计算机网络的通信子网.ppt

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1、第三章 计算机网络的通信子网v 熟练掌握通信子网的组成熟练掌握通信子网的组成v掌握数据通信中的一些基本概念掌握数据通信中的一些基本概念v熟练掌握网络互连的基本技术和设备熟练掌握网络互连的基本技术和设备v熟练掌握熟练掌握TCP/IP、IEEE802.3协议的主要内容协议的主要内容v了解新的网络技术与通信网络的发展方向了解新的网络技术与通信网络的发展方向1Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.3-1 通信子网概述通信子网概述 通信子网通信子网（communication subnet），简称简称子网子网，是由用作信息交换的是由用作信息交换的节点计算机节点计算机和和通

2、信线路通信线路组成的独立的组成的独立的通信系统，它承担全网的数据传输、转接、加工和交换等通信系统，它承担全网的数据传输、转接、加工和交换等通信处理工作。通信处理工作。通信子网与高层及应用分离的原则：通信子网与高层及应用分离的原则：将网络的纯粹将网络的纯粹通信部分和应用部分分开，简化了网络设计。通信部分的通信部分和应用部分分开，简化了网络设计。通信部分的内容对应内容对应 OSI的下面的下面 3层，高层部分对应层，高层部分对应OSI的第的第4-6层，层，应用部分对应应用部分对应OSI的第的第7层，它们可以相互独立。层，它们可以相互独立。IP协议为各种不同的通信子网层或局域网提供一个统一协议为各种不

3、同的通信子网层或局域网提供一个统一的互连平台。的互连平台。TCP协议用来为应用程序提供端到端的通信协议用来为应用程序提供端到端的通信和控制功能。和控制功能。2Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.3-2 数据通信基本知识数据通信基本知识 信道：信道：是通信双方之间以传输介质为基础传递信号的通路，它由传输介是通信双方之间以传输介质为基础传递信号的通路，它由传输介质与相应的发送、接收信息的设备组成。质与相应的发送、接收信息的设备组成。信道带宽信道带宽：数字信道的带宽也可以理解为数字信道的带宽也可以理解为“信道两端的发送接收设备能信道两端的发送接收设备能够改变比特信号

4、的最大速率够改变比特信号的最大速率”，用，用Hz（赫兹）表示。如某信道带宽为赫兹）表示。如某信道带宽为3000Hz，表示该信道最多可以以每秒表示该信道最多可以以每秒3000次的速率发送信号。次的速率发送信号。信道容量：信道容量：也称也称“信道的极限信息传输速率信道的极限信息传输速率”，指单位时间内信道上所，指单位时间内信道上所能传输的最大比特数，用能传输的最大比特数，用bps（比特比特/秒）表示。秒）表示。信道容量与信道带宽的关系：信道容量与信道带宽的关系：增加信道带宽虽然可以增加信道容量，增加信道带宽虽然可以增加信道容量，但在某些情况下，带宽的无限增加并不可能使信道容量无限增大。但在某些情况

5、下，带宽的无限增加并不可能使信道容量无限增大。香农公式香农公式指出了信道容量与信道带宽的关系：指出了信道容量与信道带宽的关系：C=Wlog2(1+S/N)bps其中，其中，C为信道容量，为信道容量，W为信道带宽，为信道带宽，S为信号功率，为信号功率，N为噪声功率。为噪声功率。当当N0，信道容量信道容量C无穷大，无穷大，有限带宽无噪声信道有限带宽无噪声信道信道数据速率完全由带宽决定。信道数据速率完全由带宽决定。3-2-1 信道带宽与信道容量信道带宽与信道容量3Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.数据速率与信道带宽的关系：数据速率与信道带宽的关系：奈奎斯特奈奎斯特

6、给出给出有限带宽无噪有限带宽无噪声信道声信道的最大数据传输速率的表达式：的最大数据传输速率的表达式：D=2Wlog2K(bps)其中，其中，D为信道最大数据传输速率，为信道最大数据传输速率，K为传输系统中所使用的逻辑值数。为传输系统中所使用的逻辑值数。信道容量是该信道的最大传输能力，而数据速率则是对信道实际应用时信道容量是该信道的最大传输能力，而数据速率则是对信道实际应用时的传输速度衡量。的传输速度衡量。波特率：波特率：又称又称“波形速率波形速率”，它是数据传输过程中在信道上每秒钟，它是数据传输过程中在信道上每秒钟传送的离散信号事件（信号波形）个数，其单位是传送的离散信号事件（信号波形）个数，

7、其单位是“波特波特”（Baud）。）。理想低通信道的最高波形传输速率理想低通信道的最高波形传输速率=2W 波特波特 （W为带宽）为带宽）比特率：比特率：又称又称“信息速率信息速率”，它是数据传输系统每秒内所传送的信，它是数据传输系统每秒内所传送的信息量的多少，其单位是息量的多少，其单位是“比特比特/秒秒”（b/s）。）。信息速率直接与波形速率信息速率直接与波形速率和一个波形所携带的信息量有关。和一个波形所携带的信息量有关。比特率比特率=波特率波特率*log 2K 只有当每个信号事件仅代表一个只有当每个信号事件仅代表一个2进位的情况下，波特率才相当于比特率；进位的情况下，波特率才相当于比特率；采

8、用多进制调制体制时，比特率为波特率的倍数。采用多进制调制体制时，比特率为波特率的倍数。4Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.三种信道连接方式：三种信道连接方式：点到点连接、共享信道、信道复用。点到点连接、共享信道、信道复用。信道复用的目的：信道复用的目的：就是让不同的计算机接到相同的信道就是让不同的计算机接到相同的信道上，共享信道资源。上，共享信道资源。信道复用技术的基本原则：信道复用技术的基本原则：不同信息源产生的信息的速率之和应小于主信道容量。不同信息源产生的信息的速率之和应小于主信道容量。否则就不能实现无误传输。否则就不能实现无误传输。信道复用技术：信道

9、复用技术：频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用、码分多路复用。频分多路复用、时分多路复用、波分多路复用、码分多路复用。3-2-2 信道复用信道复用5Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.异步与同步通信异步与同步通信 异步通信异步通信是是指发送方和接受方之间不需要严格的定时关指发送方和接受方之间不需要严格的定时关系，适合于并不是经常有大量数据传送的设备。系，适合于并不是经常有大量数据传送的设备。同步通信同步通信要求发送和接收数据的双方有严格的定时关系。要求发送和接收数据的双方有严格的定时关系。它是一个发送者和接收者之间互相制约、互相通信的过程。它是一个发送者和

10、接收者之间互相制约、互相通信的过程。基带和宽带传输基带和宽带传输 未经调制的电脉冲呈现方波形式，称为未经调制的电脉冲呈现方波形式，称为“基带信号基带信号”。传输距离较近时，一般采用传输距离较近时，一般采用基带传输方式基带传输方式；远程传输中，；远程传输中，必须将它们经过高频调制后才能在信道中进行传输，称为数必须将它们经过高频调制后才能在信道中进行传输，称为数字基带信号的载波传输或字基带信号的载波传输或宽带传输宽带传输。编码方式编码方式 3-2-3 异步通信和基带传输异步通信和基带传输6Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.一对一对Modem是远程通信所需的是远程

11、通信所需的，每个，每个Modem包含独立的线包含独立的线路发送和接收数字数据。发送数据时，路发送和接收数字数据。发送数据时，Modem发出连续载发出连续载波，并根据待发送数据的各位去调制载波；波，并根据待发送数据的各位去调制载波；接收数据时，接收数据时，它检测到达的载波中的调制信息，并据此重建数据的各位。它检测到达的载波中的调制信息，并据此重建数据的各位。4 4线线MODEM：在两个线路专线环境下所使用的在两个线路专线环境下所使用的Modem被被称为称为4线线Modem。每个每个Modem的调制器连向另一个的调制器连向另一个Modem的解调器，每一个连接需要两根导线。的解调器，每一个连接需要两

12、根导线。2 2线线MODEM：协调发送的协调发送的Modem被称为被称为2线线Modem。为彼为彼此协调，一对此协调，一对2线线Modem在同一对线上收发。在同一对线上收发。一个一个Modem发送数据后，再由另一个发送数据后，再由另一个Modem发送。这种协调机制是自动发送。这种协调机制是自动完成的，对用户是透明的。完成的，对用户是透明的。3-2-4 调制解调器调制解调器7Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.局域网就是一个通信系统，它在一定的地理区域内可使多局域网就是一个通信系统，它在一定的地理区域内可使多个相互独立的设备在同一共享的介质上以一定的速率进行个相

13、互独立的设备在同一共享的介质上以一定的速率进行通信，以便共享资源和交换信息。通信，以便共享资源和交换信息。这些设备包括网络设备、计算机、终端、外设、传感器、电话机等。这些设备包括网络设备、计算机、终端、外设、传感器、电话机等。主要特点是：主要特点是：覆盖覆盖10m-10Km的地理范围，地理范围和站点数目均有限。的地理范围，地理范围和站点数目均有限。所有的站点共享较高的总带宽，有较高的数据传输速率所有的站点共享较高的总带宽，有较高的数据传输速率。局域网具有较小的时延和较低的误码率。局域网具有较小的时延和较低的误码率。各站点之间形成平等关系而不是主从关系。各站点之间形成平等关系而不是主从关系。能进

14、行广播或多播能进行广播或多播(又称为组播又称为组播)。局域网技术的三要素局域网技术的三要素 拓扑结构拓扑结构、传输介质传输介质和和介质访问控制技术介质访问控制技术。3-3 局域网局域网（LAN）技术技术3-3-1 局域网的基本概念局域网的基本概念8Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.局域网的基本拓扑结构局域网的基本拓扑结构 星型星型、环型环型、总线型总线型 局域网的共享信道局域网的共享信道 允许多台计算机共享通信介质的网络被用于局域通信；允许多台计算机共享通信介质的网络被用于局域通信；点点到点连接被用于长距离网络和一些特殊情况。到点连接被用于长距离网络和一些特

15、殊情况。局域网访问的局部性局域网访问的局部性临时访问的局部性临时访问的局部性物理访问的局部性物理访问的局部性 两种广播式的局域网两种广播式的局域网以太网以太网IEEE802.3标准，速度为标准，速度为10Mb/s或或 100Mbps。令牌环网令牌环网IEEE802.5标准，速度为标准，速度为4Mbps或或16Mbps。9Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.OSI7应用用层6表示表示层5会会话层4运运输层3网网络层2数据数据链路路层1物理物理层局域网局域网逻辑链路控制子路控制子层（LLC）媒体媒体访问控制子控制子层（MAC）物理物理层3-3-2 局域网的参考模型

16、局域网的参考模型10Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.IEEE802 标准之间的关系标准之间的关系 802.1LAN体系体系结构、网构、网络互互连网网络互互连802.2 逻辑链路控制子路控制子层规范范LLC LLC802.3CSMA/CD介介质访问802.4Token-Bus介介质访问802.5Token-Ring介介质访问802.6MAN介介质访问 MAC介介质访问802.3物理物理802.4物理物理802.5物理物理802.6物理物理 物理物理所有的高层协议要和局域网的所有的高层协议要和局域网的MAC层交换信息，必须层交换信息，必须通过通过IEEE802

17、.2规定的规定的LLC层进行链接。层进行链接。11Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.3-3-3 总线网络实例总线网络实例-以太网以太网以太网是应用最广泛的一类局域网，属于以太网是应用最广泛的一类局域网，属于基带总线局域网基带总线局域网。以无源电缆作为总线来传送数据帧，并以曾经在历史上表示以无源电缆作为总线来传送数据帧，并以曾经在历史上表示传播电磁波的以太网（传播电磁波的以太网（Ethernet）来命名，来命名，IEEE控制以太网控制以太网标准（标准（802.3）。）。数据传送方式数据传送方式：发送的计算机传送调制过的载波，载波信号发送的计算机传送调制过的载波

18、，载波信号从发送计算机向共享电缆的两端传播。在帧的传送过程中发从发送计算机向共享电缆的两端传播。在帧的传送过程中发送计算机独占使用整个电缆，其他计算机必须等待。送计算机独占使用整个电缆，其他计算机必须等待。BACD共享总线共享总线10Mb/s 以太网硬件运行在以太网硬件运行在10Mbps带宽上，快速以太网的新版本运带宽上，快速以太网的新版本运行在行在100Mbps带宽上。带宽上。12Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.载波侦听多路访问载波侦听多路访问（CSMA）检测载波叫做检测载波叫做 载波侦听载波侦听，用信号的存在性来确定何时传输，用信号的存在性来确定何时传

19、输的想法叫做的想法叫做载波侦听多路访问载波侦听多路访问.载波侦听多路访问载波侦听多路访问/冲突检测冲突检测（CSMA/CD）以太网的核心技术是采用以太网的核心技术是采用CSMA/CD 通信控制机制。通信控制机制。计算机在传输数据帧以前要等待以太网空闲。计算机在传输数据帧以前要等待以太网空闲。如果两台计算机同时检测到线路空闲，冲突就会发生。如果两台计算机同时检测到线路空闲，冲突就会发生。计算机采用计算机采用二进制指数退避算法二进制指数退避算法来选择哪台计算机进行传输，来选择哪台计算机进行传输，即每次冲突后的随机延迟的范围加倍。即每次冲突后的随机延迟的范围加倍。指数退避保证了在几次冲突后电缆的竞争

20、将会降低，这样以太指数退避保证了在几次冲突后电缆的竞争将会降低，这样以太网能在冲突后迅速恢复。网能在冲突后迅速恢复。13Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.收发器收发器粗缆粗缆收发器收发器电缆电缆插入式插入式分接头分接头主机箱主机箱网卡网卡AUI接口接口连接器连接器细缆细缆主机箱主机箱主机箱主机箱集线器集线器双绞线双绞线(a)10BASE5(b)10BASE2(c)10BASET网卡网卡BNC接口接口网卡网卡RJ45接口接口14Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.3-3-4 环型网络实例环型网络实例 IBM令牌环令牌环数据传送

21、方式：数据传送方式：令牌环运行在共享介质上。当一台计算机需要发令牌环运行在共享介质上。当一台计算机需要发送数据之前必须等待送数据之前必须等待许可许可。一旦它得到许可，发送计算机完全控制令牌环。一旦它得到许可，发送计算机完全控制令牌环。当发送计算机传输帧时，比特流从发送计算机向下一个计算机传送，再向当发送计算机传输帧时，比特流从发送计算机向下一个计算机传送，再向下一台传送，直至比特流完全在整个环上发送并传回发送计算机。其中，下一台传送，直至比特流完全在整个环上发送并传回发送计算机。其中，目的站点转发比特流的同时复制一个副本目的站点转发比特流的同时复制一个副本。介质访问控制技术：介质访问控制技术：

22、令牌环硬件令牌环硬件在所有计算机中协调来保证许在所有计算机中协调来保证许可按顺序传送给每一个计算机，其中使用一种可按顺序传送给每一个计算机，其中使用一种“令牌令牌”的特殊的报文。的特殊的报文。在在任何时刻，环上只有一个令牌任何时刻，环上只有一个令牌。为了发送数据，计算机必须等待令牌到来，。为了发送数据，计算机必须等待令牌到来，然后传输一帧，再向下一台计算机传输令牌。当没有计算机要发送数据时，然后传输一帧，再向下一台计算机传输令牌。当没有计算机要发送数据时，令牌以高速在环上循环。令牌以高速在环上循环。TokenRing代表代表IBM的这种技术，的这种技术，IBM的令牌环运行速度的令牌环运行速度为

23、为16Mbps。令牌环采用令牌环采用IEEE802.5标准。标准。15Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.3-3-5 环型网络实例环型网络实例 FDDI光纤分布式数据接口光纤分布式数据接口FDDI是一个使用是一个使用光纤光纤作为传输媒体的作为传输媒体的令牌环形网。令牌环形网。数据速率为数据速率为100Mb/s 。FDDI利用多模光纤进行传输，由两个光纤链路环构成双环利用多模光纤进行传输，由两个光纤链路环构成双环结构，并具有断环重构能力。（内层环除了故障外不用）结构，并具有断环重构能力。（内层环除了故障外不用）正常情况正常情况站点出故障站点出故障MAC实体逻辑连

24、接实体逻辑连接16Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.17Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.3-3-6 虚拟局域网虚拟局域网 VLAN 虚拟局域网是利用虚拟局域网是利用交换技术交换技术实现的一种局域网。实现的一种局域网。Switch技技术工作在第术工作在第2 2层，交换速率快，价格低。层，交换速率快，价格低。交换设备包括：以太交换设备包括：以太网交换机、网交换机、ATM交换机、宽带路由器等。交换机、宽带路由器等。虚拟虚拟LAN为为解决网络风暴解决网络风暴的问题而产生。的问题而产生。通过软件将网络通过软件将网络站点划分为多个逻

25、辑组站点划分为多个逻辑组。网络包的广播只局限在同一的逻辑。网络包的广播只局限在同一的逻辑组中。它为系统用户的移动、修改、增加等操作提供了极大组中。它为系统用户的移动、修改、增加等操作提供了极大的方便，减少了网络维护的难度和费用。的方便，减少了网络维护的难度和费用。虚拟虚拟LAN可跨越不同物理网段和网络类型，如可跨越不同物理网段和网络类型，如 Ethernet,Token-Ring、100base-T及及FDDI等。等。虚拟局域网的分类：基于端口的虚拟局域网的分类：基于端口的VLAN、基于基于MAC地址的地址的VLAN、基、基于第三层的于第三层的VLAN、基于策略的、基于策略的VLAN。IEEE

26、802.1Q是是IEEE802委员会制定的委员会制定的VLAN标准。标准。18Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.HUBHUB虚拟工作组虚拟工作组1虚拟工作组虚拟工作组2交换机交换机19Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.当网络因经常堵塞而影响速度，但又拿不出大量资金从物当网络因经常堵塞而影响速度，但又拿不出大量资金从物理性能上增加带宽时的解决方案就是：理性能上增加带宽时的解决方案就是：采用以太网交换采用以太网交换。以太网交换机可以把较大的通信密集的网络以太网交换机可以把较大的通信密集的网络分解为较小的、分解为较小的、易于控制

27、的子网。交换机使单个设备或设备群易于控制的子网。交换机使单个设备或设备群“拥有拥有”其固其固有的、直接连接至高速交换机的专用的有的、直接连接至高速交换机的专用的10/100Mbps分段，分段，然后再实现分段间通信。然后再实现分段间通信。交换机减少从一个分段到另一个分段的不必要的网络信息流，或在跨分段交换机减少从一个分段到另一个分段的不必要的网络信息流，或在跨分段通信时交换机使帧只经过含源主机和目标主机的分段。通信时交换机使帧只经过含源主机和目标主机的分段。交换机限制数据流于局部分段，只在帧的目标主机位于其它分段时才进行交换机限制数据流于局部分段，只在帧的目标主机位于其它分段时才进行跨段传输，从

28、而使连接设备确保额外的网络访问机会。即此时交换机检查跨段传输，从而使连接设备确保额外的网络访问机会。即此时交换机检查目的地址，将所需帧仅发往目的分段，而使所有其它连至交换机的分段与目的地址，将所需帧仅发往目的分段，而使所有其它连至交换机的分段与此此广播无关，并且能实现局部分段通信。交换机不是成为多个分段的被此此广播无关，并且能实现局部分段通信。交换机不是成为多个分段的被动连接，交换机的工作可以确保网络通信经过尽可能少的分段数。动连接，交换机的工作可以确保网络通信经过尽可能少的分段数。交换机与同类网络设备相区别的三个重要因素：交换机与同类网络设备相区别的三个重要因素：1、速度更快；、速度更快；2

29、、电子逻辑更智能；、电子逻辑更智能；3、端口数更多、端口数更多3-3-7 交换机交换机20Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.静态交换与动态交换静态交换与动态交换 动态交换中维护了一张将各个端点与它们连接的专用端口的表，并动态交换中维护了一张将各个端点与它们连接的专用端口的表，并能进行更新，以保持交换机有关节点能进行更新，以保持交换机有关节点/端口连接的信息不过时，从而允端口连接的信息不过时，从而允许交换机使帧迅速到达正确分段。许交换机使帧迅速到达正确分段。分段交换与端口交换分段交换与端口交换 分段交换分段交换能在每个端口处理来自整个网络分段的通信，以便用更少

30、能在每个端口处理来自整个网络分段的通信，以便用更少的交换机的交换机/物理端口连接更多的工作站和分段。分段交换预先安排仅需物理端口连接更多的工作站和分段。分段交换预先安排仅需要断断续续进行网络访问的机器在要断断续续进行网络访问的机器在同一网段上同一网段上，并，并 共享低通信量的共享低通信量的10Mbps管道管道。端口交换端口交换为适应每个物理端口上的单个设备设计，每为适应每个物理端口上的单个设备设计，每个工作站、服务器及设备能有自己个工作站、服务器及设备能有自己专用的专用的10Mbps或或100Mbps的通路的通路连至网络其它部分。连至网络其它部分。直接交换与存储转发交换直接交换与存储转发交换

31、直接交换直接交换允许更早地发送分组，从而加速网络通信。（即在全部接允许更早地发送分组，从而加速网络通信。（即在全部接收完分组前，或交换机刚能决定目的地址时便将帧发往目的来实现）。收完分组前，或交换机刚能决定目的地址时便将帧发往目的来实现）。存储转发交换存储转发交换一直等到交换机接收了整个分组，然后才将其发往目的一直等到交换机接收了整个分组，然后才将其发往目的地。这就使交换机可验证分组的地。这就使交换机可验证分组的CRC并去除可能的错误传输。并去除可能的错误传输。21Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.22Writen by Yang yuemei,HZRTVU

32、,China.23Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.3-4 城域网城域网（MAN）MAN的概念：的概念：可以看成是一种大型的可以看成是一种大型的LAN，使用与使用与LAN相似的技术，相似的技术，覆盖覆盖10Km-100Km的地理范围的地理范围。MAN可以支持可以支持数据和声音，并且可能涉及到数据和声音，并且可能涉及到 当地的有线电视网当地的有线电视网CATV。MAN使用了广播式介质（一条或两条电缆），所有的计算使用了广播式介质（一条或两条电缆），所有的计算机或网络都连接在上面，并且不包括交换单元。机或网络都连接在上面，并且不包括交换单元。MAN的的标准标准I

33、EEE802.6：分布式队列双路总线分布式队列双路总线DQDB。两条平行的单向总线穿绕于整个城市，站点同时连接于两条总线上。每条两条平行的单向总线穿绕于整个城市，站点同时连接于两条总线上。每条总线都有一个首端，由它启动传输活动。总线都有一个首端，由它启动传输活动。在在802.6中，站点按照准备好发送中，站点按照准备好发送的顺序进行排队，并按照的顺序进行排队，并按照FIFO(FirstInfirstOut)先进先出的原则进行发先进先出的原则进行发送。送。CATV网络：网络：CATV有有300MHz以上的带宽。采用多个同轴以上的带宽。采用多个同轴电缆宽带调制解调器把电视电缆的带宽分割成多个子频带，

34、每电缆宽带调制解调器把电视电缆的带宽分割成多个子频带，每个子频带可传输各自独立的信息。个子频带可传输各自独立的信息。以此以此宽带传输宽带传输技术为基础可技术为基础可建立起建立起宽带城域局域网宽带城域局域网。24Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.实现宽带接入技术的方式主要有四种实现宽带接入技术的方式主要有四种:1 1、利用现有的电话网络；、利用现有的电话网络；（ADSLADSL等扩展带宽的传输技术，能利用现成的电话网络提供点等扩展带宽的传输技术，能利用现成的电话网络提供点-点的宽带传输，线点的宽带传输，线间串扰，传输速率线路距离在实际使用中也不理想）间串扰，传

35、输速率线路距离在实际使用中也不理想）2 2、利用现有的有线电视网络利用现有的有线电视网络 （基于基于HFC混合光纤同轴网混合光纤同轴网结构、采用结构、采用CableModem技术的宽带接入，技术的宽带接入，CableModem也是组建城域网的关键设备。）也是组建城域网的关键设备。）HFC主干线用光纤，光结点小区内用树枝主干线用光纤，光结点小区内用树枝型总线同轴电缆网连接用户，其传输频率可高达型总线同轴电缆网连接用户，其传输频率可高达550/750MHz。在在HFC网中传输数网中传输数据就需要使用据就需要使用CableModem。3 3、无线接入；、无线接入；（频道干扰外还存在雨衰、视距传输等问

36、题，另外设备价格也还比较贵）频道干扰外还存在雨衰、视距传输等问题，另外设备价格也还比较贵）4 4、以太网模式的高速接入。、以太网模式的高速接入。（逻辑概念比较简单，缺点是需重新布线，对环境有要求逻辑概念比较简单，缺点是需重新布线，对环境有要求(如交换机位置、保护、如交换机位置、保护、噪声、电源、温度噪声、电源、温度)，不适合室外工作，设备安装维护比较困难，维护费用较高，不适合室外工作，设备安装维护比较困难，维护费用较高，缺乏安全机制，运营方式相对复杂，而且从方向上不符合利用现有网络资源推进三缺乏安全机制，运营方式相对复杂，而且从方向上不符合利用现有网络资源推进三网融合的大趋势。）网融合的大趋势

37、。）25Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.综合业务数字网（综合业务数字网（ISDN）v ISDN综综合合业业务务数数据据网网是是由由电电话话综综合合数数字字网网IDN演演变变而而成成的的，提提供供端端到到端端的的数数字字连连接接，以以支支持持一一系系列列语语音音、数数据据、文文字字和和图图像像的的综综合合业业务务。它它为为用用户户进进网网提提供供一一组组有有限限的的标标准准的的网络接口。网络接口。不同业务的终端可以经过同一个不同业务的终端可以经过同一个接口接入网络。接口接入网络。v ISDN的的中中心心思思想想是是数数字字比比特特管管道道。比比特特能能在在管

38、管道道中中双双向向流流动动。ISDN数数字字比比特特管管道道通通过过对对比比特特流流的的时时分分多多路路复复用用来来支持多个独立的信道。共有支持多个独立的信道。共有7种标准化的信道。种标准化的信道。v 窄窄带带N-ISDN两两种种不不同同速速率率的的标标准准接接口口（两两种种接接口口都都可可以以采采用双绞线作为传输媒体）用双绞线作为传输媒体）基本速率接口：基本速率接口：2B+D，速率为速率为144Kb/s。v B为为64Kbps数字数字 PCM信道，用于语音或数字，信道，用于语音或数字，v D为为16Kbps数字信道，用于带外信令。数字信道，用于带外信令。主速率接口：主速率接口：30B+D，2

39、3B+D，26Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.ISDN电话电话ISDN终端终端ISDN报警器报警器NT1顾客的装备顾客的装备电信公司的装备电信公司的装备TU数字数字 比特管道比特管道顾客办公室顾客办公室电信公司办公室电信公司办公室至电信至电信 公司的公司的 内部网内部网 ISDN 交换机交换机家庭用的家庭用的ISDN系统例子系统例子基本速率接口基本速率接口27Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.TE1ISDN电话电话TE1ISDN终端终端TNT1U数字数字 比特管道比特管道至电信至电信 公司的公司的 内部网内部网 ISDN

40、 交换机交换机NT2ISDNPBX非非ISDN终端终端TASSSR大型商务应用的带大型商务应用的带PBX的的ISDN例子例子主速率接口主速率接口28Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.1、改装和增装、改装和增装ISDN的费用同普通电话，还需支付智能盒的一的费用同普通电话，还需支付智能盒的一次性租用费并购买一块次性租用费并购买一块ISDNPC适配卡。适配卡。2、ISDN的月租费同普通电话。因为是数字电话，的月租费同普通电话。因为是数字电话，ISDN的来的来电显示是不收费的。电显示是不收费的。3、多用户号（即一线双号）：只需每月再加、多用户号（即一线双号）：只需每

41、月再加10元就可以有两元就可以有两个电话号码，将个电话号码，将ISDN的两路电话分开使用。在上网的同时你的两路电话分开使用。在上网的同时你还可以打电话；即使不用还可以打电话；即使不用ISDN上网，也可享受两路电话。上网，也可享受两路电话。4、现在、现在ISDN1B的接入速度是的接入速度是64K，Modem的接入是的接入是56K。同时使用同时使用2B上网（双通道接入），话费和上网费要翻倍。上网（双通道接入），话费和上网费要翻倍。29Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.v 宽带宽带B-ISDN和和ATMv 宽宽带带ISDN是是一一个个数数字字虚虚电电路路，以以15

42、5Mbps的的速速率率把把固固定大小的信元从源端传送到目的地。定大小的信元从源端传送到目的地。v 宽宽带带ISDN的的起起点点基基于于ATM技技术术，是是基基于于分分组组交交换换技技术术的。原先的。原先PSTN中的空分和时分交换机不能用于分组交换。中的空分和时分交换机不能用于分组交换。v 宽宽带带ISDN不不能能在在现现有有的的双双绞绞线线上上传传送送，取取而而代代之之的的是是 5类双绞线或光纤。类双绞线或光纤。v 宽宽带带ISDN能能够够承承载载的的业业务务很很宽宽，除除了了一一般般的的话话音音、数数据据和和可可视视业业务务外外，更更重重要要的的是是实实时时可可视视交交互互业业务务（电电视视

43、会会议议、点点播播电电视视等等）高高清清晰晰度度电电视视、高高保保真真度度音音响响和和多多媒媒体体业业务等。务等。30Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.3-5 广域网广域网（WAN）WAN的概念：的概念：是覆盖范围较广的数据通信网络是覆盖范围较广的数据通信网络。它常利用它常利用公共网络系统提供的便利条件进行传输，可以分布在一个城市、公共网络系统提供的便利条件进行传输，可以分布在一个城市、一个国家乃至全球范围一个国家乃至全球范围。路由选择路由选择和和异构网互连技术异构网互连技术是广域网技术的重要组成部分。是广域网技术的重要组成部分。从层次上看，局域网和广域网主

44、要区别是：局域网使用的从层次上看，局域网和广域网主要区别是：局域网使用的协议主要在协议主要在数据链路层数据链路层，而广域网使用的协议主要在，而广域网使用的协议主要在网络层网络层。广域网一般由主机和通信子网组成。广域网中一般由公共广域网一般由主机和通信子网组成。广域网中一般由公共网络充当通信子网，目前有电话交换网网络充当通信子网，目前有电话交换网PSTN、分组数据交换分组数据交换网网X.25、帧中继网帧中继网FR、数字数据网数字数据网DDN等。等。31Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.3-5-1 广域网中的路由广域网中的路由v路由选择是网络中所有结点共同协调工

45、作的结果。路由选择是网络中所有结点共同协调工作的结果。对于对于简单网络简单网络很容易写出所有结点的很容易写出所有结点的路由表路由表，通过分组查，通过分组查找路由表找到下一站进行转发。对于找路由表找到下一站进行转发。对于大型广域网大型广域网，必须使，必须使用合适的路由算法。用合适的路由算法。v按网络通信量或拓扑结构自适应调整能力来划分，路按网络通信量或拓扑结构自适应调整能力来划分，路由算法可分为两类：由算法可分为两类：静态路由：静态路由：分组交换机启动时由程序计算而后设定分组交换机启动时由程序计算而后设定路由，此后路由不再改变等。路由，此后路由不再改变等。动态路由：动态路由：分组交换机启动时由程

46、序设置初始路由，分组交换机启动时由程序设置初始路由，当网络变化时随时更新。当网络变化时随时更新。32Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.1234交换机交换机1 1交换机交换机2 2交换机交换机3 3交换机交换机4 4目的地目的地下一站下一站目的地目的地下一站下一站目的地目的地下一站下一站目的地目的地下一站下一站1 1-1 1(2,3(2,3）1 1(3,1(3,1）1 1(4,3(4,3）2 2(1,3(1,3）2 2-2 2(3,2(3,2）2 2(4,2(4,2）3 3(1,3(1,3）3 3(2,3(2,3）3 3-3 3(4,3(4,3）4 4(1,3

47、(1,3）4 4(2,4(2,4）4 4(3,4(3,4）4 4-33Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.3-5-2 X.25网（公共分组交换网）网（公共分组交换网）v 公共数据网公共数据网PDN是在一个国家或地区内提供公共数据通信是在一个国家或地区内提供公共数据通信网络资源的广域网络系统。为了使用户设备经网络资源的广域网络系统。为了使用户设备经 PDN的连接能的连接能标准化，标准化，ITU-T制定了制定了X.25规程规程，定义了用户设备和网络设备定义了用户设备和网络设备之间的接口标准。之间的接口标准。习惯上称习惯上称PDN为为X.25网。网。v X.25网主

48、要由分组交换机、用户接入设备和传输线路组成。网主要由分组交换机、用户接入设备和传输线路组成。DCEDTEDCEDCEDTEDTEX.25分组交换网分组交换网X.25接口接口X.25接口接口X.25接口接口34Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.X.25协议按其功能分为三个层次：协议按其功能分为三个层次：（1 1）物理层：）物理层：接口标准采用接口标准采用X.21建议书。建议书。（2 2）链路层：）链路层：采用的标准是采用的标准是LAPB规程规程（平衡型链路接入规程）平衡型链路接入规程），为，为 DTE/DCE链路上定义了帧格式。链路上定义了帧格式。LAPB仅适

49、用于点到点连接的场合仅适用于点到点连接的场合。（3 3）分组层：）分组层：是是X.25建议的核心，规定了关于虚电路建议的核心，规定了关于虚电路(VC)的建的建立、释放过程以及分组的格式、分组传输控制过程、流控和立、释放过程以及分组的格式、分组传输控制过程、流控和异常情况的处理与恢复等。异常情况的处理与恢复等。X.25是以虚电路服务为基础。是以虚电路服务为基础。标志 地址 控制 数据（可变）FCS 标志LAPB帧帧35Writen by Yang yuemei,HZRTVU,China.帧中继协议对帧中继协议对 X.25协议作了简化和改进，省略了协议作了简化和改进，省略了X.25的分组层，以链路

50、层的帧为基础实现多条逻辑链的分组层，以链路层的帧为基础实现多条逻辑链路的统计复用和转换，所以称为路的统计复用和转换，所以称为“帧中继帧中继”。帧中继协议运行在帧中继协议运行在OSI参考模型的物理层和数据链路层参考模型的物理层和数据链路层。帧中继与帧中继与X.25的不同的不同X.25在分组层对报文进行分组和重装，对相邻节点间都要有确认和在分组层对报文进行分组和重装，对相邻节点间都要有确认和重发，因而消耗大量网络资源，增加了时延；重发，因而消耗大量网络资源，增加了时延；帧中继避免了分组层的帧中继避免了分组层的报文分组和重组的消耗，而且帧长度是可变的，没有分组层的固定组报文分组和重组的消耗，而且帧长