第5章计算机网络新技术课件

第5章计算机网络新技术.本章学习重点计算机网络技术发展的阶段和历史下一代网络协议IPv6的基本内容。网络存储基本知识和应用范围。网格技术的基本应用。蓝牙技术的概念和使用方法

.5．1下一代网际协议IPv6IPv6是“InternetProtocolVersion6”的缩写，也被称作下一代互联网协议，它是由IETF（TheInternetEngineeringTaskForce）设计的。

IPv6的主要优势体现在以下几方面：扩大地址空间、提高网络的整体吞吐量、改善服务质量(QoS)、安全性有更好的保证、支持即插即用和移动性、更好实现多播功能。

.5．1．1国内外IPv6标准现状目前，国际上主要是由IETF负责IPv6的标准制订工作。在IETF中，有两个工作组制订IPv6标准。一个是下一代因特网协议（Ipng）工作组，或称IPv6工作组，主要负责IPv6有关的基础协议的制订；另一个是下一代网络演进（Ngtrans）工作组，主要负责与下一代网络演进有关的标准制订工作。

.从中国的实际情况出发，我国研究的IPv6标准将会从以下6个方面进行：(1)基本协议类。

(2)网络的体系结构和性能指标分配。

(3)网络的评估标准和测试方法。

(4)网络设备规范和网络设备测试规范。(5)移动通信类标准。

(6)IPv6的业务和应用的标准。

.5．1．2IPv6标准特点（1）地址容量巨大：

（2）报头格式简单

（3）易管理

（4）安全

（5）支持QoS（QualityofService）

（6）支持移动

（7）可扩展性好

.5．1．3IPv6地址分类与表示（1）IPv6地址类型单点传送：单个接口的地址。发送到一个单点传送地址的信息包只会传送到地址为这个地址的接口。任意点传送：一组接口的地址。发送到一个任意点传送地址的信息包只会传送到这组地址中的一个。多点传送：一组接口的地址。发送到一个多点传送地址的信息包会传送到属于这个组的全部接口。.（2）IPv6地址表示

对于128位的IPv6地址，考虑到IPv6地址的长度是原来的四倍，RFC1884规定的标准语法建议把IPv6地址的128位（16个字节）写成8个16位的无符号整数，每个整数用四个十六进制位表示，这些数之间用冒号（：）分开，例如：3ffe:3201:1401:1:280:c8ff:fe4d:db39为了简化IPv6的地址表示，只要保证数值不变，就可以将前面的0省略。比如：1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417A可以简写为：1080:0:0:0:8:800:200C:417A另外，还规定可以用符号::表示一系列的0。那么上面的地址又可以简化为：1080::8:800:200C:417A.（3）IPv6地址分配一个中心权威机构IANA三个地方组织执行IPv6地址分配任务：欧洲的RIPE-NCC（）北美的INTERNIC（）亚太平洋地区的APNIC（）

.5．1．4从IPv4向IPv6的过渡（1）IPv6网络和IPv4网络之间的通信；（2）IPv6“小岛”之间的通信。

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隧道技术IPv4/IPv6地址转换双协议栈技术技术特点以现有IPv4路由体系来传递IPv6数据，是过渡阶段最易于采用的技术。在通信中间设备完成IPv4和IPv6网络之间分组地址转换和协议翻译，分组路由对端节点透明。同时运行IPv4和IPv6两套协议栈。完全兼容IPv4和IPv6。适用范围IPv6主机/网络间的互通。IPv4和IPv6网络的互通。任何IPv4、IPv6网络。存在的问题不能解决IPv4和IPv6网络的互通。许多协议，特别是应用层协议需要应用层网关的辅助。不能解决IPv4地址耗尽的问题；需要运行两套协议栈，增加了网络的复杂性。.5．2网络存储

目前服务器与存储设备的连接主要有三种形式:直连存储(DirectAttachedStorage,DAS)、附网存储(NetworkAttachedStorage,NAS)和存储区域网(StorageAreaNetwork,SAN)。.5．2．1DAS存储结构

DAS的适用环境为：（1）服务器在地理分布上很分散，通过SAN或NAS在它们之间进行互连非常困难时(商店或银行的分支便是一个典型的例子)；（2）存储系统必须被直接连接到应用服务器（如MicrosoftClusterServer或某些数据库使用的“原始分区”）上时；（3）包括许多数据库应用和应用服务器在内的应用，它们需要直接连接到存储器上，群件应用和一些邮件服务也包括在内。

.典型DAS结构.5．2．2NAS存储结构

网络附加存储（NetworkAttachedStorage，NAS）开始作为一种开放系统技术是由Sun公司于上个世纪80年代中期推出的NFS开始的。它是一种向用户提供文件级服务的专用数据存储设备，直接连到网络上，不再挂接服务器后端，避免给服务器增加I/O负载。NAS是网络技术在存储领域的延伸和发展，数据以文件的形式按照网络协议在客户机与存储设备之间流动，它可以利用NFS实现异构平台的客户机对数据的共享，集成在存储设备内的专用文件服务器提高了文件传输的I/O速度。

.1．NAS所使用的协议NFS（networkfilesystem）：是sun公司开发的基于unix环境下的网络文件系统，采用TCP/IP协议，其主、从连线可覆盖整个互联网。是unix系统间实现磁盘文件共享的一种方法，支持应用程序在客户端通过网络存取位于服务器磁盘中数据的一种文件系统协议。CIFS（commoninternetfilesystem）：是微软公司开发，用于连接windows客户机和服务器的通用互联网文件系统。.2．NAS的构成和拓扑结构.3．NAS的核心操作系统

设备驱动功能设备管理功能文件共享服务功能应用系统功能4．NAS的主要应用

（1）海量存储

（2）网站存储平台

（3）远程NAS备份容灾

.5．2．3SAN存储结构

SAN即存储区域网络(StorageAreaNetWork)。SAN是通过专用高速网将一个或多个网络存储设备和服务器连接起来的专用存储系统。SAN技术的最大特点是将存储设备从传统的以太网中分离了出来，成为独立的存储区域网络

.1．SAN的构成和拓扑结构

.2．数据传输特点

（1）服务器到存储设备

是服务器和存储设备之间的传统的相互作用模式，多个服务器可串行或并行的访问同一个存储设备（2）服务器到服务器

SAN用于服务器之间的高速大容量数据通信（3）存储设备到存储设备在不需要服务器参与的情况下传输数据.3．SAN管理

（1）资产管理：负责资源发现、资源认可和资源安置（2）容量管理

（3）配置管理

（4）性能管理:

（5）可用性管理

.5．3网格技术的研究状

5．3．1什么是网格

简单地讲，网格是一种信息社会的网络基础设施，网格是把整个互联网整合成一台巨大的超级计算机，实现计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源的全面共享。

中国科学院计算所所长李国杰院士认为“网格实际上是继传统互联网、Web之后的第三次浪潮，可以称之为第三代互联网应用”

.5．3．4网格技术的应用

1．实现互联网上所有资源的全面连通

2．实现高性能计算

3．实现协同计算

4．网格的基本类型

根据网格技作用的不同，一般网格技术应用可以划分成不同的类型，如计算网格、设备网格、数据网格、远程沉浸网格、信息网格等

.5．网格应用领域

（1）分布式超级计算(DistributedSupercomputing)是指将分布在不同地点的超级计算机用高速网络连接起来，并用网格中间件软件“粘合”起来，形成比单台超级计算机强大得多的计算平台。（2）分布式仪器系统（DistributedInstrumentationSystem）是指用网格管理分布在各地的贵重仪器系统，提供远程访问仪器设备的手段，提高仪器的利用率，大大方便用户的使用。

.网格应用领域（3）数据密集型并行计算技术往往是由一些计算密集型应用推动着的，特别是一些带有重大挑战（GrandChallenge）性质的应用，它们大大促进了对高性能并行体系结构、编程环境、大规模可视化等领域的研究。

.5．4个人局域网和蓝牙技术

个人局域网（PersonalAreaNetwork，PAN）是近年来，随着各种短距离无线通信技术的发展，人们关注的一个新的概念。PAN核心思想是用无线电或红外线代替传统的有线电缆，实现个人信息终端的智能化互联，组建个人化的信息网络。从计算机网络的角度来看，PAN是一个局域网；而从电信网络的角度来看，PAN是一个接入网。.PAN定位在家庭与小型办公室的应用场合，其主要应用范围包括话音通信网关、数据通信网关、信息电器互联与信息自动交换等。PAN的实现技术主要有：Bluetooth、IrDA、HomeRF与UWB（Ultra-WidebandRadio）四种。其中，蓝牙(Bluetooth)技术是一种支持点到点、点到多点的话音、数据业务的短距离无线通信技术，蓝牙技术的发展极大地推动了PAN技术的发展，IEEE专门成立了IEEE802.15小组负责研究基于蓝牙的PAN技术。.5．4个人局域网和蓝牙技术

蓝牙(Bluetooth)技术是由爱立信、诺基亚、Intel、IBM和东芝5家公司于1998年5月共同提出开发的。蓝牙技术的本质是设备间的无线联接，主要用于通信与信息设备。所谓蓝牙技术，实际上是一种短距离无线通信技术。人们利用“蓝牙”技术，能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化以上这些设备与Internet之间的通信，从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。

.5．4个人局域网和蓝牙技术

1．跳频技术：在2.4GHz频带以1MHz的频宽将其划分為75-81个无线电频率通道（RadioFrequencyChannel；RFC），并且以使用接收和发送两端一样的频率跳跃模式（FrequencyHopping）来接发信号和及防止信息泄