局域网互联设备.ppt

第第2章章 网络基础网络基础 n一、传输介质与连接器一、传输介质与连接器n二、网络互联设备二、网络互联设备 一、传输介质与连接器一、传输介质与连接器同轴电缆同轴电缆（一）、同轴电缆的概念，结构。（一）、同轴电缆的概念，结构。同同轴轴电电缆缆（CoaxCoax）是是指指有有两两个个同同心心导导体体，而而导导体体和和屏屏蔽蔽层又共用同一轴心的电缆。层又共用同一轴心的电缆。同轴电缆的结构同轴电缆的结构同同轴轴电电缆缆的的特特点点：高高带带宽宽、及及好好的的噪噪声声抑抑制制性性。同同轴轴电电缆缆的的带带宽宽取取决决于电缆长度。于电缆长度。1km1km的电缆可以达到的电缆可以达到1Gb/s2Gb/s1Gb/s2Gb/s的数据传输速率。的数据传输速率。（二）、同轴电缆的分类：（二）、同轴电缆的分类：1.1.按传输信号分类：按传输信号分类：（1 1）基基带带同同轴轴缆缆：基基带带同同轴轴缆缆主主要要用用于于数数字字信信号号的的基基带带通通信信，如如10Base-210Base-2以太网中使用的以太网中使用的RG-58RG-58同轴缆。同轴缆。（2 2）宽宽带带同同轴轴缆缆：宽宽带带同同轴轴缆缆主主要要用用于于模模拟拟信信号号的的宽宽带带通通信信，如如闭闭路路电视系统中的传输线路。电视系统中的传输线路。2.2.按直径的不同分类：粗缆、细缆。按直径的不同分类：粗缆、细缆。计算机网络一般选用计算机网络一般选用RG-8RG-8以太网粗缆和以太网粗缆和RG-58RG-58以太网细缆。以太网细缆。（三）、同轴细缆的主要技术参数：（三）、同轴细缆的主要技术参数：1.1.电气参数：特性阻抗、衰减、传播速度、直流回路电阻。电气参数：特性阻抗、衰减、传播速度、直流回路电阻。2.2.物物理理参参数数：弯弯曲曲半半径径、中中心心导导体体直直径径、绝绝缘缘材材料料、屏屏蔽蔽层层、外部隔离材料。外部隔离材料。（四）、同轴细缆连接器及制作：（四）、同轴细缆连接器及制作：1.1.连接器：连接器：T T型连接头、型连接头、BNCBNC连接器、终端匹配电阻连接器、终端匹配电阻T T型连接头型连接头BNCBNC连接器连接器终端匹配电阻终端匹配电阻 2.2.同同轴轴细细缆缆与与BNCBNC头头的的连连接接工工艺艺：BNCBNC接接头头有有压压接接式式、组组装装式式和和焊焊接式，制作压接式接式，制作压接式BNCBNC接头需要专用卡线钳和剥线器。接头需要专用卡线钳和剥线器。压接式压接式BNCBNC接头制作步骤如下接头制作步骤如下:(1)(1)剥线剥线 (2)(2)连接芯线连接芯线 (3)(3)装配装配BNCBNC接头接头 (4)(4)压线压线（五）、（五）、同轴细缆网络的实施与电缆段的测试同轴细缆网络的实施与电缆段的测试 (1)(1)10 10 Base Base 2 2技技术术规规定定阻阻抗抗：5050欧欧姆姆、最最大大长长度度：185m 185m、电电缆缆中中抽抽头头的的最最大大数数目目：30(30(包包括括终终结结器器)、抽抽头头间间的的最最短短距距离离：0.5m 0.5m、最最高高速速度度：10Mbps 10Mbps、带带的的类类型型：基基带带、连连接接的的段段的的最最大大数数目目：5 5、转转发发器器(用用来来放放大大信信号号并并为为信信号号重重新新分分配配时时间间)的的最最大大数数目目：4 4、通通过过转转发发器器的的总长度的最大值：总长度的最大值：925m925m (2)(2)同轴细缆网络的拓扑结构同轴细缆网络的拓扑结构 同轴细缆网络采用总线型拓扑结构，如同轴细缆网络采用总线型拓扑结构，如图所示图所示。(3)(3)细缆结构网络的特点细缆结构网络的特点 细细缆缆结结构构的的总总线线型型网网络络主主要要特特点点有有：容容易易安安装装；造造价价较较低低；网网络络抗抗干干扰扰能能力力强强；网网络络维维护护和和扩扩展展比比较较困困难难；电电缆缆系系统统的的断断点点较较多，影响网络系统的可靠性。多，影响网络系统的可靠性。同轴细缆网络采用总线型拓扑结构同轴细缆网络采用总线型拓扑结构（六）、（六）、网络实施网络实施 1.1.细缆网络的硬件配置细缆网络的硬件配置 (1)(1)网络接口适配器：网络接口适配器：(2)T(2)T型连接器：型连接器：(3)(3)电缆系统：电缆系统：(4)(4)中继器中继器用于连接细缆以太网的电缆系统，包括：用于连接细缆以太网的电缆系统，包括：细缆（细缆（RG-58A/URG-58A/U）、）、BNCBNC连接器插头连接器插头 、BNC BNC桶型连接器桶型连接器 、BNC BNC终端匹配器终端匹配器（七）、网络实施步骤（七）、网络实施步骤 同轴细缆网络的实施步骤如下：同轴细缆网络的实施步骤如下：(1)(1)分分析析线线路路走走向向 、(2)(2)材材料料预预算算 、(3)(3)工工具具准准备备 、(4)(4)为为第第一一个个电电缆缆段段制制作作BNCBNC连连接接线线，并并进进行行测测试试。(5)(5)在在每每台台计计算算机机中中插插入入网网卡卡，T T型型头头连连接接在在网网卡卡的的BNCBNC口口上上。(6)(6)用用第第4 4步步中中制制作作的的对对应应段段的的细细缆缆将将这这些些计计算算机机连连接接起起来来。(7)(7)在整个网段的两端装上终端匹配电阻。在整个网段的两端装上终端匹配电阻。（八）、同轴细缆的电缆段测试（八）、同轴细缆的电缆段测试 对对电电缆缆进进行行测测试试的的主主要要参参数数有有：(1)(1)导导体体或或屏屏蔽蔽层层的的开开路路情情况况；(2)(2)导导体体和和屏屏蔽蔽层层之之间间的的短短路路情情况况；(3)(3)导导体体接接地地情情况况；(4)(4)在在各各屏屏蔽蔽接接头头之之间间的的短短路路情情况况双绞线双绞线1.1.非屏蔽双绞（非屏蔽双绞（UTPUTP）、）、屏蔽双绞线（屏蔽双绞线（STPSTP）非屏蔽双绞线只依赖于扭纹的线对产生的相互抵消效应来避免由电磁干扰非屏蔽双绞线只依赖于扭纹的线对产生的相互抵消效应来避免由电磁干扰和射频干扰引起的信号恶化和射频干扰引起的信号恶化,必须遵循其规范精确定义的每英尺电缆允许有多少必须遵循其规范精确定义的每英尺电缆允许有多少个扭绞个扭绞。屏蔽双绞线电缆结合了屏蔽、相互抵消和电线扭绞技术。对电磁干扰和射屏蔽双绞线电缆结合了屏蔽、相互抵消和电线扭绞技术。对电磁干扰和射频干扰具有更好的抵抗能力。频干扰具有更好的抵抗能力。屏蔽双绞线的结构屏蔽双绞线的结构 2.2.双绞线的型号双绞线的型号 按照型号来分主要有以下几类。按照型号来分主要有以下几类。(1)(1)3 3类类双双绞绞线线 、(2)(2)4 4类类双双绞绞线线 、(3)(3)5 5类类双双绞绞线线 、(4)(4)超超5 5类类双双绞绞线线 、(5)(5)6 6类双绞线类双绞线 、(6)7(6)7类双绞线。类双绞线。非屏蔽双绞的结构非屏蔽双绞的结构光纤光纤（一）、光纤的概念（一）、光纤的概念 光纤为光导纤维的简称，由直径大约为光纤为光导纤维的简称，由直径大约为0.1mm0.1mm的细玻璃丝构成。的细玻璃丝构成。光光纤纤通通信信：光光纤纤通通信信就就是是因因为为光光纤纤的的这这种种神神奇奇结结构构而而发发展展起起来来的的以光波为载波，光导纤维为传输介质的一种通信方式。以光波为载波，光导纤维为传输介质的一种通信方式。光纤通信系统的基本构成光纤通信系统的基本构成如图所示如图所示。光纤电缆不易受到电磁干扰的影响，并且它比其他网络介质有更高光纤电缆不易受到电磁干扰的影响，并且它比其他网络介质有更高的数据传输速率。在光纤电缆上，表示比特值的信号被转变成光束，然的数据传输速率。在光纤电缆上，表示比特值的信号被转变成光束，然后加以传输。后加以传输。光纤较电缆导线有四大优点：光纤较电缆导线有四大优点：抗干扰性能好、传输距离远、传输速率高、单芯可实现传输。抗干扰性能好、传输距离远、传输速率高、单芯可实现传输。光光纤纤本本身身也也有有缺缺点点：质质地地较较脆脆、机机械械强强度度低低就就是是它它的的致致命命弱弱点点，稍稍不不注注意意，就就会会折折断断于于光光缆缆外外皮皮当当中中、光光纤纤的的安安装装需需要要专专门门设设备备，以以保保证证光光纤纤的的端端面面平平整整，以以便便光光能能透透过过，施施工工人人员员要要有有比比较较好好的的切切断断、连连接接、分分路路和和耦耦合合技技术术、当当一一根根光光纤纤在在护护套套中中断断裂裂（如如被被弯弯成成直直角角），要要确确定定其其位位置置是是非常困难的。非常困难的。（二）、光纤的种类：（二）、光纤的种类：1.按照光纤中光的传输模式来分：按照光纤中光的传输模式来分：（1 1）.单模光纤。单模光纤。（2 2）.多模光纤多模光纤 2.2.按照主要用途来分：按照主要用途来分：（1 1）.单芯互联光缆。（单芯互联光缆。（2 2）.双芯互联光缆双芯互联光缆 （3 3）.分布式光缆分布式光缆 （4 4）.室外光缆室外光缆（三）、常用光纤连接器的结构形式：（三）、常用光纤连接器的结构形式：（1 1）.FC.FC型型（2 2）.SC.SC型型（3 3）.双维型双维型（4 4）.MT-RJ.MT-RJ型型（5 5）.LCLC型连接器型连接器（6 6）.MU.MU型连接器型连接器（四）、光纤熔接（四）、光纤熔接概概念念：将将一一条条制制作作精精良良的的跳跳线线剪剪成成两两半半，用用其其中中的的一一半半与与光光缆缆的的一一条条线线芯芯进进行行熔接。采用熔接方式的光纤连接如图所示。熔接。采用熔接方式的光纤连接如图所示。步骤如下：步骤如下：(1)(1)端面的准备端面的准备 ：剥覆、清洁和切割：剥覆、清洁和切割 、（、（2 2）.光纤熔接光纤熔接 （3 3）.盘纤盘纤 (4)(4)光缆接续质量的确保光缆接续质量的确保（五）、光纤研磨（五）、光纤研磨 概念：光纤研磨是直接将光纤连接器与光纤相接。概念：光纤研磨是直接将光纤连接器与光纤相接。光纤研磨连接位置示意图。光纤研磨连接位置示意图。微波微波 一般把微波扩频连网技术应用在不易布线、覆盖面积大的地方。通信双方各安装一台微波收发机与微波天线，可实现点对点或点对多点数据、语音的通信。微波两站点传输距离可达 50千米，全双工同步传输速率1.2 kbps 2.04 Mbps，异步传输速率 005 kbps 384 kbps，支持 RS232接口，误码率非常小。通信卫星通信卫星 卫星对地面站进行广播，所有地面站都能通过天线收到卫星发来的报文，可根据阅读报文地址段决定是否需要接收。通信卫星在33万千米高空，数据单程传输到地面的时间为024S027S，它比计算机发送数据的时间长得多，所以不能用通常计算机网络采用的信道监听办法解决信道争用问题通信卫星联网方式二、二、网络互联设备网络互联设备 n 根据网络进行网络互连所在的层次，常用的互连设备有以下几类：根据网络进行网络互连所在的层次，常用的互连设备有以下几类：物理层互连设备，有中继物理层互连设备，有中继器（器（Repeater）和集线器（和集线器（HUB）；）；数据链路层互连设备，有网桥（数据链路层互连设备，有网桥（Bridge）和交换机（和交换机（Switch)；网络层互连设备，有路由器（网络层互连设备，有路由器（Router）；）；网络层以上的互连设备，统称网关（网络层以上的互连设备，统称网关（Gateway）或应用网关。或应用网关。接连接网络的不同，网络互联设备分为中继器、集线器、网桥、交接连接网络的不同，网络互联设备分为中继器、集线器、网桥、交换机、路由器和网关等。用户在构建网络系统和连接不同的网络时，正换机、路由器和网关等。用户在构建网络系统和连接不同的网络时，正确地选择互联设备尤为重要。确地选择互联设备尤为重要。思科常用图标（思科常用图标（Cisco Icons and Symbols）中继器（中继器（Repeater）中继器的作用是放大和再中继器的作用是放大和再生生bit级的网络信号，以级的网络信号，以便传输更远的距离便传输更远的距离1、中继器中继器 中继器又叫转发器，是最简单的网络互联设备，负责在两个节点的物理层上按位传递信息，完成信号的复制、调整和放大功能，以此来延长网络的长度。n 在以太网中使用中继器要注意在以太网中使用中继器要注意5432一一l原原则，即则，即4个中继器连接个中继器连接5个段，其中只有个段，其中只有3个段可以连接个段可以连接主机，另主机，另2个段是连接段，它们共处于个段是连接段，它们共处于1个广播域。个广播域。用中继器连接两个网段用中继器连接两个网段nHUB是多端口的中继器是多端口的中继器nHUB ia a multiport repeater2、集线器（集线器（HUBHUB）集线器（Hub）可以说是一种特殊的中继器，即多端口中继器。根据对信号进行处理的方式不同而划分为有源集线器、无源集线器以及智能集线器3种：其中，无源集线器只负责将多段介质连接在一起，不对信号做任何处理，每一种介质段只允许扩展到最大有效距离的一半；有源集线器具有对信号进行再生和放大从而扩展介质长度的功能；智能集线器与有源集线器类似，它还可将网络的部分功能集成到集线器中，如网络管理、选择网络传输线路等。集线器的功能：随机选出某一端口的设备，并让它独占全部带宽，与集线器的上联设备（交换机、路由器或服务器等）进行通信集线器的工作特点：（1）HUB只是一个多端口的信号放大设备。（2）HUB只与它的上联设备（如上层HUB、交换机或服务器）进行通信。网桥（网桥（Bridge）3、网桥：网桥：网桥是连接两个局域网的设备网桥是连接两个局域网的设备，工作在数据链路层，用它可以完成具有相同或相似体系结构网络系统的连接。一般情况下，被连接的网络系统都具有相同的逻辑链路控制规程（LLC），但媒体访问控制协议（MAC）可以不同。网桥是数据链路层的连接设备，准确地说，它工作在MAC子层上。网桥是为各种局域网存储转发数据而设计的、网桥可以将不同的局域网连在一起，组成一个扩展的局域网。网桥对末端点用户是透明的。网桥的功能：l网桥对所接收的信息帧不作任何修改，只查看MAC帧的源地址和目的地址。l网桥可以过滤和转发信息转发信息。l网桥可以连接两个同种网络，起信号中继放大作用，延伸网络范围l网桥具有地址学习功能网桥的种类网桥的种类 A内桥 内桥是通过文件服务器中的不同网卡连接起来的局域网B外桥外桥不同于内桥，外桥安装在工作站上，它实现连接两个相似的局域网络，如图333所示。外桥可以是专用的，也可以是非专用的。专用外桥不能做工作站使用，它只能用来建立两个网络之间的连接，管理网络之间的通信。非专用外桥既起网桥的作用，又能作为工作站使用。C远程桥远程桥n 远程桥是实现远程网之间连接的设备，通常远程桥使用调制解调器与传输介质，如用电话线实现两个局域网的连接。4 交换机（交换机（Switch）交换机被认为是多端口的网桥交换机被认为是多端口的网桥A switch is sometimes described as a multiport bridge.n 交换机是一种基于交换机是一种基于MAC地址识别，能完成封装转发数地址识别，能完成封装转发数据包功能的网络设备。交换机对于因第一次发送到目的地址据包功能的网络设备。交换机对于因第一次发送到目的地址不成功的数据包会再次对所有节点同时发送，企图找到这个不成功的数据包会再次对所有节点同时发送，企图找到这个目的目的MAC地址，找到后就会把它重新加入到自己的地址，找到后就会把它重新加入到自己的MAC地地址列表中，下次再发送到这个节点时就不会发错。交换机的址列表中，下次再发送到这个节点时就不会发错。交换机的这种功能被称为这种功能被称为“MAC地址学习地址学习”功能。功能。n 交换机除了能够连接同种类型的网络之外，还可以在不交换机除了能够连接同种类型的网络之外，还可以在不同类型的网络（如以太网和快速以太网）之间起到互连作用。同类型的网络（如以太网和快速以太网）之间起到互连作用。如今许多交换机都能够提供支持快速以太网或如今许多交换机都能够提供支持快速以太网或FDDI等的高等的高速连接端口，用于连接网络中的其他交换机或者为带宽占用速连接端口，用于连接网络中的其他交换机或者为带宽占用量大的关键服务器提供附加带宽。量大的关键服务器提供附加带宽。交换机的特点交换机的特点 交换机交换机 的功能的功能n 交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、交换机的主要功能包括物理编址、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流量控制。目前交换机还具备错误校验、帧序列以及流量控制。目前交换机还具备了一些新的功能，如对了一些新的功能，如对VLAN（虚拟局域网）的支持、（虚拟局域网）的支持、对链路汇聚的支持，甚至有的还具有防火墙的功能。对链路汇聚的支持，甚至有的还具有防火墙的功能。交换机与集线器的区别交换机与集线器的区别 交换机最开始是为了解决集线器共享传输介质，端口带宽过窄，容交换机最开始是为了解决集线器共享传输介质，端口带宽过窄，容易产生广播风暴而产生的，当时的交换机是工作在易产生广播风暴而产生的，当时的交换机是工作在OSI/RM中的第二层，中的第二层，所以也称之为第二层交换机。交换机与集线器有如下区别：所以也称之为第二层交换机。交换机与集线器有如下区别：第一，交换机与集线器都是通过多端口连接以太网设备的，都可以将多第一，交换机与集线器都是通过多端口连接以太网设备的，都可以将多个用户通过网络以星型结构连接起来，共享资源或交流数据，这是它们个用户通过网络以星型结构连接起来，共享资源或交流数据，这是它们唯一的相同点唯一的相同点 交换机与集线器的区别交换机与集线器的区别n第二，它们之间的区别很多，首先是交换机和集第二，它们之间的区别很多，首先是交换机和集线器在线器在OSI/RMOSI/RM中对应的层次不同，集线器工作在中对应的层次不同，集线器工作在第一层第一层物理层，而交换机至少工作在第二层物理层，而交换机至少工作在第二层数据链路层，现在还出现了工作在第三层数据链路层，现在还出现了工作在第三层网络层的交换机和第四层网络层的交换机和第四层传输层的交换机。传输层的交换机。n第三，在带宽方面，集线器是所有端口共享集线第三，在带宽方面，集线器是所有端口共享集线器的总带宽，而交换机的每个端口都具有自己的器的总带宽，而交换机的每个端口都具有自己的带宽，交换机实际上每个端口的带宽就比集线器带宽，交换机实际上每个端口的带宽就比集线器端口可用带宽要高许多，也就决定了交换机的数端口可用带宽要高许多，也就决定了交换机的数据传输速率比集线器要快许多。据传输速率比集线器要快许多。n第四，交换机与集线器最根本的区别是工作机理的不同。集线器第四，交换机与集线器最根本的区别是工作机理的不同。集线器使用的是广播使用的是广播 （Broadcast）方式，即无论是从哪个端口接收到）方式，即无论是从哪个端口接收到什么类型的数据包，都会以广播的形式将数据包发送给其余的所什么类型的数据包，都会以广播的形式将数据包发送给其余的所有节点，由连接在这些节点上的网卡（有节点，由连接在这些节点上的网卡（NIC）判断处理这些信息，）判断处理这些信息，符合的留下处理，否则丢弃掉，很容易产生广播风暴，当网络较符合的留下处理，否则丢弃掉，很容易产生广播风暴，当网络较大时网络性能会受到很大的影响大时网络性能会受到很大的影响。n 交换机的工作就完全不同，就拿最低档的第二层交换机来说，交换机的工作就完全不同，就拿最低档的第二层交换机来说，都是基于都是基于MAC地址进行交换。它通过分析以太数据包的包头信息地址进行交换。它通过分析以太数据包的包头信息（其中包含了原（其中包含了原MAC地址、目标地址、目标MAC地址、信息长度等），取地址、信息长度等），取得目标得目标MAC地址后，查找交换机中存储的地址对照表（地址后，查找交换机中存储的地址对照表（MAC地地址对应的端口），确认具有此址对应的端口），确认具有此 MAC地址的网卡连接在哪个节点地址的网卡连接在哪个节点上，然后仅将数据包送到对应节点，有目的的发送就能有效地抑上，然后仅将数据包送到对应节点，有目的的发送就能有效地抑制广播风暴的产生。而交换机内部转发信包的背板带宽也远大于制广播风暴的产生。而交换机内部转发信包的背板带宽也远大于端口带宽，因此信包处于并行状态，效率较高，可以满足大型网端口带宽，因此信包处于并行状态，效率较高，可以满足大型网络环境大量数据并行处理的要求。络环境大量数据并行处理的要求。交换机的分类交换机的分类 nA、广域网交换机和局域网交换机广域网交换机和局域网交换机 nB、根据传输介质和传输速度划分根据传输介质和传输速度划分 n 根据交换机使用的网络传输介质及数据传输速率的不同可以根据交换机使用的网络传输介质及数据传输速率的不同可以将局域网交换机分为以太网交换机、快速以太网交换机、吉比特将局域网交换机分为以太网交换机、快速以太网交换机、吉比特以太网交换机、以太网交换机、10吉比特以太网交换机、吉比特以太网交换机、FDDI交换机、交换机、ATM交交换机和令牌环交换机等。换机和令牌环交换机等。nC、根据交换机工作的协议层划分根据交换机工作的协议层划分 n 网络设备都对应工作在网络设备都对应工作在OSI/RM这一开放模型的一定层次上，这一开放模型的一定层次上，工作的层次越高，说明其设备的技术复杂性越高，档次也就越高，工作的层次越高，说明其设备的技术复杂性越高，档次也就越高，交换机也一样，随着交换技术的发展，交换机由原来工作在交换机也一样，随着交换技术的发展，交换机由原来工作在OSI/R/RM的第二层，发展到现在可以工作在第四层，所以根据工的第二层，发展到现在可以工作在第四层，所以根据工作的协议层交换机可分第二层交换机、第三层交换机和第四层交作的协议层交换机可分第二层交换机、第三层交换机和第四层交换机。换机。n 概述概述 n 路路由由器器是是一一种种典典型型的的网网络络层层设设备备。它它在在两两个个局局域域网网之之间间转转发发数数据据包包，在在OSIRM之之中中被被称称之之为为中中介介系统，完成网络层中继或第三层中继的任务。系统，完成网络层中继或第三层中继的任务。n 路路由由器器负负责责在在两两个个局局域域网网的的网网络络层层间间按按包包传传输输数数据据，转转发发数数据据包包时时需需要要改改变变数数据据包包中中的的地地址址。它它在在OSIRM中的位置如图所示。中的位置如图所示。5 路由器（路由器（Router）n网络寻址和路由网络寻址和路由nNetwork Addressing and Path Determination 路由器的主要功能有：（l）在网络间转发发送到远地网络的报文（2）选择最合理的路由（3）多协议的路由器可以连接使用不同通信协议的网络段，作为不同通信协议网络段通信连接的平台。当数据从一个子网传输到另一个子网时，需要通过路由器来完成数据转发功能。因此，路由器具有判断网络地址和选择路径的功能，它能在多网络互联环境中建立灵活的连接。路由器的主要工作就是为经过路由器的每个数据包寻找一条最佳传输路径，并将该数据有效地传送到目的站点。由此可见，选择最佳路径的策略即路由算法是路由器的关键所在。图图5-3用路由器连接网络用路由器连接网络路由器的优缺点1优点适用于大规模的网络；复杂的网络拓扑结构，负载共享和最优路径：能更好地处理多媒体信息；安全性能高；隔离不需要的通信量，有效阻止“广播风暴”；节省局域网的频宽；减少主机负担。2缺点它不支持非路由协议；安装复杂；价格高。4协议转换器（网关）协议转换器（网关）网关（Gateway）是连接两个协议差别很大的计算机网络时使用的设备。它可以将具有不同体系结构的计算机网络连接在一起。在OSIRM中，同关是属于最高层（应用层）的设备网关的实现非常复杂，工作效率也很难提高，一般只提供有限的几种协议的转换功能。常见的网关都是用在网络中心大型计算机系统之间的连接上，为普通用户访问更多类型的计算机系统提供帮助。有些网关可以通过软件来实现协议转换操作，并能起到与硬件类似的作用。但这是以消耗机器的资源为代价来实现的。网关与网桥比较：（l）网关是用来实现不同局域网的连接；（2）网关建在应用层，网桥建在数据链路层；（3）网关比起网桥有一个主要优势，它可以将具有不相容地址格式的网络相连起来。网关连接网关连接2.2 网络互连与广域网 n1.3.1 广域网的基本概念广域网的基本概念 n广域网是地理分布范围在几十公里至几千公里，可以连接不广域网是地理分布范围在几十公里至几千公里，可以连接不同城市、不同国家、遍及全球的计算机网络。广域网可看作是局同城市、不同国家、遍及全球的计算机网络。广域网可看作是局域网利用公用通信网络、互连设备连接起来的、可以实现远距离域网利用公用通信网络、互连设备连接起来的、可以实现远距离数据通信的计算机网络。数据通信的计算机网络。n1.广域网的构成广域网的构成n广域网是由结点交换机和连接这些交换机的通信链路所组成。广域网是由结点交换机和连接这些交换机的通信链路所组成。在通信距离大于几十公里时，局域网显然不能完成这样的数据通在通信距离大于几十公里时，局域网显然不能完成这样的数据通信任务，必须由一种新的网络结构来实现，这就是广域网。信任务，必须由一种新的网络结构来实现，这就是广域网。2.2 网络互连与广域网 n 利利用用公公用用通通信信网网络络、结结点点交交换换机机、路路由由器器将将多多个个局局域域网网与与广广域域网连接起来构成互连网络的原理示意图如图所示。网连接起来构成互连网络的原理示意图如图所示。2.2接入网技术与应用n1.3.1 接入网技术的发展接入网技术的发展n1.接入网的概念接入网的概念n如果将国家级大型主干网比作国家级公路，那么接入网就相当如果将国家级大型主干网比作国家级公路，那么接入网就相当于各个区域的公路。国家首先要设计和建设覆盖全国的国家级高于各个区域的公路。国家首先要设计和建设覆盖全国的国家级高速主干网，各个城市、地区需要设计与建设覆盖一个城市和地区速主干网，各个城市、地区需要设计与建设覆盖一个城市和地区的主干网，最后还需要解决用户计算机的接入问题。的主干网，最后还需要解决用户计算机的接入问题。n对于对于Internet来说，任何一个家庭用的微型机、机关、企业的来说，任何一个家庭用的微型机、机关、企业的用户计算机都必须首先连接到本地区的主干网中，才能通过地区用户计算机都必须首先连接到本地区的主干网中，才能通过地区主干网、国家级主干网与主干网、国家级主干网与Internet连接。这就像一个大学需要将校连接。这就像一个大学需要将校内的道路就近与城市公路连接起来，使得学校的车辆可以方便地内的道路就近与城市公路连接起来，使得学校的车辆可以方便地行驶出去。要做到这一点，学校就要解决连接城市公路的行驶出去。要做到这一点，学校就要解决连接城市公路的“最后最后一公里一公里”问题。同样，可以形象地将家庭、机关、企业部门用户问题。同样，可以形象地将家庭、机关、企业部门用户计算机接入本地区主干网的问题也叫做信息高速公路中的计算机接入本地区主干网的问题也叫做信息高速公路中的“最后最后一公里一公里”问题。解决最终用户接入地区性网络的技术就是接入网问题。解决最终用户接入地区性网络的技术就是接入网技术。技术。n2.接入网技术的发展接入网技术的发展n目前，可以作为用户接入网的主要有三类：电信通信网、计算目前，可以作为用户接入网的主要有三类：电信通信网、计算机网络与广播电视网。虽然这三种网络之间有很多的不同，但目机网络与广播电视网。虽然这三种网络之间有很多的不同，但目前都在朝着一个共同的方向发展，因为数字技术可以将各种信息前都在朝着一个共同的方向发展，因为数字技术可以将各种信息都变成数字信号来获取、处理、存储与传输。虽然这三种网络所都变成数字信号来获取、处理、存储与传输。虽然这三种网络所使用的传输介质、传输机制都不相同，但各自按自己的体制经历使用的传输介质、传输机制都不相同，但各自按自己的体制经历了数字化的进程。邮电通信网的电话交换网正在从模拟通信方式了数字化的进程。邮电通信网的电话交换网正在从模拟通信方式向数字通信方式发展。广播电视网同样也在向数字化方向发展。向数字通信方式发展。广播电视网同样也在向数字化方向发展。计算机网络本身就是用于传输数字信号的。在文本、语音、图像计算机网络本身就是用于传输数字信号的。在文本、语音、图像与视频信息实现数字化后，这三种网络在传输数字信号这个基本与视频信息实现数字化后，这三种网络在传输数字信号这个基本点上是一致的。点上是一致的。n同时，它们在完成自己原来的传统业务外，还有可能经营原本同时，它们在完成自己原来的传统业务外，还有可能经营原本属于其他网的业务。数字化技术使得这三种网络的服务业务相互属于其他网的业务。数字化技术使得这三种网络的服务业务相互交叉，三网之间的界限越来越模糊，人们希望能够选择一种最简交叉，三网之间的界限越来越模糊，人们希望能够选择一种最简单、费用最低的方式将自己的计算机连入单、费用最低的方式将自己的计算机连入Internet。2.2 接入网技术与应用n3.主要的接入方式主要的接入方式n目前从技术角度看，接入网的接入方式主要分为目前从技术角度看，接入网的接入方式主要分为5类：地面有线通信类：地面有线通信系统系统(铜缆用户网、光缆用户网铜缆用户网、光缆用户网)，无线通信、移动通信网，卫星通信网，无线通信、移动通信网，卫星通信网(同步卫星与低轨道卫星同步卫星与低轨道卫星)，有线电视网，地面广播电视网。，有线电视网，地面广播电视网。n人们形象地将它们称为用户连入信息高速公路的人们形象地将它们称为用户连入信息高速公路的5条车道。早期它们条车道。早期它们是属于不同的部门的，但是数字化使得它们都有可能提供语音、数据与视是属于不同的部门的，但是数字化使得它们都有可能提供语音、数据与视频的综合业务，这就造成了通信、计算机、广播电视等产业的会聚，经营频的综合业务，这就造成了通信、计算机、广播电视等产业的会聚，经营业务相互融合，从而促进了这些产业的重组，同时也会开辟大量新的信息业务相互融合，从而促进了这些产业的重组，同时也会开辟大量新的信息服务市场，这就是所谓的服务市场，这就是所谓的“数字会聚数字会聚”现象。现象。“数字会聚数字会聚”现象对未来通现象对未来通信体制将产生重大的影响。信体制将产生重大的影响。n未来的信息高速公路建设应该将服务与建设分开，建立分层的服务模未来的信息高速公路建设应该将服务与建设分开，建立分层的服务模型与统一的标准，以使原属于不同行业的网络系统过渡形成一个全国性的型与统一的标准，以使原属于不同行业的网络系统过渡形成一个全国性的大网，为各种新应用的发展提供高效能的服务平台，让更多的家庭、企业、大网，为各种新应用的发展提供高效能的服务平台，让更多的家庭、企业、机关的计算机更方便地连入机关的计算机更方便地连入Internet。这种应用需求促进了接入网技术的。这种应用需求促进了接入网技术的发展与变化，最终将导致邮电通信网、计算机网络与电视通信网的发展与变化，最终将导致邮电通信网、计算机网络与电视通信网的“三网三网融合融合”局面的出现。局面的出现。2.2 接入网技术与应用n1.3.2 接入接入Internet方式方式n接入互连网络的具体方式有多种，例如普通拨号、接入互连网络的具体方式有多种，例如普通拨号、ADSL、ISDN、有线电视、有线电视、DDN、帧中继和、帧中继和ATM等，用户可根据自己的情等，用户可根据自己的情况选择上网方式。那些使用时间不长，只在有用时才打开计算机况选择上网方式。那些使用时间不长，只在有用时才打开计算机上网的用户，可采用普通拨号上网方式。而对于那些使用网络时上网的用户，可采用普通拨号上网方式。而对于那些使用网络时间长、通信量大、不间断通信的集团性用户，则多采用间长、通信量大、不间断通信的集团性用户，则多采用DDN专线专线等方式上网。这种上网方式可为用户提供高速、高效、安全、稳等方式上网。这种上网方式可为用户提供高速、高效、安全、稳定的网络连接。此外，个人用户还可通过定的网络连接。此外，个人用户还可通过ISDN、ADSL和有线电和有线电视高速接入视高速接入Internet，而集团用户则可通过帧中继，而集团用户则可通过帧中继FR和和ATM接入，接入，这些方式是为用户提供的高速接入方式。这些方式是为用户提供的高速接入方式。2.2接入网技术与应用n1.PSTN与与Modem接入接入n公众电话网络公众电话网络(PSTN)是目前普及程度最高、成本最低的公用通是目前普及程度最高、成本最低的公用通讯网络，它在网络互连中也有广泛的应用。尽管现在已经有许多讯网络，它在网络互连中也有广泛的应用。尽管现在已经有许多速度更快、性能更好的接入技术，如后面将要介绍的速度更快、性能更好的接入技术，如后面将要介绍的ISDN、ASDL和和Cable Modem等，但使用等，但使用Modem接入仍然是接入接入仍然是接入Internet的一种选择。如图所示为的一种选择。如图所示为Modem接入方式。接入方式。2.2 接入网技术与应用 Modem接入方式n Modem的功能的功能nModem是一个数字信号与模拟信号之间的转换设备。在一个是一个数字信号与模拟信号之间的转换设备。在一个通信过程中，在其中一端，它将计算机输出通信过程中，在其中一端，它将计算机输出(一般为串行口输出一般为串行口输出)的数字信号转换成模拟信号后再送到线路上传输，在另一端，的数字信号转换成模拟信号后再送到线路上传输，在另一端，Modem接收线路上发送过来的模拟信号，并将其还原为发送前的接收线路上发送过来的模拟信号，并将其还原为发送前的数字信号，再提交给计算机进行处理。目前广泛使用的数字信号，再提交给计算机进行处理。目前广泛使用的56Kbps Modem的上行速率只有的上行速率只有33.6Kbps，而下行速率可以达到，而下行速率可以达到56Kbps。n Modem的分类的分类nMODEM从结构上可分为外置、内置和从结构上可分为外置、内置和PC卡式三种。卡式三种。n2.ISDN的接入方式的接入方式n综合业务数字网综合业务数字网ISDN将多种业务集成在一个网内，为用户提供经济将多种业务集成在一个网内，为用户提供经济有效的数字化综合服务，包括电话、传真、可视图文及数据通信等。有效的数字化综合服务，包括电话、传真、可视图文及数据通信等。ISDN使用单一入网接口，利用此接口可实现多个终端使用单一入网接口，利用此接口可实现多个终端(ISDN电话、终端电话、终端等等)同时进行数字通信连接。同时进行数字通信连接。n ISDN的组成部件的组成部件n当多个设备同时接入一条当多个设备同时接入一条ISDN线路时，可能需要网络终端、终端适线路时，可能需要网络终端、终端适配器、用户终端等设备，如图所示。配器、用户终端等设备，如图所示。ISDN的组成部件n 网络终端网络终端(NT)n对于用户而言，虽然用户端线路和普通模拟电话线路是完全相对于用户而言，虽然用户端线路和普通模拟电话线路是完全相同的，但是用户设备不再直接与线路连接。所有终端设备都是通同的，但是用户设备不再直接与线路连接。所有终端设备都是通过过NT上的两个上的两个S/T接口接入网络的。接口接入网络的。n 终端适配器终端适配器(TA)nTA又叫又叫ISDN Modem，是将现有模拟设备的信号转换成，是将现有模拟设备的信号转换成ISDN帧格式的数模转换设备。在使用了帧格式的数模转换设备。在使用了ISDN后，原来使用的诸如模拟后，原来使用的诸如模拟电话、传真机、调制解调器等模拟设备就依然能使用。在电话、传真机、调制解调器等模拟设备就依然能使用。在ISDN设设备中提供了备中提供了TA，负责连接一些不符合，负责连接一些不符合ISDN标准的外部设备，标准的外部设备，TA再再与与NT连接。如此看来，连接。如此看来，TA起到了模拟设备接入起到了模拟设备接入ISDN的转接作用。的转接作用。一般一般TA具有与计算机相同的具有与计算机相同的RS232数据接口，可以连接到计算机数据接口，可以连接到计算机的串行口。普通