计算机网络技术.docx

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1、按照地理范围划分：局域网、城域网、广域网。一、 局域网（LAN）局域网按照采用的技术、应用范围和协议标准的不同，局域网可分为共享局域网和交换局域网。特点： 局域网覆盖有限的地理范围，适用于机关、校园、工厂等有限地理范围内的计算机、终端与各类信息处理设备联网的需求； 局域网提供高速率数据传输（10Mbps10Gbps）、低误码率高质量的数据传输环境； 局域网一般属于一个单位所有，易于建立、维护与扩展。从介质访问控制方法的角度来看，局域网可分为共享介质式局域网和交换局域网；从使用的传输介质类型的角度来看，局域网又可以分为使用有线介质的有线局域网与使用无线通信信道的无线局域网。二、 城域网（MAN）

2、城市区域网络简称为城域网。三、 广域网(WAN)广域网又称为远程网，所覆盖的地理范围从几十公里到几千公里。广域网的通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网，将分布在不同地区的计算机系统互联起来，以达到资源共享的目的。计算机网络的特点早期的计算机网络主要是广域网。广域网在结构上分为两个部分：负责数据计算的主计算机与终端；负责通信处理的通信控制处理设备与通信线路。从逻辑功能上可分为：通信子网与资源子网。资源子网由主计算机系统、终端、终端控制器、联网外部设备、各种软件资源与信息资源等组成。早期的主机主要包括大型机、中型机、小型机，目前大量使用的是个人计算机。主机包括用户终端设备与服

3、务器，是资源子网的主要组成单元，它们通过高速通信线路与通信子网的通信控制处理机相连接。普通用户终端通过主机连入网络。终端是用户访问网络的界面。通信子网由通信控制处理机、通信线路与其他通信设备组成，完成数据传输、转发等通信处理任务。通信控制处理机在网络拓扑结构中被称为网络结点。一方面，通信控制处理机作为与资源子网的主机、终端的连接借口，将主机与终端连入网络；另一方面，通信控制处理机作为子网的分组存储转发结点，完成分组的接收、校验、存储、转发等功能，实现将源主机报文准确发送到目的主机的作用。在早期的ARPANET中承担通信处理机功能的设备是接口接口报文处理机（IMP）。IMP是路由器的雏形。通信线

4、路为通信控制处理机与通信控制处理机、通信控制处理机与主机之间提供通信信道。计算机网络采用多种通信线路，例如电话线、双绞线、同轴电缆、光纤、无线通信信道、微波与通信信道等。局域网与城域网、城域网与广域网、广域网与广域网的互联都通过路由器来实现。用户计算机可以通过局域网方式接入，也可以选择电话交换网（PSTN）、有线电视网(CATV)、无线城域网（WMAN）或无线局域网（WLAN）方式介入到作为地区级主干网的城域网。城域网又通过路由器和光纤接入到作为国家级或区域主干网的广域网。多个广域网互联形成覆盖全世界的Internet系统。广域网技术的发展一、 广域网是一种公共数据网络局域网一般是属于一个单位

5、所有，组建的成本低，易于建立、维护，一般是自建自管自用。而广域网建设投资很大、管理困难，一般是由电信运营商负责组建与维护。由电信运营商组建广域网，提供接入广域网的服务与技术，为用户提供高质量的数据传输服务，因此它是一种公共数据网络（PDN）。用户可以在PDN上开发各种网络服务系统。二、 广域网研究的重点是宽带核心交换技术广域网的核心技术主要是指电信运营商负责的通信网络中使用的技术，其范围遍及全球，传输技术涉及光纤传输、无线传输、卫星传输。在广域网的发展过程中，可用于构成广域网的典型网络类型和技术主要包括： 公共电话交换网PSTN 综合业务数字网ISDN 数字数据网DDN X.25分组交换网 帧

6、中继（FR）网 异步传输模式（ATM）网 GE(千兆以太网)与10GE的光以太网局域网技术的发展1990年IEEE 802.3标准中的物理层标准10BASE-T的推出，使用双绞线可以作为10Mbps以太网传输介质。以太网交换机产品的面世标志着交换式以太网的出现。以太网的发展有三个方向：（1） 提高以太网的数据传输速率，从10Mbps提高到100Mbps，甚至提高到1Gbps或10Gbps，甚至是100Gbps，但是它们的以太网帧结构都基本不变。在局域网工程领域中，人们经常将快速以太网、千兆以太网与10Gbps的以太网简称为FE、GE和10GE,而把10Mbps的以太网简称为传统的以太网。由于G

7、E与10GE的物理层使用两种不同的协议，因此它既可以应用于局域网，又可以运用于广域网与城域网中。（2） 将一个大型局域网划分为多个网桥或路由器互联的网络，这就导致了局域网互联技术的发展。网桥与路由器可以分隔网络之间的广播通信质量与冲突域，使得每个网络作为一个独立的小型局域网。通过减少每个网络内部节点数的方法，使得每个网络的性能能得到改善，而每个子网的介质访问控制仍采用CSMA/CD方法。（3） 将共享介质方式改为交换方式，这就导致了交换式局域网技术的发展。交换局域网的核心设备是局域网交换机，它可以在多个端口之间同时建立多个并发连接。这就导致出现了两类局域网：共享式局域网（Share LAN）和

8、交换式局域网(Switch LAN)。在交换式局域网的基础上，出现了虚拟局域网（Virtual LAN）。城域网技术的发展一、 城域网概念的演变根据IEEE 802委员会的最初表述，城域网是以光纤为传输介质，能提供45Mbps到150Mbps高速率传输，支持数据、语音、图形与视频综合业务数据传输，可以覆盖跨度在50km到100km的城市范围，实现高宽带传输的数据通信网络。早期城域网首选技术是我光纤环网，其典型产品是光纤分布数据接口FDDI。设计FDDI的目的是为了实现高速、高可靠性和大范围局域网连接。FDDI采用光纤作为传输介质，传输速率100Mbps，可以用于100km范围内的局域网互联。F

9、DDI支持双环结构，具备快速环自愈能力的FDDI与局域网的IEEE 802.5令牌环网络在基本技术上有很多相同之处。FDDI在MAC子层使用了IEEE 802.5 单令牌环网络介质访问控制MAC协议，在LLC子层使用了IEEE 802.2协议，能够适应城域网主干网建设的需要。从现在的城域网技术来看与应用来看，城域网的概念泛指：网络运营商在城市范围内提供各种信息服务业务的所有网络，它是以宽带光传输网络为开放平台，以TCP/IP协议为基础，通过各种网络互联设备，实现语音、数据、图像、多媒体视频、IP电话、IP接入和各种增值服务业务与智能业务，并与广域计算机网络、广播电视网、电话交换网互联互通的本地

10、综合业务网络。现实意义的城域网一定是能够提供高传输速率和保证服务质量（QoS）的网络系统，因此人们已经非常自然地将传统意义上的城域网扩展展位宽带城域网。由于低成本的GE、10GE技术的应用，使得局域网容量快速增长。同时，密集波分复用（DWDM）技术的推广，又导致了广域网主干线路带宽的大大扩展。二、 宽带城域网建设对传输网络和服务业务的影响宽带城域网的出现，使得传统的通信网络在概念、技术与应用上都发生了很大的变化。这些变化主要表现在：（1） 局域网、城域网与广域网在技术上的界限变得越来越模糊了；（2） 电信传输网技术与计算机网技术的界限变得越来越模糊了；（3） 电信服务业务与Internet应用

11、的界限变得越来越模糊了；（4） 电信传输网、计算机网络与广播电视网之间的界限变得越来越模糊了。三、 城域网发展的主要业务推动城域网发展的应用和业务主要有：（1） 大规模Intetnet接入的需求与交互式应用；（2） 远程办公、视频会议、网上教育等新的办公与生活方式；（3） 数字电视、视频点播以及由此引起的新的服务（4） 家庭网络的应用1. 高速上网服务2. 网络互联服务3. 电子政务与电子商务服务4. 智能社区服务5. 网上教育与远程医疗服务6. 贷款与管道出租服务实训任务实训任务一：宽带城域网的结构一、 宽带城域网的逻辑结构设计一个宽带城域网将涉及“三个平台与一个出口”，即网络平台、业务平台

12、、管理平台与城市宽带出口等问题。二、 网络平台的层次结构从逻辑上来说，宽带城域网的网络平台的层次结构又进一步可以分为：核心交换层、边缘汇聚层与用户接入层。核心层主要承担高速数据交换的功能，汇聚层主要承担路由与流量汇聚的功能，接入层主要承担用户接入与本地流量控制的功能。采用层次结构的特点：结构清晰、各层功能实体之间的定位清楚，接口开放，标准规范，便于组建和管理。三、 核心交换层、边缘汇聚层与用户接入层的主要功能1. 核心交换层的基本功能宽带城域网的核心交换层主要有以下几个基本功能：（1） 核心交换层将多个汇聚层连接起来，为汇聚层的网络提供高速分组转发，为整个城域网提供一个高速、安全与具有QoS保

13、障能力的数据传输环境。（2） 核心交换层实现与主干网络的互联，提供城市的宽带IP数据出口；（3） 核心交换层提供宽带城域网的用户访问Internet所需要的路由服务。核心交换层结构设计重点考虑的是它的可靠性、可拓展性与开放性。2. 汇聚层的基本功能（1） 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。（2） 根据接入层的用户流量，进行本地路由、过滤、流量均衡、QoS优先管理，以及安全控制、IP地址转换、流量整形等处理。（3） 根据处理结果把用户流量转发到核心交换层或本地进行路由处理。3. 接入层基本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

14、范围内的用户提供访问Internet以及其他信息的服务。宽带城域网的核心层、汇聚层与接入层的三个层次是一个全集。而在实际应用中，可以某个城市的覆盖范围、网络规模、用户数量与承载的业务来确定是否使用它的子集。例如，在设计一个覆盖大型城市的宽带城域网时，通常要采用完整的核心层、汇聚层与接入层的三层结构。而在设计一个覆盖中小城市的宽带城域网时，可能初期阶段只需采用核心层与汇聚层结构的两层结构，而将汇聚层与接入层合并起来考虑，当然也有可能有的城市可以将核心层与汇聚成层合并起来考虑。运营商完全可以根据自己的网络规模、用户数量、业务分布和发展阶段等因素，考虑宽带城域网的结构与层次。城域网设计的一个重要出发

15、点：在降低网络造价的前提下，系统能够满足当前的数据交换量、接入的用户数与业务类型的要求，并具有可拓展能力。实训任务二：宽带城域网组建的基本原则城域网的接口技术比较复杂。在城域网中既可能由标准的电信SDH业务，也可能有准同步数字序列（PDH）业务以及视频业务与数字业务。而数字业务又涉及多种基于Internet的服务，以及IP路由器、交换机与Ethernet设备标准等。要组建与成功运营一个宽带城域网需要遵循的基本准则是：必须能够保证网络的可运营性、可管理性、可盈利性和可扩展性。1. 宽带城域网的可运营性组建的宽带城域网一定是可运营的。因为它是一个出售全新电信服务的系统，它必须保证系统能够提供724

16、的服务，并且要保证服务质量。宽带城域网的核心与关键设备一定是电信级的。它是一种城市基础设施，是一个实际运营的系统。要组建可运营的宽带城域网，首先要解决技术选择与设备选型的问题。宽带城域网采用的技术不一定是最先进的，而应该是最适合的。因此，宽带城域网设计的关键，是如何组建一个电信级或准电信级的网络系统。如果一位长期从事计算机网络研究、组建与管理的技术人员，要主持宽带城域网的建设，那么他首先需要在这个问题上改变传统观念和工作方式。2. 宽带城域网的可管理性组建的宽带城域网一定是可管理的。作为一个实际运营的宽带城域网，它不同于向公众提供宽带业务的局域网，而需要具有足够的网络管理能力。这种能力表现在电

17、信级的接入管理、业务管理、网络安全、计费能力、IP地址分配、QoS保证等方面。（1） 宽带城域网的电信机接入管理包括对用户的开户、销户和用户权限的保护。宽带城域网设备必须支持对用户的身份认证、使用权限认证和计费功能。业务管理要支持多ISP、基于IP的虚拟专网VPN等各种增值业务。网络安全要保证系统、设备安全与用户安全。（2） 宽带城域网必须提供根据使用时间、流量、业务等多种方式的计费手段，支持对固定用户和流动用户的计费。宽带城域网必须具备IP地址分配能力，能够支持动态和静态地址分配，支持网络地址转换NAT功能。（3） 宽带城域网必须能够为用户提供带宽保证，实现流量工程提供个性化用户策略的QoS

18、保证。因此，宽带城域网一定要能够提供设备管理和网络管理，可以向用户提供基于业务的管理，如虚拟专网VPN管理，最终实现分级别、分权限和分区域的网络管理。3. 宽带城域网的可盈利性须定位在可以开展的业务上。(1) 首先要确定如何能够开展Internet接入业务、数据专线业务、话音业务、视频与多媒体业务、内容提供业务等。根据自身的优势确定重点发展的主业务，同时兼顾其他业务。建设可盈利的宽带城域网要求能正确的定位客户群，发现盈利点，培育和构建产业和服务链。(2) 定位客户群首先要区分高价值用户和普通用户。宽带城域网用户包括商业用户和个人用户。商业用户包括大企业、中小企业、高档写字楼、宾馆、政府机构、学

19、校等。个人用户可进一步分类为：家庭用户、管理人员、商务人员、技术人员、工人、学生等。 （3）建设可盈利宽带城域网的另一重要方面是培育和构建合理的宽带价值链。 运营者要有计划地、逐步地建设起一个基于Internet的下一代运营网络环境，形成信息电子产品制造商、应用服务提供商（ASP）、网络服务提供商（NSP）、ISP与增值零售商到最终用户的良性循环的业务模式和完整的价值链。4. 宽带城域网的可扩张性在设计建设宽带城域网时必须高度重视网络的可拓展性，需考虑：（1） 组建的宽带城域网一定是可拓展的。（2） 必须注意宽带城域网组网的灵活性，对新业务与网络规模、用户规模拓展的适应性。（3） 宽带网络技术

20、的发展具有很大的不确定性，难以准确预测网络服务产品的更新发展，尤其是难于预测一种新的应用的出现。因此在方案与设备的选择上必须十分慎重，以降低运营商的投资风险。（4） 宽带城域网的组建是要受到技术发展与投资规模的限制的，一步到位的想法是不现实的。目前，宽带城域网已逐渐成为覆盖一个城市和地区城市信息基础设施，要能够提供724的电信级服务。实训任务三：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是：带宽管理、服务质量QoS、网络管理、用户管理、多业务接入、统计与计费IP地址分配与地址转换、网络安全等。1. 带宽管理宽带城域网拥有比过去传统网络更高的带宽。过去的带宽接入速率大多是5

21、6kbps、64kbps、128kbps，而现在宽带接入1Mbps、10Mbps、100Mbps。过去在主干网上大多使用155Mbps或622Mbps，现在大多使用1Gbps、10Gbps或更高的带宽。能不能在宽带城域网中提供无阻塞、高质量的传输能力，已经成为宽带城域网运营商竞争的重要指标之一。2. 服务质量QoS在宽带城域网中有多媒体业务、数据业务和普通的语音业务。网络业务的质量表现在延时、抖动、吞吐量和包丢失率等几个方面。目前宽带城域网保证服务质量QoS要求的技术有：资源预留（RSVP）、区分服务（DiffServ）与多协议标志交换MPLS。3. 网络管理能够提供电信级运营的宽带城域网必须

22、具有严格的网络管理能力。管理宽带城域网有3种基本方案：带内网络管理、带外网络管理、同时使用带内和带外网络管理。所谓的“带内”与“带外”网络管理是以传统的电信网络为基准的。利用传统的电信网络进行网络管理称为“带内”，而利用IP网络及协议进行网络管理的则称为“带外”。带内网络管理是指利用数据通信网（DCN）或公共交换电话网（PSTN）拨号，对网络设备进行数据配置。带外网络管理是指利用网络管理协议（SNMP）建立网络管理系统，实时采集网络数据，产生告警信息，显示网络拓扑，分析各类通信数据，供网络管理人员了解、维护网络设备与系统运行状态。对汇聚层及其以上采取带外管理，而对汇聚层一下采取带内管理。宽带城

23、域网根据其结构，一般采取设立一个网络管理中心，以保证系统稳定、安全、可靠运行。4. 用户管理宽带城域网的用户管理应该包括：用户认证与接入管理、计费管理等。用户管理可以采用静态的IP地址或通过DHCP自动获得的IP地址，与用户设备的MAC地址，基于端口的VLAN ID捆绑，用户开机后就自动接入网络，不需要对用户身份进行认证。对于以太网接入的用户，通常根据接入的交换机端口号，来划分VLAN的方法来解决用户接入的安全问题。5. 多业务接入宽带城域网的一个重要的特点就是允许多业务接入。接入的业务可以使用低速专线、帧中继、局域网接入、企业VPN、IP电话、视频点播等。6. 统计和计费良好的统计和计费能力

24、是保证宽带城域网正常运行的基础。统计与计费可以在不同的层次实现，最简单的是利用网络管理协议（SNMP）的管理信息库（MIB）来实现。7. IP地址的分配与地址转换IP地址资源一直是困扰宽带城域网的难题。随着宽带城域网的建设，这个问题可能会变得更加严重。要彻底地解决这个问题，需要过渡到下一代的Ipv6网络。IP地址资源是十分有限的，随着网络规模的不断扩大，与用户数的急剧增长，很快就会出现地址耗尽问题。目前的基本方案是使用公用IP地址和内部专用IP地址这两类地址与网络地址转换NAT地址来解决。职位宽带城域网的关键设备与特殊用户分配固定的公用IP地址。8. 网络安全对于任何一个宽带城域网来说，网络安

25、全策略不健全会给网络造成灾难性的后果。宽带城域网的网络安全问题设计技术和管理两个层面。技术方面需要解决物理安全、网络安全和信息安全等三方面问题。管理方面涉及安全管理规范的制定、执行与监督。宽带城域网在组建方案中，一定要按照电信运营的要求，考虑设备冗余、线路冗余、路由冗余，系统故障的快速诊断与自动恢复。同时，宽带城域网那个必须充分考虑网络攻击问题。实训任务四：构建宽带城域网的基本技术及方案用于构建宽带城域网的基本技术与方案主要有：基于SDH的城域网方案、基于10 GE的城域网方案与基于ATM的城域网方案。一、 基于SDH技术的城域网早期的SONET/SDH是为传统电信业服务的，它并不适合于传输I

26、P分组。随着技术的发展，基于下一代SONET/SDH技术的多业务传输平台（MSTP）将取代功能单一的分插复用器（ADM）和数字交叉系统（DCS），使用IP over SONET/SDH方案更可行。同时，在大多数运营商的网络中存在大量的SONET/SDH网络，仅美国人投入运营的至少有十万个SONET环。电信运营商因经济的因素也不会完全放弃既存的、成熟可靠的SONET/SDH技术。传统的电信业务涉及固定电话、移动电话以及数据传输等。相应的就有用于固定电话通信的电话交换网（PSTN）、移动电话网以及ATM网、SDH网。数据业务将成为未来电信业务的主体，传统的多层独立独立的、重叠的业务网的结构。已不能

27、满足宽带城域网应用的要求，以SDH为基础的多业务平台成为电信运营商组建城域网的一个基本的选择。该方案的出发点是充分利用技术成熟、已经有多年运营基础的SDH技术。为了适应数据业务的发展需要，SDH的发展趋势是支持IP和Ethernet业务的接入，并不断融合ATM和路由交换功能，构成以SDH为基础多业务网络平台，这就是所谓的“One box”解决方案。在已有SDH网络的基础上集成IP、Ethernet、ATM与帧中继业务，SDH的多业务节点负责完成各种协议之间的转换。多业务结点将ATM边缘交换机、IP边缘路由器、终端复用器TM、ADM、DXC设备和DM设备结合在一个物理实体中，同一控制与管理。二、

28、 基于10G Ethernet技术的宽带城域网传统的以太网技术并不适合在宽带城域网中使用。在宽带城域网中占有统治地位的是SONET/SDH技术，它是为传送TDM语音业务而设计的。为了传送IP分组的数据，先后开发了多种IP over SDH的技术与协议，但相对来说都存在着带宽利用率不高，管理困难等问题。如果说宽带城域网的三大驱动因素是成本、可拓展性和易用性的话，那么选择10 GE Ethernet技术作为构建宽带城域网的主要技术是比较恰当的。 因为以太网技术成熟，造价低廉，目前世界上已经拥有上亿的用户。以太网具有良好的扩展性，能够容易地实现从10Mbps到10Gbps的平滑升级，并且能够覆盖就几

29、十米到100km的范围。目前流行的操作系统和应用程序都能够在以太网环境中运行。回顾以太网的发展过程，在以太网技术从速率10Mbps到100Mbps的发展过程中，它的物理层始终是以双绞线为主、光线为辅，结构以共享介质结构和半双工方式为主；从1Gbps到将来的100Gbps，它在物理层只定义了光纤接口标准，支持全双工和点-点连接方式。显然10GE技术的发展，是为了顺应宽带城域网与宽带广域网的发展需要而设计的。从构造电信级的宽带城域网的角度来看，以太网的技术还存在很多不足。例如，以太网不能提供端-端的包延迟和包丢失率控制，不支持优先级服务，不能保证QoS；不能分离网管信息和用户信息；不具备对用户的认

30、证能力，按时间和流量计费困难。其实这是十分容易理解的，因为初期设计以太网时，只是考虑它如何在局域网环境中工作。从2000年下半年以来，一些电信设备公司提出光以太网的概念。光以太网的的出现很好的解决上述问题。这种解决方案的核心是：利用光线的巨大带宽资源，以及成熟和广泛应用的以太网技术，为运营商建造新一代的带宽城域网提供技术支持。光以太网的出现从根本上改变了宽带城域网的规划、建设、管理思想。用于宽带城域网的光以太网可以有多种实现形式，其中最重要的有两种：基于10GE技术与弹性分组技术。可运营光以太网的设备和线路必须符合电信网络的99.999%高运行可靠性。他要克服传统以太网的不足，具备以下特征：

31、能够根据终端用户的实际应用需求分配带宽，保证带宽资源充分、合理地应用； 具有认证和授权功能，用户访问网络资源必须经过认证和授权，确保用户和网络资源的安全及合法使用； 提供计费功能，能及时获得用户的上网时间记录和流量记录，支持按上网时间、用户流量，火爆月计费方式，支持实时计费； 支持VPN和防火墙，可以有效的保证网络安全； 支持MPLS，具有一定的服务质量保证，提供分级的QoS网络服务； 能够方便、快速、灵活地适应用户和业务的扩展。10Gbps光以太网的技术优势主要表现在以下几个方面： 以太网与DWDM技术都十分成熟，并且已经广泛应用。经过估算，组建一个同样规模的宽带城域网，光以太网的造价是SO

32、NET的1/5,是ATM的1、10. IEEE已经对速率从10Mbps、100Mbps、1Gbps到10Gbps的以太网技术标准化了，100Gbps的以太网技术标准正在研究中；他能够覆盖从宽带城域网的核心层、汇聚层到接入层的各种需求，因此以太网技术在宽带城域网中提供端-端的多种方案中具有潜在的优势。 如果一个宽带城域网中的各个层次使用同一种技术，那么这种网络在设计、组建、运行、管理和人员培训都很方便、有效。全球城域网产品中发展势头最好的是运营级的以太网交换机和路由器。三、 基于弹性分组环RPR技术的城域网弹性分组环（RPR）是一种直接用在光纤上高效传输IP分组的传输技术，它的工作基础是Cisc

33、o公司提出的动态分组传送（DPT）技术。环形结构是目前城域网的主要拓扑构型。在典型的核心交换层有310个结点的城域网中，使用环形结构可以简化光线的配置，并解决网络保护机制与带宽共享等问题。与多个点-点结构相比，环形结构将使接入点/汇聚点（POP）具有更好的可扩展性。与网状结构相比，环形结构将更容易提供点到多点的业务。弹性分组环RPR双环结构，这一点与FDDI结构相同。在RPR环中，两个RPR节点之间的裸光纤的最大长度可以达到100km。RPR将顺时针传输的光纤环叫做外环，将沿逆时针传输的光纤环叫做内环。弹性分组环RPR的内环和外环都可以传输数据分组和控制分组。每一个结点都可以使用两个方向的光纤

34、与相邻结点通信。这样做的目的除了高效地利用光纤带宽之外，还有一个目的是加速控制分组传输，提高环的可靠性，实行“环自愈”功能，保证城域网的系统可靠性与服务质量。RPR技术主要具有以下几个特点：1. 带宽的利用率高传统的SDH网络中，有50%的环带宽是冗余的；RPR采用双环结构传输数据分组和控制分组。传统的FDDI环网中，当源节点向目的结点成功地发送一个数据帧之后，这个数据帧要由源结点从环中收回；而RPR环限制数据帧只在源结点与目的结点从环中收回。这样，该数据帧将不再占用下游段的环带宽，提高环带宽的利用率。2. 公平性好公平性是网络运营商必须提供的一项重要保证。当两个数据帧具有相同的优先级时，RP

35、R环可以向他们提供相同的环通道的访问能力。RPR环中每一个结点都执行SRP公平算法，使得每个结点能够获得平等的带宽，防止个别结点因流量大而造成环拥塞。同时，RPR环还支持加权公平法则和入口、出口峰值速率限制，用以保证用户购买的贷款提供相应的服务。3. 快速保护和恢复能力强RPR环的快速保护和恢复能力使得它已经成为了一项电信级的技术。RPR采用自愈环的设计思想，能够在50ms的时间内，隔离出现故障的结点和光纤段，提供SDH级的快速保护和恢复，同时不需要像SDH那样必须有专用的带宽，因此又进一步提高了环带宽的利用率。4. 保证服务质量为了保证网络的服务质量（QoS），RPR环对不同业务数据分配不同

36、的优先级，以保证高优先级信息的可靠传输。实训任务五：网络接入技术与方法一、 接入网络技术的发展背景接入网技术解决的是最终用户接入地区性网络的问题。二、 接入服务的界定我国信息产业部对接入服务有明确的界定，将它作为“电信业务的第二类增值电信业务”。按照我国管理部门的界定，Internet接入服务是指利用接入服务器和相应的软硬件资源建立的业务结点，并利用公用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。用户可以利用公用电话网或其他接入手段连接到业务结点，并通过该节点接入Internet。Internet接入服务与物主要有两种应用：一是为Inte

37、rnet内容提供商（ICP）提供Internet的接入服务，他们利用Internet从事信息提供、网上交易；二是为普通上网用户提供Internet接入服务，这类用户需要上网获得相关服务。从网络层次的角度来看，接入网属于物理层的问题，但是由于它的技术涉及计算机网络技术以外，与电信通信网与广播电视网技术都有密切联系。三、 接入技术与“数字会聚”、“三网融合”目前，可以作为用户接入网的主要有三类：计算机网络、电信通信网与广播电视网。计算机网络出现的比较晚。尽管这三种网络之间有很多区别，但是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都变成数字信号来获取、处理、存储与传输。电信通信网的电

38、话交换网正在从模拟通信方式向数字通信方式发展。从目前的技术角度来看，接入网的接入方式主要分为两类：地面有线通信系统、无线通信和移动通信网、卫星通信网、有线电视网和地面广播电视网。在这里，计算机局域网被归为地面有线通信系统。四、 宽带接入技术的基本类型从用户接入的角度，可以分为接入技术和接入方式，接入方式与用户工作环境与需求相关。接入技术可以分为有线接入与无线接入两类；接入方式涉及用户的环境与需求，它大致可以分为家庭接入、校园接入、机关与企业接入。从实现技术的角度，目前宽带接入技术可分为以下几种：数字用户线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

39、线接入又可以分为无线局域网接入、无线城域网接入与无线Ad hoc接入。五、各种接入技术的特点1. 数字用户线xDSL接入技术大多数公司倾向于推动数字用户线xDSL的应用。数字用户线xDSL又叫数字用户环路。数字用户线是指从用户到本地电话交换中心的一对铜双绞线，本地电话交换中心又叫做中心局。据估计，全球电话的总数约为12.7亿。铜双绞线最初的设计是用于传输模拟话音信号，是哟个调制解调器Modem后，也可以传输数字信号。目前调制解调器的传输速率可以达到56kbps。由于电话交换网逻辑调制解调器的限制，进一步提高传输速率是很难的了。在20世纪80年代，ISDN利用一对双绞线实现了传输速率为144kb

40、ps，传输距离为6000m的数据传输。它将144kbps分为两个64kbps的交换B通道和一个16kbps的信令D信道。与其他的宽带接入技术相比，xDSL技术的优势主要表现在： 能够提供足够的带宽以满足人们对于多媒体网络应用的需求； 性能和可靠性有明显的优势； 利用现有的电话铜双绞线，能够平滑地与人们现有的网络进行连接，是比较经济的介入方案之一。XDSL技术按上行和下行的速率是否相同可分为速率对称型和速率非对称型两种。根据信号传输的速率、距离，以及上行速率与下行速率的不同，主要的数字用户线xDSL技术可以分为： 非对称数字用户线（ADSL） 高比特率数字用户线（HDSL） 速率自适应数字用户线

41、（RADSL） 甚高比特率数字用户线（VDSL）ADSL主要技术特点在于： 它可以在现有的用户电话铜双绞线网路上，以重叠和不干扰传统模拟电话业务，即普通电话业务POTS的方式，提供高速数字业务。 该技术几乎和本地环路的实际参数没什么关系，与所使用的用户电话铜双绞线的特性也无关，因此用户不需要专门为获得ADSL服务而重新铺设电缆。 ADSL技术提供的非对称带宽特性，上行速率在64kbps640kbps，下行速率在500kbps7Mbps。用户可以根据需要选择上行和下行速率。2.光纤同轴电缆混合网HFC的基本概念 （1）光纤同轴电缆混合网HFC的基本结构它是由有线电视头端、长距离干线、放大器、馈线

42、和地下引线组成。电话拨号上网的速率一般为33.6kbps56.6kbps。本地电话公司提供的ISDN专线上网的传输速率为128kbps。使用ADSL数据专线上网的传输速率是1.8Mbps，传输距离不超过5km。使用Cable Modem，通过有线电视宽带接入Internet的，数据传输速率可达10Mbps36Mbps。（2）电缆调制解调器Cable Modem的分类电缆调制解调器Cable Modem是一种专门为利用有线电视网进行数据传输而设计的。Cable Modem把用户计算机与有线电视同轴电缆连接起来。它不仅包含调制解调部分，也有加密解密和协议适配与网桥、路由器、集线器的部分功能。Cab

43、le Modem利用频分复用的方法，将双信道分为：从计算机终端到网络方向称为上行信道，从网络到计算机终端方向称为下行信道。上行信道采用的载波频率范围在5MHz42MHz，上行信道带宽一般为200kbps10Mbps。下行信道采用的载波范围一般在450MHz750MHz，信道带宽最高可达36Mbps。Cable Modem可分为以下几种类型： 从传输方式，Cable Modem可分为双向对称式传输和非对称式传输两类。对称式传输速率为2Mbps4Mbps，最高能达10Mbps。非对称式传输30Mbps，上行速率为500kbps2.56Mbps。 从数据传输方向上，Cable Modem可以分为单向

44、、双向两类； 从同步方式上，Cable Modem可以分为同步与异步交换两类。同步交换类似于Ethernet，异步交换类似于ATM技术。 从接入的角度，Cable Modem可以分为个人Cable Modem和宽带用户Cable Modem。宽带Modem可以具有网桥的功能，可以将一个计算机局域网接入。 从接口的角度，Cable Modem可以分为外置式、内置式和交互机顶盒三种。3.光纤接入技术光接入技术有着广阔的应用前景，特别是无源光网格（PON）技术，以及以ATM为基础的宽带无源光网络（APON）技术。光纤到路边（FTTC）光纤到小区（FTTZ）光纤到大楼（FTTB）光纤到办公室（FTTO

45、）光纤到户（FTTH）APON系统是PON和ATM相结合的产物。PON为多个用户提供廉价的共享传输媒介，而ATM技术则为从低速到高速的各种多媒体业务提供可靠的接口，APON结合了这两者的优点，与其他接入方式相比较，具有以下优点： 系统稳定、可靠； 可以适应不同带宽、传输质量的需求； 与有线电视CATV网格相比，每个用户可占用独立的贷款，而不会发上拥塞； 接入距离可以达到20km30km4. 宽带无线接入技术（1）无线接入技术的分类与应用无线接入技术主要有：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，以及正在发展的Ad hoc接入技术。802.11

46、标准的重点在于解决局域网范围的移动节点通信问题，而802.16标准的重点在于解决建筑物之间的数据通信问题。（2）802.16标准与无线城域网WMANIEEE802.16标准体系的主要目标是制定工作在266MHz频段的无线接入系统的物理层与介质访问控制子层MAC规范。按照IEEE 802.16标准建立的无线网格可能需要覆盖一座城市的部分区域，同时与偶与建筑物位置是固定的，他需要在建筑物上建立基站，基站之间采用全双工、宽带通信方式工作。而且每个802.16无线网络接入的用户数，往往要多于802.11无线局域网的用户数。802.16标准规定无线网格使用更高的1066GHz波段的频率，这个频率属于毫米

47、波。在802.16标准上增加了802.16d与802.16e。802.16d主要针对固定的无线网络部署，802.16e则针对火车、汽车等移动物体的无线通信标准问题。（3）802.11标准802.11定义了使用红外、跳频扩频与直接序列扩频技术，数据传输速率为1Mbps、2Mbps、5.5Mbps与11Mbps的无线局域网标准。而802.11a将速率提高到54Mbps。（4）无线网络WMN技术目前，Ad hoc技术有两个发展方向：一是军事和特定行业发展和应用，在此基础上产生了无线传感器网络WSN；另一个是向民用的接入网领域发展，出现了WMN。第二章 中小型网络系统总体规划与设计方法基于网络的信息系

48、统基本结构它包括网络运行环境、网络系统、网络操作系统，以及基于网络操作系统的网络数据库管理系统、网络软件开发工具与网络应用系统。一、 网络运行环境网络运行环境是指保障网络系统安全、可靠与正常运行所必需的基本设施与设备条件。它主要包括机房与电源两个部分。1. 机房与设备间、配线间机房是放置核心路由器、交换机、服务器等核心设备的场所，同时也包括各个建筑物中放置路由器、交换机与布线设施的设备间、配线间等场所。2. 电源供电关键的网络设备（如核心路由器、交换机、服务器）对供电条件的要求是很高的，必须保证由专用的UPS系统供电。UPS系统应具有稳压、备用电源与供电电压的智能管理能力。二、 网络系统支持信息系统的网络包括网络