计算机通信网教程-接入网

第七章接入网

7.1接入网概述1、接入网的演进两类标准G.902——电信接入网总体标准。Y.1231——IP接入网总体标准。技术多样化电信网接入。有线电视网接入。以太网接入。无线网接入。无线局域网接入。无线城域网接入。无线广域网接入。附加一公里第七章接入网

2、IP接入网总体标准IP接入网的位置IP接入网参考模型接入网管理功能IP接入功能接入网传送功能IP接入网用户驻地网IP服务提供者IP核心网RPRP第七章接入网

3、接入网组网模式光纤铜线无线星形结构（点对点P2P）树形结构（点对多点P2MP）电话铜缆驻地铜缆高速铜缆同轴电缆有基础设施无基础设施固定设施移动设施第七章接入网

7.2以太网接入技术1、以太网的演变速率：10Mb/s100Mb/s1Gb/s10Gb/s100Gb/s介质：同轴电缆光纤双绞线光传送网帧格式：数据长度数据类型网络拓扑：总线形星形/树形访问模式：共享式交换式扩展设备：中继器交换机第七章接入网

2、IEEE802.3现行标准IEEE802.3-2002以太网核心标准IEEE802.3ae-2002万兆以太网光纤接口IEEE802.3af-2003以太网远端馈电IEEE802.3ai-2003以太网维护IEEE802.3ah-2004以太接入网IEEE802.3ak-2004万兆以太网CX4接口光纤P2P模式：100/1000BASE-LX，距离10Km，双纤；100/1000BASE-BX，距离10Km，单纤（双窗口传输）。光纤P2MP模式：1000BASE-PX10/20，距离10Km/20KM，单纤。干线铜线模式：2BASE-TL，距离2700m。驻地铜线模式：10BASE-TL，距离750m。第七章接入网

3、以太网交换机交换原理模块模块模块模块全双工交换式以太网：交换带宽＝M（端口带宽）×N（端口个数）。交换模式存储转发模式。直通/快速转发模式。自由分片/碎片避免模式。第七章接入网

2、以太网交换机功能模块透明网桥自协商机制访问端口端口管理访问端口上行端口端口管理端口管理

地址转发表MAC地址

端口

状态

过滤VLAN…转发、学习、生成树检查、过滤交换矩阵VTP第七章接入网

1234MAC-AMAC-BMAC地址端口状态MAC-B：MAC-A：DataMAC-A1转发MAC-A：MAC-B：DataMAC-B4转发1234广播风暴阻塞功能：转发；学习；生成树。透明网桥第七章接入网

开始结束转发表有目的MAC？向除了X外的端口转发或者向上行端口转发目的端口Y＝X？向端口Y转发更新转发表定时器转发表有源MAC？将源MAC和端口号添加到转发表中。丢弃帧帧正确地从端口X接收？NoNoNoNoYesYesYesYes生成树协议802.1d第七章接入网

工作步骤：1）选举根网桥；

2）发现根通路；

3）监测网络拓扑；

4）改变端口状态。BOOTBPDU内容：目的MAC地址＝0180C2000000;源MAC地址＝目的服务访问点＝42；源服务访问点＝42；控制字段＝03；协议标识符＝0000版本＝类型＝00（配置消息）/80（拓扑变化）；根标识符＝优先级＋MAC地址根路径费用＝发送消息网桥标识符＝优先级＋MAC地址；发送端口标识符＝优先级＋端口号；消息寿命＝最大期限＝Hello时间＝转发延时＝根交换机向邻居发出一个“配置”BPDU；收到“配置”BPDU的交换机将接收端口设置为根端口，更改BPDU（加入自己通往根的费用，设自己为发送消息的网桥），再向除根端口外的邻居转发该BPDU。如果交换机从多个端口收到“配置”BPDU，则说明存在冗余链路；交换机选择根费用最低的端口作为本机的

根端口，并将其他几个收到“配置”BPDU的端口设为“阻塞”状态；类似的修改BPDU，继续传递该BPDU。发现拓扑变化的交换机向指定网桥（根端口）发送“变化”BPDU，等待；收到“变化”BPDU的交换机发送确认消息，同时继续向自己的指定网桥传递该“变化”BPDU；传递一直到根交换机，根除了改变配置信息，还重新发出“配置”BPDU。交换机根据新的“配置”BPDU，改变对端口的配置。

开始，所有交换机都将自己设为根，并把自己根标识符的BPDU泛洪出去；如果交换机收到一个有更低标识符的BPDU，则修该根网桥信息。这样，通过交换BPDU就可以选举出根网桥。第七章接入网

丢帧的影响：整个网络吞吐量随着帧丢失率迅速下降。帧丢失率最好吞吐量比率超时＝10s超时＝5s超时＝1s超时＝100msMAC控制层：IEEE802.3MAC控制结构及其帧格式增加了流量控制。物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层MAC介质访问控制MAC控制MAC客户端（网桥，LLC）OSI模型PAUSE功能：在全双工以太网链路实现流量控制，使用MAC控制帧。PAUSE操作：实现“停－启”形式的流量控制。PAUSE配置：1）手工配置；2）自动协商机制配置。如果某个设备需要阻止帧的到来，它发送一个带有等待时间PAUSE帧；对方设备收到该PAUSE后，按照其中的时间参数暂停发送帧；暂停时间计时满后，继续正常的帧传输；如果希望对方提前结束暂停状态，可发送等待0时间参数的PAUSE帧来激活对方。PAUSE实现：1）在发送队列中插入PAUSE帧。

2）对收到的PAUSE帧进行语法分析。

3）PAUSE时序。

4）流量缓冲。流量控制：1）缓冲区阈值。

2）PAUSE时间的选取。

3）对称性（单向控制、双向控制）。流量控制机制第七章接入网

目的：让计算机和交换机相互确定对方的能力，并把它们自己设置为“最高公共体”——双方共同支持的最大功能集合。自协商协议功能：1）检查和控制接口；

2）双绞线的技术能力；

3）对流量控制的协商；

4）确定主/从定时器；

5）双绞线电缆的并行检测；

6）通过双绞线交换协商数据。0123456789101112131415基本页信息报文类型10BASE-T半双工10BASE-T全双工100BASE-TX半双工100BASE-TX全双工100BASE-T4半双工流控制支持远程故障指示确认下一页指示保留0123456789101112131415基本页信息报文类型全双工半双工PAUSE非对称方向远程故障1确认下一页指示保留远程故障21000BASE－X接口的自协商相同类型接口间的数据交换包括：

1）全双工或半双工能力：

2）流量控制机制；

3）远程故障状况；

4）厂商产品的相关数据。自协商机制第七章接入网

优先级分配管理：1）由（核心）交换机完成对输入帧的确认、分类和优先级分配；2）由终端系统完成对帧的确认、分类和优先级分配。802.1p：在链路层定义优先级。目的MAC源MAC协议标志类型数据CRC3112优先级VLAN_ID7保留6交互式语音5交互式多媒体4多媒体流3实时控制数据2标准信息流1后台数据0尽力而为实现过程：边缘交换机核心交换机优先级控制第七章接入网

虚链路MACMAC1端口AMAC2端口BMAC3端口CMAC4端口D目的：把一组传输链路聚合起来，形成一条更高速率的虚链路或主干链路。链路聚合子层：也属于MAC控制子层。链路聚合控制协议LACP与每条真实的链路独立协商，对输出帧进行调度，对接收帧排序并转交给高层应用。聚合虚链路：聚合后的虚链路必需有自己的MAC地址。链路聚合消息：使用的参数大多来自于生成树协议，同时要为每个端口指定一个“关健字”。目的MAC地址＝0180C2000002协议类型＝8809本地系统标识符＝优先级＋MAC地址本地端口标识符＝优先级＋端口号分配给端口的关键字＝本地状态标志＝同伴系统标识符＝优先级＋MAC地址同伴端口标识符＝优先级＋端口号分配给同伴端口的关键字＝同伴系统状态＝计时器信息链路聚合：将对方交换机中某一关键字组的端口与自己某一关键字组的端口聚合，允许关键字交叉聚合。关键字1关键字2关键字3活动聚合链路备份聚合链路帧调度方式：1）循环法（Round-Robin）；

2）HASH散列法（802.3ad）。会话：将需要按顺序传输的帧组成一个会话，特定会话中的所有帧都经过同一条链路按顺序传输，不属于会话的帧分布到所有链路。会话转移：为处理链路失效或负载均衡，可以进行会话迁移。向源链路发送特殊消息，告诉同伴终止该链路上的会话；受到确认后，在另外一条链路上建立会话传输。F1F2F3F4F5F6FC1F1F3F2F4F5FC1FC1FC2链路聚合第七章接入网

4、虚拟局域网用途：虚拟局域网VLAN用以将网络分割为不同的广播域。组网方法：端口配置；MAC地址；IP地址；组播地址。VLAN通信：12345678Switch1AVLAN1VLAN212345678Switch2VLAN1VLAN2BCVLTRouterVLT帧标识：交换机收到帧后，在帧中加入配置的虚网标识符。第七章接入网

VTP：是Cisco的第二层传输协议，主要控制网络范围内VLAN的添加、删除和重命名，实现一个新定义VLAN的“即插即用”。VTP消息类型：服务器汇总通告（公布配置版本号）；服务器配置子集通告（发布配置参数）；客户机请求通告（索取需要的配置信息）。VTP工作过程：VTPClientVTPServer1）每个交换机在其VLT端口通告自己所属管理域、配置版本号、知道的VLAN，以及成员信息。VTP服务器模式的交换机为管理机，执行全部功能

工（增加成员、删除成员、修改参数）；

作

客户机模式的交换机仅参加消息通告配置同步；模式

透明模式的交换机不参与VTP消息通告和配置。2）VTP服务器修改参数数据库时，将新参数项版本号通告；接收到通告的交换机如果需要增新有关参数，则发送请求通告；然后，从服务器获取相应的新参数。3）为了提高链路利用率，不再拥有虚网成员的交换机将向邻居发出剪枝消息；此后，邻居交换机将不再向其传递VTP通告。虚拟主干协议第七章接入网

5、接入控制802.1x1234566第七章接入网

5、接入控制802.1xPPPoEIP网络层PPPPPPoE数据链路层802.3系列

物理层发现阶段主机PPPoE接入服务器广播PADI单播PADO单播PADR单播PADS第六章传送网

6万兆以太网1、概述第六章传送网

2、体系结构协调子层编码子层接口广域网接口子层介质接入子层介质相关子层访问控制子层物理介质子层第六章传送网

3、帧适配调整以太网帧的调整

增加帧长度指示并对帧头部进行校验。映射到SDH帧的调整消减不必要开销，保留物理网的管理和维护开销。调整MAC层帧的发送速率由接口发送“暂缓”信号，暂停一个时钟周期；由物理层发送“停/启”消息，暂停或激活发送；动态调整发送帧的时隙。系统组成第七章接入网

7.3光纤同轴混合接入技术1、HFC网络系统结构网络组成MHz第七章接入网

2、频谱划分上行信道下行信道

数字上行模拟电视数字下行个人通信北美：542885508601000欧洲：565110

5508621000中国：56565550

7501000日本：54888550

8601000调制：QPSKQAM

速率:320kb/s~10Mb/s30～40Mb/s第七章接入网

3、协议模型CMTSMACCMMACMAC层TCTC上行PMD下行PMD下行PMD上行PMD物理层下行频段上行频段上行时隙：请求时隙，由一个基本时隙组成。数据时隙，由若干基本时隙组成。MPEG帧头MPEG帧载荷4字节184字节PIDMACPDU1MACPDU2MACPDU2PID第七章接入网

3、协议模型上行数据发送（时分多路访问TDMA机制）CMTSCMmap1map1映射的时隙requestmap2map2映射的时隙datadata冲突避免措施：二进制指数退后。定时同步CM_ID检查第七章接入网

7.4电话铜线接入技术1、ADSL技术工作原理和模型：m第七章接入网

7.4电话铜线接入技术1、ADSL技术工作原理和模型：典型应用：ATU-CATU-RPCServerEthernetATMEthernetIPIPPPP