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计算机网络（2） 西安电子科技大学 刘怀亮 教学内容 一、数据通信 二、互联网接入 三、计算机网络的分类 一、数据通信 数据通信的目的就是要完成计算机之间 、计算机与各种数据终端之间的信息传 递。 为了实现数据通信，必须进行数据传输 ，即将位于一地的数据源发出的数据信 息通过数据通信网络送到另一地的数据 接收设备。 数据通信网交换技术历经了电路交换、 报文交换、分组交换、信元交换等阶段 。 自Alexander Graham Bell于1870年发 明电话后，为有效地连接日益增多的电 话用户，电话交换网应运而生。它经历 了人工交换，机电式自动交换系统以及 数字程控系统发展过程，但电路交换的 原理一直未变。 电路交换电路交换 公众电话网（PSTN网）和移动网（包括GSM 网和CDMA网）采用的都是电路交换技术，它 的基本特点是采用面向连接的方式，在双方 进行通信之前，需要为通信双方分配一条具 有固定带宽的通信电路，通信双方在通信过 程中将一直占用所分配的资源，直到通信结 束。 这种方式的优点是在通信过程中可以保 证为用户提供足够的带宽，并且实时性强， 时延小，交换设备成本较低，但同时带来的 缺点是网络的带宽利用率不高，一旦电路被 建立不管通信双方是否处于通话状态，分配 的电路都一直被占用。 例如专线DDN数据通信。由于预先的固 定资源分配，不管在这条电路上实际有 无数据传输，电路一直被占着。 DDN是数据传输网（Digital Data Network）的英文简称，是利用光纤、 数字微波、卫星等数字信道，以传输数 据信号为主的数字通信网络. 报文交换技术采用存储转发机制， 以报文作为传送单元，由于报文长度差 异很大，长报文可能导致很大的时延， 并且对每个节点来说缓冲区的分配也比 较困难，为了满足各种长度报文的需要 并且达到高效的目的，节点需要分配不 同大小的缓冲区，否则就有可能造成数 据传送的失败。 在实际应用中报文交换主要用于 传输报文较短、实时性要求较低的通信 业务，如公用电报网。 分组方式 分组方式是将传送的信息划分为一定长度的 包，称为分组，以分组为单位进行存储转发 。 在分组交换网中，一条实际的电路上能够传 输许多对用户终端间的数据而不互相混淆， 因为每个分组中含有区分不同起点、终点的 编号，称为逻辑信道号。 分组方式对电路带宽采用了动态复用技术， 效率明显提高。为了保证分组的可靠传输， 防止分组在传输和交换过程中的丢失、错发 、漏发、出错，分组通信制定了一套严密的 ，较为繁琐的通信协议。 例如：在分组网与用户设备间的X.25规程就 起到了上述作用，因此人们又称分组网为 “X.25网”。 X.25规范对应OSI三层，X.25的第三层描 述了分组的格式及分组交换的过程。 X.25网络设备分为数据终端设备（DTE） 、数据电路终端设备（DCE）及分组交换 设备（PSE）。 DTE是X.25的末端系统，如终端、计算机 或网络主机，一般位于用户端，Cisco路 由器就是DTE设备。DCE设备是专用通信 设备，如调制解调器和分组交换机。PSE 是公共网络的主干交换机。 X.25X.25网络网络 帧方式 帧方式实质上也是分组通信的一种形式，只 不过它将X.25分组网中分组交换机之间的恢 复差错，防止拥塞的处理过程进行了简化。 帧方式的典型技术就是帧中继。由于传输技 术的发展，数据传输误码率大大降低，分组 通信的差错恢复机制显得过于繁琐，帧中继 将分组通信的三层协议简化为两层，大大缩 短了处理时间，提高了效率。 帧中继网内部的纠错功能很大一部分都交由 用户终端设备来完成。 帧中继（FRAME RELAY）是以帧为单位 ，在网络上传输，并将流量控制、纠错 等功能，全部交由智能终端设备处理的 一种新型高速网络接口技术。 由X.25分组交换技术发展起来的一种传 输技术 帧中继通信 图中，LAN1和LAN2代表两个要通过帧中 继网络互联的局域网。 路由器或FRAD(帧中继访问设备)的作用 是将局域网 1的帧(如以太网帧、令牌 环帧等)封装打包成FR的帧，送入FR网 络进行传送。 FR路由器2或FRAD2将从FR网络接收到的 帧中继帧解包，并转换为以太网帧送给 局域网2。 随着社会不断发展,网络服务不断多样 化,人们可以利用网络干很多事情,如收 发信件、家庭办公、Video on demand 、网络电话,这对网络的要求越来越高 ,有人还不禁提出这样一个想法:能否把 这些对带宽、实时性、传输质量要求各 不相同的网络服务由一个统一的多媒体 网络来实现,做到真正的一线通 (ISDN)? ATM网 信元交换信元交换 (Asynchronous Transfer Mode) 异步 传输模式 ATM是一种传输模式，在这一模式中，信息被 组织成信元，ATM信元是固定长度的分组，共 有个字节，分为个部分。前面个字 节为信头，主要完成寻址的功能；后面的 个字节为信息段，用来装载来自不同用户 ，不同业务的信息。 话音，数据，图象等所有的数字信息都要经 过切割，封装成统一格式的信元在网中传递 ，并在接收端恢复成所需格式。 由于ATM技术简化了交换过程，去除了不必要 的数据校验，采用易于处理的固定信元格式 ，所以ATM交换速率大大高于传统的数据网， 如x.25，DDN,帧中继等。 从技术角度来讲，ATM几乎无懈可击，但 ATM技术的复杂性导致了ATM交换机造价极 为昂贵，并且在ATM技术上没有推出新的 业务来驱动ATM市场，从而制约了ATM技术 的发展。 教学内容 一、数据通信 二、互联网接入 三、计算机网络的分类 二、互联网接入 对于互联网接入来说，目前常用的接入 方式有： 拔号接入 通过局域网接入 通过专线接入 提供接入的ISP有： 电信、网通、联通、铁通、长宽、移动 、广电宽带、其它（如同辉） FTTB、FTTH（到户）FTTC（curb路边） ，FTTO（办公室）FTTX FTTB： Fiber to The Building（光纤 到楼），它是利用数字宽带技术，光纤 直接到小区里，再通过双绞线（超五类 双绞线或4对非屏蔽双绞线）到各个用 户。 DSL（数字用户线路，Digital Subscriber Line）是以铜质电话线为传输介质的传输 技术组合，它包括HDSL、SDSL 、VDSL 、 ADSL和RADSL等，一般称之为xDSL。它们主 要的区别就是体现在信号传输速度和距离 的不同以及上行速率和下行速率对称性的 不同这两个方面。 ADSL 1989年贝尔提出了一个充满激情的设想，在 普通的电话线（双绞线）上以百万bits/秒 的速度传输视频、图形等数据。梦想成真， 一台叫做ADSL MODEM的诞生了，他的下行速 率达到1.5Mbps上行速率为16或64Kbps，这 种非对称的速率特别适合于VOD（视频点播 ），同时这种非对称的传输技术与对称式的 传输技术相比能够传输更远的的距离。不幸 的是，ADSL的设计者并不擅长起名字，他们 给这种技术起了一个难记的名字（ Asymmetric Digital Subscriber Line）缩 写ADSL，翻译成中文大概就是“非对称数字 用户线路“。 ADSL技术是一种不对称数字用户线实现 宽带接入互连网的技术，充分利用现有 的铜线资源，在一对双绞线上提供上行 640kbps下行8Mbps的带宽，从而克服了 传统用户在“最后一公里“的“瓶颈“，实 现了真正意义上的宽带接入。 传统的电话系统使用的是铜线的低频部 分（4kHz以下频段）。而ADSL采用DMT （离散多音频）技术，将原先电话线路 0Hz到1.1MHz频段划分成256个频宽为 4.3kHz的子频带。其中，4kHz以下频段 仍用于传送POTS（传统电话业务）， 20kHz到138kHz的频段用来传送上行信 号，138kHz到1.1MHz的频段用来传送下 行信号。 ADSL MODEM接入示意图 ADSL接入类型： （1）专线入网方式： 用户拥有固定的静态IP地址，24小时在 线。 （2）虚拟拨号入网方式： 并非是真正的电话拨号，而是用户输入 帐号、密码，通过身份验证，获得一个 动态的IP地址，可以掌握上网的主动性 。 电缆调制解调器（简称CM），Cable是 指有线电视网络，Modem是调制解调器 。 我们平常用Modem通过电话线上互联网 ，而电缆调制解调器是在有线电视网络 上用来上互联网的设备，它是串接在用 户家的有线电视电缆插座和你的上网设 备之间的，而通过有线电视网络与之相 连的另一端是在有线电视台(称为头端 ：Head-End)。 Cable Modem Cable Modem Cable Modem也是一种上下行带宽不对称的技术 ，适合提供上网及VOD这两种业务。 其中，提供因特网接入业务可以采用“HFC Cable Modem以太网/ATM”的方式。 局端需要配备一台HFC头端设备，通过ATM或快速 以太网与因特网进行互联，并且完成信号的调制 和混合功能。数据信号通过光纤同轴混合网（ HFC）传至用户家中，Cable Modem完成信号的解 码、解调等功能，并通过以太网端口将数字信号 传送到PC机。反过来，Cable Modem接收PC机传 来的上行信号，经过编码、调制后通过HFC传给 头端设备。 HFC 网络的传输架构，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 750 MHz 同轴电缆线连出，经由电缆线连到 用戶家中。 有线电视宽带网结构上是总线型的，其承诺 的10Mbps甚至30Mbps的信道带宽是一群用户 共享的，一旦用户数增多，每个用户所分配 的带宽就会有所下降，但在用户数不多或网 络不忙时，速度比较快。 而ADSL最高可实现1Mbps的上行速率和8Mbps 的下行速率。这与各地的网络结构、出口带 宽、用户数量都有关系。ADSL的网络拓扑采 用的是星型拓扑结构，为每个用户提供了固 定、独占的带宽，保证用户发送数据的安全 性。 ADSL与Cable Modem的比较 ADSL与ISDN的承载介质都是铜芯线(普通电话 线)，在应用中都能够进行语音、数据、图像 的综合通信，但是，二者又有很大区别。 首先它们的线路电压、信号编码是不同的。 其次，ADSL的速率比ISDN的速率要高得多。 目前国内应用的ISDN多属于“窄带ISDN”， 其下载速率最高可达到128Kbps。而ADSL的下 行速率可达8Mbps，它的话音部分是接入传统 的PSTN网，而数据部分则接入宽带ATM平台。 还有，ADSL用于数据通信的信道是不进入市 话交换机的，这样就不会产生电话费了 ADSL与ISDN的比较 教学内容 一、数据通信 二、互联网接入 三、计算机网络的分类 1.按网络辐射的地理范围分类 （1）局域网（LAN）： 辐射的地理范围从几十米至数公里； （2）城域网（MAN）： 辐射的地理范围从几十公里到数百公里 ； （3）广域网（WAN）： 辐射的地理范围从数百公里至数千公里 ，甚至上万公里。 三、网络分类 2、按传输介质分类 （1）有线网：包括有线电话线网、 电力线网、有线电视电缆网、同轴电 缆网、双绞线网、光纤网； （2）无线网：包括无线电话网、语 音广播网、无线电视网、微波通信网 、卫星通信网。 无线上网是一个比较宽的概念，包括了无线 局域网上网，GPRS上网卡上网，CDMA上网卡 上网，蓝牙无线上网，红外无线上网等等， 而现在最普遍的，则是无线局域网上网。 在无线局域网上网里面，就有无线AP(无线接 入点)、无线网卡、无线路由器、无线交换机 、无线信号放大器等设备，最常用的当然是 无线AP和无线网卡了 3、按网络的交换方式分类 电路交换 报文交换 分组交换 信元交换 4、按通信方式分类 （1）点对点传输网络：数据以点到点的方式在 计算机或通信设备中传输。 适用于大的网络。（如广域网） （2）广播式传输网络：数据在共用通信介质 线路中传输。无线网和总线型网络、星型网属 于这种类型。 适用于地理范围小的网络或保密要求不高 的网络。（如局域网） 5、按网络的使用的目的分类 （1）共享资源网：使用者可共享网络中的 各种资源，例如，文件、扫描仪、绘图仪 、打印机以及各种服务。 （2）数据处理网：用于处理数据的网络， 研究机构的科学计算机网络、企业管理网 。 （3）数据传输网：用来收集、交换、传输 数据的网络。例如，情报检索网络和信息 浏览等。 目前网络使用目的都不是单一的，而 是综合型的 6、按服务方式分类 （1）客户机/服务器（C/S）模式： 工作特点：文件从服务器被下载到工 作站上，然后在工作站上进行处理。 （2）浏览器/服务器（B/S）模式： 主要特点：与软硬件平台无关性，把 应用逻辑和业务处理规则放在服务器一侧 。 （3）对等网络（Peer to Peer）： 特点：灵活方便，但较难实现集中管 理和控制，安全性低。 7、按企业和公司管理分类 （1）内部网（Innernet）：一般指企业 内部网。 （2) 内联网 (Intranet)：一般指经改 造的或新建的企业内部网，为企业内部 服务，不和因特网直接进行连接。 （3) 外联网（Extranet)：相对企业内 部网，泛指企业之外，需要扩展连接到 自己相关的其他企业网。 （4） 因特网（I