计算机网络的通信子网课件

1、Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.1Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.23-2-1 信道带宽与信道容量信道带宽与信道容量Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.4Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.5Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.6Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.7Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.83-3-1 局域网的

2、基本概念局域网的基本概念Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.9Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.103-3-2 局域网的参考模型局域网的参考模型Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.11 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IEEE802.2规定的规定的LLC层进行链接。层进行链接。Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.12BACD共享总线共享总线10Mb/s 以太网硬件运行在以太网硬

3、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。Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.13 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，用信号的存在性来确定何时传输的想法叫做输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

4、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。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

5、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Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.15 数据传送方式：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发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。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，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，再向下

6、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，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：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。在任何时刻，环上只有一个令牌在任何时刻，环上只有一个令牌。为了发送数据，计算机必须等待令牌到。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

7、输令牌。当没有计算机要发送数来，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，令牌以高速在环上循环。据时，令牌以高速在环上循环。 Token Ring 代表代表IBM的这种技术，的这种技术， IBM的令牌环运行速的令牌环运行速度为度为16Mbps。令牌环采用。令牌环采用IEEE802.5标准。标准。Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.16 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作为传输媒体的令牌环形网。的令牌环形网。 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

8、个光纤链路环构成双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）环结构，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实体逻辑连接实体逻辑连接Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.18 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

9、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VL

10、AN、基于、基于MAC地址的地址的VLAN 、基于第三层的基于第三层的VLAN 、基于策略的、基于策略的VLAN。 IEEE 802.1Q是是IEEE 802委员会制定的委员会制定的VLAN标准。标准。Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.19HUBHUB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Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.20Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.21Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.22Writen by

11、 Yang yuemei, HZRTVU, China.23Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.24 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

12、括交换单元。 MAN的标准的标准 IEEE 802.6 ：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，站点按照准备好发中，站点按照准备好发送的顺序进行排队，并按照送的顺序进行排队，并按照FIFO( First In first Out )先进先出的原则进行先进先出的原则进行发送。发送。 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

13、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，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。Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.25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，点的

14、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）线间串扰，传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Cable Modem技术的宽带接入，技术的宽带接入，Cable Modem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Cab

15、le Modem。 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

16、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。） Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.26ISDN综合业务数据网是由电话综合数字网综合业务数据网是由电话综合数字网IDN演变而成演变而成的，提供的，提供端到端的数字连接端到端的数字连接，以支持一系列语音、数据、文，以支持一系列语音、数据、文字和图像的综合业务。它为用户进网提供一组有限的标准的字和图像的综合业务。它为用户进网提供一组有限的标准的网络接口。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。ISDN的

17、中心思想是的中心思想是数字比特管道数字比特管道。比特能在管道中双。比特能在管道中双向流动。向流动。ISDN数字比特管道通过对比特流的时分多路复用来数字比特管道通过对比特流的时分多路复用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。窄带窄带N-ISDN两种不同速率的标准接口两种不同速率的标准接口（两种接口都可以采（两种接口都可以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

18、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， 23B+D，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 交换机交换机NT2ISDNPBX非非ISDN终端终端TASSSR大型

19、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Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.291、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一次性租用费并购买一块ISDN PC 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

20、，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ISDN 1B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。Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.30Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.31 WAN的概念：的概念：是覆盖范围较广的数据通信网络。它常利用是覆盖

21、范围较广的数据通信网络。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

22、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。Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.32v 路由选择是网络中所有结点共同协调工作的结果。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

23、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。Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.331234Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.34v 公共数据网公共数据网PDN是在一个

24、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Writen by Yang

25、yuemei, HZRTVU, China.35 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（平衡型链路接入规规程（平衡型链路接入规程），为程），为 DTE / DCE 链路上定义了帧格式。链路上定义了帧格式。 LAPB仅适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) )的的建立、释放过程以及分组的格式、分组传输控制过程、流控建

26、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。和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Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.36 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，以链路层的帧为基础实现多条逻辑的分组层，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，所以称为链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

27、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，而且帧长度是可变的，没有分组层的固定组长度的限制，从而保证了网络的吞吐量。长度的限制，从而保证了网络的吞吐量。X.25网是确认型的网络，网是确认型的网络，帧中继是非确认型的网络。帧中继只在源帧中继是非确认

28、型的网络。帧中继只在源节点和目的节点之间进行确认和重发，在网络接口及各相邻节点间不节点和目的节点之间进行确认和重发，在网络接口及各相邻节点间不负责确认和重发，只进行检错，有错就简单的将它抛弃。负责确认和重发，只进行检错，有错就简单的将它抛弃。3-5-3 帧中继帧中继Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.37标志 地址 数据（可变） FCS 标志LAPE帧帧 LAPB帧帧内所含的内所含的 FCS校验字段采用循环冗余进行检错，校验字段采用循环冗余进行检错，具有确认应答机制，保证帧序列的无差错传输。具有确认应答机制，保证帧序列的无差错传输。 帧中继网帧中继网不提供

29、纠正错误的机制，在帧中虽然含有不提供纠正错误的机制，在帧中虽然含有FCS字段，但仅仅是检测错误。字段，但仅仅是检测错误。标志 地址 控制 数据（可变） FCS 标志LAPB帧帧Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.38v 数字数据网数字数据网DDN（digital data network），它利用光纤、它利用光纤、微波或卫星等数字传输通道提供永久性电路，以传输数据信微波或卫星等数字传输通道提供永久性电路，以传输数据信号为主，为用户提供专用的高质量的数据传输通道，传送各号为主，为用户提供专用的高质量的数据传输通道，传送各种数据业务，为用户建立自己的专用数据网

30、提供条件。种数据业务，为用户建立自己的专用数据网提供条件。v 数字数据网（数字数据网（DDN)DDN)是由光纤数字电路和数字交叉连接设备是由光纤数字电路和数字交叉连接设备组成为用户提供高质量的数据专线出租业务组成为用户提供高质量的数据专线出租业务，速率范围速率范围64kb/s64kb/s至至2Mb/s2Mb/s。网吧常用的速率是。网吧常用的速率是64kb/s,128kb/s64kb/s,128kb/s与与256kb/s256kb/s。可支持数据、图像、话音等多媒体业务。可支持数据、图像、话音等多媒体业务。它的特点它的特点是是v同步数据传输，不具备交换功能。同步数据传输，不具备交换功能。v传输速

31、率高，网络时延小；传输速率高，网络时延小；v全透明网，支持任何规程；全透明网，支持任何规程；v网络运行管理简便。网络运行管理简便。Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.39 DDN适用于远程局域网间的固定连接，租用费用高。适用于远程局域网间的固定连接，租用费用高。 高投入，高回报。速度快、通信质量有保证，不会出现高投入，高回报。速度快、通信质量有保证，不会出现拨号常见的占线、掉线情况，信誉好。拨号常见的占线、掉线情况，信誉好。 采用采用DDN，网络设备需要路由器、，网络设备需要路由器、NTU、基带、基带MODEM。这两种设备的价格都比较昂贵，且专线租用费高。

32、这两种设备的价格都比较昂贵，且专线租用费高。 根据需要选择不同业务：点对点、点对多点专用电路、根据需要选择不同业务：点对点、点对多点专用电路、广播、轮询等。广播、轮询等。Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.40v ATM即即异步传输模式异步传输模式，它是，它是B-ISDN的底层传输技术。的底层传输技术。是建立在线路交换和分组交换的基础上的新的交换技术。是建立在线路交换和分组交换的基础上的新的交换技术。v ATM的统计异步时分复用：的统计异步时分复用：根据各种业务的统计特性，根据各种业务的统计特性，在保证业务质量要求的情况下，在各个业务之间在保证业务质量要求

33、的情况下，在各个业务之间动态的分配网络带宽动态的分配网络带宽，以达到最佳的资源利用率。多条数据连接根据他们不同的传输特性复用以达到最佳的资源利用率。多条数据连接根据他们不同的传输特性复用到一条链路上，且在一个以上数据连接有数据传输时才被分配时隙进行到一条链路上，且在一个以上数据连接有数据传输时才被分配时隙进行传输，无数据传输时不占用带宽。传输，无数据传输时不占用带宽。v 同步传输模式同步传输模式STM：是指线路交换在整个通信连接期间要是指线路交换在整个通信连接期间要建立一条电路，并按建立一条电路，并按时分复用时分复用原理将信息从一个节点传递到另一个节点。原理将信息从一个节点传递到另一个节点。当

34、通信结束后，连接被撤消。在当通信结束后，连接被撤消。在STM 模式中，信息基本单元以周期性重模式中，信息基本单元以周期性重复时隙传送。一个给定的复时隙传送。一个给定的STM连接通常被分配一个固定链路的固定时隙连接通常被分配一个固定链路的固定时隙且一旦分配，就只能传输该连接上的数据，若该连接上无数据传送，则且一旦分配，就只能传输该连接上的数据，若该连接上无数据传送，则相应的时隙只能空闲，从而引起带宽的极大浪费。相应的时隙只能空闲，从而引起带宽的极大浪费。Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.41v ATM的技术特点：的技术特点： 选择选择固定长度固定长度535

35、3字节的信元字节的信元作为传输单位。信元的长作为传输单位。信元的长度固定，信元头度固定，信元头5 5个字节又非常简单，这使得个字节又非常简单，这使得ATM网络可网络可以用硬件来实现信元的快速转发。以用硬件来实现信元的快速转发。 ATM 网络是星型拓扑结构。网络是星型拓扑结构。 ATM端点通过点到点的端点通过点到点的链路与链路与ATM交换机相连，每个交换机相连，每个ATM端系统接口基本的发端系统接口基本的发送速率为送速率为155Mbps。ATM交换机是一个交换机是一个快速分组交换机快速分组交换机。 ATM是定义在光纤媒体上的传输方式。是定义在光纤媒体上的传输方式。 ATM是是面向连接面向连接、通

36、过、通过建立虚电路建立虚电路进行数据传输。进行数据传输。 ATM采用统计异步时分复用。采用统计异步时分复用。 ATM提供多种服务类型。提供多种服务类型。Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.42ATM骨架型骨架型ATM-LAN网络网络Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.43ATM集线器构型集线器构型ATM-LAN网络网络Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.44v ATM的中的虚连接的中的虚连接 ATM是通过建立虚电路进行数据传输。是通过建立虚电路进行数据传输。 虚连接的建立过程虚连接

37、的建立过程：ATM网络发送一个建立连接的请求，网络发送一个建立连接的请求，接收端接到该请求并同意建立连接后，虚连接上所有中继接收端接到该请求并同意建立连接后，虚连接上所有中继交换机中都会建立连接映象表。虚连接用交换机中都会建立连接映象表。虚连接用VPI / VCI（虚路（虚路径径/ /虚信道的标识符）来标识。虚信道的标识符）来标识。 v ATM中的虚连接有两个层次：中的虚连接有两个层次： 虚信道连接虚信道连接( (VCC)：是一条单向是一条单向ATM信元传输信道，是信元传输信道，是连接的基本形式，虚信道端到端的连接由连接的基本形式，虚信道端到端的连接由VCI和和VPI值共同值共同标识。标识。

38、虚路径连接虚路径连接( (VPC)：将成束的虚信道作为一个单元一起将成束的虚信道作为一个单元一起交换。交换。一般用于两地之间的大量的数据传输。一般用于两地之间的大量的数据传输。 虚信道与虚路径都是单向的。虚信道与虚路径都是单向的。Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.45v ATM中的虚连接可分为两种形式：中的虚连接可分为两种形式： 永久虚连接永久虚连接( (PVC)：由网络管理等外部机制建立的虚拟由网络管理等外部机制建立的虚拟连接，该连接在网络中一直存在。连接，该连接在网络中一直存在。 交换虚连接交换虚连接( (SVC)：在进行数据传输之前通过信令协议在进

39、行数据传输之前通过信令协议自动建立的，数据传输之后便被拆除。自动建立的，数据传输之后便被拆除。v 物理线路与虚路径物理线路与虚路径VP、虚信道虚信道VC关系如图所示。关系如图所示。Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.46Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.47v ATM上的局域网仿真上的局域网仿真LANE ( LAN Emulation ) 局域网仿真就是在局域网仿真就是在ATM网上模拟传统局域网的一些特性，网上模拟传统局域网的一些特性，在在ATM网上构造新的局域网网上构造新的局域网(ELAN)，让，让ATM上的设备和

40、上的设备和传统局域网上设备能够透明通信。传统局域网上设备能够透明通信。 LANE协议协议最基本的功能最基本的功能：将将MAC地址解析为地址解析为ATM地址。地址。通过这种地址映射，完成通过这种地址映射，完成ATM的的MAC桥接协议，从而使桥接协议，从而使ATM交换机更好地完成交换机更好地完成LAN交换机的功能，确保交换机的功能，确保ELAN 站站点之间能够建立连接并传输数据。点之间能够建立连接并传输数据。 在使用局域网仿真时，一个大的在使用局域网仿真时，一个大的ATM网络被划分为多个网络被划分为多个逻辑子网，每个子网为一个逻辑子网，每个子网为一个ELAN。对一个。对一个ELAN（逻辑（逻辑组）

41、，广播消息只在这个组内传播。不同的仿真局域网之组），广播消息只在这个组内传播。不同的仿真局域网之间的通信仍然要通过路由器。间的通信仍然要通过路由器。 Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.48v MPOA技术技术 MPOA技术是一种在技术是一种在ATM网络上使用的路由机制。网络上使用的路由机制。使用使用MPOA技术，可以解决在技术，可以解决在ATM网络上的路由器瓶网络上的路由器瓶颈的问题。颈的问题。 MPOA在进行通信的源端和目的端之间建立直接的在进行通信的源端和目的端之间建立直接的ATM连接，把路由器从传输路径中短路掉，本质上就连接，把路由器从传输路径中短

42、路掉，本质上就是把一个数据流直接映射到是把一个数据流直接映射到ATM的的VC连接上。连接上。MPOA也可以在也可以在ATM网上支持多种互连协议。网上支持多种互连协议。 MPOA是综合了是综合了LANE技术、传统的路由器等技术技术、传统的路由器等技术而形成的新技术。而形成的新技术。Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.49Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.50选择互连设备的原则：选择互连设备的原则：（1 1）在满足服务功能的前提下，互连实现层尽可能选在较低的层次上，）在满足服务功能的前提下，互连实现层尽可能选在较低的层次

43、上，以便简化网关设备和提高网关运行效率；以便简化网关设备和提高网关运行效率；（2）如果互连实现层是第）如果互连实现层是第N层，那么包括第层，那么包括第N层在内的以上各功能层层在内的以上各功能层必须完全相同，才能实现网络互连和互通；而包括第必须完全相同，才能实现网络互连和互通；而包括第N-1层在内的以下层在内的以下各功能层可以完全不同，以便容许连接更多的不同类型的独立子网；各功能层可以完全不同，以便容许连接更多的不同类型的独立子网；（3）LAN-LAN间互连层多选择在物理层和数据链路层，分别采用转间互连层多选择在物理层和数据链路层，分别采用转发器和桥接器作为互连设备；发器和桥接器作为互连设备；L

44、AN-WAN间和间和WAN-WAN间互连层多间互连层多选择在网络层，采用路由器作为互连设备；应用层网关仅用于一些特选择在网络层，采用路由器作为互连设备；应用层网关仅用于一些特殊情况。殊情况。 网络互连的复杂程度取决于互连的网络的帧、网络互连的复杂程度取决于互连的网络的帧、分组、报文和协议的差异程度。分组、报文和协议的差异程度。3-6 网际互联技术网际互联技术（IP）Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.513-6-1 网络适配器（网络适配器（NIC）v 网卡：网卡：属于属于OSI模型数据链路层的设备。主要功能：模型数据链路层的设备。主要功能： 1、数据转换；

45、、数据转换； 2、数据缓存；、数据缓存； 3、通信服务、通信服务 读入其它网络设备（读入其它网络设备（router，hub等）传输过来的数据包，经过拆包，等）传输过来的数据包，经过拆包，将其变成客户机或服务器可以识别的数据，通过主机板上的总线将数据传将其变成客户机或服务器可以识别的数据，通过主机板上的总线将数据传输到所需设备中（输到所需设备中（CPU、内存等）；将、内存等）；将PC设备发送的数据，打包后输送到设备发送的数据，打包后输送到其他网络设备。其他网络设备。v 按所支持的带宽分为：按所支持的带宽分为： 10M网卡、网卡、100M网卡、网卡、10M/100M自适应网卡、自适应网卡、1000

46、M网卡；网卡；v 按总线类型可分为：按总线类型可分为： ISA网卡（网卡（16位总线）、位总线）、PCI网卡（网卡（32位总线）、位总线）、EISA网卡、其它网卡。网卡、其它网卡。v 按接口类型可分为：按接口类型可分为： 单单RJ-45口、口、 IPC口（口（RJ-45BNC）、）、 Combo（RJ-45AUIBNC）、）、 TP口（口（BNCAUI）。）。 Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.523-6-2 集线器（集线器（HUB）v 集线器：集线器：接收单个信号再将其广播到多个端口的电子设备。接收单个信号再将其广播到多个端口的电子设备。基本规范：基本

47、规范：一般都有用于监视不同情况的一般都有用于监视不同情况的LED。 绝大多数集线器采用的绝大多数集线器采用的RJ-45连接器连接器。 每个连到集线器的电缆长度受所使用的传输介质的限制。每个连到集线器的电缆长度受所使用的传输介质的限制。v 集线器的优点：集线器的优点： 当网络系统中某条当网络系统中某条线路或某节点线路或某节点出现故出现故障时，不会影响网上其它节点的正常工作。障时，不会影响网上其它节点的正常工作。v 集线器的类型集线器的类型 被动集线器：被动集线器：工作在物理层工作在物理层，只是一个信号放大和中转的设备，只是一个信号放大和中转的设备，不具备自动寻址能力，即不具备交换作用。不具备自动

48、寻址能力，即不具备交换作用。所有传到所有传到HUB的数据均被的数据均被广播到之相连的各个端口，容易形成数据堵塞，广播到之相连的各个端口，容易形成数据堵塞，所有连接点的站点间所有连接点的站点间共享一个最大带宽，因此亦称共享一个最大带宽，因此亦称“共享式共享式HUB”、 “傻傻HUB” 。Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.53主动集线器：主动集线器：工作在数据链路层工作在数据链路层，除简单的广播数据以除简单的广播数据以外，还具有监视正在传输的数据的功能，它在发送前过滤每外，还具有监视正在传输的数据的功能，它在发送前过滤每一个包，而且只将其发送到目的地地址，亦

49、称一个包，而且只将其发送到目的地地址，亦称“交换式交换式HUB”。主动集线器可以。主动集线器可以使使10Mbps和和100Mbps的站点用于同的站点用于同一个网段中（共享式的所有站点必须以同一速度工作）。一个网段中（共享式的所有站点必须以同一速度工作）。 智能集线器：智能集线器：除了具有主动集线器所有的特性之外，它除了具有主动集线器所有的特性之外，它和其他网络基本设备协同工作能使在一个中心位置管理网络和其他网络基本设备协同工作能使在一个中心位置管理网络和选择网络传输线路成为可能。和选择网络传输线路成为可能。 智能集线器提供的管理信息使你很容易检测到故障设备。智能集线器提供的管理信息使你很容易检

50、测到故障设备。 智能集线器可以对不同设备提供灵活的传输速率。智能集线器可以对不同设备提供灵活的传输速率。 现代智能集线器提供更全面和更易使用的网络管理软件。现代智能集线器提供更全面和更易使用的网络管理软件。 高性能集线器：高性能集线器：冗余交流电源、内置直流电源冗余交流电源、内置直流电源Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.54Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.563-6-3 网桥（网桥（Bridge）v 用于用于链路同构链路同构互连的设备称为互连的设备称为“桥接器桥接器”，简称为，简称为“网网桥桥”。 网桥工作于数据

51、链路层，用于将两个局域网连接在一起并按网桥工作于数据链路层，用于将两个局域网连接在一起并按MAC地地址转发数据帧。它所处理和操纵的对象是同构层的协议数据单元址转发数据帧。它所处理和操纵的对象是同构层的协议数据单元“帧帧”（一般是（一般是LLCLLC帧）。帧）。 网桥有选择的将带有地址的信号从一个传输介质发送到另一个传输网桥有选择的将带有地址的信号从一个传输介质发送到另一个传输介质，并能有效的抑制无关紧要的通信。介质，并能有效的抑制无关紧要的通信。 网桥设备本身具有足够的存储空间以满足转发业务量的峰值要求；网桥设备本身具有足够的存储空间以满足转发业务量的峰值要求； 通过网桥连接起来的通过网桥连接

52、起来的LAN上任何一对计算机都能互相通信，而且不上任何一对计算机都能互相通信，而且不知道是否有网桥把它们隔开。知道是否有网桥把它们隔开。v 所谓所谓“链路同构链路同构”是指各物理网络的功能和特性从数据链路层（或是指各物理网络的功能和特性从数据链路层（或LLC子层）开始以及以上的各层都完全相同，各个网络的传输介质、物理子层）开始以及以上的各层都完全相同，各个网络的传输介质、物理接口和介质接入控制技术（接口和介质接入控制技术（MAC）等低层功能都可能不相同或不完全相同，）等低层功能都可能不相同或不完全相同，例如：以太网与令牌环网、令牌总线网、例如：以太网与令牌环网、令牌总线网、FDDI，等等。等等

53、。Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.57 网桥的标准有两个：（网桥的标准有两个：（1 1）透明网桥；（）透明网桥；（2 2）源路由网桥。）源路由网桥。 它们的区别是它们的区别是路由选择的策略路由选择的策略不同。不同。 透明网桥透明网桥：主要用于连接以太网分段。主要用于连接以太网分段。每个端系统并不知道每个端系统并不知道它所发送的帧要经过哪些节点，网桥对各系统来说是看不见的，故称它所发送的帧要经过哪些节点，网桥对各系统来说是看不见的，故称“透明网桥透明网桥”。它的路由选择策略是由各个网桥自己来决定它的路由选择策略是由各个网桥自己来决定，网络上，网络上其他设

54、备不管路由选择。其他设备不管路由选择。 源路由网桥源路由网桥：用于连接令牌环分段。用于连接令牌环分段。源路由网桥要求主机决源路由网桥要求主机决定所有路由信息和路由发现，在发送帧时将详细的路由信息放在了该定所有路由信息和路由发现，在发送帧时将详细的路由信息放在了该帧的首部（在数据帧的帧标头中设置一个用于表示路由信息的字段）。帧的首部（在数据帧的帧标头中设置一个用于表示路由信息的字段）。 网桥有网桥有2种类型：本地的和远程的网桥。种类型：本地的和远程的网桥。 本地网桥本地网桥：在传输介质允许长度范围内互连网络的网桥，用于连接在传输介质允许长度范围内互连网络的网桥，用于连接两个相距很近的两个相距很近

55、的LAN，并分段划分网络交通，以降低网络瓶颈。，并分段划分网络交通，以降低网络瓶颈。 远程网桥远程网桥：连接的距离超出网络的常规范围时使用远程网桥。连接的距离超出网络的常规范围时使用远程网桥。Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.58网桥与路由器网桥与路由器 网桥对端节点是透明的，路由器则被端节点所认识，节网桥对端节点是透明的，路由器则被端节点所认识，节点与路由器定期通信以便确定自己的地址及存在。点与路由器定期通信以便确定自己的地址及存在。 网桥独立于高层协议，它把几个物理子网连接起来，向网桥独立于高层协议，它把几个物理子网连接起来，向用户提供一个大的逻辑网

56、络；路由器则是从路径选择角用户提供一个大的逻辑网络；路由器则是从路径选择角度为不同的逻辑上独立的子网用户提供数据传输的线路。度为不同的逻辑上独立的子网用户提供数据传输的线路。 网桥与中继器网桥与中继器 中继器不了解帧格式，也没有物理地址。而网桥能处理中继器不了解帧格式，也没有物理地址。而网桥能处理一个完整的数据帧，并使用和计算机相同的接口设备。一个完整的数据帧，并使用和计算机相同的接口设备。 中继器有传播电子干扰和无效信号的缺点。而网桥不会。中继器有传播电子干扰和无效信号的缺点。而网桥不会。网桥不会将一个网段上的干扰信号或冲突信号传送到另网桥不会将一个网段上的干扰信号或冲突信号传送到另一个网段

57、上。一个网段上。Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.59v 在网络层上实现的互连设备是在网络层上实现的互连设备是“路由器路由器”。 路由器工作在网络层，用于连接多个逻辑上分开的网络，包括单独路由器工作在网络层，用于连接多个逻辑上分开的网络，包括单独网络和子网。它操纵和处理的对象是网间流通的数据分组或数据报。网络和子网。它操纵和处理的对象是网间流通的数据分组或数据报。 路由器具有判断网络地址和选择路径的功能。路由器具有判断网络地址和选择路径的功能。 路由器有常规的处理器和内存，对所连接的网络有一个单独的接口。路由器有常规的处理器和内存，对所连接的网络有一个单

58、独的接口。 主机和路由器都需要主机和路由器都需要TCP/IP协议软件，但路由器并不使用所有层的协议软件，但路由器并不使用所有层的协议（路由器软件并不需要应用层的协议）。协议（路由器软件并不需要应用层的协议）。 在路由式网络上的计算机都有相同的网络层地址格式。网络层地址在路由式网络上的计算机都有相同的网络层地址格式。网络层地址比数据链路层地址（以太网上比数据链路层地址（以太网上MAC地址）包含更多的信息。地址）包含更多的信息。v 将网络层连至数据链路层，需要将网络层连至数据链路层，需要ARP地址解析协议和反向地址解析协议和反向地址解析协议地址解析协议RARP。最常见的是最常见的是IP地址和地址和

59、MAC地址之间的解析。在地址之间的解析。在本地高速缓存区的本地高速缓存区的ARP表表中保存了中保存了（IP地址，硬件地址）对地址，硬件地址）对。3-6-4 路由器（路由器（Router）Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.60v 路由器中的路由表：路由器中的路由表：当路由器收到一个指向不同网段的当路由器收到一个指向不同网段的数据包时，路由器必须考虑使用哪一个接口来发出数据包。数据包时，路由器必须考虑使用哪一个接口来发出数据包。 如果路由器是直接连向目标网段的，它只要将数据包直接送到连接那如果路由器是直接连向目标网段的，它只要将数据包直接送到连接那一网段的接

60、口上便可；一网段的接口上便可； 否则，它必须将此数据传递到属于该目标网段的另一路由器上。否则，它必须将此数据传递到属于该目标网段的另一路由器上。Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.61以太网以太网 201.66.39.0 令牌环令牌环 201.66.37.073.0.0.0路由器路由器201.66.39.21201.66.37.74201.66.37.25473.0.0.17201.66.39.254eth1eth0Writen by Yang yuemei, HZRTVU, China.62v 静态路由：静态路由： 路由表中路由表中循环路由项循环路由项（