第1章现代互连网

1、第一章 现代互连网概述1.1 现代互连网结构1.2 公用网络1.3 局域网网络1.4 接入网1.1 现代互连网结构Cisco 2501Cisco 2501CISCO 2500系列系列 CISCO 2501: 1个个Ethernet, 2串口串口 CISCO 2502: 1个个TOKEN RING, 2串口串口 CISCO 2503: 1个个Ethernet, 2串口串口, 1个个ISDN BRI CISCO 2505: 8个个Ethernet UTP 口口, 2串口串口 CISCO 2513: 1个个Ethernet, 1 Token ring, 2串串口口 CISCO 2514: 2个个Et

2、hernet, 2串口串口Access Server (访问服务器访问服务器) CISCO 2509: 1个个Ethernet , 2串口串口(同步同步),8个异步串口个异步串口 CISCO 2511: 1个个Ethernet , 2串口串口(同步同步),16个异步串口个异步串口 CISCO 2512: 1个个Token ring , 2串口串口(同步同步),16个异步串口个异步串口 CISCO 4000 系列系列. (模块式路由器模块式路由器) 可支持三个模块可支持三个模块,类型如下类型如下: *) Ethernet : 1,2或或6个端口个端口 *) TOKEN RING : 1或或2个端

3、口个端口 *) FDDI : 多模光纤多模光纤, 1个端口个端口 *) 异步串口异步串口: 2或或4个口个口(电话拨号电话拨号) *) ATM : 1个多模或单模个多模或单模 *) ISDN BRI: 4或或8个口个口(BRI 基本速率基本速率,64Kbps)1.1 现代互连网结构n以Switch为核心的现代LAN技术n通过路由器与公共网络相连n通过访问服务器使远程、分散用户入网特点特点:1.2 部分公网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(2) 通过Modem接入(3) 廉价, 使用方便1.2.2 ISDN ISDN是一种非常好的技术理想，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，其发展前景有待进一步观察。1.2.2 ISDNNT1ISDNExchangeISDNTelephoneISDNTerminalISDNAlarmCustomers officeCarri

5、ers officeDigitalbit pipeCustomers equipmentCarriers equipmentT1Channel1Channel2Channel24193 Bit frame (125s)Framing code数字传输系统的高次群话路数及数据率系系统统类类型型 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 欧洲体制 符号 话路数 数据率(Mbps) E1 30 2.048 E2 120 8.448 E3 480 34.368 E4 1920 139.246 E5 7680 565.148 北美体制 符号 话路数 数据率(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的缩写nDDN是利用数字信道传输数据信号的数据传输网 nDDN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 1.2.3 DDNnDDN的特点： - 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

7、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。1.2.3 DDNnChina DDN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 1.2.3 DDN核心层接入层用户接口层用户1.2.3 DDNn入网方式 - 用DTU接入- 可选V.24或V.35接口 用 MODEM 接入 1.2.4 X.25n以CCITT X.25建设为基础分组交换网是为适应计算机通信而发展起来的一种先进通信

8、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。分组交换网是数据通信的基础网，利用其网络平台可以开发各种增值业务，如电子信箱，电子数据交换，可视图文，传真存储转发，数据库检索等。n分组交换网的突出优点是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。1.2.4 X.25nX.25网络是第一种大规模使用的数据网络，在七、八十年代有非常好的发展，由于其实用性及投资保护方面的考虑，现在仍有相当的应用。但由于其带宽及网络覆盖面等方面的影响，在进入90年代后其

9、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抑制X.25网络的发展。其他新一代网络技术如ATM网络，甚至IP网络由于能提供较好的解决方案也是如此。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，不会退出历史舞台。1.2.4 X.25n中国公用分组交换数据网 （ChinaPAC) ChinaPAC是邮电部门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

10、分组交换业务。1.2.4 X.25nChinaPAC提供的业务功能1.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。2.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。1.2.5 Frame Relayn什么是Frame Relay? Frame Relay, 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

11、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互连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。目前的发展势头仍然强劲。但由于IP网络和ATM网络的双重打压，再建独立的FR网络的可能性不大，常见的情况是在ATM网络之上提供FR业务。1.2.5 Frame Relayn帧中继技术帧中继技术(1)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。(2)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。 (3)帧中继协议是对X.25协议的简化，因

12、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。 (4)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)。1.2.5 Frame Relayn帧中继通信FRAD(帧中继拆装设备)路由器或FRAD路由器或FRADFR网局域网局域网1.2.6 SDHnSDH （Synchronous Digital Hierarchy,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：n1.统一的比特率：在PDH(Plesioc

13、hronous Digital Hierarchy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。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.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。n3.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

14、全部终止的情况。1.3 局域网技术n1.3.1 传统局域网技术n1.3.2 现代局域网技术1.3.1 传统局域网技术nEthernet (10 base 5,2,T), Token Ring, Arcnet, Plannet 等n特点: 任何时候最多只允许两个站点之间通信.n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B/RHUBB/RHUBB/RHUB1.3.1 传统局域网技术n网桥与路由器都是存储转发型的设备。n网桥：对于网段上的站点间的通信进行隔离。n路由器：除了具有网桥的功能外，还能隔离广播。n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

15、。1.3.1 传统局域网技术n几个易混淆的概念： Ethernet、Token Ring、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(Token Ring, Ethernet) 路由器运行在网络层。1.3.2 现代局域网技术n特点：现代局域网的交换式局域网(Switch LAN), 其核心是LAN Switch。Switch是多口网桥，每个端口接入一个网段。nSwitch的工作方式：

16、 Cut-through Store and forward1.3.2 现代局域网技术-Switch分类n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Link Switch 500 具有10个10 base T端口。1.3.2 现代局域网技术-Switch分类n具有高速端口、多个10mbps端口的低档Switch, 采用Store and forward，冲突较少。高速端口可以是100 base T、100 base VG any LAN、FDDI、CDDI等。适合连接服务器、连接骨干网等。n具有灵活模块配置

17、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Link Switch 100具有12/24个10 mbps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n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Link Switch 3000 具有8个100 base TX端口，5个100 base FX端口，可选配高速Downlink模块(100 base T、100 base

18、F、155m ATM等)。n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3Com Switch 4005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-VLANnVLAN定义：定义： 一组与位置和拓扑结构无关的设备一组与位置和拓扑结构无关的设备,他们之间可他们之间可以象在同一物理以象在同一物理LAN一样通信。这意味着一样通信。这意味着LAN段不受物理连接的硬件限制段不受物理连接的硬件限制.而可以按使用的而可以按使用的软件灵活分组软件灵活分组. 例如例如: 按组织结构分组按组织结构分组, 按应用分组。按应用分组。

19、 VLAN 在逻辑上等价于广播域在逻辑上等价于广播域. 在同一在同一VLAN内内,站点间可以任意通信站点间可以任意通信.1.3.2 现代局域网技术-VLANnVLAN的优点的优点 . 在在IP 网上设备可以改变或移动网上设备可以改变或移动 .有助于控制广播流量有助于控制广播流量(限定在同一限定在同一VLAN内内) .提供附加的安全性提供附加的安全性.VLAN间的站点通信间的站点通信,要经要经过路由器过路由器 .隔离作用。一个隔离作用。一个VLAN没有和路由器相连，此没有和路由器相连，此VLAN被隔离被隔离1.3.2 现代局域网技术-VLANnVLAN 的种类的种类: n 基于端口的基于端口的V

20、LANVLAN n1) 一个端口支持一个端口支持(并只属于并只属于)一个一个VLAN n2) 设置方便设置方便 n3) 一个一个PC从一个从一个VLAN移到另一个移到另一个VLAN,并希望仍并希望仍 属于以前的属于以前的VLAN,要重新设置要重新设置. n4) VLAN间通讯要用路由器间通讯要用路由器.1.3.2 现代局域网技术-VLANn基于基于MAC的的VLAN n1) 按按PC的网卡地址分的网卡地址分VLAN ,一个一个VLAN 有一个有一个MAC表表. n2) 每台机器只属于一个每台机器只属于一个VLAN. n3) 机器移动不用重新设置机器移动不用重新设置. n4) VLAN间通讯要用

21、路由器间通讯要用路由器. 1.3.2 现代局域网技术-VLANn基于第三层的基于第三层的VLAN(VLAN(按按IPIP地址分配的地址分配的VLAN)VLAN) n1) 将类似路由功能引入将类似路由功能引入VLAN. n2) 允许一台机器属于多个允许一台机器属于多个VLAN. n3)可以按传输协议划分可以按传输协议划分VLAN. n基于策略基于策略VLANVLAN 不同的不同的VLAN可选用不同的方法可选用不同的方法,如如: VLAN1按按IP, VLAN2按按MAC1.4 接入网技术nxDSL技术技术nHFC技术技术nFTTx技术技术1.4 接入网技术-xDSL x xD DS SL L 对对称称性性 下下行行带带宽宽 上上行行带带宽宽 极极限限传传输输距距离离 ADSL ADSL HDSL(2对线) HDSL(1对线) SDSL SDSL VDSL VDSL VDSL DSL(ISDN)