luò)中傳送的二進(jìn)制數(shù)字中每一位的通稱，也常稱作“位”或b。例如1010101，共有7位或7b。信道寬帶為了使信號傳輸中失真小些，信道要有足夠的寬帶。波特率碼元速率的單位叫波特（Baud），所以碼元速率也叫波特率。奈奎斯特定理信道波率(最大碼元速率)=信道帶寬*2數(shù)據(jù)速率=信道波率*log2*碼元信息量香農(nóng)定理奈奎特定理是在無噪聲的理想情況下的極限值。實際信道會受到各種噪聲的干擾，因而遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到按奈奎斯特定理計算的數(shù)據(jù)傳送速率。香農(nóng)研究表明，有噪聲信道的極限數(shù)據(jù)數(shù)率。例如信道帶寬為3000Hz，信噪比為30dB，則最大數(shù)據(jù)速率為30000bps，實際上，在3000Hz寬帶的電話線上，數(shù)據(jù)速率能達(dá)到9600bps就很不錯了。誤碼率誤碼率指信息傳輸?shù)腻e誤率，是衡量系統(tǒng)可靠性的指標(biāo)。它以接收信息中錯誤比特數(shù)占總傳輸比特數(shù)的比例來度量，通常應(yīng)低于10-6。1.1.3數(shù)據(jù)編碼1：模擬數(shù)據(jù)編碼將計算機(jī)中的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中用模擬信號表示，要進(jìn)行調(diào)制，最基本的調(diào)制方法有三種。調(diào)幅AM(AmplitudeModulator)又叫幅移鍵控特點：信號容易實現(xiàn)，技術(shù)簡單，但抗干擾能力差。調(diào)頻FM(FrequencyModulator)又叫頻移鍵控特點：信號容易實現(xiàn)，技術(shù)簡單，抗干擾能力較強(qiáng)。調(diào)相PM(PhaseModulator)又叫相移鍵控特點：抗干擾能力較強(qiáng)，但信號實現(xiàn)的技術(shù)比較復(fù)雜。2：數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)編碼不歸零編碼不歸零編碼的缺點是無法判斷每一位的開始與結(jié)束，收發(fā)雙方不能保持同步。為保證收發(fā)雙方同步，必須在發(fā)送不歸零編碼的同時用另一個信道傳送同步信號。NRZ編碼：不歸零編碼NRZ用低電平表示二進(jìn)制比特“0”，用高電平表示二進(jìn)制“1”。曼徹斯特編碼差分曼徹斯特編碼：是對曼徹斯特編碼的改進(jìn)。曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼是數(shù)據(jù)通信中最常用的數(shù)字信號編碼方式，它們的優(yōu)點是明顯的，那就是無須另發(fā)同步信號；但缺點就是編碼效率低，如果傳送10Mbps的數(shù)據(jù)，將需要20MHz的脈沖。1.1.4多路復(fù)用技術(shù)1：頻分多復(fù)用（FrequencyDivisionMultiplexing，F(xiàn)DM）頻分多路復(fù)用的主要特點是信號被劃分成若干通道（頻道，波段），每個通道互不重疊，獨立進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。頻分多路復(fù)用在無線電廣播和電視領(lǐng)域中應(yīng)用較多。ADSL是一個典型的頻分多路復(fù)用。ADSL在使用的雙絞線上劃分出三個頻段，0-4kHz用來傳送傳統(tǒng)的語音信號；20-50kHz用來傳送計算機(jī)上載的數(shù)據(jù)信息；150-500kHz或140-1100kHz用來傳送從服務(wù)器上下載的數(shù)據(jù)信息。2：時分多路復(fù)用(TimeDivisionMultiplexing,TDM)時分多路復(fù)用是以信道傳輸時間作為分割對象，通過為多個信道分配互不重疊的時間片的方法來實現(xiàn)多路復(fù)用。時分多路復(fù)用通信，是各路信號在同一信道上占有不同時間片進(jìn)行通信。目前最廣泛的時分多路復(fù)用是貝爾系統(tǒng)的T1載波。T1載波采用時分多路復(fù)用技術(shù)，將24路話音復(fù)用在一條1.544Mb/s通信線路上，每路話音信號要經(jīng)過編碼器進(jìn)行采樣，采樣頻率為8000Hz。光纖通信中使用的復(fù)用方式是波分多路。3：波分多路復(fù)用(WavelengthDivisionMultiplexing,WDM)波分復(fù)用，就是在同一根光纖內(nèi)傳輸多路不同波長的光信號，以提高單根光纖的傳輸能力。如果在光纖的工作窗口上安排100個波長不同的光源，同時在一根光纖上傳送各自攜帶的信息，就能使光纖通信系統(tǒng)的容量提高100倍。4：碼分多址(CodeDivisionMultipleAccess,CMDA)它是采用地址碼和時間、頻率共同區(qū)分信道的方式。不同的移動臺（或手機(jī)）可以使用同一個頻率，但是每個移動臺（或手機(jī)）都被分配一個獨特的“碼序列”，該序列碼與所有別的“碼序列”都不相同，因為是靠不同的“碼序列”來區(qū)分不同的移動臺（或手機(jī)），所以各個用戶相互之間也沒有干擾，從而達(dá)到了多路復(fù)用的目的。碼分多址是一種多路復(fù)用技術(shù)，在CDMA系統(tǒng)中是靠“碼序列”來區(qū)分不同的信道。5：空分多址(SpaceDivisionMultipleAccess,SDMA)這種技術(shù)將空間分割構(gòu)成不同的信道，從而實現(xiàn)頻率的重復(fù)使用，達(dá)到信道增容的目的。SDMA系統(tǒng)能夠在一條普通信道上創(chuàng)建大量的頻分、時分或碼分雙向空間信道，每一條信道都可以完全獲得整個陣列的增益和抗干擾功能。從理論上而言，帶有M個單元的陣列能夠在每條普通信道上支持M條空間信道。SDMA系統(tǒng)可使系統(tǒng)容量成倍增加，使得系統(tǒng)在有限的頻譜內(nèi)可以支持更多的用戶，從而成倍地提高頻譜使用效率。而就移動通信而言，為了更有效地利用有限的無線頻率資源，時分多址技術(shù)（TDMA）、頻分多址技術(shù)（FDMA）、碼分多址技術(shù)（CDMA）得到了廣泛的應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)上建立了GSM和CDMA（是區(qū)別于3G的窄帶CDMA）兩大主要的移動通信網(wǎng)絡(luò)。突破了傳統(tǒng)的三維思維模式，在第四維空間極大地拓寬了頻譜的使用方式，使得移動用戶僅僅由于空間位置的不同而復(fù)用同一個傳統(tǒng)的物理信道成為可能，并將移動通信技術(shù)引入了一個更為嶄新的領(lǐng)域。1.1.5數(shù)據(jù)交換技術(shù) 1：電路交換 在數(shù)據(jù)通信網(wǎng)發(fā)展初期，人們根據(jù)電話交換原理，發(fā)展了電路交換方式。 由于電路交換的接續(xù)路徑是采用物理連接的，在傳輸電路接續(xù)后，控制電路就與信息傳輸無關(guān)，所以電路交換方式的主要優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速、不丟失且保持原來的序列；缺點是在有的環(huán)境下，電路空閑時的信道容量被浪費，而且如果數(shù)據(jù)傳輸?shù)某掷m(xù)時間不長，電路建立和拆除所用的時間也得不償失。因此它適合于系統(tǒng)間要求高質(zhì)量的大量數(shù)據(jù)傳輸?shù)那闆r，一般按照預(yù)定的帶寬、距離和時間來計費。2：報文交換 為了獲得較好的信道利用率，出現(xiàn)了存儲-轉(zhuǎn)發(fā)的想法，這種交換方式就是報文交換。目前這種技術(shù)仍普遍應(yīng)用在某些領(lǐng)域，如電子信箱等。 報文交換的主要缺點是，不能滿足實時或交互式的通信要求，因此，這種方式不能用于聲音連接，也不適合于交互式終端到計算機(jī)的連接。有時節(jié)點收到過多數(shù)據(jù)而不得不丟棄報文，并阻止其他報文的傳送，而且發(fā)出的報文不按順序到達(dá)目的地。另外，報文交換中，若報文較長，需要較大容量的存儲器，將報文放到外存儲器中去時，會造成響應(yīng)時間過長，增加了網(wǎng)絡(luò)延遲時間。 3：分組交換 分組交換也稱包交換，它是將用戶傳送的數(shù)據(jù)劃分成長度一定的部分，每個部分叫做一個分組。分組交換與報文交換都是采用存儲-轉(zhuǎn)發(fā)交換方式。二者的主要區(qū)別是，報文交換時報文的長度不限且可變，而分組交換的報文長度不變。分組交換首先把來自用戶的數(shù)據(jù)暫存于存儲裝置中，并劃分為多個一定長度的分組，每個分組前邊都加上固定格式的分組標(biāo)題，用于指明該分組的發(fā)端地址、收端地址及分組序號等。分組在各交換節(jié)點之間傳送比較靈活，交換節(jié)點不必等待整個報文的其他分組到齊，一個分組、一個分組地轉(zhuǎn)發(fā)。這樣可以大大壓縮節(jié)點所需的存儲容量，也縮短了網(wǎng)絡(luò)延時。另外，較短的報文分組相比于長的報文可大大減少差錯的產(chǎn)生，提高了傳輸?shù)目煽啃浴?分組交換通常有兩種方式，即數(shù)據(jù)包方式和虛電路方式。 數(shù)據(jù)包方式，是每一個數(shù)據(jù)分組都包含終點地址信息，分組交換機(jī)為每一個數(shù)據(jù)分組獨立地建議找路徑。因一份報文可能沿著不同的路徑到達(dá)終點，在網(wǎng)絡(luò)終點需重新排序。 虛電路交換，是兩個用戶終端設(shè)備在開始互相發(fā)送和接收數(shù)據(jù)之前，需要通過網(wǎng)絡(luò)建立的邏輯上的連接，連接建立之后，用戶發(fā)送的數(shù)據(jù)（以分組為單位）將按順序通過網(wǎng)絡(luò)到達(dá)終點。當(dāng)用戶不需要發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時，可以清除這種連接。 4：信元交換叫異步傳輸模式(AsynchronousTransferMode,ATM) 電路交換的實時性很好，分組交換的靈活性很好。信元交換技術(shù)結(jié)合了這兩種交換方式的優(yōu)點。 信元交換是一種面向連接的快速分組交換技術(shù)，它是通過建立虛電路來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。ATM采用固定長度的信元作為數(shù)據(jù)傳送的基本單位，信元長度為53字節(jié)，其中信元頭為5字節(jié)，數(shù)據(jù)為48字節(jié)。另外，ATM采用了統(tǒng)計時分復(fù)用的方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，根據(jù)各種業(yè)務(wù)的統(tǒng)計特性，在保證服務(wù)質(zhì)量(QualityofService,Qos)要求的前提下，各個業(yè)務(wù)之間動態(tài)地分配網(wǎng)絡(luò)帶寬。1.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)簡介1.2.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)涉及如下三個方面的問題。1：至少有兩臺計算機(jī)互聯(lián)。 2：通信設(shè)備與線路介質(zhì)。 3：網(wǎng)絡(luò)軟件，是指通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。 在計算機(jī)高速發(fā)展的信天，“計算機(jī)就是網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)就是計算機(jī)”的概念越來越被人們所接受，計算機(jī)應(yīng)用正在進(jìn)入一個全新的網(wǎng)絡(luò)時代。1.2.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類 1：按網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍大?。壕钟蚓W(wǎng)（一般小于10km）、城域網(wǎng)（一般小于100km）、廣域網(wǎng)（比城域網(wǎng)范圍大，是由多個局域網(wǎng)或城域網(wǎng)組成的網(wǎng)絡(luò)）。 2：按照網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)劃分：環(huán)型網(wǎng)、星型網(wǎng)、總線型網(wǎng)等。 3：按照通信傳輸介質(zhì)劃分：雙絞線網(wǎng)、同軸電纜網(wǎng)、光纖網(wǎng)、微波網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)、紅外線網(wǎng)等。 4：按照信號頻帶占用方式劃分：基帶網(wǎng)和寬帶網(wǎng)。1.2.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成 1：網(wǎng)絡(luò)硬件 網(wǎng)絡(luò)硬件一般是指計算機(jī)設(shè)備、傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備。 2：網(wǎng)絡(luò)軟件 網(wǎng)絡(luò)軟件一般是指系統(tǒng)級的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和應(yīng)用級的提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能的專用軟件。 （1）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是用于管理網(wǎng)絡(luò)的軟、硬件資源，提供簡單的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)軟件。常見的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有UNIX、Netware、WindowsNT、Linux等。UNIX是一種強(qiáng)大的分時操作系統(tǒng)，以前在大型機(jī)和小型機(jī)上使用，現(xiàn)已向PC過渡。UNIX支持TCP/IP協(xié)議，安全性、可靠性強(qiáng)；Linux是一款免費的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，源代碼完全開放，是UNIX的一個分支，內(nèi)核基本和UNIX一樣，具有WinNT的界面，操作較簡單，缺點是應(yīng)用程序較少。 （2）網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議 互聯(lián)網(wǎng)采用的協(xié)議是TCP/IP，該協(xié)議是目前應(yīng)用最廣泛的協(xié)議，其他常見的協(xié)議還有Novell公司的IPX/SPX等。1.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)硬件1.3.1計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介 常見的網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介可分為兩類，一類是有線，一類是無線的。有線傳輸媒價主要有同軸電纜、雙絞線及光纜，無線傳輸媒介主要有微波、無線電、激光和紅外線等。1：同軸電纜（Coaxialcable） 同軸電纜絕緣效果佳，頻帶較寬，數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定，價格適中，性價比高。 通常按特性陰抗數(shù)值的不同，可將同軸電纜分為50Ω基帶同軸電纜和75Ω寬帶同軸電纜。前者用于傳輸基帶數(shù)字信號，是早期局域網(wǎng)的主要傳輸媒價；后者是有線電視系統(tǒng)CATV中的標(biāo)準(zhǔn)傳輸電纜，在這種電纜上傳輸?shù)男盘柌捎昧祟l分復(fù)用的寬帶模擬信號。 2：雙絞線（Twisted-pair） 雙絞線分為屏蔽雙絞線（STP）和非屏蔽雙絞線（UTP）。 STP雙絞線內(nèi)部包了一層皺皮狀的屏蔽金屬物質(zhì)，并且多了一條接地用的金屬鋼絲線，因此它的抗干擾性比UTP雙絞線強(qiáng)，但價格也要貴很多，阻抗值通常為150Ω。 UTP雙絞線阻抗值通常為100Ω。中心芯線24AWG(直徑為0.5mm)，每條雙絞線最大傳輸距離為100m。 根據(jù)EIA/TIA接線標(biāo)準(zhǔn)，雙絞線RJ45接頭的連接需4根導(dǎo)線通信，兩條用于發(fā)送數(shù)據(jù)，兩條用于接收數(shù)據(jù)。RJ45接口制作有兩種標(biāo)準(zhǔn)，即EIA/TIAT568A標(biāo)準(zhǔn)和EIA/TIAT568B標(biāo)準(zhǔn)。 雙絞線的制作有兩種方法，一是直通線，即雙絞線的兩個接頭都是按T568B線序標(biāo)準(zhǔn)連接；二是交叉線，即雙絞線的一個接頭按T568A線序連接，另一個接頭按T568B線序連接。 3.光纖 光纖與銅質(zhì)媒介相比，光纖不會向外界輻射電子信號，所以使用光纖媒介的網(wǎng)絡(luò)無論是在安全性、可靠性還是在傳輸速率等網(wǎng)絡(luò)性能方面都有了很大提高。為使用光纖傳輸信號，光纖兩端必須有光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)，實現(xiàn)電光轉(zhuǎn)換的通常是發(fā)光二極管（LED）或注入式激光二極管（ILD）；實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換的是光電二極管或光電三極管。 根據(jù)光纖在光纖中的傳播方式，光纖有多模多纖和單模光纖。多模光纖纖芯直徑較大，可為50μm㎞或61.5μm，包層外徑通常為125μm。單模光纖芯直徑較小，一般為9-10μm，包層外徑通常也為125μm。多模光纖又根據(jù)其包層的折射率進(jìn)一步分為漸變型折射率和突變型折射率。 單模光纖接收信號與輸入信號最接近，多模漸變型次之，多模突變型接收信號散射最嚴(yán)重，因而它所獲得的速率最低。 4.無線傳輸 無線電傳輸主要分為無線電、微波、紅外線及可見光幾個波段，紫外線和更高的波段目前還不能用于通信。 無線電微波通信在數(shù)據(jù)通信中占有重要地位。微波的頻率范圍為300MHz-300GHz，但主要使用2-40GHz的頻率范圍。微波通信主要有兩種方式，即地面微波接力通信和衛(wèi)星通信。由于微波在空間是直線傳播的，而地球表面是個曲面，因此其傳輸距離受到了限制，一般只有50km左右。若采用100m高的天線塔，傳輸距離可增大到100km。衛(wèi)星通信與微波通信都具有頻帶寬、干擾少、容量大、質(zhì)量好等優(yōu)點。1.3.2計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備 1：中繼器（Repeater）：物理層 中繼器可以“延長”網(wǎng)絡(luò)的距離，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中起到放大信號的作用。數(shù)據(jù)經(jīng)過中繼器，不需要進(jìn)行信息包的轉(zhuǎn)換。中繼器連接的兩個網(wǎng)絡(luò)在邏輯上是同一個網(wǎng)絡(luò)。 2：集線器（Hub） 集線器是中斷器的一種，是一種物理層設(shè)備，其區(qū)別僅在于集線器能夠提供更多的端口服務(wù)，所以集線器又叫多口中繼器。集線器的所有端口組成一個沖突域。 通常集線器分為無源集線器、有源集線器和智能集線器。無源集線器：把相近的多段媒介集中到一起，對傳輸?shù)男盘柌蛔魅魏翁幚?，而且對它所集中的傳輸媒介，只允許擴(kuò)展到最大有效傳輸距離的一半。有源集線器：把相近的多段媒介集中到一起，而且對它們所傳輸?shù)男盘栠M(jìn)行整形、放大和轉(zhuǎn)發(fā)，并可以擴(kuò)展傳輸媒介長度。智能集線器具備有源集線器的功能，同時還具有網(wǎng)絡(luò)管理和路徑選擇功能。 集線器是對網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行集中管理的最小單元，它只是一個信號放大和中轉(zhuǎn)的設(shè)備，不具備自動尋址能力和交換作用，缺點是所有傳到集線器的數(shù)據(jù)均被廣播到與之相連的各個端口，因而容易形成數(shù)據(jù)堵塞。優(yōu)點是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中某條線路或節(jié)點故障時，不會影響其它節(jié)點正常工作。 3：網(wǎng)橋（Bridge）：數(shù)據(jù)鏈路層 網(wǎng)橋?qū)⒍鄠€LAN互連起來，以實現(xiàn)局域網(wǎng)之間的通信。最簡單的網(wǎng)橋有兩個端口，復(fù)雜些的網(wǎng)橋可以有更多的端口。網(wǎng)橋的每個端口與一個網(wǎng)段相連。 網(wǎng)橋從端口接收網(wǎng)段上傳送的各種幀。每當(dāng)接收到一個幀時，先放緩沖區(qū)，如幀未出差錯，且欲發(fā)往另一個網(wǎng)段，則通過查找部表，將收到的幀送往對應(yīng)的端口轉(zhuǎn)發(fā)出去，否則就丟棄此幀。因此，僅同一個網(wǎng)段中的幀，不會被網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)到另一個網(wǎng)段去，因而不會加重整個網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)。 最常見的網(wǎng)橋有透明網(wǎng)橋和源站選路網(wǎng)橋。 （1）透明網(wǎng)橋是由各網(wǎng)橋自己來決定路由選擇的，而局域網(wǎng)上的各站都不管路由選擇。 （2）源站選路網(wǎng)橋假定了每一個站在發(fā)送幀時都已清楚地知道發(fā)往各個目的站的路由，因而在發(fā)送幀時將詳細(xì)的路由信息放在幀的首部中。 網(wǎng)橋只適合于用戶數(shù)不太多（不超過幾百個）和通信量不太大的局域網(wǎng)，否則有時還會產(chǎn)生較大的廣播風(fēng)暴。在現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)中，用交換機(jī)代替了網(wǎng)橋，實際上，交換機(jī)就是一種多端口網(wǎng)橋。 4：交換機(jī)（Switch） 集線器雖然有多個端口，但同一時間只允許一個端口發(fā)送或接收數(shù)據(jù)；而交換機(jī)則是采用電話交換機(jī)的原理，它可以讓多對端口同時發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，每個端口獨占整個帶寬，從而大幅度提高了網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率。 交換機(jī)的各個端口構(gòu)成一個廣播域，即可以有多個端口同時發(fā)送數(shù)據(jù)而不會出現(xiàn)沖突。在交換機(jī)連接的局域網(wǎng)中設(shè)置VLAN，可以把局域網(wǎng)劃分成多個廣播域。使用VLAN可以減少網(wǎng)絡(luò)的流量，提高網(wǎng)絡(luò)的利用率，也可以對用戶分別實施管理。 5：路由器（Router）：網(wǎng)絡(luò)層 當(dāng)兩個不同類型的網(wǎng)絡(luò)彼此相連時，必須使用路由器。表面上看，路由器和網(wǎng)橋兩者均為網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備，但兩者最本質(zhì)的差別在于網(wǎng)橋的功能發(fā)生在OSI參考模型的第二層（數(shù)據(jù)鏈路層），而路由器的功能發(fā)生在第三層（網(wǎng)絡(luò)層）。由于路由器比網(wǎng)橋高一層，因此智能性更強(qiáng)。（1）路由器不僅具有傳輸能力，而且有路徑選擇能力。當(dāng)某一條鏈路不通時，路由器會選擇一條好的鏈路完成通信。（2）路由器有選擇最短路徑能力。由于路由器的復(fù)雜化，其傳輸信息的速度比網(wǎng)橋要慢，比較適合于大型、復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)鏈接。（3）網(wǎng)橋在把數(shù)據(jù)源端向目的端轉(zhuǎn)發(fā)時，僅僅依靠鏈路層的幀頭中的信息（MAC地址）作為轉(zhuǎn)發(fā)的依據(jù)。而路由器除了分析鏈路層的信息外，主要以網(wǎng)絡(luò)層包頭中的信息（網(wǎng)絡(luò)地址）作為轉(zhuǎn)發(fā)的依據(jù)，但會耗去更多的CPU時間，所以路由器的性能從這個意義上講可能不如網(wǎng)橋。（4）路由器具有廣播包抑制和子網(wǎng)隔離功能，網(wǎng)橋不可能具備的，所以路由器得到了廣泛應(yīng)用。路由器根據(jù)分類方法的不同可以分為近程路由器和遠(yuǎn)程路由器、內(nèi)部路由器和外部路由器、“靜態(tài)”路由器和“動態(tài)”路由器、單協(xié)議路由器和多協(xié)議路由器等。6：網(wǎng)關(guān)（Gateway）：應(yīng)用層當(dāng)連接兩個完全不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)時，必須使用網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)不能完全歸為一種網(wǎng)絡(luò)硬件。用概括性的術(shù)語講，它們應(yīng)該是能夠連接不同網(wǎng)絡(luò)的軟件和硬件的結(jié)合產(chǎn)品。特別要說明的是，它們可以使用不同的格式、通信協(xié)議或結(jié)構(gòu)連接兩個系統(tǒng)。網(wǎng)關(guān)實際上通過重新封裝信息以使它們能被另一個系統(tǒng)讀取。由于網(wǎng)關(guān)的傳輸更復(fù)雜，它們傳輸數(shù)據(jù)的速度要比網(wǎng)橋或路由器低一些。常見的網(wǎng)關(guān)有以下幾種：電子郵件網(wǎng)關(guān)：該網(wǎng)關(guān)可以從一種類型的系統(tǒng)向另一種類型的系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。IBM主機(jī)網(wǎng)關(guān)：這種網(wǎng)關(guān)可以在一臺個人計算機(jī)與IBM大型機(jī)之間建立和管理通信?；ヂ?lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)：該網(wǎng)關(guān)允許并管理局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)間的接入，可以限制某些局域網(wǎng)用戶訪問互聯(lián)網(wǎng)。局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)：這種網(wǎng)關(guān)可以使運行于OSI模型不同層上的局域網(wǎng)網(wǎng)段間相互通信。1.3.3計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)公共傳輸網(wǎng)絡(luò)基本可以分成電路交換網(wǎng)絡(luò)和分組交換網(wǎng)絡(luò)兩類。電路交換網(wǎng)絡(luò)的特點是，遠(yuǎn)程端點之間通過呼叫建立連接，在連接期間，電路由呼叫方和被呼叫方專用。經(jīng)呼叫建立的連接屬于物理層鏈路，在兩個端點之間傳輸二進(jìn)制比特流。分組交換網(wǎng)絡(luò)提供虛電路和數(shù)據(jù)包服務(wù)。虛電路有永久虛電路和交換虛電路兩種。虛電路和電路交換的最大區(qū)別在于虛電路通只給出了兩個遠(yuǎn)程端點之間的傳輸通路，并沒有把通路上的帶寬固定分配給通路兩端的用戶，其他用戶的信息可以共享傳輸通路上物理鏈路的帶寬。（1）永久虛電路由公共傳輸網(wǎng)絡(luò)提供者設(shè)置，這種虛電路經(jīng)設(shè)置后長期存在。（2）交換虛電路需要兩個遠(yuǎn)程端點通過呼叫控制協(xié)議建立，在完成當(dāng)前數(shù)據(jù)傳輸就拆除。（3）數(shù)據(jù)包服務(wù)不需要經(jīng)過虛電路建立過程就可實現(xiàn)報文傳送，由于沒有在報文的發(fā)送端和接收端之間建立傳輸通路，報文中必須攜帶源和目的端點地址，而且公共傳輸網(wǎng)絡(luò)的中間節(jié)點必須能夠跟據(jù)報文的目的端點地址選擇合適的路徑轉(zhuǎn)發(fā)報文。1：公共交換電話網(wǎng)（PublicSwitchedTelephoneNetwork，PSTN）公共交換電話網(wǎng)是基于標(biāo)準(zhǔn)電話線路的電路交換服務(wù)，由于模擬電話線路是針對音頻率（30--4000Hz）優(yōu)化設(shè)計的，使得通過模擬線路傳輸數(shù)據(jù)的速率被限制在33.4Kbps以內(nèi)，而且模擬電話線路的質(zhì)量有好有壞，線路噪聲的存在也將直接影響數(shù)據(jù)傳輸速率。2：窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（NarrowbandIntegratedServicesDigitalNetwork，N-ISDN）提供端到端的數(shù)字連接，支持聲音和非聲音廣泛服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)定義為N-ISDN。ITU-T定義的N-ISDN標(biāo)準(zhǔn)化組合中規(guī)定有兩類接口標(biāo)準(zhǔn)，即基本速率接口和一次群速率接口。3：寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（BroadbandIntegratedServicesDigitalNetwork，B-ISDN）（1）B-ISDN使用一種快速分組交換，叫異步傳輸模式（ATM）；而N-ISDN使用的是電路交換，只是在傳送信令的D信道使用分組交換。（2）B-ISDN的用戶環(huán)路和干線都采用光纖，而N-ISDN以目前正在使用的PSTN為基礎(chǔ)其用戶環(huán)路采用雙絞線（銅線）。（3）B-ISDN采用了虛通路的概念，其傳輸速率只受用戶網(wǎng)絡(luò)接口的物理比特率的限制。而N-ISDN的各通路是預(yù)先設(shè)置的，如一個B通道是64Kbps，當(dāng)用戶不需這么高的帶寬時，它不能降低；當(dāng)用戶帶寬不夠時，它又不能升高。（4）B-ISDN的傳輸速率可達(dá)百兆甚至千兆，而N-ISDN的傳輸速率最多只能為兩兆。SDH是ITU-T以美國標(biāo)準(zhǔn)同步光纖網(wǎng)（SynchronousOpticalNetwork，SONET）為基礎(chǔ)制定的，SDH的幀結(jié)構(gòu)是一種塊狀幀，基本信號稱為第1級同步傳遞模塊STM-1，相當(dāng)于SONET體系中的OC3速率，即為155.52Mbps。多個STM-1復(fù)用組成STM-n，通常4個STM-1復(fù)用組成STM-4，相當(dāng)于3個OC3復(fù)用為OC12，速率為622Mbps。4：X.25分組交換網(wǎng)X.25是CCITT制定的在公用數(shù)據(jù)網(wǎng)上供分組型終端使用的，數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）與數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）之間的接口建議。簡單地說，X.25只是一個以虛電路服務(wù)為基礎(chǔ)的對公用分組交換網(wǎng)接口的規(guī)格說明。它動態(tài)地對用戶傳輸?shù)男畔⒘鞣峙鋷挘纸M交換網(wǎng)絡(luò)同時可以對傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行加密和有效的差錯控制。由于X.25分組交換網(wǎng)絡(luò)是在早期低速、高出錯率的物理鏈路的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其特性已不適應(yīng)目前高速遠(yuǎn)程連接的要求，只此一般只用于要求傳輸費用少，而遠(yuǎn)程傳輸速率要求又不高的廣域網(wǎng)使用環(huán)境。5：數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（DigitalDataNetwork，DDN）DDN是利用數(shù)字通道提供半永久性連接電路，向用戶提供端到端的中高速率、高質(zhì)量的數(shù)字專用電路，全程實現(xiàn)數(shù)字信號透明傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。DDN可以在兩個端點之間建立一條專用的數(shù)字通道，DDN專線在租用期間，用戶獨占該線路的帶寬。除傳輸設(shè)備外，DDN干線主要采用光纜、數(shù)字微波與衛(wèi)星信道，所提供的信道是非交換型的半永久路由，其路由通常由電信部門在用戶申請時設(shè)定，修改并非經(jīng)常性的。由于DDN采用脈沖編碼調(diào)制（PCM）的數(shù)字中繼方式，因而傳輸距離遠(yuǎn)可以跨地區(qū)、跨國家、與模擬信道相比，具有傳輸速度快、質(zhì)量好、性能穩(wěn)定和帶寬利用率高等優(yōu)點。DDN網(wǎng)通常由4個部分組成，分別為：本地傳輸系統(tǒng)、復(fù)用與交叉連接系統(tǒng)、局間傳輸與同步系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。DDN帶寬利用率只達(dá)到20%--30%，經(jīng)濟(jì)性稍差一些。6：幀中繼（FrameRelay，F(xiàn)R）幀中繼是為了克服傳統(tǒng)X.25的缺點，提高其性能而發(fā)展出來的一種高速分組交換與傳輸技術(shù)。幀中繼認(rèn)為幀傳送基本上不會出錯，就是只要接收到幀的前6個字節(jié)，就立即轉(zhuǎn)發(fā)，但檢測到有誤碼的幀后，立即發(fā)送終止這次傳輸?shù)闹噶睿词箮竭_(dá)目的節(jié)點了，也采用丟棄出錯幀的方法。幀中繼的主要思想是“虛擬租用線路”。租用DDN專線與虛擬租用線路是不同的，租用DDN專線傳輸數(shù)據(jù)，線路利用率不高；由于幀中繼采用幀作為數(shù)據(jù)傳送單元，網(wǎng)絡(luò)的帶寬根據(jù)用戶幀傳輸?shù)男枰梢圆捎媒y(tǒng)計復(fù)用的方式動態(tài)分配，這樣可以充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，提高中繼帶寬的利用率，尤其對突發(fā)信息適應(yīng)性比較強(qiáng)。因此幀中繼的虛擬租用線路利用率高，用戶費用低（約為DDN的50%）。目前我國已建立了公用幀中繼網(wǎng)ChinaFRN，在現(xiàn)有的DDN、寬帶網(wǎng)上構(gòu)架和提供幀中繼數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)（FRDTS）。幀中繼比X.25的通信開銷少，傳輸速度更快。幀中繼比DDN相比，能以更靈活的方式支持突發(fā)式通信。租用幀中繼虛電路比租用DDN專線的費用低。7：異步傳輸模式ATM電路交換的實時性好，分組交換的靈活性好，B-ISDN采用了一種結(jié)合這兩種交換方式優(yōu)點的交換技術(shù)，即異步傳輸。ATM和幀中繼都采用了“當(dāng)正在接收一個幀時，就軒發(fā)此幀”的快速分組交換技術(shù)，快速分組交換技術(shù)在實現(xiàn)上有兩種方式，它是網(wǎng)絡(luò)中傳送的幀長是可變的還是固定的來劃分的，當(dāng)幀長可變時，就是幀中繼（FrameRelay）；當(dāng)幀長固定（53B）時，就是信元中繼（CellRelay），即ATM。二者的差別是信元中繼更適合高速交換，數(shù)據(jù)傳輸速率更快。因此，信元中繼通常使用在網(wǎng)絡(luò)中間核心部分，而幀中繼主要使用在網(wǎng)絡(luò)邊界，即解決如何接入網(wǎng)絡(luò)。ATM、B-ISDN、和SDH之間的關(guān)系。概括的講，B-ISDN使用的交換方式是ATM，而ATM的物理基礎(chǔ)目前主要采用SDH標(biāo)準(zhǔn)的光纖網(wǎng)絡(luò)。8：甚小天線地球站（VerySmallApertureTerminal，VSAT）VSAT是20世紀(jì)80年代中期開發(fā)的一種衛(wèi)星通信系統(tǒng)。VSAT系統(tǒng)中小站設(shè)備的天線口徑小，通常為0.3mm--1.4mm。VSAT可不借助任何地面線路，不受地形、距離和地面通信條件限制，主站和VSAT間可直接進(jìn)行高達(dá)2Mbps的數(shù)據(jù)通信。VSAT系統(tǒng)也可提供電話、傳真、計算機(jī)信息等多種通信業(yè)務(wù)。地面服務(wù)商接入網(wǎng)關(guān)站（雙向64Mbps）和一般移動用戶（下行64Mbps，上行2Mbps）直接與衛(wèi)星連接接入。按照所支持的主要業(yè)務(wù)類型不同，VSAT可分為話音業(yè)務(wù)為主的VSAT系統(tǒng)、以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主的VSAT系統(tǒng)、以綜合業(yè)務(wù)為主的VSAT系統(tǒng)。從VSAT網(wǎng)采用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來看，其也可分為三類，即星型結(jié)構(gòu)的VSAT系統(tǒng)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的VSAT系統(tǒng)、星型和網(wǎng)狀混合結(jié)構(gòu)的VSAT系統(tǒng)。9：數(shù)字用戶線（DigitalSubscriberLine，xDSL）數(shù)字用戶線xDSL就是利用數(shù)字技術(shù)對現(xiàn)有模擬電話用戶線進(jìn)行改造而成的，能夠承載寬帶業(yè)務(wù)。字線X表示DSL的前綴可以是多種不同的字母，常見的有非對稱數(shù)字用戶線（ADSL），高速數(shù)字用戶線(HDSL)、單對數(shù)字用戶線（SDSL）和甚高速數(shù)字用戶線（VDSL）。xDSL技術(shù)最大的特點是使用電信部門已經(jīng)鋪設(shè)的雙絞線作為傳輸線路提供高帶寬傳輸速率（64Kbps--52Mbps）。數(shù)字用戶線也是點對點的專用線路，用戶獨占線路的帶寬。HDSL和SDSL提供對稱帶寬傳輸，即雙向傳輸帶寬相同；ADSL和VDSL提供非對稱帶寬傳輸，用戶向接入設(shè)備傳輸?shù)膸掃h(yuǎn)遠(yuǎn)低于接入設(shè)備向用戶傳輸?shù)膸?。目前已?jīng)投入使用的xDSL技術(shù)主要有ADSL和HDSL。10：寬帶網(wǎng)接入寬帶網(wǎng)實際上的名稱叫做“IP城域網(wǎng)”，它在城市范圍內(nèi)以多種傳輸媒介為基礎(chǔ)，采用TCP/IP協(xié)議，通過路由器組網(wǎng)，實現(xiàn)IP數(shù)據(jù)包的路由和交換傳輸。網(wǎng)絡(luò)到用戶桌面的帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過PSTN、ISDN所提供的帶寬，大部分用戶可用的數(shù)據(jù)速率達(dá)10Mbps、100Mbps。IP城域網(wǎng)的接入方式目前一般分為LAN接入（網(wǎng)線）和FTTx接入（光纖）。11：HFC和CableModemHFC（HybridFiberCoaxial）網(wǎng)是指光纖同軸電纜混合網(wǎng)，它是一種新型的寬帶網(wǎng)絡(luò)，采用光纖到服務(wù)區(qū)，而在進(jìn)入用戶的“最后1公里”采用同軸電纜。最常見的也就是有線電視網(wǎng)絡(luò)。HFC網(wǎng)絡(luò)大部分采用傳統(tǒng)的高速局域網(wǎng)技術(shù)，但是最重要的組成部分也就是同軸電纜到用戶的計算機(jī)這一段使用了另外一種獨立技術(shù)，就是CableModem。CableModem可叫做電纜調(diào)制解調(diào)器或線纜調(diào)制解調(diào)器，它是一種將數(shù)據(jù)終關(guān)設(shè)備（計算機(jī)）連接到有線電視網(wǎng)（CableTV，CATV），以使用戶能夠進(jìn)行數(shù)據(jù)通信訪問Internet等信息資源的設(shè)備。CableModem提供雙向信道，上行信道帶寬一般為20Kbps--2Mbps，最高可達(dá)10Mbps，信道采用的載波頻率范圍為5--40MHz。下行一般為3--10Mbps，最高可達(dá)38Mbps，下行信道載波范圍42--75MHz。HFC有線電視上網(wǎng)優(yōu)點就是可以充分利用現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)，但是它的缺點是HFC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是樹型的，CableModem上行10Mbps下行38Mbps的信道帶寬是整個社區(qū)用戶共享的。12：本地多點分配接入系統(tǒng)（LocalMultipointDistributionSystem，LMDS）LMDS是20世紀(jì)90年代發(fā)展起來的一種寬帶無線點對多點接入技術(shù)，能夠在3--5km的范圍內(nèi)以點對多點的形式進(jìn)行廣播信號傳送。LMDS是一種毫米波微波傳輸技術(shù)。它幾乎提供任何各類業(yè)務(wù)，支持雙向語音、數(shù)據(jù)及視頻圖像業(yè)務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)64Kbps--2Mbps，甚至高達(dá)155Mbps的用戶接入速率，具有很高的可靠性，被稱為是一種“無線光纖”技術(shù)。LMDS工作在24-38GHz頻段，其中約80%左右的國家將27.5-29.5GHz定為LMDS頻段。13：無源光網(wǎng)絡(luò)（PassiveOpticalNetwork，PON）PON是一種點對多點的光纖傳輸和接入技術(shù)，下行采用廣播方式、上行采用時分多址方式，可以靈活地組成樹型、星型、總線型等拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在光分支點不需要節(jié)點設(shè)備，只需要安裝一個簡單的光分支器即可。PON包括ATM-PON（APON，即基于ATM的無源光網(wǎng)絡(luò)）和Ethernet-PON（EPON，即基于以太網(wǎng)的無源光網(wǎng)絡(luò)）兩種。APON傳輸速率下行為622Mbps或155Mbps，上行為155Mbps。APON與EPON相比，ATM交換機(jī)和ATM終端設(shè)備昂貴。主要特點是對實時業(yè)務(wù)的支持較好，并能夠以較低成本提供服務(wù)質(zhì)（Qos）量保障。EPON融合了PON和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)產(chǎn)品的優(yōu)點，能夠提供高達(dá)1Gbps的上下行帶寬，由于EPON采用復(fù)用技術(shù)，支持更多用戶，每個用戶可以享受到更大的帶寬。EPON系統(tǒng)不采用昂貴的ATM設(shè)備和SONET設(shè)備，能與現(xiàn)有的以太網(wǎng)相兼容。PON結(jié)構(gòu)本身決定了網(wǎng)絡(luò)的可升級性比較強(qiáng)，只要更換終端設(shè)備，就可以使網(wǎng)絡(luò)升級到10Gbps或者更高速率。1.4 計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議1.4.1OSI體系結(jié)構(gòu)1：協(xié)議的概念通常網(wǎng)絡(luò)協(xié)議由如下三個要素組成。語法，即控制信息或數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)和格式。語義，即需要發(fā)出何種控制信息、完成何種動作以及做出何種應(yīng)答。同步，即事件實現(xiàn)順序的詳細(xì)說明。2：開放系統(tǒng)互連參考模型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中文名稱 英文名稱 英文縮寫 層序號應(yīng)用層 ApplicationLayer A 7 表示層 PresentationLayer P 6會話層 SessionLayer S 5傳輸層 TransportLayer T 4網(wǎng)絡(luò)層 NetworkLayer N 3 包(package)數(shù)據(jù)鏈路層 DataLinkLayer DL 2 幀(frame)物理層 PhysicalLayer PL 1 位(bit) 3：開放系統(tǒng)互連參考模型各層的功能（1）物理層物理層是OSI分層結(jié)構(gòu)體系中最重要、最基礎(chǔ)的一層，它建立在傳輸媒介基礎(chǔ)上，實現(xiàn)設(shè)備之間的物理接口。物理層的數(shù)據(jù)單位是位。透明地傳輸比特流。數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路實現(xiàn)實體間數(shù)據(jù)的可靠傳送。在數(shù)據(jù)鏈路中對物理鏈路上產(chǎn)生的差錯進(jìn)行檢測和校正，采用差錯控制技術(shù)保證數(shù)據(jù)通信的正確性；數(shù)據(jù)鏈路層還提供流量控制服務(wù)。數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)單位是幀。在相鄰結(jié)點之間可靠地傳輸偵。硬件地址是數(shù)據(jù)鏈路層的服務(wù)訪問點。網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層也稱通信子網(wǎng)層，是高層協(xié)議與低層協(xié)議之間的界面層，網(wǎng)絡(luò)層的主要任務(wù)是提供路由，為信息包的傳送選擇一條最佳路徑。網(wǎng)絡(luò)層的功能是向傳輸層提供服務(wù)，同時接受來自數(shù)據(jù)鏈路層的服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)單元是包。通信子網(wǎng)中進(jìn)行路由選擇和通信控制。（4）傳輸層傳輸層實質(zhì)上它是網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中高低層之間銜接的一個接口層。傳輸層不僅是一個單獨的結(jié)構(gòu)層，還是整個分層體系協(xié)議的核心，沒有傳輸層，整個分層協(xié)議就沒有意義。在一對端結(jié)點之間（可靠地）傳送報文。會話層會話層用于建立、管理以及終止兩個應(yīng)用系統(tǒng)之間的會話。它是用戶連接到網(wǎng)絡(luò)的接口，基本任務(wù)是負(fù)責(zé)兩主機(jī)間的原始報文的傳輸。會話層最重要的特征是數(shù)據(jù)交換。控制一對應(yīng)用進(jìn)程之間的會話過程（會話過程的同步，控制會話的方向）。（6）表示層表示層為在應(yīng)用過程之間傳送的信息提供表示方法提供，它關(guān)心的只是發(fā)出信息的語法與語義。表示層為應(yīng)用層提供的服務(wù)包括話法選擇、話法轉(zhuǎn)換等。在異構(gòu)型系統(tǒng)之間提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)表示。解釋應(yīng)用數(shù)據(jù)語義。（7）應(yīng)用層這一層的協(xié)議直接為端用戶服務(wù)，提供分布式處理環(huán)境。應(yīng)用層管理開放系統(tǒng)的互連，包括系統(tǒng)的啟動、維持和終止，并保持應(yīng)用進(jìn)程間建立連接所需的數(shù)據(jù)記錄。應(yīng)用層是通信用戶之間的窗口，為用戶提供網(wǎng)絡(luò)管理、文件傳輸、事務(wù)處理等服務(wù)，其中包含若干個獨立的、用戶通用的服務(wù)協(xié)議模塊。為網(wǎng)絡(luò)用戶提供分布式應(yīng)用的編程環(huán)境和分布式應(yīng)用平臺。1.4.2TCP/IP協(xié)議1：什么是TCP/IPTCP/IP它規(guī)定了計算機(jī)之間互相通信的方法。在這個協(xié)議集中，兩個最知名的協(xié)議就是傳輸控制協(xié)議（TransferControlProtocol，TCP）和網(wǎng)際協(xié)議（InternetProtocol，IP）。TCP/IP是一個協(xié)議簇，因為TCP/IP協(xié)議包括了TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNET、FTP、SMTP及ARP等許多協(xié)議。2：TCP/IP協(xié)議結(jié)構(gòu)TCP/IP協(xié)議分為4層，協(xié)議分層使得各層的任務(wù)和目的十分明確，這樣有利于軟件編寫和通信控制，由上至下分別是（1）應(yīng)用層：就是和用戶打交道的部分，用戶在應(yīng)用層上進(jìn)行操作，如收發(fā)電子郵件、文件傳輸?shù)?。?yīng)用層協(xié)議包括：TELNET、FTP、SMTP、TFTP、SNMP、RPC。（2）傳輸層：主要功能是對應(yīng)用層傳遞過來的用戶信息進(jìn)行分段處理，然后在各段信息中加入一些附加的說明。該層有兩個協(xié)議：傳輸控制協(xié)議(TCP)、用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議(UserDatagramprotocol，UDP)，SNMP就是基于UDP協(xié)議的一個應(yīng)用協(xié)議，采用的端口號為161和162。VoIP（VoiceoverInternetProtocol）簡而言之就是將模擬信號（Voice）數(shù)字化。VoIP允許某種程度上的數(shù)據(jù)丟失，采用不可靠的傳輸層協(xié)議UDP。（3）網(wǎng)際層：將傳輸層形成的一段一段的信息打成IP數(shù)據(jù)包，在報頭中填入地址信息，然后選擇好發(fā)送的路徑。與IP協(xié)議配套使用的還有地址解析協(xié)議（AddressResolutionProtocol，ARP）、逆向地址解析協(xié)議（ReverseAddressResolutionProtocol，RARP）、Internet控制報文協(xié)議（InternetControlMessageProtocol，ICMP）。（4）網(wǎng)絡(luò)接口層：是最底層，也稱鏈路層，其功能是接收和發(fā)送IP數(shù)據(jù)包，負(fù)責(zé)與網(wǎng)絡(luò)中的傳輸媒介打交道。TCP/IP本質(zhì)上采用的是分組交換技術(shù)，其基本意思是把信息分割成一個個不超過一定大小的信息包傳送出去。分組交換技術(shù)的優(yōu)點是一方面可以避免單個用戶長時間占用網(wǎng)絡(luò)線路，另一方面是在傳輸出錯時不必全部重新傳送，只需要將出錯的包重新傳輸就可以了。3：TCP/IP與OSIRM的關(guān)系OSIRMTCP/IP7應(yīng)用層應(yīng)用層6表示層5會話層4傳輸層傳輸層3網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)際層2數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)接口層1物理層4：IP數(shù)據(jù)包的格式IP數(shù)據(jù)包由首部和數(shù)據(jù)兩部分組成。首部由固定20個字節(jié)的基本首部和0-40字節(jié)可變長充的任選項組成。版本占4位，指IP協(xié)議的版本，目前使用的IP協(xié)議版本為V4（IPversion4）。段總長度指首部和數(shù)據(jù)之各的長度，單位為字節(jié)。段總長度字段為16位，因此數(shù)據(jù)包的最大長度為65535字節(jié)，這在當(dāng)前是夠用的。生存期TTL（TimeToLive），其單位為s。生存期的建議值是32s，但也可以設(shè)定為3-4s，甚至為255s。 地址，源站IP地址字段和目的站IP地址字段都各占4字節(jié)。1.4.3IP地址 2：IP地址的分類 TCP/IP協(xié)議規(guī)定，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的大小，將IP地址分為5類A類地址第一個字節(jié)用做網(wǎng)絡(luò)號，且最高位是0，范圍1-126，約為1600萬臺主機(jī)。B類地址前兩個字節(jié)用做網(wǎng)絡(luò)號，最高位是10，范圍128.1-191.254。約等于6萬多臺主機(jī)。C類地址前三個字節(jié)用做網(wǎng)絡(luò)號，最高位是110，范圍-223.255.254，等于254臺。D類地址最高位是1110，是多播地址，主要留給Internet體系結(jié)構(gòu)委員會IAB使用。E類地址最高位是11110，保留在今后使用。 3：子網(wǎng)掩碼 A類、B類和C類IP地址，其對應(yīng)的子網(wǎng)掩碼默認(rèn)值分別為，和。A類網(wǎng)絡(luò)的地址掩碼是8比特，剩余的24比特可表示主機(jī)地址，所以主機(jī)地址數(shù)為224個，如果為A類網(wǎng)絡(luò)指定的子網(wǎng)掩碼為，則其二進(jìn)制表示為11111111111111111100000000000000，實際上把A類網(wǎng)絡(luò)劃分為210=1024個子網(wǎng)。 4：可變長子網(wǎng)掩碼VLSM VLSM編址方案，即在IP地址后面加上“/比特數(shù)數(shù)”來表示子網(wǎng)掩碼中“1”的個數(shù)。例如/27，就表示前27位表示網(wǎng)絡(luò)號和子網(wǎng)號，即子網(wǎng)掩碼為27位長，主機(jī)地址為5位長。 6：特殊的IP地址本地回環(huán)地址也叫本地環(huán)路地址。網(wǎng)絡(luò)號為127的A類地址用于網(wǎng)絡(luò)軟件測試以及本地進(jìn)程間的通信。私網(wǎng)地址：私有網(wǎng)絡(luò)地址通常應(yīng)用于公司、組織和個人網(wǎng)絡(luò)，它們沒有置于因特網(wǎng)。IPv4的地址用于私有網(wǎng)絡(luò)的地址范圍如下。私網(wǎng)地址不能在公網(wǎng)上出現(xiàn)。A