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1第七章 高速网络技术7.1 高速总线网7.2 光纤分布式数据接口 7.3 交换局域网7.4 帧中继7.5 ISDN7.6 异步传输模式ATM第七章第七章 高速网络技术高速网络技术2第七章 高速网络技术7.1.1 快速以太网和千兆位以太网7.1.2 100VG-AnyLan7.1 7.1 高速总线网高速总线网3第七章 高速网络技术快速以太网千兆位以太网7.1.17.1.1快速以太网和千兆位以太网4第七章 高速网络技术快速以太网标准快速以太网标准100Base-T：包括 100Base-TX 100Base-T4 100Base-FX。12/20/20225第七章 高速网络技术千兆以太网千兆以太网(Gigabit Ethernet)其最大的优势是和快速以太网兼容；其次是成本低，并能提供高带宽(1Gb/s)。采用和以太网相同的介质访问协议、相同的帧格式、相同的帧长度和相同的组网方法。12/20/20226第七章 高速网络技术传统以传统以太太网、百兆以太网、网、百兆以太网、到千兆以太网的升级特点到千兆以太网的升级特点简单、直接的转移到高性能平台；Gigabit Ethernet采用和以太网、快速以太网相同的帧格式以及全双工模式，所以和低速以太网的连接简单。全双工和半双工方式12/20/20227第七章 高速网络技术万兆以太网万兆以太网2001年3月：标准的第三稿2002年6月：以太网标准802.3ae万兆标准开发特别工作组正在努力使万兆以太网能够与其他网络技术实现互通12/20/20228第七章 高速网络技术7.1.2 1007.1.2 100VG-VG-AnyLanAnyLan 100VG-AnyLan是HP公司推出的100VG-AnyLan所占据的市场12/20/20229第七章 高速网络技术FDDI:令牌环形网高可靠性价格昂贵7.2 7.2 光纤分布式数据接口光纤分布式数据接口FDDIFDDI10第七章 高速网络技术FDDIFDDI的主要应用范围的主要应用范围数据中心，又称为后端网络。办公室或建筑群的主干网，称为前端网络。校园网的主干网。多校园的主干网。11第七章 高速网络技术FDDI采用4B/5B编码技术其编码效率为80%每个节点有独立的时钟和弹性缓冲器。进入节点缓冲器的数据，其时钟是按照输入信号的时钟确定的，而从节点缓冲器输出的数据，其时钟是根据节点的时钟确定的。7.2.1 7.2.1 数据编码和时钟偏移数据编码和时钟偏移 12第七章 高速网络技术7.2.2 7.2.2 FDDIFDDI的帧格式的帧格式12/20/202213第七章 高速网络技术7.3 7.3 交换局域网交换局域网采用交换机为互联设备的局域网交换机具有高通信量、低延时和低价格的优点。12/20/202214第七章 高速网络技术7.3.1 7.3.1 共享与交换共享与交换共享网络中，每一瞬间都只有一个用户终端在发送信息，其他每个终端都在接收，各终端通过浏览所接收到的信息地址头来确定所收到的信息是不是发送给自己的，如果是则接收。同时，每个终端都在争取得到发送信息的发送权，使整个网络的通信介质始终处于共享状态。12/20/202215第七章 高速网络技术共享与交换共享与交换在网络中使用交换技术能够为用户提供独占的、点到点的连接，以降低网络延迟。因而大大提高了网络的可用带宽。12/20/202216第七章 高速网络技术直通交换存储转发交换自适应交换机7.3.2 7.3.2 直通和存储转发直通和存储转发17第七章 高速网络技术7.3.3 7.3.3 虚拟局域网虚拟局域网交换局域网能够提供虚拟局域网(VLAN)服务，其核心是通过交换机建立多个虚拟工作组.例:不同部门各自形成自己的VLAN，这些VLAN之间互不干扰。12/20/202218第七章 高速网络技术7.3.4 7.3.4 选择交换机的标准选择交换机的标准选择交换机通常需要考虑以下几个方面：交换机不能丢帧传输延时应用类型(包括是否有多媒体应用等)适当考虑服务器端口/客户机端口的比率确定网络的误码率是否需要内置RMON功能选用具有特殊性能的交换机时，应注意防止不要导致整个网络效率的降低12/20/202219第七章 高速网络技术帧中继是由X.25发展起来的快速分组交换技术。工作在OSI/RM的物理层和数据链路层帧中继使用永久虚电路(PVC)来建立通信连接用链路层的HDLC帧来封装各种不同的高层协议适用于在WAN上实现LAN的互联传输速率一般为56Kbps45Mbps7.4 7.4 帧中继帧中继 20第七章 高速网络技术7.4.1 帧中继与x.25的比较7.4.2 帧中继的体系结构与帧结构7.4.3 本地管理接口LMI7.4.5 帧中继的拥塞控制帧中继帧中继 21第七章 高速网络技术7.4.1 7.4.1 帧中继与帧中继与x.25x.25的比较的比较在X.25网内，对传输的数据进行校验，并具有出错处理机制而帧中继省略了这个功能12/20/202222第七章 高速网络技术帧中继与帧中继与x.25x.25的不同所在的不同所在呼叫控制分组和用户分组采用不同的信道传输；网络连接的多路复用和交换在网络的第二层实现；中间节点间的数据传输没有流量控制和差错控制，端到端的流量控制和差错控制在高层协议中实现。12/20/202223第七章 高速网络技术7.4.2 7.4.2 帧中继的体系结构与帧结构帧中继的体系结构与帧结构12/20/202224第七章 高速网络技术帧中继的帧结构帧中继的帧结构A标志DLCI、FECN、BECN、DE等数据FCS标志122 1可变字节12/20/202225第七章 高速网络技术帧中继的寻址方式帧中继的寻址方式A帧中继采用虚电路方式来传输数据帧：交换虚电路(SVC)和永久虚电路(PVC)；对于SVC，一次虚电路交换要经历三个阶段：建立连接、数据传输、拆除连接。对于PVC，服务提供者为用户预先分配好了虚电路(DLCI)号，用户可直接使用DLCI进行通信，而无需动态地分配和清除这些虚电路号，即无建立连接和拆除连接阶段，如同专用的点对点电路一样。在SVC中，帧中继是使用UNI信令来建立连接和拆除连接的。12/20/202226第七章 高速网络技术7.4.37.4.3 本地管理接口本地管理接口LMILMI 本地管理接口(LMI)是美国ANSI标准定义的规范，ITU采纳了这个规范的部分内容，定义了相应的综合链路层管理(CLLM)。LMI的目的是加强帧中继UNI的功能，扩大帧中继的寻址能力，使帧中继更符合LAN的互连要求。此外，它还传递链路状态信息、DLCI的变化以及PVC的状态等信息。12/20/202227第七章 高速网络技术LMILMI帧格式帧格式标志LMIDLCI协议标志符FCS标志122 1不定长字节无编号信息标志符呼叫参考信息类型信息实体111112/20/202228第七章 高速网络技术7.4.4 7.4.4 帧中继的拥塞控制帧中继的拥塞控制 帧中继拥塞控制的目标：丢包率最小化高稳定性，良好的服务质量用户独占网络资源的概率最小化网络负载小网络传输时间最小化用户均分网络资源拥塞状态的影响范围小对其他网络的影响最小化12/20/202229第七章 高速网络技术帧中继网络控制拥塞技术帧中继网络控制拥塞技术 技技 术术类类 型型功功 能能相关字段相关字段丢包控制丢包策略 实现网络的丢包选择DE字段反向拥塞显式通知避免拥塞 向端用户通知网络拥塞情况 BECN字段正向拥塞显式通知避免拥塞 向端用户通知网络拥塞情况 FECN字段隐式拥塞通知拥塞恢复 端用户提供分组丢失率推断网络拥塞情况高层分组头的顺序字段12/20/202230第七章 高速网络技术7.5 7.5 ISDNISDNISDN是一种全数字化网络综合业务数字网ISDN是一种由数字交换机和数字信道构成的数字通信网络12/20/202231第七章 高速网络技术ISDNISDNISDN概述ISDN协议的参考模型ISDN的信令12/20/202232第七章 高速网络技术7.5.1 7.5.1 ISDNISDN概述概述ISDN的特性ISDN的用户-网络接口(数字位管道)安装的简便性12/20/202233第七章 高速网络技术综合业务数字网综合业务数字网ISDNISDNISDN比特管道支持多个信道。常用的有两种标准化信道：D信道B信道12/20/202234第七章 高速网络技术7.5.2 7.5.2 ISDNISDN协议的参考模型协议的参考模型物理层；据链路层，主要解决多种信息的多路复用问题；控制信息来说，第三层是ITU的标准公共信道信令系统CCSS No.7，即7号信令系统。12/20/202235第七章 高速网络技术ISDNISDN协议的参考模型协议的参考模型ISDN协议参考模型的目标是通过ISDN的用户信息和控制信息的信息流规定一个模式，用户信息及其他类型信息可以透明地通过ISDN，在ISDN网中进行编码、数据加密、数据压缩和协议转换等。12/20/202236第七章 高速网络技术7.5.3 7.5.3 ISDNISDN的信令的信令-7-7号信令系统号信令系统7号信令系统是国际标准化的公共信道信令系统7号信令的结构以OSI参考模型为基础ISDN是与现有各类电信网共存的12/20/202237第七章 高速网络技术ISDNISDN的的设备设备1类终端设备(TE1)2类终端设备(TE2)终端适配器(TA)1类网络终结设备(NT1)2类网络终结设备(NT2)12/20/202238第七章 高速网络技术7.6 7.6 异步传输模式异步传输模式ATMATM ATM是一种基于信元的交换和复用技术；是一种面向连接的快速分组交换技术，它是通过建立虚电路来进行数据传输的。ATM采用统计时分复用的方法来进行数据传输。12/20/202239第七章 高速网络技术异步传输模式异步传输模式ATMATM ATM概述ATM信元结构ATM交换服务质量(Qos)信令局域网仿真12/20/202240第七章 高速网络技术7.6.1 7.6.1 ATMATM概述概述ATM是一种基于信元(Cell)的交换和复用技术，采用固定长度的信元。特别适合于传输实时的、交互式的信息12/20/202241第七章 高速网络技术7.6.2 7.6.2 ATMATM信元结构信元结构每个信元长度53个字节，其中5个字节是信头(Head)，48个字节是信息段。信头(Header)：5个字节，载有地址信息和控制信息。净荷(Payload)：48个字节，载有各种形式的信息。12/20/202242第七章 高速网络技术7.6.3 7.6.3 ATMATM交换交换ATM交换机的主要任务：VP/VC交换：VPI/VCI转换信元交换：信元从输入转换到指定输出12/20/202243第七章 高速网络技术ATMATM交换交换ATM交换机的主要功能是提供一种方法，将来自输入端口的信元快速有效地路由到输出端口。12/20/202244第七章 高速网络技术ATMATM交换交换ATM中的连接有两级：虚通路连接(VPC)和虚通道连接(VCC)。在ATM的交换中的交换也分为两级：虚通路交换(VP交换)和虚通道交换(VC交换)。12/20/202245第七章 高速网络技术ATMATM信元交换的方法信元交换的方法共享内存交换共享总线交换交叉矩阵交换多分段交换12/20/202246第七章 高速网络技术ATMATM交换交换-Banyan-Delta交换技术在任意给定的一对输入和输出线路之间形成惟一的一条路径，是一种简单的自选路由网，它能够保证所有信元都能够根据信元头中的路由信息到达正确的输出线路。信元在进入交换机前，要按输出端口进行排序。适合于高速交换机，但在负载较高时容易发生拥塞。12/20/202247第七章 高速网络技术ATMATM传输过程传输过程连接建立数据传输连接终止 12/20/202248第七章 高速网络技术7.6.4 7.6.4 服务质量服务质量(QosQos)标定所传输的数据。主要包括数据传输所需要的带宽、数据负载类型(CBR或ABR等)以及数据优先级、时延、时延抖动等。12/20/202249第七章 高速网络技术7.6.5 7.6.5 信令信令ATM信令的作用是：为信息传输建立、维护和释放ATM VCC(虚通道连接)。协商(和再协商)某一连接的业务特性。12/20/202250第七章 高速网络技术7.6.6 7.6.6 局域网仿真局域网仿真传统方法局域网仿真12/20/202251第七章 高速网络技术局域网仿真局域网仿真传统方法：在ATM上直接支持网络层协议，如IP和IPX，使用地址解析机制将网络层地址直接映射成ATM地址，这样网络层的信息包就可以通过ATM网络进行传送了。局域网仿真：局域网仿真协议(LANE)的功能就是在ATM网络上仿真传统局域网。12/20/2022