05第六章基于计算机网的远程教育(精品).ppt

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1、第六章 基于计算机网的远程教育第第六六章章 基于计算机网的远程教育基于计算机网的远程教育 1 IP宽带网的结构宽带网的结构2 SDH和和DWDM3 宽带宽带IP网络技术网络技术1第六章 基于计算机网的远程教育1 IP宽带网的结构宽带网的结构一、什么是一、什么是IP宽带网宽带网宽带宽带IP网就是一个运行实时业务时能保证服务质量网就是一个运行实时业务时能保证服务质量（QoS）的）的IP网网2第六章 基于计算机网的远程教育二、二、IP宽带网的平面结构宽带网的平面结构LANPSTNPSTNPSTNPSTN访问服务器访问服务器LANLAN访问服务器访问服务器PSTNPSTN访问服务器访问服务器路由器路由

2、器2Mb/sDDN512Kb/sDDN传统传统IP网络结构网络结构3第六章 基于计算机网的远程教育LANLANLANCable ModemADSLLANLANLANLANCable ModemADSL622Mb/s155Mb/s1100Mb/s骨干层骨干层扩展层扩展层千兆交换机千兆交换机路由交换机路由交换机典型宽带典型宽带IP网络结构网络结构4第六章 基于计算机网的远程教育三、三、IP宽带网的层次结构宽带网的层次结构话音话音图像图像数据数据IPATMSDH/SONETDWDMSDH：光同步数字传输网光同步数字传输网DWDM：密集波分复用密集波分复用千兆以太网千兆以太网5第六章 基于计算机网的远

3、程教育2 SDH和和DWDM一、一、SDH1、SDH含义含义SDH（Synchronous Digital Hierarchy，同步数字体同步数字体系）是一种新的数字传输体制。系）是一种新的数字传输体制。SDH采用同步时分采用同步时分交换技术，是高速大容量传输系统。交换技术，是高速大容量传输系统。6第六章 基于计算机网的远程教育2、SDH的的产生产生准准同步（同步（PDH）的缺陷的缺陷三种三种异步复接体制异步复接体制次群次群以以1.5Mb/s为为基础的系列基础的系列以以2Mb/s为基础的系列为基础的系列日本体制日本体制（kb/s）北美体制北美体制（kb/s）欧洲体制（欧洲体制（kb/s）0次群

4、次群6464641次群次群1554155420482次群次群6312631284483次群次群320644473634368标准不统一标准不统一7第六章 基于计算机网的远程教育准准同步（同步（PDH）的缺陷的缺陷复用复用结构复杂结构复杂1路路2路路n路路：12n量量化化编编码码解解码码1路路2路路n路路：12n分配器分配器分配器分配器抽样抽样合路门合路门分路分路门门发端发端收端收端时分多路复用示意图时分多路复用示意图8第六章 基于计算机网的远程教育扩大数字通信量的方法：扩大数字通信量的方法：PCM复用和数字复接复用和数字复接低低次次群群（1）（2）（3）（4）码码速速调调整整复复接接单单元元定

5、时定时外部时钟外部时钟数数字字分分接接码码速速恢恢复复高次群高次群定时定时帧帧同同步步（1）（2）（3）（4）低低次次群群数字复接系统方框图数字复接系统方框图按位复按位复接、按字节复接、按帧复接接、按字节复接、按帧复接9第六章 基于计算机网的远程教育系统同步的方法：同步复接和异步复接系统同步的方法：同步复接和异步复接10第六章 基于计算机网的远程教育140/34140/3434/834/88/28/22Mb/s2Mb/s异步复接系统异步复接系统11第六章 基于计算机网的远程教育2、SDH的的产生产生SDH的优势的优势统一的速率（统一的速率（155.520Mb/s）和统一的光接和统一的光接口标准

6、口标准极强的网管极强的网管能力能力先进的字节复接技术先进的字节复接技术SDH与与SONET（同步光网络）同步光网络）12第六章 基于计算机网的远程教育3、SDH的的原理原理SMSMSMTRTRTR线路线路/无线无线系统系统DXC/EA线路线路/无线无线系统系统SMSMSMTRTRTRNNINNINNINNINNI（Network Node Interface）：）：网络节点接口网络节点接口DXC：数字交叉连接设备数字交叉连接设备 EA：外部接入设备外部接入设备 SM：同步复用器同步复用器 TR：支路支路信号信号SDH的基本速率为的基本速率为155.520Mb/s其速率分级名称为同步传递模块其速

7、率分级名称为同步传递模块STM（Synchronous Transport Module）13第六章 基于计算机网的远程教育4、SDH的的特点特点支持多种业务支持多种业务迅速、灵活地更改路由，具有很强的生存性迅速、灵活地更改路由，具有很强的生存性定义了标准的网络接口和标准网络单元定义了标准的网络接口和标准网络单元14第六章 基于计算机网的远程教育二、二、DWDMDWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing）密集波分复用，是一项用来在现有密集波分复用，是一项用来在现有的光纤骨干网上提高带宽的激光技术。的光纤骨干网上提高带宽的激光技术。1、DWDM的的定义

8、定义15第六章 基于计算机网的远程教育DWDM系统的工作原理是在发送端将系统的工作原理是在发送端将N 个光发射个光发射机发出特定波长的光信号，通过合波器合并起来在机发出特定波长的光信号，通过合波器合并起来在一根单模光纤的低衰减区中进行传输；在接收端，一根单模光纤的低衰减区中进行传输；在接收端，再由一个分波器将再由一个分波器将N个不同波长的光信号分开。个不同波长的光信号分开。2、DWDM的的工作原理工作原理16第六章 基于计算机网的远程教育光光发射、光接收、光传输、光监控、网管发射、光接收、光传输、光监控、网管3、DWDM系统组成系统组成传输速度快（传输速度快（155 Mbit/s 10 Gbi

9、t/s）4、DWDM的的特点特点传输速度和协议不相关传输速度和协议不相关17第六章 基于计算机网的远程教育3 宽带宽带IP网络技术网络技术一、传统模式一、传统模式路由器路由器+专线专线 路由器路由器1源计算机源计算机通信通信通信通信网络网络网络网络路由器路由器2通信通信通信通信网络网络网络网络通信通信通信通信网络网络网络网络路由器路由器3目的计算机目的计算机18第六章 基于计算机网的远程教育一、传统模式一、传统模式路由器路由器+专线专线 存在的问题：存在的问题：1、每一个、每一个IP包要顺序经过传输路径上的多个路由器包要顺序经过传输路径上的多个路由器,导致时延很大导致时延很大2、网络中的路由器

10、要对每个、网络中的路由器要对每个IP包进行地址解析、寻包进行地址解析、寻址和过滤，从而引入了额外的时延址和过滤，从而引入了额外的时延19第六章 基于计算机网的远程教育二、宽带二、宽带IP网络技术网络技术IPATMSDHDWDM光纤物理层IP over SDHIP over ATMIP over DWDM20第六章 基于计算机网的远程教育三、利用三、利用ATM组网组网1、ATM与与IP结合的模式结合的模式ATM与与IP结合的模式结合的模式叠加模式叠加模式集成模式集成模式LANEIPOAMPOAMPLS21第六章 基于计算机网的远程教育将将IP数据包在数据包在ATM层全部封装为层全部封装为ATM信

11、元，以信元，以ATM信信元形式在信道中传输。元形式在信道中传输。2、IPOA（IP over ATM）的工作原理的工作原理优点：速率很高，提高网络性能，降低设备成本，增优点：速率很高，提高网络性能，降低设备成本，增加可管理性，提高可扩充性等。加可管理性，提高可扩充性等。缺点：缺点：ATM是面向连接的，而是面向连接的，而IP是无连接的。另外是无连接的。另外ATM的封装开销很大。的封装开销很大。3、IPOA的特点的特点22第六章 基于计算机网的远程教育ATM网络网络带有带有ATM网网卡的主机卡的主机带有带有ATM网网卡的主机卡的主机ARP服务器服务器路由器路由器IP网络网络逻辑子网逻辑子网LIS（

12、Logic IP sub-network）IP over ATM结构结构4、IPOA的基本结构的基本结构23第六章 基于计算机网的远程教育ATM网络网络LIS成员（主机和路由器）必须满足下列条件：成员（主机和路由器）必须满足下列条件：LIS所有成员具有相同的所有成员具有相同的IP网络网络/子网号码和地址屏蔽子网号码和地址屏蔽码码LIS的所有成员都直接连接到的所有成员都直接连接到ATM网络上网络上LIS与子网外的设备通信要经过路由器与子网外的设备通信要经过路由器LIS所有成员能够与子网内部的其他成员通过所有成员能够与子网内部的其他成员通过ATM直直接通信接通信LIS的的ATM主机知道自己的主机知

13、道自己的ATM地址和地址和ARP服务器服务器的的ATM地址地址24第六章 基于计算机网的远程教育IP over ATM的功能主要有两个：地址解析和数据包的功能主要有两个：地址解析和数据包封装封装地址解析（地址解析（ARP）5、IPOA的功能的功能地址解析协议（地址解析协议（ATMARP）逆地址解析协议（逆地址解析协议（InATMARP）25第六章 基于计算机网的远程教育ARP服务器服务器ATM网络网络202.112.107.59IP数据包数据包路由器路由器B路由器路由器C202.112.10.1202.112.10.2202.112.10.3202.112.110.X202.112.107.X

14、IP主机主机202.112.107.59202.112.23.XATM地址解析表地址解析表IP地址地址ATM地址地址VPI/VCI202.112.10.2202.112.10.3ATM地址地址1 ATM地址地址2VPI1/VCI1VPI2/VCI2路由表路由表202.112.10.X202.112.23.X202.112.107.X202.112.110.X直直通通通过通过202.112.10.2通过通过202.112.10.3通过通过202.112.10.3路由器路由器A26第六章 基于计算机网的远程教育（2）数据包格式转换和数据转换）数据包格式转换和数据转换IP数据包数据包LLC头头IP数

15、据包数据包CPCS净荷净荷AAL5尾尾封封装装过过程程拆拆装装过过程程ATM头信息头信息5个字节个字节ATM净荷净荷48个字节个字节IP over ATM数据格式转换数据格式转换5、IPOA的功能的功能27第六章 基于计算机网的远程教育主机加入主机加入LIS：建立新的建立新的IP和和ATM地址表地址表6、IPOA的工作过程的工作过程传送数据传送数据连接连接IP数据包封装数据包封装组装成组装成ATM信元信元信元传信元传送送拆拆AAL5和封装和封装交付高层交付高层28第六章 基于计算机网的远程教育3 宽带宽带IP网络技术网络技术四、四、IP over SDH IP over SDH是以是以SDH网

16、络作为网络作为IP数据网络的物理数据网络的物理传输网络。它使用点对点协议传输网络。它使用点对点协议PPP（Point-to-Point Protocol）协议对协议对IP数据包进行封装。数据包进行封装。29第六章 基于计算机网的远程教育高层高层IPATM上层协议上层协议TPOA、LANE、MPOAMPLS信令信令AAL&ATM物理层（如物理层（如SDH、WDM）IP/ATM技术技术高层高层IP点对点点对点协议（协议（PPP）物理层（物理层（SDH）IP/SDH技术技术30第六章 基于计算机网的远程教育DXCDXCDXCDXC路由器的逻辑网路由器的逻辑网IP/SDH网络网络DXCDXCDXCDX

17、C31第六章 基于计算机网的远程教育IP over SDHIP over ATM链路利用率链路利用率98.5ATM98.585.285.2ATM49.2585.2ATM85.2ATM32.88532第六章 基于计算机网的远程教育IP over SDH的的优点：优点：（1）对）对IP路由的支持能力强，具有很高的路由的支持能力强，具有很高的IP传输效率传输效率（2）能利用）能利用SDH技术本身的环路，可自愈合技术本身的环路，可自愈合（3）省略了不必要的）省略了不必要的ATM层，简化了网络结构层，简化了网络结构IP over SDH的的缺点：缺点：（1）仅对）仅对IP业务提供好的支持，不适于多业务平

18、台业务提供好的支持，不适于多业务平台（2）不能提供较好的服务质量保证（）不能提供较好的服务质量保证（QoS）33第六章 基于计算机网的远程教育五、五、IP over WDM IP over WDM的的基本原理和工作方式是：在发送端，基本原理和工作方式是：在发送端，将不同波长的光信号组合（复用）送入一根光纤中传输，将不同波长的光信号组合（复用）送入一根光纤中传输，在接收端，又将组合光信号分开（解复用）并送入不同在接收端，又将组合光信号分开（解复用）并送入不同终端。终端。34第六章 基于计算机网的远程教育五、五、IP over WDMIP over WDM的的优势：优势：（1）极大地提高了带宽和相

19、对的传输速率）极大地提高了带宽和相对的传输速率（2）可以传送不同码率的）可以传送不同码率的ATM、SDH和千兆以太网格和千兆以太网格式的业务式的业务（3）可支持未来的宽带业务网及网络升级）可支持未来的宽带业务网及网络升级IP over WDM的的不足之处：不足之处：（1）还未实现波长的标准化）还未实现波长的标准化（2）WDM系统的网络管理还不成熟系统的网络管理还不成熟（3）拓扑结构只是基于点对点的方式，未形成）拓扑结构只是基于点对点的方式，未形成“光网光网”35第六章 基于计算机网的远程教育低低次次群群（1）（2）（3）（4）码码速速调调整整复复接接单单元元定时定时外部时钟外部时钟数数字字分分接接码码速速恢恢复复高次群高次群定时定时帧帧同同步步（1）（2）（3）（4）低低次次群群数字复接系统方框图数字复接系统方框图按位复接和按按位复接和按字节复接字节复接36第六章 基于计算机网的远程教育140/34140/3434/834/88/28/22Mb/s2Mb/s异步复接系统异步复接系统37