网络发展的方向

网络发展的方向中油新疆培训中心网络培训部Anything、Anytime、Anywhere、Anyapplication

宽带移动泛在简单而丰富的应用总体来说，网络是向着更多、更快、更简单的趋势发展主要的技术发展无线网络与移动终端物联网云计算无线网络是指采用无线传输媒体如无线电波、红外线等的网络。与有线网络的用途十分类似，最大的不同在于传输媒介的不同，利用无线电技术取代网线。无线网络技术涵盖的范围很广，既包括允许用户建立远距离无线连接的全球语音和数据网络，也包括为近距离无线连接进行优化的红外线技术及射频技术无线网络的分类(1)无线广域网(WWAN)(2)无线城域网(WMAN)(3)无线局域网(WLAN)(4)无线个人网(WPAN)WLANWLAN(WirelessLocalAreaNetwork)是指传输范围在100米左右的无线网络，它的推动联盟为Wi

FiAlliance，可用于单一建筑物或办公室内。802.11数据802.11协议IEEE802.11，1997年，原始标准（2Mbit/s，工作在2.4GHz）IEEE802.11a，1999年，物理层补充（54Mbit/s，工作在5GHz）IEEE802.11b，1999年，物理层补充（11Mbit/s工作在2.4GHz）IEEE802.11g，2003年，物理层补充（54Mbit/s，工作在2.4GHz）IEEE802.11n，2009年，WLAN的传输速率由目前802.11a及802.11g提供的54Mbps、108Mbps，提高到300Mbps甚至高达600Mbps。WLAN网络模式独立型网络模式（independentBSS）基础结构型网络模式基础结构型BSS(infrastructureBSS)扩展服务集合ESS(ExtendedServiceSet)独立型网络模式无需AP支持，站点间可相互通信AdHocWPAN技术两个主要的WPAN技术是“Bluetooth”和红外线。“Bluetooth”是一种电缆替代技术，可以在30英尺以内使用无线电波传送数据。Bluetooth数据可以穿过墙壁、口袋和公文包进行传输。“Bluetooth专门利益组(SIG)”推动着“Bluetooth”技术的发展，于1999年发布了Bluetooth版本1.0规范。作为替代方案，要近距离（一米以内）连接设备，用户还可以创建红外链接。基础结构型BSS站点间不能直接通信，必须依赖AP进行数据传输。AP提供到有线网络的连接，并为站点提供数据中继功能。以太网BSS扩展服务集合ESS一组通过分布式系统（DS）互连的具有相同SSID的BSS。隶属于同一个ESS的工作站可以相互通信。ESSSSID相同以太网BSS2BSS1无线联网的问题与局限性无线传输的干扰因素——多径效应障碍物反射信号，使接收端收到多个不同延迟的信号拷贝。如果收到的多个信号相位破坏性叠加，则相对噪声来说信号强度下降（信噪比减小），导致接收端检测困难。直接信号反射信号反射信号无线联网的问题与局限性无线传输的干扰因素－路径损耗电磁波的穿透性与频率有关，频率越低穿透性越强频率越高，衰减越严重，发射机需要更大的功率，传输范围更短原始信号被衰减的信号不同材质对无线电波的影响材质类型在建筑物中的使用对电波的影响程度木材办公区低石膏内墙低玻璃窗口低砖外墙中混凝土楼板和外墙高金属电梯非常高无线联网的问题与局限性无线传输的干扰因素－电磁干扰同频干扰同一区域内采用相同子信道的AP之间互相干扰射频干扰2.4、5.8GHz为ISM频段，不需授权即可使用。无绳电话、蓝牙设备、微波炉、麦克风干扰的存在会使系统的整体性能有非常明显的下降，在有些时候甚至会失去工作的能力。

无线联网的问题与局限性安全性无线电是广播媒质。一个工作站传送，所有其他工作站都能收到。802.11本身并未纳入安全性协议。早期的安全性的级别很低。无线网络必须进行身份验证，以防未经授权的用户访问。提供强势加密和认证技术。加密算法TKIP是TemporalKeyIntegrityProtocol(临时密钥完整性协议)的简称,是一种加密方法.TKIP提供结合信息完整性检查和重新按键机制的信息包密钥.AES是AdvancedEncryptionStandard(高级加密标准)的简称,是Wi-Fi®授权的高效加密标准.

无线网络的认证方法WPA是Wi-Fi®ProtectedAccess(Wi-Fi保护接入)的简称,是无线网络的数据加密规格，WPA使用802.1X认证服务器给每个用户分配不同的密钥。

WPA-PSK使用预先共享密钥(PSK),字符长度大于7并且小于64无线城域网IEEE为无线城域网推出了802.16标准，规范了一个支持诸如话音和视像等低时延应用的协议，在用户终端和基站(BTS)之间允许非视距的宽带连接，一个基站可支持数百上千个用户，在可靠性和QoS方面提供电信级的性能。WiMAX

的全名是微波存取全球互通(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess)，提供低成本，高带宽的接入。中国电信在建设WiMAX网络，主要用于最后一公里的接入及城市热点建设无线广域网网络的分代1G模拟频分2GGSMglobalsystemformobilecommunications3GCDMA技术4GOFDM技术CDMA的基本原理CDMA首先将每一个比特时间划分为m个短的时间间隔，称为码片。m通常是64或128。使用CDMA的每个站都被指派了一个唯一的mbit的码片序列。一个站如何要发送比特1，则发送它自己的码片序列。如果要发送比特0，则发送该码片序列的二进制反码。CDMA的基本原理每一个站分配的码片序列不光互不相同而且要求互相正交（与自己点积是1，与自己的反码点积是-1，与其他码片点积是0）现在假如X站要接收S站发送的数据，X站必须知道S站所特有的码片序列。X站使用它得到的码片序列与接收到的信号进行内积（注意一点，X站收到的是各个站发送序列之和）。那么其他站的信号都被过滤掉，而只剩下S站发送的信号。当S站发送比特1时，在X站计算内积的结果便是+1，当S站发送比特0时，这一结果便是-1。

CDMA的基本原理A：(-1-1-1+1+1-1+1+1)B：(-1-1+1-1+1+1

+1-1)C：(-1+1-1+1+1

+1-1-1)D：(-1+1-1-1

-1

-1+1-1)CDMA的基本原理手机上网的连接方式WIFIGPRSCDMA物联网技术利用条码、射频识别（RFID）、传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，实现人与人、人与物、物与物的在任何时间、任何地点的连接（anything、anytime、anywhere），从而进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的庞大网络系统。物联网技术物联网的特征全面感知可靠传输智能处理感知传输智能利用RFID、传感器、二维码等能够随时随地采集物体的动态信息。通过网络将感知的各种信息进行实时传送。利用计算机技术，及时地对海量的数据进行信息控制，真正达到了人与物的沟通、物与物的沟通。物联网的结构物联网的理论模型智能卡条形码二维码

GPS传感器技术网关设备因特网高速数据网络近距离通信跟踪定位智慧星球物联网的体系结构物联网的体系结构编码技术国际上目前还没有统一的RFID编码规则。目前，日本支持的UID（UniversalIdentification，泛在识别）标准和欧美支持的EPC（ElectronicProductCode，电子产品码）标准是当今影响力最大的两大标准，我国的RFID标准还未形成。

EPC编码有通用标识（GID），也有基于现有全球唯一的编码体系EAN/UCC的标识（SGTIN、SSCC、SGLN、GRAI、GIAI）。这类标识又分为96位和64位两种编码技术RFID技术射频技术的应用无线传感网络WSN体系结构传感器节点体系结构传感器网络协议栈RFID与WSN的融合RFID侧重于识别，能够实现对目标的标识和管理，同时RFID系统具有读写距离有限、抗干扰性差、实现成本较高的不足；WSN侧重于组网，实现数据的传递，具有部署简单，实现成本低廉等优点，但一般WSN并不具有节点标识功能。RFID与WSN的结合存在很大的契机。RFID与WSN可以在两个不同的层面进行融合：物联网架构下RFID与WSN的融合，传感器网络架构下RFID与WSN的融合。二维条形码技术QR码

二维条形码1.条形码(barcode)是将宽度不等的多个黑条和空白，按照一定的编码规则排列，用以表达一组信息的图形标识符。2.一维条码是由一组粗细不同、黑白(或彩色)相间的条、空及其相应的字符(数字字母)组成的标记，即传统条码。3.二维条码是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向)上分布的条、空相间的图形来记录数据符号信息。二维条形码的优点

项目条码类型信息密度与信息容量错误校验及纠错正能力垂直方向是否携带信息用途对数据库和通讯网络的依赖识读设备一维条码信息密度低，信息容量较小可通过校验字符进行错误校验，没有错纠能力不携带信息对物品的标识多数应用场合依赖数据库及通讯网络可用线扫描器识读，如光笔、线阵CCD、激光枪等二维条码信息密度高，信息容量大具有错误校验和纠错能力，可根据需求设置不同的纠错级别携带信息对物品的描述可不依赖数据库及通讯网络而单独应用对于行排式二维条码可用线扫描器的多次扫描识读；对于矩阵式二维条码仅能用图像扫描器识读物联网存在的问题（1）技术标准问题

世界各国存在不同的标准。中国信息技术标准化技术委员会于2006年成立了无线传感器网络标准项目组。2009年9月，传感器网络标准工作组正式成立了PG1(国际标准化)、PG2(标准体系与系统架构)、PG3(通信与信息交互)、PG4(协同信息处理)、PG5(标识)、PG6(安全)、PG7(接口)和PG8(电力行业应用调研)等8个专项组，开展具体的国家标准的制定工作。

（2）安全问题

信息采集频繁，其数据安全也必须重点考虑。

（3）协议问题

物联网是互联网的延伸，在物联网核心层面是基于TCP/IP，但在接入层面，协议类别五花八门，GPRS/CDMA、短信、传感器、有线等多种通道，物联网需要一个统一的协议栈。（4）IP地址问题

每个物品都需要在物联网中被寻址，就需要一个地址。物联网需要更多的IP地址，IPv4资源即将耗尽，那就需要IPv6来支撑。IPv4向IPv6过渡是一个漫长的过程，因此物联网一旦使用IPv6地址，就必然会存在与IPv4的兼容性问题。

（5）终端问题。

物联网终端除具有本身功能外还拥有传感器和网络接入等功能，且不同行业需求千差万别，如何满足终端产品的多样化需求，对运营商来说是一大挑战。物联网前景展望欧洲智能系统集成技术平台组织（EPoSS）在《InternetofThingsin2020》中预测，物联网的发展将经历四个阶段：2010年之前以RFID为代表的物联网技术广泛应用于物流、零售和制药等领域；2010—2015年实现物与物之间的互联2015—2020年进入半智能化；2020年之后实现全智能化云计算云计算是基于互联网的相关服务的增加、使用和交付模式，通常涉及通过互联网来提供动态易扩展且经常是虚拟化的资源。狭义云计算指IT基础设施的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需资源。广义云计算指服务的交付和使用模式，指通过网络以按需、易扩展的方式获得所需服务。云计算的典型例子《纽约时报》租用亚马逊的云计算服务，使用基于云计算的开源软件Hadoop，将其自1851年以来的1100万份报道转变成可搜索的数字化文档，耗时仅一天。如果用传统方法，这项工作可能要数月才能完成最近兴起的云计算甚至可以让你体验每秒10万亿次的运算能力，拥有这么强大的计算能力可以模拟核爆炸、预测气候变化和市场发展趋势云计算的基础——并行计算ParallelComputing是指同时使用多种计算资源解决计算问题的过程，其主要目的是快速解决大型且复杂的计算问题特点：把计算任务分派给系统内的多个运算单元大型机的多CPU和多存储器并行计算问题的特征将工作分离成离散部分，有助于同时解决随时并及时地执行多个程序指令（多条线同时运行）多计算资源下解决问题的耗时要少于单个计算资源下的耗时云计算的基础——分布式计算DistributedComputing所谓分布式计算是一门计算机科学，它研究如何把一个需要非常巨大的计算能力才能解决的问题分成许多小的部分，然后把这些部分分配给许多计算机进行处理，最后把这些计算结果综合起来得到最终的结果。特点：把计算任务分派给网络中的多台独立的机器优点：稀有资源可以共享通过分布式计算可以在多台计算机上平衡计算负载可以把程序放在最适合运行它的计算机上云计算的基础——网格计算GridComputing网格是利用互联网把地理上广泛分布的各种资源（包括计算资源、存储资源、带宽资源、软件资源、数据资源、信息资源、知识资源等）连成一个逻辑整体，就像一台超级计算机一样，为用户提供一体化信息和应用服务（计算、存储、访问等）网格计算是分布式计算的一种，是分布式计算封装网格计算的例子GIMPS（搜索梅森素数的分布式网络计算）UnitedDevices(UD)(寻找抗癌药物)AVO（AstronomicalVirtualObservatory）天体物理虚拟天文台

云计算

云计算是为用户提供无限计算资源的商业服务，是能够自我管理计算资源的系统平台，是应用服务按需定制、易于扩展的软件架构。并行计算分布式计算网格计算CPU运算资源存储资源网络带宽云的概念

云是一些可以自我维护和管理的虚拟计算资源，通常为一些大型服务器集群，包括计算服务器、存储服务器、宽带资源等等。云计算将所有的计算资源集中起来，并由软件实现自动管理，无需人为参与。这使得应用提供者无需为繁琐的细节而烦恼，能够更加专注于自己的业务，有利于创新和降低成本。好比是从古老的单台发电机模式转向了电厂集中供电的模式。它意味着计算能力也可以作为一种商品进行流通，就像煤气、水电一样，取用方便，费用低廉。最大的不同在于，它是通过互联网进行传输的。“云计算”服务的层次虚拟化或分布式？基础设施平台应用软件IaaSInfrastructureasaservicePaaSPlatformasaserviceSaaSPlatformasaservice云计算服务方式基础设施即服务（IasS)平台即服务（PaaS)软件即服务（SaaS)IaaSInfrastructureasaService

以服务的形式提供虚拟硬件资源，包括虚拟主机/存储/网络/安全等资源。IaaS的客户无需购买服务器、网络设备、存储设备，只需通过互联网租赁即可搭建自己的应用系统应用软件由客户自己开发实现。典型应用：AmazonWebService的IaaS产品,包括ElasticComputingCloud（EC2）SimpleStorgageService（S3）SimpleDBSimpleQueueService（SQS）SimpleCloudfrontPaaSPlatformasaService提供应用开发引擎和工具，如互联网应用编程接口/运行平台等编程接口/运行平台等。用户基于该应用开发引擎和工具，可以构建该类应用。典型应用：GoogleAppEngine,FMicrosoftAzure服务平台SaaSSoftwareasaService用户通过标准的Web浏览器来使用Internet上的软件。用户不必购买软件，只需按需租用软件典型应用：GoogleDocsSAmazonPayment虚拟化和分布式计算虚拟化或分布式？服务器存储网络基础设施平台应用软件云服务底层的平台技术有两个派别Amazon、IBM的虚拟化Google/Yahoo的分布式计算服务器虚拟化物理上一台机器虚拟化成多台机器，多到一的虚拟化没有成熟产品物理机虚拟机虚拟机虚拟机在服务器中实现物理分区小型机专用，技术成熟高可靠性，故障隔离高可扩充性支持多种OS代表产品如HP的nPar服务器虚拟化的三种基本类型App1App2OS1OS2HW1HW2App1App2OS1OS2Hypervisor

/VMHWApp1App2OSHW硬件级虚拟化操作系统级虚拟化

（虚拟机）应用级虚拟化在服务器或物理分区内实现多个逻辑分区支持多种OSOS与硬件隔离能支持虚拟机的在线迁移灵活的资源控制代表产品如IBM的lPar隔离性灵活性在统一操作系统中为应用划分资源解决应用的兼容性问题应用环境隔离低系统损耗精细资源控制代表产品如SUN的Containers虚拟化和刀片的关系未有定论存储虚拟化虚拟化设备IBMHDSHUAWEIEMC…………AIXHP-UXWindowsLinuxFC-SANFC-SANiSCSiSCSILUN1LUN2LUN3LUN1LUN2LUN3LUN1LUN2LUN3LUN1LUN2LUN3LUN1LUN1LUN1LUN1虚拟lun虚拟lun物理lun物理lun存储资源池资源池中的LUN可以统一管理屏蔽物理存储差异存储虚拟化原理EMC虚拟存储软件直接创建RAID划分LUN1、LUN2要利用HDS的管理工具创建RAID划分LUN1、LUN2、LUN3将LUN1、LUN2加入存储池将LUN1、LUN2、LUN3加入存储池LUN1、LUN2、LUN3被发现LUN1LUN2LUN3LUN4LUN5EMC的磁盘阵列HDS的磁盘阵列所有的LUN重新编号，形成存储池存储虚拟化原理SCSI命令应答SCSI命令代理应答虚拟存储代理SCSI命令应答未加入虚拟存储当面临成千上万的并发IO的时候，对性能有影响主机SCSIClient存储SCSIServer主机SCSIClient存储SCSIServe