第1章网络系统结构与设计的基本原则精选文档.ppt

《第1章网络系统结构与设计的基本原则精选文档.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第1章网络系统结构与设计的基本原则精选文档.ppt（98页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第1章网络系统结构与设计的基本原则本讲稿第一页，共九十八页四级网络工程师考试题型1、选择题（每小题1分，共40分）2、综合题（每空2分，共40分）3、应用题（共20分）2本讲稿第二页，共九十八页各章节分值分布提示各章节分值分布提示章节 分值分布提示 第1章 网络系统结构与设计的基本原则 4道选择题，占试卷比例4%第2章 中小型网络系统总体规划与设计方法3道选择题，占试卷比例3%第3章 IP地址规划和设计方法 4道选择题（4分），1道综合题（10分），在应用题还有1小题（610分），占试卷比例2024%第4章 路由设计基础3道选择题（3分），3%第5章 局域网技术2道选择题，2%3本讲稿第三页，

2、共九十八页各章节分值分布提示各章节分值分布提示章节 分值分布提示 第6章 交换机及其配置4道选择题，4%，在综合部分，交换机和路由器考查其一，分值10分，10%第7章 路由器及其配置4道选择题，4%，在综合部分，交换机和路由器考查其一，分值10分，10%，同时在应用题部分也可能涉及到路由器的配置问题。第8章 无线局域网技术3道选择题，3%4本讲稿第四页，共九十八页各章节分值分布提示各章节分值分布提示章节 分值分布提示 第9章 计算机网络信息服务系统的安装与配置5道选择题，5%，1道综合题（10分），共15%第10章 网络安全技术4道选择题，4%，在应用题中一般会考查到防火墙和入侵检测技术（56

3、分左右），这样共约610%第11章 网络管理技术45道选择题，45%，1道综合题（10分），共约1415%5本讲稿第五页，共九十八页第第1章章 网络系统结构与设计的基本原则网络系统结构与设计的基本原则年份试题分布题型分值考核要点2010.914选择题4RPR技术、无线接入技术、OC-3的传输、HFC接入技术2010.314选择题4OC-3的传输、无线接入技术802.11a、宽带城域网QoS、宽带城域网技术2009.914选择题4宽带城域网技术、接入技术、RPR技术、OC-12的传输2009.314选择题4HFC接入技术、无线接入技术、网络服务质量、RPR技术2008.914选择题4汇聚层基本功

4、能、光以太网技术、RPR技术、HFC接入技术2008.414选择题4宽带城域网的逻辑结构、核心交换层的特点、ADSL接入技术、无线网络接入技术6本讲稿第六页，共九十八页1.1 基础知识1.1.1 计算机网络的分类1.1.2 计算机网络结构的特点1.1.3 广域网技术的发展1.1.4 局域网技术的发展1.1.5 城域网技术的发展7本讲稿第七页，共九十八页1.1.1 计算机网络的分类 考点一：计算机网络的概念及分类考点二：局域网、城域网和广域网8本讲稿第八页，共九十八页考点一：计算机网络的概念及分类概念：计算机网络是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统互连起来，通过功能完善

5、的网络软件（即网络通信协议、信息交换方式、网络操作系统等）实现网络中资源共享和信息传递的计算机应用系统。计算机网络首先是一个通信网络，早期的计算机网络主要是广域网，它的结构是由负责数据处理的主计算机与终端以及负责数据通信处理的通信控制处理设备与通信线路所这两部分所组成。从资源构成的角度讲，计算机网络是由硬件和软件组成的。并从功能上将计算机网络逻辑划分为资源子网和通信子网。9本讲稿第九页，共九十八页资源子网与通信子网的二级子网结构10本讲稿第十页，共九十八页计算机网络的功能计算机网络的功能local ISProuterserver1mobile Hub/SW 泉州用户 Hub/SW Hub/SW

6、F1、数据通讯、数据通讯/传输传输F2、资源共享、资源共享server2routerF3、提高数据可靠性、提高数据可靠性F4、分布计算、分布计算北京用户网络接入设备用户通信网络localAreaNetwork11本讲稿第十一页，共九十八页计算机网络的功能1.数据通信(data communication)文件传输、IP电话、email、视频会议、信息发布、交互式娱乐2.资源共享(resource sharing)试图解除“地理上的束缚“,共享软件、硬件、数据/信息3.提高可靠性(high reliability)依靠可替代的资源，提供连续的高可靠服务：硬件双机备份软件和数据库备份4.提高系统处

7、理能力(Distribute compute)多计算机并行处理；12本讲稿第十二页，共九十八页计算机网络的分类分类：按其覆盖的地理范围分：局域网局域网 LAN(Local Area Network)城域网城域网 MAN(Metropolitan Area Network)广域网广域网 WAN(Wide Area Network)按网络的拓扑结构分类:星形、总线型、环形、树形、网形、混合型按网络的传输媒体分类:双绞线、同轴电缆、光纤、无线、卫星按照网络交换功能分类：电路交换网、报文交换网、分组交换网、帧中继网、ATM网13本讲稿第十三页，共九十八页考点二：局域网、城域网和广域网LAN特点覆盖的物

8、理范围：小于覆盖的物理范围：小于1km拓扑结构：共享信道拓扑结构：共享信道所使用的传输技术：新所使用的传输技术：新数据传输率：高数据传输率：高（10mbps/100mbps/1Gbps/10Gbps)延迟：延迟：低，低，0.5 ns误码率：低，误码率：低，10-810-12bit/每秒每秒两种典型的LANEthernet：以太网（：以太网（10M/100M/1000M）Token-Ring：令牌环网：令牌环网14本讲稿第十四页，共九十八页常见的局域网的拓扑结构总线型总线型环型：令牌环网环型：令牌环网星型星型树型树型15本讲稿第十五页，共九十八页WANWAN组成主机主机(hosts)：具有独立处

9、理能力的计算机；：具有独立处理能力的计算机；单独的主机；单独的主机；从属某一个从属某一个LAN中的主机。中的主机。通信子网通信子网(communication subnet)：在主机之间在主机之间进行进行数据数据传递传递。传输系统传输系统(通信介质、传输设备通信介质、传输设备)交换系统交换系统(交换机、路由器交换机、路由器)广域网的物理结构广域网的物理结构16本讲稿第十六页，共九十八页考点三：计算机网络结构 由于计算机网络功能越来越强，结构越来越复杂，给设计者带来很大的难度，必须规范之。网络体系结构(network architecture)计算机网络的体系结构体系结构(architectur

10、e)是计算机网络的各层及其协议的集合。是用于指导网络的设计与实现；关键是分层模型和协议。分层模型(layering model)简化网络系统设计的复杂性；简化网络系统设计的复杂性；可以更加方便地适应网络技术和应用需求变化；可以更加方便地适应网络技术和应用需求变化；提供一种更为模块化的设计。提供一种更为模块化的设计。17本讲稿第十七页，共九十八页两种国际标准ISO制定的国际标准 OSI 并没有得到市场的认可。非国际标准 TCP/IP 现在获得了最广泛的应用。TCP/IP 常被称为常被称为事实上的国际标准事实上的国际标准。18本讲稿第十八页，共九十八页分层次的网络体系结构OSI 的七层网络体系结构

11、已经过时TCP/IP 的四层网络体系结构已成主流使用五层原理体系结构来阐明网络的工作原理较为合适19本讲稿第十九页，共九十八页具有五层协议的体系结构 TCP/IP 是四层的体系结构：应用层、运输层、网际层和网络接口层。但最下面的网络接口层并没有具体内容。因此往往采取折中的办法，即综合 OSI 和 TCP/IP 的优点，采用一种只有五层协议的体系结构。20本讲稿第二十页，共九十八页 TCP/IP 与 OSI 参考模型应用层（Telnet/ftp/smtp/www）传输层（TCP层）互联网层（IP层）网络接口层TCP/IP参考模型参考模型OSI 参考模型参考模型21本讲稿第二十一页，共九十八页5

12、54 43 32 21 1数据链路层应用层运输层网际层物理层Application layerTransport layerInternet layerData link layerPhysical layer22本讲稿第二十二页，共九十八页5432154321H3物 理 传 输 媒 体数 据 部 分数 据 部 分数 据 部 分数 据 部 分10100110100101 比 特 流 11 010111010T2计算机 1 1H5H4H2首部尾部AP2AP1应 用 程 序 数 据计算机 2 2比特帧IP数据报IP分组TCP报文段UDP报文段23本讲稿第二十三页，共九十八页主机 1 向主机 2 发

13、送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2应用进程数据先传送到应用层加上应用层首部，成为应用层 PDU24本讲稿第二十四页，共九十八页主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2应用层 PDU 再传送到运输层加上运输层首部，成为运输层报文25本讲稿第二十五页，共九十八页主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2运输层报文再传送到网络层加上网络层首部，成为 IP 数据报（或分组）26本讲稿第二十六页，共九十八页主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2IP 数据报再传送到

14、数据链路层加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧27本讲稿第二十七页，共九十八页主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2数据链路层帧再传送到物理层最下面的物理层把比特流传送到物理媒体28本讲稿第二十八页，共九十八页主机 1 向主机 2 发送数据 应用层(application layer)5432154321物理传输媒体主机 1AP2AP1电信号（或光信号）在物理媒体中传播从发送端物理层传送到接收端物理层主机 229本讲稿第二十九页，共九十八页主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2物理层接收到比特流，上交给数据链

15、路层30本讲稿第三十页，共九十八页主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2数据链路层剥去帧首部和帧尾部取出数据部分，上交给网络层31本讲稿第三十一页，共九十八页主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2网络层剥去首部，取出数据部分上交给运输层32本讲稿第三十二页，共九十八页主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2运输层剥去首部，取出数据部分上交给应用层33本讲稿第三十三页，共九十八页主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2应用层剥去首部，

16、取出应用程序数据上交给应用进程34本讲稿第三十四页，共九十八页主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2我收到了 AP1 发来的应用程序数据！35本讲稿第三十五页，共九十八页主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2应 用 程 序 数 据应用层首部H510100110100101 比 特 流 110101110101注意观察加入或剥去首部（尾部）的层次应 用 程 序 数 据H5应 用 程 序 数 据H4H5应 用 程 序 数 据H3H4H5应 用 程 序 数 据H4运输层首部H3网络层首部H2链路层首部T2链路层尾部3

17、6本讲稿第三十六页，共九十八页主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 210100110100101 比 特 流 110101110101计算机 2 的物理层收到比特流后交给数据链路层H2T2H3H4H5应 用 程 序 数 据37本讲稿第三十七页，共九十八页H3H4H5应 用 程 序 数 据主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2数据链路层剥去帧首部和帧尾部后把帧的数据部分交给网络层H2T2H3H4H5应 用 程 序 数 据38本讲稿第三十八页，共九十八页H4H5应 用 程 序 数 据H3H4H5应 用 程 序 数

18、据主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2网络层剥去分组首部后把分组的数据部分交给运输层39本讲稿第三十九页，共九十八页H5应 用 程 序 数 据H4H5应 用 程 序 数 据主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2运输层剥去报文首部后把报文的数据部分交给应用层40本讲稿第四十页，共九十八页应 用 程 序 数 据H5应 用 程 序 数 据主机 1 向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2应用层剥去应用层 PDU 首部后把应用程序数据交给应用进程41本讲稿第四十一页，共九十八页主机 1

19、向主机 2 发送数据 5432154321主机 1AP2AP1主机 2我收到了 AP1 发来的应用程序数据！42本讲稿第四十二页，共九十八页TCP/IP的体系结构应用层运输层网际层网络接口层主机A主机B路由器网络 2网络 1应用层运输层网际层网络接口层网际层网络接口层4321路由器在转发分组时最高只用到网络层而没有使用运输层和应用层。43本讲稿第四十三页，共九十八页沙漏计时器形状的TCP/IP协议族 HTTPSMTPDNSRTPTCPUDPIP网际层网络接口层运输层应用层网络接口 1网络接口 2网络接口 3Everything over IP IP 可为各式各样的应用程序提供服务IP over

20、 Everything IP 可应用到各式各样的网络上44本讲稿第四十四页，共九十八页考点四：网络互连一、网络互连的基本概念(1)互连(Interconnection):是指网络在物理上的连接,两个网络之间至少有一条在物理上连接的线路,它为两个网络的数据交换提供了物资基础和可能性,但并不能保证两个网络一定能够进行数据交换,这要取决于两个网络的通信协议是不是相互兼容。(2)互联(internetworking):是指网络在物理和逻辑上,尤其是逻辑上的连接。(3)互通(intercommunication):是指两个网络之间可以交换数据。(4)互操作(interoperability):是指网络中

21、不同计算机系统之间具有透明地访问对方资源的能力。45本讲稿第四十五页，共九十八页考点四：网络互连二、目的:将不同的网络或相同的网络用互连设备连接在一起形成一个范围更大的网络为增加网络性能以及安全和管理方面的考虑将原来一个很大的网络划分为几个网段或逻辑上的子网实现异种网之间的服务和资源共享46本讲稿第四十六页，共九十八页考点四：网络互连三、网络互连的层次（1）物理层 用于不同地理范围内的网段的互连。工作在物理层的网络设备是中继器、集线器。（2）数据链路层用于互连两个或多个同一类的局域网，传输帧。工作在数据链路层的网间设备是桥接器（或网桥）、交换机。（3）网络层主要用于广域网的互连中，工作在网络层

22、的网间设备是路由器、第三层交换机。（4）高层用于在高层之间进行不同协议的转换工作在第三层之上的网间设备称为网关47本讲稿第四十七页，共九十八页考点四：网络互连四、网络互连的类型LAN-LAN同种LAN异种LANLAN-WANWAN-WAN48本讲稿第四十八页，共九十八页考点四：网络互连五、网络互连设备网桥，交换机，路由器、网关等。49本讲稿第四十九页，共九十八页考点五：广域网发展广域网基本概念：广域网是一种跨地区的数据通讯网络，通常包含一个国家或地区。广域网通常由多个局域网组成。一般认为它是一种公共数据网络（Public Data Network，PDN）。组成：由结点交换机和连接这些交换机的

23、链路组成。结点交换机：执行分组转发的功能。结点之间是点到点的连接50本讲稿第五十页，共九十八页局域网与广域网的区别局域网使用的协议主要在数据链路层。广域网使用的协议主要在网络层。51本讲稿第五十一页，共九十八页考点五：广域网发展广域网的特点：1、适应大容量与突发性通信的要求；2、适应综合业务服务的要求；3、开放的设备接口与规范化的协议；4、完善的通信服务与网络管理。52本讲稿第五十二页，共九十八页考点五：广域网发展广域网提供的服务：数据报服务：无连接的网络服务 虚电路服务：面向连接的网络服务53本讲稿第五十三页，共九十八页考点五：广域网发展广域网技术研究的重点是宽带核心交换技术：远距离、宽带、

24、高服务质量的核心交换技术。广域网中的一个突出核心技术是路由选择。54本讲稿第五十四页，共九十八页广域网中的路由选择 广域网的技术核心是路由选择。路由选择解决分组在各交换机中应如何进行转发，即通过哪条通路将数据从源主机发送到通信的目的主机。55本讲稿第五十五页，共九十八页考点五：广域网发展广域网中采用的技术主要有7种：PSTN公共电话交换网ISDN综合业务数字网DDN数字数据网X.25分组交换网FR帧中继网ATM异步传输模式网GE与10GE的光以太网56本讲稿第五十六页，共九十八页考点六：局域网技术的发展以太网技术发展的三个方向：1、提高数据传输速度：从10Mbps到10Gbps，甚至是100G

25、bps。2、局域网互联技术3、共享方式改为交换方式，导致了“交换式局域网”技术的发展57本讲稿第五十七页，共九十八页考点七：城域网技术及发展考点七：城域网技术及发展城域网城域网(Metropolitan Area Network)是在一个城市范围内所建立是在一个城市范围内所建立的的计算机通信网计算机通信网，简称，简称MAN。它的传输媒介主要采用光缆，传输速。它的传输媒介主要采用光缆，传输速率在率在l00兆比特兆比特/秒以上。秒以上。MAN的一个重要用途是用作骨干网，通的一个重要用途是用作骨干网，通过它将位于同一城市内不同地点的主机、数据库，以及过它将位于同一城市内不同地点的主机、数据库，以及L

26、AN等等互相联接起来，这与互相联接起来，这与WAN的作用有相似之处，但两者在实现方的作用有相似之处，但两者在实现方法与性能上有很大差别。法与性能上有很大差别。MAN不仅用于计算机通信，同时可用不仅用于计算机通信，同时可用于传输话音、图像等信息，成为一种综合利用的通信网，但于传输话音、图像等信息，成为一种综合利用的通信网，但属于属于计算机通信网计算机通信网的范畴，不同于综合业务通信网的范畴，不同于综合业务通信网(ISDN)。释义：释义：城域网（城域网（Metropolitan Area Network），简称），简称MAN，基本上是一，基本上是一种种大型的大型的LAN，通常使用与，通常使用与LA

27、N相似的技术。之所以将相似的技术。之所以将MAN单独单独的列出的一个主要原因是已经有了一个标准：分布式队列双的列出的一个主要原因是已经有了一个标准：分布式队列双总线总线DQDB（Distributed Queue Dual Bus），即），即IEEE802.6。DQDB是由双总线构成，所有的计算机都连结在上面。是由双总线构成，所有的计算机都连结在上面。58本讲稿第五十八页，共九十八页考点七：城域网技术及发展发展趋势：宽带化、全业务、IP化、分布式管理、三网融合59本讲稿第五十九页，共九十八页考点七：城域网技术及发展所谓宽带城域网，就是在城市范围内，以IP和ATM电信技术为基础，以光纤作为传输媒

28、介，集数据、语音、视频服务于一体的高带宽、多功能、多业务接入的的多媒体通信网络。它能够满足政府机构、金融保险、大中小学校、公司企业等单位对高速率、高质量数据通信业务日益旺盛的需求，特别是快速发展起来的互联网用户群对宽带高速上网的需求。教材P8 二、宽带城域网建设对传输网络和服务业的影响60本讲稿第六十页，共九十八页考点七：城域网技术及发展下一代城域网（下一代城域网（MAN）必须具有以下的特点：）必须具有以下的特点：可扩展性 速率可扩至数十G b/s，节点数目可远远超过传统SDH/SONET的16节点的极限；费用低 包括每G b/s的费用、初期投资、运维费等；业务多 支持下一代的各种业务，支持各

29、种物理接口，支持以大量的、基于软件的QoS控制为基础的新业务生成，支持以强大的SLA（Service Level Agreement，服务等级协议）监视能力为基础的计费和监视，支持基于IP协议的业务；支持话音业务 传统话音业务仍然是重要的业务收入来源，因此下一代MAN还必须予以支持；网管强大：网管必须提供全方面的控制和监视工具，而且易于安装和操作，提供误设置保护；安全性：正常工作时间不少于99.999%，有备份软件，支持环形拓扑和光纤保护或恢复。61本讲稿第六十一页，共九十八页考点七：城域网技术及发展主要业务：1、高速上网2、网络互联3、电子政务和电子商务4、智能社区5、网上教育与远程医疗6、

30、宽带与管道出租62本讲稿第六十二页，共九十八页实训一：宽带城域网结构逻辑结构：“三个平台与一个出口”三个平台：网络、业务、管理城市宽带出口宽带城域网的总体结构如下图所示：63本讲稿第六十三页，共九十八页实训一：宽带城域网结构网络平台的层次结构：核心层、汇聚层、接入层64本讲稿第六十四页，共九十八页实训一：宽带城域网结构1.核心层（核心交换层）核心层（核心交换层）该层主要承担高速数据交换的任务，宽带城域网的核心交换层的主要功能如下：连接多个汇聚层，为汇聚层的网络提供高速分组转发，为整个城域网提供高速、安全与具有QoS保障能力的数据传输环境。实现与主干网络的互联，提供城市的宽带IP数据出口。提供宽

31、带城域网的用户访问Internet所需要的路由服务。65本讲稿第六十五页，共九十八页实训一：宽带城域网结构2.汇聚层（边缘汇聚层）汇聚层（边缘汇聚层）该层主要承担路由与流量汇聚的任务。汇聚层处于宽带城域网核心交换层的边缘，其基本功能如下：汇接接入层的用户流量，进行数据分组传输的汇聚、转发与交换。根据接入层的用户流量，进行本地路由、过滤、流量均衡、QoS优先级管理，以及安全控制、IP地址转换、流量整形等处理。根据处理结果把用户流量转发到核心交换层或在本地进行路由处理。66本讲稿第六十六页，共九十八页实训一：宽带城域网结构3.接入层（用户接入层）接入层（用户接入层）该层主要承担用户接入与本地流量控

32、制的功能。接入层解决的是最后一公里问题，它是通过各种接入技术，连接最终用户，为它所覆盖范围内的用户提供访问Internet以及其他的信息服务。67本讲稿第六十七页，共九十八页实训一：宽带城域网结构1核心层：目前有两种技术选择：ATM和高速路由交换技术。ATM具有优越的多业务（话音、数据、图像）支持能力，能保证QoS（服务质量），并且已占有市场先机。但ATM技术协议复杂，信头开销过高等因素影响其网络利用率、可扩展性和成本。68本讲稿第六十八页，共九十八页实训一：宽带城域网结构高速路由交换技术具有组网简洁、成本相对低廉和特别适合以太网联网的特点，对应的千兆以太网（GE）已进入普及阶段，因此用于纯I

33、P业务组网具有特别的优势。目前，在光网上直接架构GE网正成为城域骨干网建设的一种趋势，但GE网较大的问题在于单链路的最高传输带宽为1Gbps，只相当于POS（Packet over SDH）等技术的一半带宽。而CWDM（粗波分复用）技术和万兆以太网等技术，是在城域解决这个问题以及提高GE网带宽扩展能力的有效办法。69本讲稿第六十九页，共九十八页实训一：宽带城域网结构2汇聚/传输层：城域汇聚层网络可分为两部分：（1）用于连接主交换节点，作局间中继的部分：从技术上可以采用SDH或DWDNCWDM光传输设备构成网状或环状网络拓扑结构；（2）面向接入层的部分：可用SDHCWDM光传输构成环状网，而从环

34、网延伸到用户区则可用点对点、星型、环型等光缆传输方式。在中小城市中，汇聚层往往与接入层合并在一起，统称城域接入网。70本讲稿第七十页，共九十八页实训一：宽带城域网结构3接入层：技术分有线接入和无线接入两大类：其中有线接入包括xDSL、HFC、光接入网（OAN）、以太网接入网等；无线接入则有本地多点分配系统（LMDS）、固定无线接入（FWA）、卫星接入等。71本讲稿第七十一页，共九十八页实训二：宽带城域网组建原则四个基本原则：1、可运营性：保证724的服务2、可管理性：接入、业务、网络安全、计费能力、IP地址分配、QoS保证3、可盈利性：P12 三个要点4、可扩展性：P12 四个要点72本讲稿第

35、七十二页，共九十八页实训三：管理和运营宽带城域网的关键技术管理和运营宽带城域网的关键技术主要有：带宽管理、服务质量（QoS）、网络管理、用户管理、多业务接入、统计与计算、IP地址的分配转换、网络安全等。管理宽带城域网有3种基本方案：利用传统的电信网络进行的带内网络管理，利用IP网络及协议进行的带外网络管理，同时使用带内和带外网络管理。73本讲稿第七十三页，共九十八页实训四：构建宽带城域网的基本技术与方案 用于构建宽带城域网的基本技术与方案主要有三类：1、基于SDH的城域网方案、2、基于10GE标准的城域网方案3、基于弹性分组环（RPR）的城域网方案。不同城市、不同基础、不同运营商应选用不同的技

36、术方案。74本讲稿第七十四页，共九十八页实训四：构建宽带城域网的基本技术与方案1基于SDH的城域网 SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体系）是一种将复接、线路传输及交换功能融为一体、并由统一网管系统操作的综合信息传送网络。SDH的核心就是应用了波分多路复用技术，就是一条光纤信道上传输多条信号，SDH网络是ATM，DDN等中继网络服务的承载网。75本讲稿第七十五页，共九十八页2基于10GE的城域网 1999 底成立了IEEE802.3ae 工作组进行万兆以太网技术（10Gb/s）的研究，2002 年正式发布802.3ae 10GE 标准。21世纪初，提出

37、了光以太网的概念，它的技术核心是：利用光纤的巨大带宽资源和以太网的成熟与易用为运营商建造新一代的宽带城域接入网。光以太网技术用于建设宽带城域网，必须满足对城域网的几个基本要求：（1）高可靠性：必须符合电信网络的99.999%（2）可提供服务等级协议（SLA）（3）高可扩展性 （4）用户管理76本讲稿第七十六页，共九十八页成长中的万兆以太网3基于RPR的城域网 弹性分组环技术是一种在环形结构上优化数据业务传送的新型MAC层协议，能够适应多种物理层（如SDH、以太网、DWDM等），可有效地传送数据、话音、图像等多种业务类型。77本讲稿第七十七页，共九十八页基于RPR的城域网应用实例 RPR技术的主

38、要特点可归纳如下：（1）带宽的利用率高：实现灵活的环路带宽管理（2）公平性好：支持环路带宽的公平分配（3）快速保护和恢复能力强：支持50ms的快速保护（4）保证服务质量78本讲稿第七十八页，共九十八页实训五：网络接入技术与方法 一、网络接入服务Internet接入服务是指利用服务器和相应的软硬件资源建立业务结点，并利用公共电信基础设施将业务结点与Internet骨干网相连接，以便为各类用户提供接入Internet的服务。接入服务对象包含Internet信息服务业务经营者和普通上网用户。目前，可以作为用户接入网的主要有三类：即计算机网络、电信通信网与广播电视网。从技术的角度看，接入网的接入方式主

39、要有五类：地面有线通信系统、无线通信与移动通信网、卫星通信网、有线通信网和地面广播网。79本讲稿第七十九页，共九十八页接入网技术概况接入网技术的发展与接入服务的界定 接入网（Access Network，AN）是指交换局到用户终端之间的所有机线设备，它的主干系统为传统的电缆和光缆，一般长数千米；配线系统也可能是电缆和光缆，其长度一般几百米，而引入线通常长几米到几十米。它是泛指用户网络接口（UNI）与业务节点接口（SNI）间实现传送承载功能的实体网络。其目标是建立一种标准化的接口方式，以一个可监控的接入网络，使用户能够获得话音、租用线业务、数据多媒体、有线电视等综合业务。80本讲稿第八十页，共九

40、十八页接入网的主要功能和特点1接入网的主要功能：（1）用户口功能（）用户口功能（UPF）（2）业务口功能（）业务口功能（SPF）（3）核心功能（）核心功能（CF）（4）传送功能（）传送功能（TF）（5）AN系统管理功能（系统管理功能（SMF）81本讲稿第八十一页，共九十八页2接入网的特点 （1）主要完成复用、交叉连接和传输功能，不具备交换功能。（2）提供开放的V5标准接口 （3）光纤化程度高 （4）能提供各种综合业务，接入网除接入交换业务外，还可接入数据业务、视像业务以及租用线业务等。（5）对环境的适应能力强 （6）组网能力强 （7）可采用HDSL、ADSL、有源或无源光网络、HFC和无线网等

41、多种接入技术。（8）接入网可独立于交换机进行升级 （9）接入网提供了功能较为全面的网管系统82本讲稿第八十二页，共九十八页实训五：网络接入技术与方法二、常见网络接入技术的特点二、常见网络接入技术的特点 从实现技术的角度，目前宽带接入技术主要有：数字用户线路（xDSL）技术、光纤同轴电缆混合网（HFC）技术、光纤接入技术、无线接入技术与局域网接入技术。无线接入技术又分为无线局域网接入、无线城域网接入与无线Ad Hoc接入。1、数字用户线路（xDSL）接入技术2、光纤同轴电缆混合网（HFC）3、光纤接入技术4、无线接入技术83本讲稿第八十三页，共九十八页实训五：网络接入技术与方法较早的 HDSL、

42、主要针对住宅用户的ADSL、适合企业用户的SDSL（距离为3KM）、IDSL（距离可达7-10KM）以及HDSL2（以一对铜线在4KM内传输2.3Mbs的业务，适于离交换局较远的中小型企业和SOHO用户）和速率可达55Mbs的VDSL等等。HFC技术则利用有线电视HFC网的资源，采用CableModem传送高达10Mbs的数据信号，但这个带宽是一个光节点下多家用户共用的。84本讲稿第八十四页，共九十八页 接入网技术的分类 接入网技术从接入技术分，可分为有线接入与无线接入两类；按接入方式分，它涉及用户的环境与需求，可以分成家庭接入、校网接入、机关接入与企业接入。接入网技术按接入技术分类图85本讲

43、稿第八十五页，共九十八页为接入网技术按接入方式分类图86本讲稿第八十六页，共九十八页实训五：网络接入技术与方法1.数字用户线数字用户线xDSL接入技术接入技术DSL是数字用户线路（Digital Subscriber Line）的简称，xDSL中的x表示A、H、S、C、I、V、RA等，表1-2列出了其中的技术指标。表1-2 技术指标87本讲稿第八十七页，共九十八页实训五：网络接入技术与方法xDSL同样基于公共电话网或有线电视网，xDSL能够到几兆。xDSL技术按上行（用户到交换局）和下行（交换局到用户）的速率是否相同可分为速率对称型和速率非对称型两种。主要的数字用户线xDSL技术可以分成以下几

44、类：非对称数字用户线（Asymmetrical DSL，ADSL）。高比特率数字用户线（High bit rate DSL，HDSL）。速率自适应数字用户线（Rate Adaptive DSL，RADSL）。甚高速数字用户线（Very high bit rate DSL，VDSL）。88本讲稿第八十八页，共九十八页实训五：网络接入技术与方法2.光纤同轴电缆混合网光纤同轴电缆混合网HFC技术技术HFC（Hybrid Fiber Coax，即光纤到同轴电缆混合网）从接入用户的角度来看是经过双向改造的有线电视网络，但从总体上来看它是以同轴电缆网络为最终接入部分的宽带网络系统。电话拨号上网的上网速率一

45、般是33.6Kbps/56.6Kbps；ISDN专线上网服务的连接速率是128Kbps；ADSL数据专线上网的接速率是1.8 Mbps。通过有线电视宽频上网，使用电缆调制解调器的数据传输速率可以达到 10Mbps36Mbps。HFC网络的传输结构是：光纤由有线电视中心头端出发，连接至用户区域的光纤节点（Fiber Node），再由节点以750MHz 同轴电缆线连出，经由电缆线连到用户家中。89本讲稿第八十九页，共九十八页HFC接入HFC的结构示意图的结构示意图90本讲稿第九十页，共九十八页 按不同的分类方式可以把Cabel Modem分成为同的类型，主要的分类方式有以下几种：（1）按接入角度分

46、：可分为个人的Cabel Modem和宽带多用户的Cabel Modem。（2）按接口角度分：可分为内置式、外置式和交互式机顶盒三种 （3）按传输方式分：可分为双向对称式传输和非对称式传输。（4）按数据传输方向分：可分为单向传输和双向传输。（5）按同步方式分：可分为同步交换和异步交换。91本讲稿第九十一页，共九十八页实训五：网络接入技术与方法3.光纤接入技术光纤接入技术光纤通信具有通信容量大、质量高、性能稳定、防电磁干扰、保密性强等优点。它在干线通信方面已有广泛体现。在接入网中，光纤接入也将成为发展的重点。光纤接入是指局端与用户之间完全以光纤作为传输媒体。光纤接入可以分为有源光接入和无源光接入

47、。除了HFC外,光纤接入的方法还有以下几种：（1）DLC（光纤数字环路载波系统）（2）基于ATM的无源光网络 （3）SDV（交换式数字视像技术光纤接入网络（Optical Access Network，OAN）是指在接入网中用光纤作为主要传输媒介来实现信息传输的网络形式，它不是传统意义上的光纤传输系统，而是针对接入网环境所设计的特殊的光纤传输网络。92本讲稿第九十二页，共九十八页实训五：网络接入技术与方法目前，光纤在接入网使用中有向终端用户延伸的趋势，所以光纤接入网有了新概念，主要有光纤到路边（Fiber To The Curb，FTTC）、光纤铺设到用户小区（Fiber To The Zon

48、e，FTTZ）、光纤到楼（Fiber To The Building，FTTB）、光纤到户（Fiber To The Home，FTTH）或光纤到办公室（Fiber To The Office，FTTO）等。93本讲稿第九十三页，共九十八页实训五：网络接入技术与方法FTTC 结构：ONU设置在路边的入孔或电线杆上的分线盒处，即DP点，有时也可放置在交换箱处，即FP点。此时从ONU到各个用户之间的部分仍为双绞线对，从而可以充分利用现有的铜线设施。FTTB 结构：是 FTTC 的一种变形，不同之处仅在于将 ONU 直接放到了大楼内，并由多对双绞线将业务分送给各个用户。FTTH 结构：将 FTTC

49、中设置在路边的 ONU 换成无源光分路器，然后将ONU移到用户家中，就形成了 FTTH。FTTH 也将是接入网的最终解决方案，即从本地交换机到用户家中全部采用光纤线路，从而为用户提供宽带交互式服务。94本讲稿第九十四页，共九十八页实训五：网络接入技术与方法4.无线接入技术与局域网接入技术无线接入技术与局域网接入技术无线接入网是指部分或全部采用无线电波连接业务接入节点（交换机）和用户终端。有线网和无线网的本质区别是：有线网的用户接入点是不变的，而无线网的用户接入点不仅是变的，而且可能在通信过程中都会发生变化。无线接入网的主要特点：建设周期短、维护费用少、抗自然灾害能力强、能同时向用户提供固定接入

50、和移动接入、支持个人通信。无线接入技术主要有以下三种：802.11标准的无线局域网（WLAN）接入。802.16标准的无线城域网（WMAN）接入。Ad Hoc接入技术。95本讲稿第九十五页，共九十八页IEEE 802系列标准对比IEEE 802.11IEEE 802.16dIEEE 802.1eIEEE 802.20标准类型WLANWMANWMANWMAN覆盖范围150m（802.11b）100m（802.11a）1-15km几公里2-5km工作频率2.4GHz（802.11b）2.5GHz（802.11a）111GHz许可或免许可频段1160Hz许可频段60GHz许可频段3.5GHz许可频段