互聯(lián)網(wǎng)通信的發(fā)展趨勢(shì)

互聯(lián)網(wǎng)通信的發(fā)展趨勢(shì)學(xué)習(xí)目標(biāo)了解互聯(lián)網(wǎng)通信的歷史及發(fā)展趨勢(shì)了解目前運(yùn)營(yíng)商運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)了解互聯(lián)網(wǎng)及新技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)2學(xué)習(xí)完本課程，您應(yīng)該能夠：課程內(nèi)容3第一章計(jì)算機(jī)的發(fā)展第二章通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展第三章運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)第四章互聯(lián)網(wǎng)及新應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)什么是計(jì)算機(jī)？具備內(nèi)部存儲(chǔ)能力，能高速、自動(dòng)的進(jìn)行邏輯運(yùn)算和算術(shù)運(yùn)算的電子設(shè)備。第一代：電子管計(jì)算機(jī)存在時(shí)間：1946年——1957年內(nèi)存：延遲線或磁芯外存：紙帶、卡片或磁帶工作速度：幾千～一萬次／秒軟件：機(jī)器語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言應(yīng)用：科學(xué)計(jì)算代表機(jī)型：ENIAC特點(diǎn)：體積龐大，運(yùn)算速度低，成本高第一代：電子管計(jì)算機(jī)ENIAC(1946)計(jì)算機(jī)的誕生第二代：晶體管計(jì)算機(jī)存在時(shí)間：1957年—1964年物理元件：晶體管內(nèi)存：磁芯外存：磁帶或磁盤工作速度：幾十萬次／秒軟件：高級(jí)算法語(yǔ)言應(yīng)用：事務(wù)管理及工業(yè)控制代表機(jī)型：IBM7000系列優(yōu)點(diǎn)：體積小，壽命長(zhǎng)，速度快，能耗少，可靠性高第二代：晶體管計(jì)算機(jī)第三代：集成電路計(jì)算機(jī)存在時(shí)間：1964年—1971年物理元件中小規(guī)模集成電路（硅）內(nèi)存半導(dǎo)體存儲(chǔ)器外存磁帶或磁盤工作速度幾十萬～幾百萬次/秒軟件高級(jí)算法語(yǔ)言、操作系統(tǒng)應(yīng)用計(jì)算、管理及控制代表機(jī)型IBMSystem/360優(yōu)點(diǎn)體積更小、速度更快、能耗更小、壽命更長(zhǎng)發(fā)展特點(diǎn)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)出現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化的局面第三代：集成電路計(jì)算機(jī)第四代：超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)存在時(shí)間：1971年—現(xiàn)在物理元件：（超）大規(guī)模集成電路內(nèi)存：半導(dǎo)體存儲(chǔ)器外存：磁盤和光盤工作速度：幾百萬～幾千萬次／秒軟件：操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件應(yīng)用：以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為特征Intel

PENTIUM第四代：超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)第五代：智能化計(jì)算機(jī)（趨勢(shì)）主攻目標(biāo)——讓計(jì)算機(jī)具有人的聽、說、讀、寫和思維推理能力神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)用數(shù)據(jù)單元模擬人腦的神經(jīng)元，并利用神經(jīng)元結(jié)點(diǎn)的分布式存儲(chǔ)和相互關(guān)聯(lián)來模擬人腦活動(dòng)。生物計(jì)算機(jī)使用蛋白分子為主要原料制成的生物芯片構(gòu)成，存儲(chǔ)能力巨大，而且以波的形式來傳播信息。計(jì)算機(jī)發(fā)展趨勢(shì)功能巨型化體積微型化資源網(wǎng)絡(luò)化處理智能化計(jì)算機(jī)的功能計(jì)算數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)顯示數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展后，數(shù)據(jù)如何才能和別人方便地共享？親自攜帶數(shù)據(jù)分享使用網(wǎng)絡(luò)傳輸共享產(chǎn)生通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展課程內(nèi)容16第一章計(jì)算機(jī)的發(fā)展第二章通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展第三章運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)第四章互聯(lián)網(wǎng)及新應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)什么是計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)？計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是將分布在不同地理位置、具有獨(dú)立功能的多臺(tái)計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備，用通信設(shè)備和通信線路連接起來，在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和通信協(xié)議及網(wǎng)絡(luò)管理軟件的管理協(xié)調(diào)下，實(shí)現(xiàn)資源共享、信息傳遞的系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)1、通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合產(chǎn)物2、數(shù)據(jù)交換是基礎(chǔ)，資源交換為目的1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史發(fā)展階段存在時(shí)間特點(diǎn)典型網(wǎng)絡(luò)第一階段60年代初期到60年代中期計(jì)算機(jī)與終端互連，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問。主機(jī)—>通信線路—>終端第二階段60年代中期到70年代中期計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)互連。美國(guó)的ARPA網(wǎng):計(jì)算機(jī)—>公用電話網(wǎng)—>計(jì)算機(jī)第三階段70年代中期到80年代末期網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的形成和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化OSI參考模型構(gòu)建的局域網(wǎng)第四階段始于80年代末高速、綜合化網(wǎng)絡(luò)Internet網(wǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展簡(jiǎn)單通信功能的單機(jī)系統(tǒng)復(fù)雜通信功能的多機(jī)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)化及高速互聯(lián)時(shí)間共享資源為主的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)20世紀(jì)50年代20世紀(jì)60年代20世紀(jì)60-70年代20世紀(jì)80年代2、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分類按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)劃分總線、星狀、環(huán)狀、網(wǎng)狀、樹狀和星環(huán)網(wǎng)絡(luò)按網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍劃分廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、局域網(wǎng)、接入網(wǎng)按通信傳輸介質(zhì)劃分有線：雙絞線、同軸電纜、光纖無線：微波、紅外線、激光按數(shù)據(jù)傳輸方式劃分廣播網(wǎng)絡(luò)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)按使用網(wǎng)絡(luò)的對(duì)象劃分專用網(wǎng)和公用網(wǎng)按網(wǎng)絡(luò)組件的關(guān)系劃分對(duì)等網(wǎng)絡(luò)、基于服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)劃分按照網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍劃分廣域網(wǎng)

WAN(WideAreaNetwork)局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)

城域網(wǎng)MAN(MetropolitanAreaNetwork)接入網(wǎng)

AN(AccessNetwork)

廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)及局域網(wǎng)關(guān)系圖

城域網(wǎng)城域網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)接入網(wǎng)廣域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)校園網(wǎng)企業(yè)網(wǎng)……3、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成1、通信子網(wǎng)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信的部分2、資源子網(wǎng)：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中面向用戶的部分,負(fù)責(zé)全網(wǎng)絡(luò)面向應(yīng)用的數(shù)據(jù)處理工作3、通信協(xié)議：通信雙方必須共同遵守的規(guī)則和約定基于OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)功能由低層至高層分別是：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、運(yùn)輸層、會(huì)話層、表示層、應(yīng)用層。每一層都有特定的功能，并且上一層利用下一層的功能所提供的服務(wù)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)采用的技術(shù)分類是一種直接交換方式。發(fā)送點(diǎn)與接收點(diǎn)之間構(gòu)成一條實(shí)際連接的專用物理線路。以報(bào)文為交換單位，臨時(shí)選擇通信網(wǎng)絡(luò)中的一條線路傳送數(shù)據(jù)。將報(bào)文劃分成一個(gè)個(gè)平均大小保持不變的小組作為交換單位，其他與報(bào)文交換相同。4、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的常見設(shè)備（1）路由器：互聯(lián)網(wǎng)的主要節(jié)點(diǎn)設(shè)備，路由器通過路由表決定數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。（2）交換機(jī)：一種基于MAC地址識(shí)別，能完成封裝轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包功能的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。（3）三層交換機(jī)：一個(gè)具有第三層交換功能的設(shè)備是一個(gè)帶有第三層路由功能的第二層交換機(jī)，但它是二者的有機(jī)結(jié)合，并不是簡(jiǎn)單的把路由器設(shè)備的硬件及軟件簡(jiǎn)單地疊加在局域網(wǎng)交換機(jī)上。（4）DSLAM：做為接入層設(shè)備提供ADSL、VDSL、G.SHDSL、LAN、CES、FR業(yè)務(wù)接口與上層BAS、增值業(yè)務(wù)平臺(tái)配合，提供可運(yùn)營(yíng)、可管理、豐富的寬帶增值業(yè)務(wù)。（5）光端機(jī)：光Modem也稱為單端口光端機(jī)，是針對(duì)特殊用戶環(huán)境而設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，它利用一對(duì)光纖進(jìn)行單E1或單V.35或單10BaseT點(diǎn)到點(diǎn)式的光傳輸終端設(shè)備。（6）光纖收發(fā)器：光纖收發(fā)器在以太網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)單、多模光纖與雙絞線之間的信號(hào)轉(zhuǎn)換。（7）EPON：利用PON（無源光網(wǎng)絡(luò)）的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)的接入。EPON由光線路終端（OLT）、光合／分路器和光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）組成，采用樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。（8）IAD：IntegratedAccessDevice是一種綜合接入設(shè)備，面向個(gè)人用戶及小型企業(yè)用戶，將用戶端各類終端設(shè)備（如PC、電話機(jī)、傳真機(jī)）接入到IP網(wǎng)中。5、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的常見接口（1）局域網(wǎng)接口RJ-45端口：常見的雙絞線以太網(wǎng)端口。因?yàn)樵诳焖僖蕴W(wǎng)中也主要采用雙絞線作為傳輸介質(zhì)，所以根據(jù)端口的通信速率不同RJ-45端口又可分為10Base-T網(wǎng)RJ-45端口和100Base-TX網(wǎng)RJ-45端口兩類。GBIC端口：千兆位接口，通常GBIC是一個(gè)模塊，插在設(shè)備的模塊槽位中。GBIC有單模、多模、電口等不同傳輸距離模塊可供選擇。（2）廣域網(wǎng)接口RJ-45端口：建立廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)VLAN（虛擬局域網(wǎng)）之間，以及與遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)或Internet的連接。如果使用路由器為不同VLAN提供路由時(shí)，可以直接利用雙絞線連接至不同的VLAN端口。高速同步串口：這種端口主要是用于連接目前應(yīng)用非常廣泛的DDN、幀中繼（FrameRelay）、X.25、PSTN（模擬電話線路）等網(wǎng)絡(luò)連接模式。E1接口（BNC、RJ48口）：E1接口在大客戶專線網(wǎng)絡(luò)中比較常見，接口在物理上分為31個(gè)時(shí)隙，可以任意地將全部時(shí)隙分成若干組，每組時(shí)隙捆綁以后作為一個(gè)接口使用，其邏輯特性與同步串口相同，支持PPP、幀中繼、LAPB和X.25等鏈路層協(xié)議。6、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)Internet的應(yīng)用（1）電子郵件（2）文件傳輸（3）遠(yuǎn)程登錄（4）萬維網(wǎng)（網(wǎng)頁(yè)瀏覽）（5）IP電話（6）視頻會(huì)議（7）搜索引擎（8）BBS電子公告板（9）即時(shí)通信了解了這么多關(guān)于計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)和應(yīng)用，我們?nèi)粘Ｉ钪械纳暇W(wǎng)是如何實(shí)現(xiàn)的呢？課程內(nèi)容31第一章計(jì)算機(jī)的發(fā)展第二章通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展第三章運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)第四章互聯(lián)網(wǎng)及新應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)1、運(yùn)營(yíng)商互聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)國(guó)家骨干網(wǎng)：全部使用大型路由器組網(wǎng)，成環(huán)相互備份。地市網(wǎng)：采用路由器、交換機(jī)、接入設(shè)備實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入。核心路由1核心路由器2認(rèn)證BAS-1認(rèn)證BAS-2接入路由器2數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)國(guó)家骨干網(wǎng)接入路由器1核心交換機(jī)1核心交換機(jī)2基站匯聚交換機(jī)接入設(shè)備本地接入網(wǎng)核心層匯聚層接入層（1）核心層：核心設(shè)備均采用2套相同型號(hào)相同配置的設(shè)備進(jìn)行相互備份，采用網(wǎng)狀拓?fù)溥M(jìn)行連接，提供網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。一般來說，核心設(shè)備運(yùn)行容量大，但端口數(shù)少，設(shè)備的成本價(jià)格高。組網(wǎng)使用的設(shè)備多為強(qiáng)大的路由器和三層交換機(jī)。（2）匯聚層：采用光纖傳輸系統(tǒng)高帶寬接入至核心匯聚設(shè)備上，光纖傳輸系統(tǒng)有成環(huán)保護(hù)功能，保證匯聚層設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。從單純的網(wǎng)絡(luò)連接結(jié)構(gòu)來看，采用的是星型拓?fù)?。一般來說，匯聚設(shè)備運(yùn)行容量較大，端口數(shù)中等且端口帶寬大，設(shè)備的成本中等。組網(wǎng)使用的設(shè)備多為二、三層交換機(jī)。（3）接入層：上聯(lián)至匯聚層設(shè)備，多采用光纖直連，帶寬多為100M、1G、2.5G、10G，下聯(lián)通過接入網(wǎng)接入用戶，采用星型拓?fù)?。一般來說，接入設(shè)備運(yùn)行容量根據(jù)用戶數(shù)進(jìn)行配置，接入端口多，成本相對(duì)低。接入網(wǎng)技術(shù)主要包括XDSL接入、光纖+LAN接入、XPON無源光網(wǎng)絡(luò)接入、無線網(wǎng)橋接入等，接入速率能力從2M～100M不等。2、運(yùn)營(yíng)商接入網(wǎng)主要技術(shù)點(diǎn)到點(diǎn)光接入（MC）方式點(diǎn)到多點(diǎn)光接入方式點(diǎn)到點(diǎn)以太接入APONEPONGPON小區(qū)交換機(jī)接入PON的定義和組成PON（PassiveOpticalNetwork）的定義無源光網(wǎng)絡(luò)：PON是一種應(yīng)用于接入網(wǎng)，局端設(shè)備（OLT）與多個(gè)用戶端設(shè)備（ONU/ONT）之間通過無源的光纜、光分/合路器等組成的光分配網(wǎng)（ODN）連接的網(wǎng)絡(luò)。是一種基于點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)拓樸的技術(shù)無源光網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成OLT（OpticalLineTerminal）－光線路終端（局端放置）ONU（OpticalNetworkUnit）－光網(wǎng)絡(luò)單元（用戶端放置）ONT（OpticalNetworkTerminal）－光網(wǎng)絡(luò)終端（用戶端放置）ODN（OpticalDistributionNetwork）－光分配網(wǎng)PON技術(shù)接入組網(wǎng)拓?fù)浼夹g(shù)比較（PONvsMC）MC技術(shù)的兩種使用方式：點(diǎn)到點(diǎn)以太接入N根光纖，2N個(gè)光收發(fā)器管理獨(dú)立小區(qū)交換機(jī)接入只需鋪設(shè)1或2根光纖到小區(qū)2N+2個(gè)光收發(fā)器設(shè)備占用局端機(jī)房空間小在傳輸過程中需要有源設(shè)備設(shè)備分級(jí)管理PON的接入方式：只需鋪設(shè)1或2根光纖到小區(qū)需N+1個(gè)光收發(fā)器設(shè)備占用局端機(jī)房空間最小傳輸中不需有源設(shè)備設(shè)備集中管理局端用戶局端用戶小區(qū)交換機(jī)以32個(gè)結(jié)點(diǎn)為例32/64根光纖64個(gè)收發(fā)器P2PP2P1/2根光纖66個(gè)收發(fā)器局端用戶分光器P2MP1根光纖33個(gè)收發(fā)器3、日常網(wǎng)絡(luò)維護(hù)測(cè)試工具IPCONFIG:用來查看IP協(xié)議的具體配置信息，顯示網(wǎng)卡的物理地址、主機(jī)的IP地址、子網(wǎng)掩碼以及默認(rèn)網(wǎng)關(guān)等，還可以查看主機(jī)的相關(guān)信息如：主機(jī)名、DNS服務(wù)器、節(jié)點(diǎn)類型等。命令：IPCONFIG/ALLHostName............:jsjjc1 PrimaryDNSSuffix.......:NodeType............:MixedIPRoutingEnabled........:NoWINSProxyEnabled........:NoEthernetadapter本地連接:Connection-specificDNSSuffix:Description...........:Legend/D-LinkDFE-530TXPCIFastEthernetAdapterPhysicalAddress.......:00-50-BA-2A-0A-52 （網(wǎng)卡的物理地址）DHCPEnabled........:NoIPAddress............:192.168.7.28 （IP地址）SubnetMask.........:255.255.255.0 （子網(wǎng)掩碼）DefaultGateway......:192.168.7.254 （默認(rèn)網(wǎng)關(guān)）

DNSServers.........:202.120.190.208Ping(packetinternetgopher)是網(wǎng)絡(luò)上一種利用“回響”功能測(cè)試對(duì)方主機(jī)是否能應(yīng)答的工具。常見用法Ping

主機(jī)的IP地址或域名查看Ping的用法鍵入“Ping-”下面是網(wǎng)絡(luò)連通時(shí)，ping

的結(jié)果：Pinging202.120.190.205with32bytesofdata:Replyfrom202.120.190.205:bytes=32time<10msTTL=254Replyfrom202.120.190.205:bytes=32time<10msTTL=254Replyfrom202.120.190.205:bytes=32time=10msTTL=254Replyfrom202.120.190.205:bytes=32time<10msTTL=254Pingstatisticsfor202.120.190.205:Packets:Sent=4,Received=4,Lost=0(0%loss),Approximateroundtriptimesinmilli-seconds:Minimum=0ms,Maximum=10ms,Average=2ms數(shù)據(jù)包的大小往返一次所使用