计算机三级网络技术考试 第一章 网络系统结构与设计的基本原则 随堂笔记

局域网的发展方向

以太网技术发展的三个方向

• 数据传输速率
• 局域网的互联技术 很多局域网通过交换机
• 交换式局域网技术 端口共享带宽，速度很慢，

 

城域网的发展

主要业务：

高速上网服务

网络互联服务

电子政务（出国护照）电子商务服务

智能社区服务

网上教育与远程医疗服务

带宽与管道出租服务

 

 

城域网向上连接国家，向下连接每一个家庭学校医院

通过网络平台分层：核心层（连接上一级单位，通过电信移动等大型单位），汇聚层，接入层（向下连接）。

三个平台一个出口：管理平台，业务平台，网络平台（重点）。

 

网络平台：、

核心层：把多个汇聚层连接起来。为汇聚成网络提供告诉分组转发，为整个城市提供一个告诉、安全。。。。

和主干网络（internet）的互联，提供宽带ip出口。

核心层提供路由访问。

（可靠性！！可扩展性，开放性）

 

汇聚层：核心层之下，接入层之上，

汇聚接入层的用户流量，上万名师生，连接接入层，汇聚起来，转发出去。

1. 数据的汇聚转发交换
2. 根据流量，进行本地路由（学校内部图书馆的服务器，用户端-接入层-汇聚层-图书馆的接入层-用户端），过滤、流量均衡。

Qos优先级，安全控制，IP地址转换。

把用户流量转发到核心层或者本地进行路由处理

 

接入层：
       直接面对用户，具有低成本，高端口密度。一个设备24个口，设备很大，设备必须低成本。

       基本功能：用户流量的接入，身份认证（访问控制，流量是否包月，包流量），MAC地址访问（我们老师的办公室都能上网，速度快，同学蹭网，mac地址绑定了，只有老师mac绑定之后，才能防止未授权的设备访问。过滤）。

 

宽带城域网的组建原则（了解一下）：

可运营性（国家、中国移动，中国联通，24小时的承诺必须，20M的带宽必须）。

可管理性（网络管理，业务安全，服务质量）

可盈利性（运营商，是以利润为目的的）

可扩展性（没有视频点播，只有文字，在线电影了，可以提供带宽，可以逐步拓展）

 

宽带城域网的关键技术（如何管理和运行城域网）

1. 贷款管理
2. 服务质量
3. 网络管理
4. 用户管理
5. 多业务接入
6. 统计与几份
7. IP地址的发呢配与地址转换
8. 网络安全

 

服务质量Qos（延时，抖动，吞吐量，丢包率）慢（延迟高，吞吐量低），上不了网（丢包率高）

Qos提供的三种服务模式：

1. 尽力而为服务模型，尽可能地发送出去，但是不一定到达目的地。（FTP，EMAIL）邮件发出去，对方不一定接收到，不对服务质量提供担保
2. 综合服务模型，可以满足多种服务质量的需求（RSVP，资源预留，从源到目的，监视网络流量，预留一些资源提供后续的服务。根据优先级，实时的通话（优先较高，多给资源），邮件和qq消息，少给些消息，一秒收到，五秒收到，影响不大），每个设备都要RSVP，扩展性差（不能在核心层运行它）
3. 区分服务模型，能够区分，但是不需要资源预留服务，所有它实现起来更简单，扩展性更好一些。
4. 多协议交换MPLS：利用标签标记，进行数据转发，数据进入网络，分配固定长度的标签，把标签和分组固定到一起。我们中间的交换节点。进行转发。有的同学想去背景想去上海，出教室之后，贴个目的地的标签，以后去到哪，直接看标签，就可以知道去哪里。

 

管理宽带城域网的三种方案：
带内网络管理（数据信息和控制信息，一条道，比如说统一使用以太网作为端口）

带外网络管理（数据信息和控制信息，两条道，）

高速公路，有两个车道，最外边应急车道，假如说没有应急车道，控制流（警察），数据流（用户），如果只有一条车道，警察跟用户都不能走。如果两条车道，网络出现故障之后，数据流过不去，控制流可以过去，可以去故障的地方解决它。

汇聚层以上，带外管理，汇聚层以下，带内管理，因为太多太多设备了，

 

用户管理：
1、用户认证和计入管理

计费管理

 

多业务接入：
       多业务，视频，语音什么鬼的，必须都要支持，。

 

统计与计费：
       统计与计费利用网络管理协议（SNMP）的管理信息库（MIB）来实现，包月计时，按流量。

 

IP地址分配，地址转换（IPV4）

公用IP和私有IP结合的手段。网络出口，用NAT网络地址转换。路由器上安装一些NAT的软件，如果安装之后，就叫NAT路由。把本地（私有）地址换算成公有地址。逐渐在往IPV6上转。

广告语：让世界的每一粒沙子都有一个IP

 

网络安全：

技术手段 物理的安全（设备总不能被偷走了吧，机房着火了，还有什么安全可言），网络安全（在数据传输的过程，防止泄露和窃听，可以加密，注射信封），信息安全（信息未经授权的复制）。

不是万能的！！因为是人来管理的所以需要，管理手段。

管理手段 要求每天备份数据，但是他没有备份，所以必须要有管理手段，做到监督。

 

宽带城域网；

电信级运营的要求，考虑设备冗余，线路冗余，路由冗余，故障快速诊断自我修复，考虑网络防攻击。

 

构建宽带城域网的方案（不是重点，日常生活接触也不多）：

基于SDH（早期的）的城域网方案。

给予10G Ethernet技术（光纤）。

基于弹性分组环RPR技术的城域网。

 

基于SDH（早期的）的城域网方案。

1. 成熟：已有多年运营基础的SDH技术，不适合IP分组
2. 基于下一代SDH技术的多业务传输平台MSTP，使IPoverSonet/SDH方案可行，
3. 在已有的SDH网络基础上集成IP，Ethernet，ATM帧中继技术，给你一个包，你加上包头，包尾。所以说呢，可以支持多种接口，多种业务。

 

基于10G的以太网技术的城域网

以太网是承载IP业务最好的一种技术。

但是丢包率延时高，不支持优先级服务，不能Qos，

但是它可以升级，十兆，百兆，千兆。可以实现无缝连接，因为都使用同一种连接。

光以太网（光纤）：能够解决以太网在狗仔电信级宽带城域网中存在的问题。因为光纤的可靠性高，服务质量，光延时，丢包率都可以解决了

光纤的优势！！！完美解决。

 

密集型光波复用技术，应用广分，成本低，标准化，全球全世界很普及，

适合网络各层次的需求，核心层使用同一技术。

各层次使用同一技术，有利于网络设计、组建和人员培训等。

 

基于弹性分组环RPR技术的城域网

• 环形拓扑结构，基本的结构，RPR也是采用环形的拓扑结构。两个环，一个正向，一个逆向。
• 内网两环都能传输数据分组，和分组控制。保证了高可用性，高可靠性。（光纤，带宽光，速度快）。
• ROR是环形拓扑，高可靠，传输高校特点，快速恢复能力。
• A给C发了报文，由目的站撤离报文，效率更高了。

 

网络接入技术与方法

宽带接入：

数字用户线路技术xDSL

光纤同轴电缆混合网HFC接入技术

光纤接入技术

无线接入技术

局域网接入技术

 

数字用户线路xDSL技术

       非常普遍，传统电话网络的用户环路。解决了接入用户的最后1KM的传输问题。就是电话线。噗。

       X表示不同各种类，区别在于传输速率和距离，不同x的速度距离不一样。

       上传和下载速度对称：对称数字用户线路，HDSL，SDSL

       上传和下载速度不对称，非对称数字用户线路，ADSL，RADSL,VDSL

对称DSL

1. HDSL高速率数字用户线路。
2. 两队铜线上1.544Mbps（T1）的速度，三对铜线2.048（E1）的速率。

 

SDSL（单用户高速数字用户线路）

SDSL只使用一对铜线，其最大有效传输距离3km，上传和下行速度一样快，如电视会议。

传输速率可调，可提供144kb到1.4mb/s的速率。

 

非对称DSL

ADSL非对称用户数字线路。（听歌，下载什么的）最常用的。

可同时传输数据和语音。电话线：三个带宽：语音，数据，上传。

下行1Mbps~8Mbps，ADSL2+可达20Mbps，有效3~5km。

猫，分频器，语音和数字分频器。数模转换器。数转化为模拟信号，在目的，再把模拟转换为数字。调制器。

RADSL（速率）距离特别远，带宽降低一些，带宽慢一些。可以用户自己调整

支持同时传输数据和语音，特别适合用于下雨，气温特别高的反常天气环境。

VDSL最快最快罪魁啊！！

可以可对称，可以非对称。非对称的话最快52Mbits/s（300m）对称34Mbits

较好支持其他应用。

 

光纤同轴电缆混合网HFC接入

城市要看电视，电视信号，有线电视。SDSL，走有线电视线。光纤的干线。广播电台的电视台走光纤，到了小区，小区更远一下，同轴电缆。用户接入。

既然是光纤和同轴电缆混合。

把光信号转化为光信号和电信号，需要光电转换器。

网络拓扑结构：光纤星型，环形，我们的配线树状或者是总线型。

 

HFC

       实现双向传输（点播），传数量哒，可为500-2000个用户服务。

       传输损耗小，距离远，25公里内无需中继放大。

       光纤不受电磁干扰，能确保信号的

三网合一，计算机网络，电信网，电视广播网。

 

三网合一：：：：电缆调制解调器。电视猫

串接在优先电视的电缆和上网设备之间，

上行数据，以QOSK或16QAM的调制方式最大可达10Mbps，下行数据以64QAM或256QAM方式解调最大可达40Mbps。

 

电视猫（Cable modem）

传输方式，如果对称，

单项双向

网络通信角度，同步异步

接入角度看，Fenwick个人电缆

接口角度分，可分为外置式的，内置式的，交互式机顶盒。

 

光纤接入技术：

以光纤为主要的传输媒质，实现接入网的信息传送功能。通过光线路终端（OLT）与业务结点相连，通过光网络单元（ONU，光结点）与用户连接。

光纤的优点：

优点：带宽高20T赫兹。频率单位，1THz==100完兆赫兹。

安全可靠，不产生电信号，不容易产生新泄露。成本较低。

安装维护方便。

中继距离远，100KM以上，抗干扰能力强（雷电风雨）。

可承载的业务种类丰富。

 

根据光纤深入用户群 程度：

FTTC光纤到路边

FTTZ光纤到小区

FTTB光纤到大楼

FTTO光纤到办公室

FTTH光纤到户

 

 

有源的需要光电转换装置。

 

PON无源光纤网络，不需要光电转换装置

不含有任何电子的器件，电子电源，ODN全部由光分路器（Splitter）等无源器件组成，不需要贵重的由源电子设备。从而使得维护简单，可靠性高，成本低，而且能结缘光纤资源，是未来FTTH的主要解决方案。

PON技术主要APON，EPON，GPON，第二层数据链路层。

 

APON A==ATM-PON是简称，以ATM的形式封装。封装成ATM新元。5B头+48B的数据。53字节，大小固定，高效的带宽的业务管理。它在物理层采用PON技术，在链路层使用ATM协议。

 

EPON（Ethernet Passive Optical Network），结合了PON技术和以太网技术的优点：低成本，高带宽，扩展性强，灵活快速的服务重组，与现有以太网的兼容性，方便管理。

在链路层使用以太网协议，物理层PON。

 

GPON（Gigabit）高带宽，高效率，大覆盖范围，GFP通用成帧规程。。。。。

GFM帧头包含帧长度指示字节，可用于可变长度数据包的传递，也可以固定的数据包。

第二层数据链路层，GFM技术

 

EPON和APON主要区别在帧结构上

APON以53字节的固定长度的Atm信元方式传输

EPON以可变长度的分组进行，最长1518字节。

 

无线接入技术

无线接入技术主要由：

802.11技术标准的无线局域网接入（WLAN）

802.16标准的无线城域网接入(WMAN)

Ad hoc 接入技术（早期较多）。

 

无线局域网是利用射频（RF）技术，使用电子波取代有线介质来构成的局域网络，

802.11采用2.4Ghz和5Ghz两个ISM频段，（ISM开放给工业科学医疗等机构用于科研的频段。无需申请即可使用工业902~928Mhz，科研2.4~2.4835Ghz，医疗，5.725~5.850Ghz）

最新802.11n。。。。。。。2.4，5，最大速率600Mbps。OFDM调制（正交频分复用技术）

DSSS拓展频复用技术，FHSS跳频技术

802.16标准与无线城域网WMAN

2008奥运，数字化北京。。无线城域网。。覆盖范围很大。。范围大范围大。。

几十公里。频率，覆盖范围。。2~66Ghz频率范围内无线接入系统的底层标准。

分为应用于视距10~66Ghz，非视距范围2~11Ghz。。

802.16标准分为，固定快带无线接入空中接口标准，移动宽带无线接入控制接口便准。

固定，移动很慢。一个区域到另一个区域==漫游。。

802.16，802.16a，802.16b固定

802.16e移动

 

Ad hoc 接入技术

Ad hoc省去了无线中介设备AP搭建起来的对等网络结构，只要安装了无线网卡，计算机彼此之间即可实现无线互联。

网卡，蓝牙。。。。