《典型应用》PPT课件

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AlexanderGrahamBell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,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（DigitalDataNetwork）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.25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（FRAMERELAY）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、Videoondemand、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,(AsynchronousTransferMode)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）FTTXFTTB：FibertoTheBuilding（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，DigitalSubscriberLine）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ADSLMODEM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（AsymmetricDigitalSubscriberLine）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。,ADSLMODEM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)。,CableModem,CableModem,CableModem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“HFCCableModem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，CableModem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，CableModem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（FiberNode），再由节点以750MHz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CableModem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（PeertoPeer）：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（Inte