第1章现代互联网技术概述.ppt

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第一章现代互联网概述,1.1现代互联网结构1.2公用网络1.3局域网网络1.4接入网1.5家庭网,1.1现代互联网结构,Cisco2501,Cisco2501,CISCO2500系列,CISCO2501:

1个Ethernet,2串口CISCO2502:

1个TOKENRING,2串口CISCO2503:

1个Ethernet,2串口,1个ISDNBRICISCO2505:

8个EthernetUTP口,2串口CISCO2513:

1个Ethernet,1Tokenring,2串口CISCO2514:

2个Ethernet,2串口,AccessServer（访问服务器）,CISCO2509:

1个Ethernet,2串口（同步），8个异步串口CISCO2511:

1个Ethernet,2串口（同步）,16个异步串口CISCO2512:

1个Tokenring,2串口（同步）,16个异步串口CISCO4000系列.（模块式路由器）,AccessServer（访问服务器）,CISCO4000系列.（模块式路由器）可支持三个模块,类型如下:

Ethernet:

1,2或6个端口TOKENRING:

1或2个端口FDDI:

多模光纤,1个端口异步串口:

2或4个口（电话拨号）ATM:

1个多模或单模ISDNBRI:

4或8个口（BRI基本速率,64Kbps）,1.1现代互联网结构,以Switch为核心的现代LAN技术通过路由器与公共网络相连通过访问服务器使远程、分散用户入网,特点:

1.2部分公网,1.2.1PSTN1.2.2ISDN1.2.3DDN1.2.4X.251.2.5FR,1.2.6SDH1.2.7DWDM1.2.8CSD1.2.9SMS1.2.10GPRS+3G,1.2.1PSTN,以传输语音为目的,带宽3kHz,数据率低,采用电路交换,信道利用率低通过Modem接入廉价,使用方便,1.2.2ISDN,ISDN是一种非常好的技术，但因为市场等方面的原因并未有很好的发展。

在INTERNET大发展时，由于它能提供较高的访问速度，一度受到青睐，装机容量有较大的发展。

作为一种实用的技术，在目前的网络中仍占有一定的地位。

但由于新的技术如ADSL的广泛应用，影响了它的应用。

1.2.2ISDN,NT1,ISDNExchange,ISDNTelephone,ISDNTerminal,ISDNAlarm,Customersoffice,Carriersoffice,Digitalbitpipe,Customersequipment,Carriersequipment,T1,数字传输系统的高次群话路数及数据率,1.2.3DDN,DDN是DigitalDataNetwork的缩写DDN是利用数字信道传输数据信号的数据传输网DDN的传输媒介有光缆，数字微波，卫星信道以及用户端可用的普通电缆和双绞线DDN的特点：

1.2.3DDN,DDN是同步数据传输网，可根据与用户所定协议，定时接通所需路由传输速率高，网络时延小用户数据信息根据事先约定的协议，在固定的时隙以预先设定的通道带宽和速率，顺序传输，这样只需按时隙识别通道就可以准确地将数据信息送到目的终端。

由于信息是顺序到达目的终端，免去了目的终端对信息的重组。

DDN为全透明网支持任何规程，支持网络层以及其上任何协议，从而可满足数据图像，声音等各种业务的需要。

1.2.3DDN,ChinaDDN骨干网一期工程由全国21个省直辖市的节点机和连接它们的数字电路组成。

全国有三个国际出入口局和八个枢纽局：

北京，上海，广州。

北京，上海，沈阳，广州，武汉，成都，南京和西安,1.2.3DDN,1.2.3DDN,入网方式用DTU接入可选V.24或V.35接口用MODEM接入,1.2.4X.25,以CCITTX.25为基础建设的分组交换网适应计算机通信而发展起来的一种通信手段可以满足不同速率，不同型号（不同厂家生产）的终端与终端，终端与计算机，计算机与计算机，以及局域网间的通信，实现信息资源共享优点：

可以在一条电路上同时开放多条虚电路，为多个客户同时使用，网络具有动态路由功能和先进的误码检错功能，网络性能较佳。

1.2.4X.25,X.25网络是第一种大规模使用的数据网络，在七70、80年代有非常好的发展。

其带宽及网络覆盖面等方面的影响，90年代后其发展受到抑制。

主要是网络的基本情况发生变化，网络传输基于光纤技术，线路质量大大提高，X.25网络复杂的协议处理显得多余，从其派生出的新技术如帧中继，简化协议，提高传输速率等特性。

新一代网络技术如ATM网络、IP网络由于能提供较好的解决方案。

但由于X.25网络能满足低速数据应用的需求、投资保护等方面的原因，该网络在相当一段时间内还会应用。

1.2.4X.25,中国公用分组交换数据网（ChinaPAC）ChinaPAC是电信公司经营管理的全国性分组交换数据网，网络已直接覆盖到全国所有地市和绝大部分县城，客户可以通过专线或电话拨号方式就近入网，使用分组交换业务。

1.2.4X.25,ChinaPAC提供的业务功能交换型虚电路（SVC）客户通信时，通过呼叫建立虚电路，通信结束后释放虚电路。

交换型虚电路使用灵活，每次均可以与不同的客户建立通信电路。

ChinaPAC可以为一个客户开放多条虚电路。

永久型虚电路（PVC）永久型虚电路类似于固定专线，在客户申请时提出，电信部门将线路固定接好，客户一开机不需通过呼叫即建立起电路，通信费采用包月方式。

该功能适合于点对点固定连接的客户使用。

1.2.5FrameRelay,什么是FrameRelay?

FrameRelay,简称FR，中文帧中继。

它是在X.25网络基础上发展起来的新一代网络技术，由于其速度高、通信线路质量较高、传输时延较小等显著特点，特别是在LAN互联业务需求剧增的情况下，很好地满足应用需求，而获得极大的发展。

1.2.5FrameRelay,帧中继技术帧中继技术主要用于传递数据业务，它使用一组规程将数据信息以帧的形式有效地进行传送。

帧中继所使用的是逻辑连接，而不是物理连接，在一个物理连接上可复用多个逻辑连接（即可建立多条逻辑信道），可实现带宽的复用和动态分配。

帧中继协议是对X.25协议的简化，因此处理效率很高，网络吞吐量高，通信时延低，帧中继用户的接入速率在64k至2Mbps，甚至可达到34Mbps。

帧中继的帧信息长度远比X.25分组长度要长，最大帧长度可达1600字节/帧，适合于封装局域网的数据单元，适合传送突发业务（如压缩视频、WWW等）。

1.2.5FrameRelay,帧中继通信,FRAD（帧中继拆装设备）,1.2.6SDH,SDH（SynchronousDigitalHierarchy,同步数字系列）是一种新的数字传输体制。

以光纤为传输介质的数字传输标准。

有以下特点：

统一的比特率：

在PDH（PlesiochronousDigitalHierarchy准同步数字系列）中，世界上存在着欧洲、北美及日本三种体系的速率等级。

而SDH中实现了统一的比特率。

此外还规定了统一的光接口标准，因此为不同厂家设备间互联提供了可能。

1.2.6SDH,STM-1STM-64共有51.84,155.52,622.08,933.12,1244.16,1866.24,2488.32,4876.64,9953.28Mbps极强的网管能力：

在SDH帧结构中规定了丰富的网管字节，可提供满足各种要求的能力。

自愈保护环：

在SDH设备还可组成带有自愈保护能力的环网形式，这样可有效地防止传输媒介被切断，通信业务全部终止的情况。

1.2.7DWDM,DWDM（DenseWavelegnthDivisionMultiplexing）密集波分复用一根单模光纤的传输速率可达2.5Gbps（最新技术已可达100Gbps）.在一根光纤上复用两路光载波信号称为WDM，目前随着技术的发展可以做到一根光纤上复用80路信号，称DWDM。

中国教育网主干网拓扑,1.2.8CSD电路交换数据业务,1.2.9SMS短消息业务,短消息业务SMS为GSM移动终端提供的另一种能够发送和接收短消息的手段。

短消息内可以包含字母和数字。

短消息的接收和发送只需信令频道，不必占用业务频道。

因此用户即使在呼叫状态，仍然可以接收和发送短消息。

在短消息业务中，无线数据报网关就是短消息中心，短消息中心一方面通过收发短消息与GSM侧的移动终端交换数据，另一方面利用短消息对等协议SMPP作为隧道协议向扩展短消息平台传递数据。

SMS只适合传递少量的数据，不保证实时。

1.2.9SMS短消息业务,1.2.9SMS短消息业务,MMS多媒体短消息,1.2.10GPRS+3G+4G,GPRSGeneralPacketRadioService,通用无线分组业务GPRS提供了类似固定分组网（如Internet）的端到端分组业务，它能够实现从空中接口到外部网络之间的分组数据传输。

GPRS可以接入基于TCP/IP的外部网络和X.25网络，能够有效地实现和IP网络的互通。

GPRS可以使用目前用于电路交换呼叫的无线网络基础设施，但需要增加几个新的网络单元以支持面向分组交换的功能。

1.2.10GPRS+3G+4G,SGSN:

ServingGatewaySupportNode,GGSN:

GatewayGPRSSupportNode,1.2.10GPRS+3G+4G,3G:

第三代移动通信技术（3rd-Generation），是指支持高速数据传输的蜂窝移动通信技术。

3G服务能够同时传送声音及数据信息。

3G标准：

TD-SCDMA（移动）CDMA2000（电信）WCDMA（联通）WiMAX,1.2.10GPRS+3G+4G,速度：

TD-SCDMA下行2.8Gbps，上行384Kbps；CDMA20003.1Gbps，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；双载波HSPA+：

下行42Mbps，上行23Mbps。

1.2.10GPRS+3G+4G,4G标准：

LTE（LongTermEvolution,长期演进）项目是3G的演进，它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。

特点：

在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s与上行50Mbit/s的峰值速率，提高了容量，降低了网络延迟演进历史：

GSMGPRSEDGEWCDMAHSDPA/HSUPAHSDPA+/HSUPA+FDD-LTE,1.2.10GPRS+3G+4G,4G标准：

LTE-Advanced：

LTE-Advanced就是LTE技术的升级版，正式名称为FurtherAdvancementsforE-UTRA，是3GPP形成欧洲IMT-Advanced技术提案的一个重要来源。

LTE-Advanced是一个后向兼容的技术，完全兼容LTE，是演进而不是革命，相当于HSPA和WCDMA这样的关系。

带宽：

100MHz峰值速率：

下行1Gbps，上行500Mbps,1.2.10GPRS+3G+4G,4G标准：

WiMax：

WiMax（WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess），即全球微波互联接入，WiMAX的另一个名字是IEEE802.16。

速度：

70Mbps工作的频段：

无需授权频段，范围在2GHz66GHz网络覆盖面积：

3G发射塔的10倍缺陷：

无法满足高速（50km/h）下的网络的无缝链接,1.2.10GPRS+3G+4G,4G标准：

WirelessMAN-Advanced：

WiMax的升级版，即IEEE802.16m标准速率：

1Gbps优势：

提高网络覆盖；提高频谱效率；提高数据和VOIP容量；降低时延&增强QoS；降低功耗。

1.2.10GPRS+3G+4G,4G国际标准：

2012年1月18日下午5时，国际电信联盟在2012年无线电通信全会全体会议上，正式审议通过将LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced（802.16m）技术规范确立为IMT-Advanced（俗称“4G”）国际标准，中国主导制定的TD-LTE-Advanced和FDD-LTE-Advance同时并列成为4G国际标准。

1.3局域网技术,1.3.1传统局域网技术1.3.2现代局域网技术,1.3.1传统局域网技术,Ethernet（10base5,2,T）,TokenRing,Arcnet,Plannet等特点:

任何时候最多只允许两个站点之间通信.提升带宽的办法:

用路由器、网桥进行分段。

1.3.1传统局域网技术,1.3.1传统局域网技术,网桥与路由器都是存储转发型的设备。

网桥：

对于网段上的站点间的通信进行隔离。

路由器：

除了具有网桥的功能外，还能隔离广播。

缺点：

若需进一步提高效率，则需微分段，但R、B较贵，且使响应时间变长。

1.3.1传统局域网技术,几个易混淆的概念：

Ethernet、TokenRing、FDDI、Arcnet等都是物理网络,只具有低二层的功能,安装什么网络操作系统（NOS）就是什么网。

同一网段上可以同时存在不同的NOS，但不同协议之间的点不能进行通信。

Novell开发了OPT，使得可有多种协议并存。

同一网段上不允许不同类型的网卡接入（TokenRing,Ethernet）路由器运行在网络层。

1.3.2现代局域网技术,特点：

现代局域网的交换式局域网（SwitchLAN）,其核心是LANSwitch。

Switch是多口网桥，每个端口接入一个网段。

Switch的工作方式：

Cut-throughStoreandforward,1.3.2现代局域网技术-Switch分类,全部为10mbps的固定端口的低档Switch,一般采用Cut-through，仍存在冲突。

不适合连接服务器。

例如：

3COM的LinkSwitch500具有10个10baseT端口。

1.3.2现代局域网技术-Switch分类,具有高速端口、多个10mbps端口的低档Switch,采用Storeandforward，冲突较少。

高速端口可以是100baseT、100baseVGanyLAN、FDDI、CDDI等。

适合连接服务器、连接骨干网等。

具有灵活模块配置的中档Switch。

可选用不同类型的模块，如10mbps、100mbps、155mATM模块等。

例如：

3COM的LinkSwitch100具有12/24个10mbps端口，1个100mbps端口，选加一个不同介质的Downlink模块用于连入Ethernet主干。

1.3.2现代局域网技术-Switch分类,具有多个100mbps、155mbsp甚至1000mbps的主干交换机，用于楼层间高速交换。

例如：

3COM的LinkSwitch3000具有8个100baseTX端口，5个100baseFX端口，可选配高速Downlink模块（100baseT、100baseF、155mATM等）。

第三层交换具有路由功能。

为了进一步提高效率,隔离广播例如3ComSwitch4005交换机就是一款可扩展的和全面集成化的高性能第三层交换机，实现了线速的交换与路由功能。

1.3.2现代局域网技术-VLAN,VLAN定义：

一组与位置和拓扑结构无关的设备,他们之间可以象在同一物理LAN一样通信。

这意味着LAN段不受物理连接的硬件限制.而可以按使用的软件灵活分组.例如:

按组织结构分组,按应用分组。

VLAN在逻辑上等价于广播域.在同一VLAN内,站点间可以任意通信.,1.3.2现代局域网技术-VLAN,VLAN的优点.在IP网上设备可以改变或移动.有助于控制广播流量（限定在同一VLAN内）.提供附加的安全性.VLAN间的站点通信,要经过路由器.隔离作用。

一个VLAN没有和路由器相连，此VLAN被隔离,1.3.2现代局域网技术-VLAN,VLAN的种类:

基于端口的VLAN一个端口支持（并只属于）一个VLAN设置方便一个PC从一个VLAN移到另一个VLAN,并希望仍属于以前的VLAN,要重新设置.VLAN间通讯要用路由器.,1.3.2现代局域网技术-VLAN,基于MAC的VLAN按PC的网卡地址分VLAN,一个VLAN有一个MAC表.每台机器只属于一个VLAN.机器移动不用重新设置.VLAN间通信要用路由器.,1.3.2现代局域网技术-VLAN,基于第三层的VLAN（按IP地址分配的VLAN）将类似路由功能引入VLAN.允许一台机器属于多个VLAN.可以按传输协议划分VLAN.基于策略VLAN不同的VLAN可选用不同的方法,如:

VLAN1按IP,VLAN2按MAC,1.4接入网技术,xDSL技术HFC技术FTTx技术,1.4接入网技术-xDSL,1.4接入网技术-ADSL,ADSLMODEM的频谱利用的划分,1.4接入网技术-ADSL,基于ADSL接入网的组成,1.4接入网技术-HFC,HybridFiberCoax光纤同轴混合将原CATV网中的同轴电缆主干部分光纤化，并使用模拟光纤技术进行数据传输。

在光纤节点光信号被转换为电信号，光纤节点以下使用同轴电缆。

采用这种技术后，从头端到用户的放大器数量减少，可以提高网络的可靠性和信号质量。

1.4接入网技术-HFC,HFC网的结构,1.4接入网技术-HFC,HFC网的频谱划分,模拟电视,保留,频率（MHz）,5,40,50,550,750,1000,下行信道,1.4接入网技术-FTTx,FTTH（FiberToHome）光纤到户FTTB（FiberToBuilding）光纤到大楼FTTC（FiberToCurb）光纤到路边FTTO（FiberToOffice）光纤到办公室,1.5家庭网络,定义：

家庭网络（HomeNetwork）指的是融合家庭控制网络和多媒体信息网络于一体的家庭信息化平台，是在家庭范围内实现信息设备、通信设备、娱乐设备、家用电器、自动化设备、照明设备、保安（监控）装置及水电气热表设备、家庭求助报警等设备互联和管理，以及数据和多媒体信息共享的系统。

家庭网络系统构成了智能化家庭设备系统，提高了家庭生活、学习、工作、娱乐的品质，是数字化家庭的发展方向。

1.5家庭网络,家庭网络标准（中国电子行业标准）：

SJ/T11312-2005家庭主网通信协议规范SJ/T11313-2005家庭主网接口一致性测试规范SJ/T11314-2005家庭控制子网通信协议规范SJ/T11315-2005家庭控制子网接口一致性测试规范SJ/T11316-2005家庭网络系统体系结构及参考模型SJ/T11317-2005家庭网络设备描述文件规范,1.5家庭网络,对家庭网络的理解,MSAN-Multi-ServiceAccessNetwork，综合业务接入网SNI-ServiceNodeInterface，业务节点接口SNI-UserNodeInterface,用户网络接口,1.5家庭网络（设备）,上行接口：

电话LINE（RJ11）下行接口：

电话（RJ11）ADSL（RJ11）,1.5家庭网络（设备）,上行接口：

ADSL（RJ11）下行接口：

LAN（RJ45）,1.5家庭网络（设备）,上行接口：

WAN（RJ45）下行接口：

LAN（RJ45）WLAN（802.11）,1.5家庭网络（结构）,1.5家庭网络（设备）,上行接口：

ADSL（RJ11）下行接口：

LAN（RJ45）WLAN（802.11）,1.5家庭网络（结构）,1.5家庭网络（布线）,拓扑：

以家庭网络为中心星形布线线型：

5类双绞线位置：

客厅（IPTV）、卧室（IPTV、电脑）、书房（电脑）,1.5家庭网络（电力线Modem）,电力线上网技术，简称PLC，是指利用电力线传输高频数据和话音信号的一种通信方式。

电力线上网的调制解调器简称“电力猫”，它一端插在用户的电脑上，另一端插入家中任何一个电源插座，就可以实现高达200Mbps或500Mbps的传输数率.,1.5家庭网络（电力线Modem）,电力线上网技术，简称PLC，是指利用电力线传输高频数据和话音信号的一种通信方式。

电力线上网的调制解调器简称“电力猫”，它一端插在用户的电脑上，另一端插入家中任何一个电源插座，就可以实现高达200Mbps或500Mbps的传输数率。

对于已经装修完毕，但是没有星形布线的用户是一种很好的解决方案。

1.5家庭网络（电力线Modem）,RJ45,RJ45,WANLAN,LAN,电力线,1.5家庭网络（电力线Modem）,