计算机网络技术与应用教程（第2版）课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,6,章 接入技术,第6章 接入技术,6.1 Internet,接入概述,将一个系统连接到另外一个系统，并获取服务，就称为接入。,6.1 Internet接入概述将一个系统连接到另外一个系,6.1.1 ISP,1,ISP,及其服务,ISP,有两种含义：狭义的含义是“,Internet service provider”,（,Internet,服务提供商），广义的含义是“,information service provider”,（信息服务提供商）。随着,Internet,的发展，二者的工作内容正在趋向相同,6.1.1 ISP1ISP及其服务,计算机网络技术与应用教程（第2版）课件,2. ISP,的服务内容,（,1,）接入服务,（,2,）系统集成,（,3,）信息服务,（,4,）,Internet,应用,2. ISP的服务内容,3,ISP,的选择,（,1,）收费标准,（,2,）技术保证,用户最希望得到如下的技术保证：,拨号的成功率高，不希望想上网时多数碰上占线；,数据传输速率较高，不希望自己上网时一个文件传传停停，经常断线。,这些方面与,ISP,的下列技术条件有关：,有无先进可靠的设备，如交换机、路由器；,中继线数目，是否能满足众多的用户同时尤其是高峰期的拨入需求；,可以提供什么样的接入方式（仿真终端方式，还是,PPP,方式，或二者兼有之）；,出口速率，也即,ISP,与,Internet,连接的主干线的带宽；,Modem,的标称速率，即,ISP,可以接收的用户,Modem,速率。当,ISP,可以接收的标称速率低于用户的实际,Modem,速率时，用户的,Modem,速率就不能发挥作用。,（,3,）服务质量,ISP,能否提供上网的所有软件、资料，是否提供相应的技术培训等。,（,4,）组织背景,经验历史、注册资本是否雄厚、财政是否稳定、经营状况、是否独立等。,3ISP的选择（3）服务质量,6.1.2,接入需求与接入类型,1,接入的基本要求,一般而言，用户对接入有如下一些基本要求。, 带宽要求。为了支持多媒体通信，要求较高的传输率，并且上、下行不对称，即对接收速率（即下行信道）的要求较高，对发送速率（上行信道）的要求较低。, 即连即用，即需要时就可以随时连通。, 价格便宜，工作可靠。,6.1.2 接入需求与接入类型1接入的基本要求,2,接入类型,目前，用户上网有多种方案可供选择，不同的,Internet,连接方式都是随着技术的不断发展以及不同的用户群需求而产生的。一般来说，个人（家庭）用户和企业用户的上网方式存在一定的区别。,（,1,）按接入身份分类,按接入身份分类可分为仿真终端（作为某台主机的仿真终端，不分配,IP,地址）方式、主机方式和网络方式。,（,2,）按接入方式分类,按接入方式即接入网的使用方式分类，可以分为直接接入和拨号接入。直接接入是接入网的接入线永久地接在用户驻地网上，即用即通；拨号接入主要指用电话线接入时，要先经拨号连接。,（,3,）按接入网络技术分类,按接入网络技术分类可分为,POST,、,X.25,、,DDN,、,HFC,、帧中继、,ISDN,等。不同的接入技术，使用不同的设备，如普通电话线接入需要使用,Modem,。,（,4,）按接入网介质分类,按接入网介质分类可分为铜线、光纤、光铜混合、无线等。有些接入技术是按介质设计的。表,3.1,所示为接入网的类型。,2接入类型,接入网的类型,接入网的类型,（,5,）按接入网频带分类,按接入网频带分类可以分为窄带和宽带,（,6,）按,IP,地址分类,按是否需要,IP,地址可以分为如下几类。,不需要,IP,地址。,使用动态地址接入。,利用一个固定,IP,地址接入器。,利用多个固定,IP,地址接入。,（5）按接入网频带分类,6.1.3 IP,地址解析,1.,协议地址和物理地址,IP,地址称为高级协议地址，是站在,Internet,网络的角度按照,IP,协议为主机和路由器所做的编号，是抽象地址。,另一方面，每台主机都是属于某个特定的物理网络的。在每个具体的物理网络中，每台主机又各有一个物理地址。每一个网卡的卡号就是使用该网卡的主机的物理地址。,6.1.3 IP地址解析1. 协议地址和物理地址,2.,地址解析,2. 地址解析,3.,地址解析技术与地址解析协议,硬件类型,协议类型,硬件地址长度,协议地址长度,操作,目标,IP,地址（,8,位组,03,）,发送方硬件地址,（,8,位组,45,）,发送方,IP,地址,（,8,位组,01,）,发送方,IP,地址,（,8,位组,23,）,目标硬件地址,（,8,位组,01,）,发送方硬件地址（,8,位组,03,）,目标硬件地址（,8,位组,25,）,0 7 8 15 16 31,3. 地址解析技术与地址解析协议硬件类型协议类型硬件地址长度,6.1.4 PPP,协议,标志,地址,控制,00000011,协议,信息数据,校验（,CRC,）,标志,1,1,1,1,或,2,1,2,或,4,1600,字节数,6.1.4 PPP协议标志地址控制协议信息数据校验（CRC,6.2,铜 线 接 入,6.2 铜 线 接 入,6.2.1,综合业务数字网,综合业务数字网（,integrated services digital network,，,ISDN,）兼有,IDN,（综合数字电话网）和,ISN,（综合业务网）两重意义。,6.2.1 综合业务数字网综合业务数字网（integrat,1,ISDN,的信道与接口,（,1,）,ITU-T,标准信道系列,ITU-T,标准信道系列用字母来称呼：,A,信道,3kHz,带宽的标准模拟话路信道；,B,信道,63kbit/s,的数字,PCM,话音或数据信道；,C,信道,8/16kbit/s,的数字信道；,D,信道,用作通信控制（带外信令）的数字信道；,D0,为,16kbit/s,，,D2,为,63kbit/s,；,E,信道,63kbit/s,内部,ISDN,信令的数字信道；,H,信道,高速接入通路，适合于电视会议、超图像传输、高速,FAX,、高速数据等信息的传送。目前,H,通路具有如下,3,种标准速率。,H0,通路：,383kbit/s,，用于传送用户信息。,H11,通路：,1 536kbit/s,（,PCM23,路系统），用于传送用户信息。,H12,通路：,1 920kbit/s,（,PCM32,路系统），用于传送用户信息。,1ISDN的信道与接口,（,2,）,ITU-T,标准化信道组合,ITU-T,规定了多种标准化信道组合，其中最重要的是基本速率接口（,base rate interface,，,BRI,）和基群速率接口（,primary rate interface,，,PRI,）。, 基本速率接口是为普通电话网的用户提供的一种窄带服务，具有,2B+D,接口。其中：,2,个,B,通路为,63kbit/s,，用于传输话音；,D,通路为,16kbit/s,或,63kbit/s,，用于传送信令信息和分组信息。, 基群速率接口是指适应,PCM,一次群,T1,（,1.533Mbit/s,）或,E1,（,2.038Mbit/s,）的通路，给出了多个基本访问用户通过一个公用线路设施与网络相连的规则，提供宽带服务（称,B-ISDN,），组合形式如下。,多信道接入（,B,信道接口）：,nB+D,，,n=30,（欧洲、澳洲等，总带宽达,2.038Mbit/s,）或,23,（美国、日本等，总带宽达,1.533Mbit/s,）。,高速接入（,H,信道接口）：典型结构有：,mH0+D,（,m=3,或,5,），,H11+D,，,H12+D,等。,组合接入（,B/H,信道混合接口）：,nB+mH0+D,（,n+6m30,或,23,）。,（2）ITU-T标准化信道组合,2,ISDN,接入设备,2ISDN接入设备,（,1,）网络终端（,NT,）,NT,安装于用户处，用于实现在普通电话线上进行数字信号的转送和接收，是电话局程控交换机和用户终端设备之间的接口设备。,NT,分为两种：,NT1,和,NT2,。,（,2,）,ISDN,终端适配器,ISDN,终端适配器的功能是使现有的非,ISDN,标准终端（如模拟电话、,G3,传真机、,PC,的串口等）能够使用,ISDN,，为用户在现有终端上提供,ISDN,业务。,（1）网络终端（NT）,6.2.2,非对称数字线路,1数字用户线路,数字用户线（digital subscriber line，DSL）L是以铜电话线为传输介质的、点对点的接入技术系列，也称xDSL。,几种主要的,x,DSL,技术,6.2.2 非对称数字线路1数字用户线路几种主要的xDS,2,ADSL,概述,ADSL,是非对称传输率的数字传输线技术，适合于作接入技术,是目前最常用的,DSL,。,ADSL,技术使得两个,Modem,之间的电话线上产生,3,个信息通道：,一条,1.5,9Mbit/s,的高速下行通道；,一条,16kbit/s,1Mbit/s,的中速双工信道；,一条普通电话服务,POST,通道（,3kHz,），一旦,ADSL,失效，还可以使用,POST,。,2ADSL概述,计算机网络技术与应用教程（第2版）课件,3,ADSL,用户端安装,3ADSL用户端安装,6.3,光 纤 接 入,6.3 光 纤 接 入,6.3.1,光纤接入网概述,1,光纤接入网及其结构,6.3.1 光纤接入网概述1光纤接入网及其结构,2,光纤接入网分类, 根据,ONU/ONT,的放置位置，光纤接入可以分为如下几种类型：,光纤到户（,fiber to the home,，,FTTH,）；,光纤到邻里（,fiber to the neighbor,，,FTTN,）；,光纤到办公室（,fiber to the office,，,FTTO,）；,光纤到楼层（,fiber to the floor,，,FTTF,）；,光纤到大楼（,fiber to the building,，,FTTB,）；,光纤到路边（,fiber to the curb,，,FTTC,）；,光纤到小区（,fiber to the zone,，,FTTZ,）；,光纤到远端单元（,fiber to the remote unit,，,FTTR,）。, 从系统分配上光纤接入网（,OAN,）分为有源光网络（,active optical network,，,AON,）和无源光网络（,passive optical PON,是指,ODN,（光配线网）中不含有任何电子,2光纤接入网分类,6.3.2,光纤到户及其应用,1,传统交换以太网,FTTH,传统以太网都是采用电信号。为此，可以在用户端使用一个单纯的光,/,电或电,/,光转换器,MC,（,media converter,），就可以实现,FTTH,接入，而不必更换支持光纤传输的网卡。,6.3.2 光纤到户及其应用1传统交换以太网FTTH,2,光纤以太网方式,FTTH,2光纤以太网方式FTTH,6.4,光纤,/,铜线混合接入网,6.4 光纤/铜线混合接入网,6.4.1 HFC,及其频谱结构,1,HFC,的基本特点,光纤,/,铜线混合接入网络（,hybrid fiber/coax,，,HFC,）技术是在传统的同轴电缆,CATV,技术基础上发展起来的。,CATV,最初的意思是公用天线（,community antenna television,）系统，,20,世纪,80,年代后在此基础上发展为有线电视（,cable television,）。,CATV,技术的要点是在有线电视台的前端把电视图像，用光纤和同轴电缆组合起来的方式（主干线路用光纤，在,ONU,之后，即进入各家各户的最后一段线路用同轴电缆）传送到各家各户。但是，这种系统是单向的，只有下行。,HFC,的目的是在此基础上实现双向传输。,6.4.1 HFC及其频谱结构1HFC的基本特点,2,HFC,的频谱结构,2HFC的频谱结构,HFC,频段的划分,HFC频段的划分,6.4.2 HFC,的传输模式,HFC的传输模式分为,1对称式传输,对称式传输也称全双向传输，采用这种传输模式，在光纤部分用共缆的两根光纤分别传输上、下行数据信号，在同轴电缆部分用频分复用技术同时传输上/下行电视图像和数据信号，上/下行信号可能采用不同的调制方法、但用相同传输速率。,2非对称式传输,由于用户上网发出请求的信息量远远小于信息下行量，而上行通道又远远小于下行通道，人们发现非对称式传输（又称准双向传输）能满足客户的要求，而又避开了上行通道带宽相对不足的矛盾。,3广播式传输,广播式传输是单向传输，只传输下行信号。,6.4.2 HFC的传输模式HFC的传输模式分为,6.4.3 Cable Modem,Cable Modem,（电缆,Modem,）是基于双向,HFC,宽带接入技术，其主要设备是,Cable Modem,。,6.4.3 Cable ModemCable Modem（,选择,Cable Modem,可以从以下角度考虑。,（,1,）从传输方式的角度,双向对称式传输：传输速率为,2,3Mbit/s,，最高能达到,10Mbit/s,。,非对称式传输,Cable Modem,：传输下行速率为,30Mbit/s,，上行速率为,500kbit/s,2.56Mbit/s,。,（,2,）从数据传输方向角度,单向,Cable Modem,：指本身不支持把数字信号转换成模拟信号，不能上传数据。,双向,Cable Modem,：可以把数字信号转换成模拟信号，也可以把模拟信号转换成数字信号；既可以上传数据，也可以下载数据。,（,3,）从网络通信角度,同步（共享）,Cable Modem,：类似以太网，网络用户共享同样的带宽。,异步（交换）,Cable Modem,：,ATM,技术与非对称传输正在成为技术的发展主流趋势。,（,4,）从接入角度,个人,Cable Modem,：用于接入单机。,宽带,Cable Modem,（多用户），可以将一个计算机局域网接入。,（,5,）从接口角度,外置式,Cable Modem,内置式,Cable Modem,交互式机顶盒。,（,6,）从用户类型角度,CMP,（,cable modem personal,）：适合个人用户，是具有全面的媒体访问控制层（,MAC,）桥接功能、传送和接收数据功能，可以即插即入的,Cable Modem,。,CMW,（,cable modem workgroup,）：适合中小企业和多家庭使用，最多可以支持,3,个用户，每个用户均可以获得,CMP,功能。,CMB,（,cable modem business,）：适合于企业网、学校系统、政府机关等使用，可以连接大量的用户，使每个用户均获得,CMP,功能，并可以根据不同的访问和操作安全性要求实现保护。,选择Cable Modem可以从以下角度考虑。,6.5,无 线 接 入,6.5 无 线 接 入,6.5.1,无线接入概述,无线接入网是以无线技术（包括移动通信、无绳电话、微波、卫星通信等）为传输手段，连接起局端至用户间的通信网，向用户提供各种通信业务。,6.5.1 无线接入概述无线接入网是以无线技术（包括移动通,1,固定终端无线接入, 单区制无线接入。, 微波点对多点通信系统（,multiple access radio system,，,MARS,）, 本地多点分布业务（,local multipoint distribution service,，,LMDS,）系统。, 多点多路分布业务（,multipoint multichannel distribution service,，,MMDS,）。, 固定蜂窝和微蜂窝（无绳通信）接入系统。, 甚小孔径终端卫星（,very small aperture terminal,，,VSAT,）系统。, 卫星直播（,direct broadband system,，,DBS,）系统，即同步卫星电视广播系统。, 采用,C,或,Ku,波段的同步卫星通信（,synchronous satellite communication,，,SSC,）系统。,1固定终端无线接入,2,移动终端接入, 无线寻呼，即普通的,BP,（,beep-pager,）机系统。, 无绳电话（,cordless telephone,，,CT,）系统。, 集群通信系统，主要用于生产、管理、交通、公安、消防等系统。, 蜂窝移动通信接入系统。, 同步卫星通信系统。, 公共陆地移动通信系统（,future public land mobile telephone system,，,FPLMTS,）。,2移动终端接入,3,有线无线综合接入, 光纤无线混合（,hybrid fiber & wireless,，,HFW,）系统。, 个人通信系统（,personal communication system,，,PCS,）。,上述应用类型，从技术上说大体上可以归为：基于卫星通信的技术、基于数字微波通信的技术和基于移动通信的技术。,3有线无线综合接入,6.5.2,常用宽带无线接入制式,6.5.2 常用宽带无线接入制式,6.6,新一代接入技术：,BPL,和,VLC,6.6 新一代接入技术：BPL和VLC,6.6.1 BPL,接入,1. BPL,概述,BPL,也称高速电力线路通信，它是利用电力线传输数据、话音、视频信号的一种通信方式。通过连接在计算机上的电力,MODEM,（俗称“电力猫”），插入家中任何一个电源插座，即可实现最高,14,兆的上网速度。,6.6.1 BPL接入1. BPL概述,2. PLC,的关键技术,（,1,）电力系统自身的噪声干扰问题。,（,2,）电磁性的影响问题。,（,3,）数据信号翻越电表和变压器问题。,2. PLC的关键技术,3. PLC MODEM,3. PLC MODEM,4.,基于电力线的宽带接入方案,4. 基于电力线的宽带接入方案,6.6.2 VLC,接入,6.6.2 VLC接入,2. VLC,关键技术,1,）高调制带宽的,LED,光源,2,）,LED,的大电流驱动和非线性效应补偿技术,3,）光源的布局优化,4,）光学,OFDM,技术,5,）光学,MIMO,技术,6,）高,灵敏度,的广角接收技术,7,）消除码间干扰的技术,2. VLC关键技术,3.,最后,10 m,距离内的高速接入,3. 最后10 m 距离内的高速接入,计算机网络技术与应用教程（第2版）课件,