計算機網(wǎng)絡技術基礎修正版要點教學提綱

1、計算機網(wǎng)絡技術基礎修正版要點1.1.1 什么是計算機網(wǎng)絡什么是計算機網(wǎng)絡(Network) b、計算機網(wǎng)絡的基本組成 主機(host)c、計算機網(wǎng)絡的定義(參考) 未來通信和網(wǎng)絡的目標5W： 任何人（whoever）任何時間（whenever）任何地方（wherever）和任何人（whomever）任何信息（whatever）d計算機網(wǎng)絡的組成 網(wǎng)絡=資源子網(wǎng)+通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)硬件資源（主機、終端、I/O設備等）、軟件資源、數(shù)據(jù)資源等，負責全網(wǎng)數(shù)據(jù)處理業(yè)務，向網(wǎng)絡用戶提供各種網(wǎng)絡資源和網(wǎng)絡服務 通信子網(wǎng)傳輸介質（電纜、光纖、無線電波等）、通信設備（交換機等），承擔全網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸、轉接、加工和變

2、換等通信處理工作 通信子網(wǎng)資源子網(wǎng)1.1.2 計算機網(wǎng)絡的功能和應用1.1.3 計算機網(wǎng)絡的分類1.1.4 1.1.4 通信網(wǎng)與計算機網(wǎng)絡通信網(wǎng)與計算機網(wǎng)絡1.2.1 1.2.1 數(shù)據(jù)交換技術概述數(shù)據(jù)交換技術概述最簡單的網(wǎng)絡連接：兩站點直接用線路連接。一般通信網(wǎng)絡，則根據(jù)網(wǎng)絡結構的不同可以分為交換通信網(wǎng)絡和廣播通信網(wǎng)絡。廣播通信網(wǎng)絡中的通信方式是廣播式，所有網(wǎng)絡節(jié)點共享通信媒介，不需要中間節(jié)點的介入。LAN一般為廣播通信網(wǎng)絡。交換通信網(wǎng)絡是由若干個網(wǎng)絡節(jié)點按照某一拓撲結構相互連接而成的。數(shù)據(jù)的傳送從源節(jié)點開始，需經(jīng)過若干中間節(jié)點轉發(fā)（交換），才能最終到達目的節(jié)點。限于經(jīng)濟性或連接的非永久性，W

3、AN一般為交換通信網(wǎng)絡。 【名詞】站 節(jié)點(結點) 廣播通信網(wǎng)絡交換通信網(wǎng)絡1.2.2 1.2.2 數(shù)據(jù)交換：基本要求與常用技術數(shù)據(jù)交換：基本要求與常用技術一般來說，對數(shù)據(jù)交換有下面五個基本要求：u要滿足多種多樣的用戶對各種不同速率的數(shù)據(jù)通信的需求u在交換的連接過程中的速度要快u高的傳輸準確性u適應用戶的實時性要求，網(wǎng)絡時延要小u能滿足用戶各種數(shù)據(jù)通信業(yè)務的需要 常用數(shù)據(jù)交換技術有: n電路交換n報文交換n分組交換 n信元交換數(shù)據(jù)交換技術之一：數(shù)據(jù)交換技術之一：電路交換電路交換（circuit switching）通信時需在兩站間通過交換結點（交換機）先建立一條獨享的通信“線路”, 即所謂“通

4、信通道”。 通信過程三次握手（handshake）：n建立連接（hello） 電路建立 源端向網(wǎng)絡系統(tǒng)發(fā)送一個帶目標端地址的請求聯(lián)接信號（呼叫），中間結點按一定路由算法分配一條可能達到目標的信道，在這個請求呼叫的聯(lián)接過程中，各中間結點“記住”了聯(lián)接中的輸入輸出對應關系，相當于在源端和目標端間臨時分配了一條直達通路，直至取消（例：打電話前先摘機撥號）。n數(shù)據(jù)傳送（talk） 數(shù)字或模擬數(shù)據(jù) 一般為全雙工(即可同時在兩個方向傳輸數(shù)據(jù))(ACK，確認）n取消連接（bye） 電路釋放(電路拆除） 電路交換：源于電話通訊技術電路交換：源于電話通訊技術電路交換是由傳統(tǒng)的電話通訊方式發(fā)展起來的一種交換方式。

5、特點：通信通道利用率很低（連接期間專用該通道，空閑照樣付費） 數(shù)據(jù)通信時真正占用線路的時間一般不超過10%甚至只有1%（語音通信最高可達80%）。而且建立電路和電路釋放時間較長，小數(shù)據(jù)量傳送不經(jīng)濟。實時性好（連接期間無延遲）帶寬固定（不適合猝發(fā)性大通信流量），整個線路要求單一速率，無差錯控制功能只能一對一通信交換設備簡單（純硬件），收發(fā)速度快 數(shù)據(jù)交換技術之二：數(shù)據(jù)交換技術之二：報文交換報文交換(message switching) 采用技術實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，即A站發(fā)出的數(shù)據(jù)被整個地作為一個“報文”（對報文大小沒有限制），而且傳送在每個中間節(jié)點處都要先存儲一下再轉發(fā)給下一節(jié)點。它是由傳統(tǒng)的郵遞通訊

6、方式發(fā)展起來的一種交換方式，這種方式直接以一次傳送的信息包（報文）為單位組織通信，如一封信、一個文件或一個電子郵件等，信息包的長度不定，自帶目標用戶地址。它沒有連接和取消連接的過程，每個信息包在傳輸過程中只是一段一段地占用信道，而不是占用整個鏈路。 報文交換：適合在公用電報網(wǎng)中使用報文交換：適合在公用電報網(wǎng)中使用特點：通道可復用（連接期間無需獨占通道，多個報文可分時共享同一通道）帶寬可調變（對猝發(fā)性通信流量十分適合）實時性差（存儲轉發(fā)過程引起通信延遲），不適用于語音和視頻之類實時或交互式的通信要求。 可實現(xiàn)一對多通信交換設備（節(jié)點）需用大容量存儲器的電腦設備在實際應用中報文交換主要用于傳輸報文

7、較短、實時性要求較低的通信業(yè)務，如公用電報網(wǎng)。數(shù)據(jù)交換技術之三：數(shù)據(jù)交換技術之三：分組交換（packet switching）類似于報文交換技術，但所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)被分割成一個個不等長的“分組”（packet，包）進行傳送。由于每個分組數(shù)據(jù)包很小（一般為幾千個二進制位），傳送設備只需將它們保存在主存中再轉發(fā)，而無需存儲在物理存儲設備中，所以速度、效率和實時性均優(yōu)于報文交換。 報文交換分組交換兩種分組交換方式兩種分組交換方式分組交換的方法有兩種：n數(shù)據(jù)報(datagram) 分割后的各個數(shù)據(jù)包（帶有目的地址）通過網(wǎng)絡單獨發(fā)送到目的站再裝配復原“無連接”方法。n虛電路（virtual circuit）

8、 傳送方式類似電路交換（建立連接數(shù)據(jù)傳送取消連接），但連接是“虛擬”的，數(shù)據(jù)包在每個節(jié)點處仍需存儲轉發(fā)，并不獨占線路，所以可進行多路通信。“面向連接”方法。數(shù)據(jù)報交換虛電路交換分組交換技術：數(shù)據(jù)報與虛電路比較分組交換技術：數(shù)據(jù)報與虛電路比較n數(shù)據(jù)報(datagram) 無需呼叫建立連接階段,所以傳輸少量數(shù)據(jù)時比虛電路快。分組可繞過故障節(jié)點到達目的地，但不保證分組能按序到達，數(shù)據(jù)丟失也不知曉。n虛電路（virtual circuit） 傳輸前需先建立連接，所以適用于兩端之間大數(shù)據(jù)量交換。能保證每個分組按序正確到達。但構成虛電路的某個節(jié)點或鏈路出故障時，虛電路完全失效。數(shù)據(jù)報交換虛電路交換三種交換

9、技術比較 n電路交換 數(shù)據(jù)傳輸之前必須先通過呼叫設置一條完整通路。在線路拆除(釋放)之前該通路由一對用戶完全占用。效率不高，適合于較輕和間接式負載使用租用的線路進行通信。LAN中廣泛使用。n報文交換 報文從源點傳送到目的地采用存儲轉發(fā)的方式，報文需要排隊。因此報文交換不適合于交互式通信，不能滿足實時通信的要求。通常用于公用電報網(wǎng)。n分組交換 分組交換方式和報文交換方式類似，但報文被分成分組傳送，并規(guī)定了最大長度。在數(shù)據(jù)報分組交換中，目的地需要重新組裝報文。在虛電路分組交換中，數(shù)據(jù)報傳送之前必須通過虛呼叫設置一條虛電路。分組交換技術是在計算機數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中最廣泛使用的交換技術，適用于交換中等或大量

10、數(shù)據(jù)情況。 數(shù)據(jù)交換技術之四：數(shù)據(jù)交換技術之四：信元交換信元交換（cell switching）又稱“快速分組交換”。數(shù)據(jù)被切分成一個個固定大小的“信元”（如53字節(jié)），這樣允許交換以硬件形式完成，同時不必進行復雜的計算，使交換更快速。特點：n高速交換，又適應于不同速率的要求，特 別適合于多媒體信息的傳送n通信設備價格極高（“貴族網(wǎng)絡”）n能最充分支持QoS采用信元交換技術的主要網(wǎng)絡是ATM（異步傳輸模式）網(wǎng)絡。【QoS】服務質量（Quality of Service） 體現(xiàn)了數(shù)據(jù)網(wǎng)絡提供服務的能力。服務質量可以由一些特定的參數(shù)來描述?？蛻艉屯ㄐ盘峁┱呖梢詤f(xié)商這些參數(shù)的值。對于每一個服務質量參

11、數(shù)，其最差情況下的值被指定了，要求通信提供者必須要達到或超過該值。衡量QoS的主要性能指標有：帶寬控制、傳輸延遲、讀碼特性、流量控制、抖動控制和實時特性等。從用戶的角度看，QoS是通信業(yè)務的質量要求，從網(wǎng)絡的角度看，QoS是網(wǎng)絡的整體性能。目前真正能達到多媒體應用所需的QoS要求的是ATM。（正如人到餐館就餐一樣，低檔餐館只提供所需的飯菜，而顧客可能還要求衛(wèi)生、快捷、空調、包箱、卡拉OK等“服務質量”） 什么是外網(wǎng)？ 現(xiàn)代網(wǎng)絡，與外網(wǎng)（特別是因特網(wǎng)）的連接是必不可少的。對一般用戶而言，一般是通過接入第三方的通信網(wǎng)實現(xiàn)WAN連接，所以網(wǎng)絡工程師需要了解各種接入的通信網(wǎng)的性能和線路使用情況(費用等

12、)。 通信網(wǎng)通常有三種類型：公共服務通信網(wǎng)、高速光纖通信網(wǎng)（SDH、ATM和B-ISDN）和無線移動通信網(wǎng)。 本節(jié)僅要求了解常見通信網(wǎng)的名稱、類型和特點。（1）PSTN （公用電話交換網(wǎng)） DTE+Modem+電話交換機 PSTN的特點： PSTN即許多家庭或單位個人使用的撥號網(wǎng)絡。 PSTN即指一般的公用電話網(wǎng)，是一種以模擬技術為基礎的電路交換網(wǎng)絡。用它構造計算機網(wǎng)絡通信費用最低，但其數(shù)據(jù)傳輸質量和傳輸速率也最差。最方便之處是：凡是電話線所到處均可通過一個Modem接入計算機，構成計算機網(wǎng)絡。由于PSTN用戶線的信道頻帶已按話音傳輸要求設計為很窄的4kHz，所以數(shù)據(jù)終端設備聯(lián)接PSTN的接口

13、速度很難提高，即使采用高速Modem技術也只達56kbps（一路數(shù)字話路速率在64kbps以下）。 其系統(tǒng)為多級多層次的網(wǎng)絡型結構，典型結構為：DTE+Modem+用戶專用小型交換機PBX（Private Branch eXchange）+市話局交換機+長途局交換機+多路復用載波機+長途寬帶信道。（2）DDN （數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)） DTE+基帶Modem+DCCS交換機 由數(shù)字交叉聯(lián)接設備DCCS（Digital Cross Connect System）及各種數(shù)字信道組成的、以傳送計算機數(shù)據(jù)為目的的公共服務通信網(wǎng)。 DDN （數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)）網(wǎng)絡示意圖 DDN （數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)）的特點：采用數(shù)字傳輸信道傳

14、輸數(shù)據(jù)信號的通信網(wǎng)，用戶的終端設備通過DTU（基帶MODEM）與就近的DCCS節(jié)點機相連。DCCS是一種具有交換功能的多路復用/分用設備，其基本系統(tǒng)結構和功能與PSTN中的局間數(shù)字程控交換機無本質區(qū)別，但其交換控制（輸入和輸出的連接選擇）由DDN網(wǎng)管中心NMC統(tǒng)一集中控制，而PSTN由用戶撥號自動尋址。因此，用戶要使用一條從某地到某地的DDN信道，必須向NMC申請。國內主要是中國公用數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)(CHINADDN)。DDN的主干傳輸為光纖傳輸，采用數(shù)字信道直接傳送數(shù)據(jù)，所以傳輸質量高。 采用專線連接的方式而不必選擇路由，直接進入主干網(wǎng)絡，傳輸速度快，網(wǎng)絡時延小，線路質量好，是目前使用最多、影響最

15、大的廣域網(wǎng)接入技術。 但DDN專線需要鋪設專用線路從用戶端進入主干網(wǎng)絡，用戶 除了需要交納昂貴的網(wǎng)絡流量費，還有一筆可觀的線路月租費，相同帶寬費用是其他上網(wǎng)方式的很多倍，用戶端還需要專用的接入設備和路由器，不適合普通的互聯(lián)網(wǎng)用戶。 （3）PSDN （分組交換網(wǎng)） DTE+（集中器）+ 分組交換機 PSDN誕生于70年代,是廣域網(wǎng)發(fā)展早期在分組交換和統(tǒng)計時分復用技術基礎上構成的以數(shù)據(jù)通信為目標的公共數(shù)據(jù)網(wǎng)?；ヂ?lián)的交換機組構成PSDN交換網(wǎng)的核心,每臺交換機都具有分組交換功能,故稱“分組交換機”（PSX,Packet Switch eXchange )。交換機根據(jù)DTE送來的分組報文所攜帶的地址信

16、息,按一定路由算法在交換網(wǎng)內選擇轉發(fā)路徑。 PSDN （分組交換網(wǎng)） 的特點：u用戶設備通過“集中器”或直接接入分組交換機。使用集中器的目的是便于用戶就近接入。uPSDN采用X系統(tǒng)標準，其中PSX和DTE之間的聯(lián)接和通信標準為“X.25 建議”，故PSDN網(wǎng)又稱“X.25網(wǎng)”。DTE用戶終端只要外部接口符合X.25分組交換技術建議標準，就可接入任何公司的X.25網(wǎng)。uDTE到集中器或直接到PSX使用的物理線路稱“用戶線”，常用專線（短距）或租用PSTN線（通過同步的頻帶Modem接入）。PSX間則常使用數(shù)字PSTN高速信道。uPSDN采用虛電路（面向連接）技術，比PSTN具有更好的信道利用率，

17、常用于構筑廣域網(wǎng)。傳輸速率64kbps。uPSDN最大優(yōu)點是在傳輸中可進行差錯校驗，因此能夠在線路誤碼率較高時保障數(shù)據(jù)完整、可靠的傳輸。但現(xiàn)在線路質量已大大提高，PSDN已進入暮年。（4）FRN （幀中繼網(wǎng)）u是在簡化X.25協(xié)議基礎上形成的一種基于光纖的高速、廣域和公共服務的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，它比X.25網(wǎng)性能好，比ATM網(wǎng)成本低，且易于構造。傳輸速率2Mbps。u與X.25相比，幀中繼交換的是幀（frame）而不是報文分組。X.25網(wǎng)強調網(wǎng)內數(shù)據(jù)傳輸?shù)母叨瓤煽啃?，是個確認型的網(wǎng)絡，相鄰結點間都要有確認和重發(fā)機制；而幀中繼著眼于數(shù)據(jù)的快速傳遞，最大程度地提高網(wǎng)絡的吞吐量，是根據(jù)當前的傳輸設備以及替

18、代銅質線的光纖已能充分保障數(shù)據(jù)傳輸可靠性的前提下設計的，它只在源端點和目的端點間進行確認和重發(fā)，各中間結點間只進行檢錯，有錯即簡單把其丟棄。 u幀中繼線路質量好，速度與DDN相當，費用是DDN的1/2到1/4，但幀中繼線路質量隨網(wǎng)絡負載上下波動，傳輸可靠性比DDN差。 FRN （幀中繼網(wǎng)）網(wǎng)絡示意圖：T-carrier（T載波）：一種多路復用的高速租用線，T載波服務級包括T1、T2、T3和T4。T載波提供最大傳送率是274Mbps。Bell系統(tǒng)的T1載波利用脈碼調制PCM和時分TDM技術，使24路采樣聲音信號復用一個通道。每一個幀包含 193位，每一幀用 125s時間傳送。T1系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速

19、率為1.544Mbps。 T1 1.544Mbps(6424kbps，四條線) T2 6.312MbpsT3 45Mbps(28條T1)亦可租用“部分T1”（最小為64kbps） （5）ISDN（綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)）DTE+（TA）+NT2+NT1+ISDN交換機 ISDN（Integrated Services Digital Network）,中國電信將其俗稱為”一線通”,是通過對電話網(wǎng)進行數(shù)字化發(fā)展起來的。它采用數(shù)字傳輸和數(shù)字交換技術,將電話、傳真、可視圖文及數(shù)據(jù)通信等多種業(yè)務綜合在一個統(tǒng)一的數(shù)字網(wǎng)絡進行傳輸和處理。ISDN向用戶提供兩種接口: 基本速率接口BRI（Basic Rate In

20、terface）提供2B+D信道，即兩個64kbps 的B信道，用于話音、數(shù)據(jù)和圖像的傳輸，一個16kbps 的D信道，用于傳輸信令或分組信息，總帶寬144kbps。 （常用于個人用戶） 基群速率接口PRI（Primary Rate Interface）提供23B+D（1.54Mpbs）或32B+D（2.048Mbps）信道。（常用于網(wǎng)吧類LAN與Internet的連接或重要部門的DDN備份）。 ISDN（綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)）網(wǎng)絡示意圖：（6）xDSL（數(shù)字用戶環(huán)路） DTE + ADSL Modem+交換機 xDSL是一組數(shù)字用戶環(huán)路(Digital Subscriber Loop）技術，其中x

21、表示有若干種（見下表），它利用現(xiàn)在電話線銅纜用戶線中的2對或3對雙絞線實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)接入。XDSL有對稱（如HDSL）與非對稱（如ADSL）之分來滿足不同的用戶需求，所謂對稱與非對稱是指上行與下行的帶寬是否相同。 簡稱含義下行傳輸速率上行傳輸速率傳輸距離ADSL非對稱DSL1.58 Mbps64kbps2Mpbs3000 6000米HDSL高速DSL1.58 Mbps1.58 Mbps2/3ADSLVDSL甚高速DSL5155 Mbps1.62.3 Mbps1000 6000英尺SDSL對稱DSL384 kbps384 kbpsRADSL速率自適應DSL7 Mbps1 Mbps ADSL：通過電

22、話線實現(xiàn)寬帶接入 目前最常用的是中國電信開通的ADSL業(yè)務（Asymmetric Digital Subscriber Line）即“非對稱數(shù)字用戶線”。它在普通電話線的底頻語音上疊加高頻數(shù)字信號，能夠提供高達8Mbps的高速下行速率和2Mbps的上行速率，傳輸距離可達36千米。它無需修改任何現(xiàn)有協(xié)議和網(wǎng)絡結構 (只需在電信公司的線路出口和用戶的電話線路入口各加一臺 ADSL調制解調器)，即可在電訊公司與最終用戶間架起一座高速通道。當在你身邊的電話線兩端分別放置ADSL Modem時，在這段電話線上便產(chǎn)生了三個信息通道： 一個速率為 1.5Mbps-9Mbps的高速下行通道，用于用戶下載信息；

23、 一個速率為 16Kbps-1Mbps的中速雙工通道，用于用戶上傳信息； 一個普通的老式電話服務通道，用于普通電話服務。 且這三個通道可以同時工作。在銅線兩端安裝ADSL Modem的作用是接收基帶數(shù)據(jù)，然后通過調制技術形成高速模擬信號進行傳輸。 ADSL標準 G.DMT標準 所謂“全速率ADSL”； 支持8Mbps高速下行和 1.5Mbps上行速率； 要求用戶端安裝分離器，成本高，適用于網(wǎng)吧和小型 網(wǎng)絡的共享接入。 G.LITE標準 所謂“輕型ADSL“； 支持1.5Mbps高速下行和512Kbps上行速率； 省去復雜的分離器，適用于普通家庭用戶。目前所有ADSL局端設備都支持以上兩個標準，

24、用戶可根據(jù)需要選擇支持不同標準的客戶端設備。ADSL的特點 高速Internet接入 （相比PSTN和ISDN） 數(shù)據(jù)和語音同時傳輸 接入費用低廉 （相比DDN） 可以擁有靜態(tài)IP 始終在線 軟硬件安裝簡單 （普通電話線/申請ADSL業(yè)務/準備ADSL Modem/設置）ADSL接入及計費方式 專線接入 靜態(tài)IP，無須撥號（無用戶名和密碼）。通常采用包月制計費。虛擬撥號 連接時獲得動態(tài)IP，需“撥號”（輸入用戶名和密碼），但并非真撥號，只是系統(tǒng)記錄撥入和離線時間以便計費的一種技術方式。故可采用計時收費。ADSL接入方式之一：家庭接入用戶設備：ADSL MODEM卡（內置式）； ADSL分離器（

25、采用全速率接入時，通常由局方提供） 。 ADSL接入方式之二：家庭接入用戶設備：帶USB接口的ADSL MODEM（外置式）； ADSL分離器（采用全速率接入時，通常由局方提供） 。 (a)ADSL MODEM卡(內置式) (b)(c)帶USB接口的ADSL MODEM(外置式)(a)(b)(c)ADSL接入方式之三：網(wǎng)吧或單位接入用戶設備： 帶RJ-45接口的ADSL MODEM（外置式）； ADSL分離器（采用全速率接入時，通常由局方提供）； 可后接集線器，實現(xiàn)小型網(wǎng)絡的Internet共享。ADSL接入方式之四：要求網(wǎng)絡安全性好的單位接入用戶設備： ADSL路由器（價格高）,通常還后接有

26、交換機或集線器； ADSL分離器（采用全速率接入時，通常由局方提供）； 可提供地址轉換、一個IP共享Internet連接等功能。（7）HFC（光纖/同軸電纜混合網(wǎng)） DTE+Cable Modem+有線電視傳輸系統(tǒng) 近年來，有線電視(CATV)正在由同軸電纜向HFC（Hybrid Fiber Coaxial)發(fā)展，即主干采用光纖，而光結點小區(qū)仍采用同軸電纜。與PSTN相比，CATV帶寬可達550/750MHz，在城市幾十公里內仍具有良好的傳輸特性。一個光結點小區(qū)可容納2000個家庭接入。目前我國有5000多萬戶CATV用戶，而且以每年新增500萬戶速度發(fā)展。 兩大技術難題：（1）變單向傳輸為雙

27、向傳輸 （2）采用CableModem (電纜調制解調器) CATVHFC給我們帶來了什么？高速聯(lián)接訪問Internet 10-30Mbps，是PSTN的100倍推動多媒體應用 VOD（視頻點播），在家點看電影不是夢想電視、電話共纜傳輸 （7）HFC（有線電視網(wǎng)） DTE+Cable Modem+有線電視傳輸系統(tǒng)HFC網(wǎng)是一種新型的用于解決“最后一公里”接入問題的寬帶網(wǎng)絡，它有效地利用了當前的先進成熟電視傳輸技術，融數(shù)字與模擬傳輸為一體，集光電功能于一身，同時提供較高質量和較多頻道的傳統(tǒng)模擬廣播電視節(jié)目、較好性能價格比的電話服務、高速數(shù)據(jù)傳輸服務和多種信息增值服務，還可以逐步開展交互式數(shù)字視頻

28、應用。HFC的優(yōu)點是利用現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡，不需要再單獨架設網(wǎng)絡，且速度比較快，缺點是HFC網(wǎng)絡結構是樹型的，Cable Modem上行10M下行38M的信道帶寬是整個社區(qū)用戶共享的，用戶數(shù)增多，每個用戶的帶寬就急劇下降，而且共享型網(wǎng)絡拓撲致命的缺陷就是它的安全性（整個社區(qū)屬于一個網(wǎng)段），數(shù)據(jù)傳送基于廣播機制，同一個社區(qū)的所有用戶都可以接收到他人的數(shù)據(jù)包。 還有一種利用CATV的方法是使用“數(shù)字機頂盒”：讓電視兼任電腦（8）SONET/SDH（同步光纖網(wǎng)絡/同步數(shù)字體系傳輸網(wǎng)） SONET是美國用于光纖數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉藴?，最大的可以達到9.953Gbps。實際線路速率接近20 Gbps ，與SON

29、ET相當?shù)膰H標準是SDH（同步數(shù)字體系）。據(jù)稱，ATM over SDH有可能成為城域網(wǎng)建設的主流技術之一。 SDH實際上是一種全網(wǎng)時鐘同步體系。該體系要求在SDH傳輸網(wǎng)中設置一個高精度、高穩(wěn)定度的統(tǒng)一的時鐘源（常用具有10-11穩(wěn)定度和精度的銫原子鐘），由它通過專門的信道對全網(wǎng)所有網(wǎng)絡單元中的時鐘進行頻率和相位的同步。由于全網(wǎng)所有節(jié)點的時鐘保持嚴格的同步，所以傳輸數(shù)據(jù)時不必再考慮位串同步措施，大大提高了傳輸效率和速率。 美國和加拿大采用的是SONET，歐洲和中國采用SDH。 （9）ATM（異步傳輸模式）網(wǎng) ATM是一種基于統(tǒng)計時分復用（ATDM）的信元交換方法，而且是著眼于與高速光纖傳輸介

30、質配合而研制的一種高速交換技術。它可同時支持語音、圖像和數(shù)據(jù)等多媒體信息提供高速交換，充分支持QoS。 ATM網(wǎng)絡的原理：將傳輸數(shù)據(jù)切分為固定長度的信元傳送，可根據(jù)業(yè)務類型對帶寬的需要動態(tài)分配信元，執(zhí)行異步信元交換；采用純交換技術，每個連接都有自己的獨占帶寬，數(shù)據(jù)傳送效率高，基本傳輸速率155Mbps（最大2.5Gbps）。 ATM的基本單位是信元（cell）。每個信元長度為53字節(jié)，其中前5個字節(jié)為信頭(header），載有地址信息和控制信息（目的地址、信元類型、優(yōu)先級等），后48字節(jié)為凈荷（payload），載有各種形式的信息。（10）SMDS技術（交換式多兆位數(shù)據(jù)服務） SMDS技術（S

31、witched Multimegabit Data Service）是美國七個地區(qū)性BELL公司制定的一項寬帶通信標準，被設計來連接多個LAN，主要用于城域網(wǎng)。 SMDS是一種基于信元交換技術的高速和高性能的連接方式，采用無連接方法（1.545Mbps ），是基于數(shù)據(jù)報的高速分組交換WAN技術，主要用于公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的通信。SMDS可以采用光纖介質或銅介質。（11）DQDB技術（分布式隊列雙總線） DQDB技術（Distributed queue dual bus）是一種廣播式城域網(wǎng)技術。DQDB由兩條單向總線組成，兩條平行的單向總線穿繞于整個城市，各站點同時接于兩條總線之上。每條總線都有一個首

32、端點（head-end），它產(chǎn)生一個穩(wěn)定的53字節(jié)的信元流。每個信元從首端點沿總線往下傳，到達終點時，從總線中消失。目的計算機在發(fā)送者右方時使用上方的總線，反之使用下方的總線。（12）B-ISDN（寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)） 使用基于SDH的ATM（ATM over SDH）網(wǎng)絡作為基本交換網(wǎng)絡。SDH利用同步時分復用技術（STDM）和統(tǒng)一的同步時鐘，著重于解決以光纖為基礎的高速數(shù)字傳輸問題。ATM則是利用異步（統(tǒng)計）時分復用技術實現(xiàn)數(shù)字信號高速傳輸和交換的一種模式。它更著眼于解決高速交換方面的問題。所以B-ISDN就是將SDH的高速傳輸能力與ATM的高速交換能力結合起來而形成的一種寬帶綜合業(yè)務數(shù)字

33、傳輸網(wǎng)絡。 （13）DWDM技術 現(xiàn)有的光纖城域網(wǎng)基本上都采用的是SONET/SDH技術，雖然非常適合語音傳輸應用，但隨著多種數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務的增加，改善網(wǎng)絡性能所需的投資卻很難令運營商們接受。另外，SONET/SDH的傳輸效率和利用率也不能令人滿意。隨著數(shù)據(jù)業(yè)務的高速增長，這些問題變得越來越突出。于是，世界主要的光傳輸設備提供商推出了DWDM（密集波分復用）解決方案。 DWDM技術的大容量和波分復用特性非常適合當前寬帶網(wǎng)多種業(yè)務、多種協(xié)議并存的發(fā)展趨勢。而城域網(wǎng)正是通信網(wǎng)中最復雜的環(huán)節(jié)，需要直接面對多業(yè)務、多協(xié)議環(huán)境，DWDM是目前惟一可以很好地適應這種環(huán)境的低價解決方案。另外，發(fā)展城域DWDM

34、與現(xiàn)有的SDH網(wǎng)不會發(fā)生沖突，兩者可以并存，而且運營商可以通過城域DWDM網(wǎng)提供SDH業(yè)務，最大限度地保護前期投資。 2001年7月6日，“中國高速互連研究試驗網(wǎng)（NSFCNET）”重大研究項目在清華大學順利通過由國家自然科學基金委組織的驗收、鑒定。該項目是該項目由清華大學、中國科學院計算機信息中心、北京大學、北京航空航天大學和北京郵電大學聯(lián)合承擔建設，是我國第一個高速計算機互聯(lián)試驗網(wǎng)絡，首次實現(xiàn)了與國際下一代互聯(lián)網(wǎng)絡Internet 2的連接，標志著我國下一代互聯(lián)網(wǎng)研究建設取得重大突破。NSFCNET采用200GBPS密集波分復用DWDM光傳輸技術，在北京建立了連接六個節(jié)點的2.510GBP

35、S高速計算機互連研究試驗網(wǎng)，是我國第一個與Internet 2實現(xiàn)互聯(lián)的計算機互聯(lián)網(wǎng)。1.4 網(wǎng)絡的五種基本系統(tǒng)結構1.4.1 終端主機（Terminal/Host）系統(tǒng) (T/H系統(tǒng))又稱主機系統(tǒng)或多用戶系統(tǒng)。操作系統(tǒng)：UNIX（XENIX）、LINUX主 機：大、中、小型機，高檔微機特 點：“啞”終端（鍵盤顯示器， 甚至可以無 CPU 與內存） 一切事務由主機分時處理（與MS-DOS命令不兼容）說 明：Internet總體上為UNIX系統(tǒng)，網(wǎng)上之PC機執(zhí)行模擬終端程序模擬成終端進入主機（此時PC機只是負責將鍵盤指令主機，主機處理結果顯示屏，一切處理與PC機上的CPU無關，均由主機進行）1.

36、4.2 工作站文件服務器(Workstation/File Server)系統(tǒng)(W/S系統(tǒng)) 操作系統(tǒng)：Novell公司出品的NetWare（主流產(chǎn)品）服 務 器： 高檔微機特 點： 服務器提供數(shù)據(jù)共享服務和傳送管理功能（不處理數(shù)據(jù)），工作站執(zhí)行應用程序的所有功能，通過磁盤映象，又可象使用本地磁盤一樣使用服務器上的硬盤。 1.4.3 .客戶機服務器（Client/Server）系統(tǒng) (C/S系統(tǒng))操作系統(tǒng)： Windows NT/2000 /2003 Server Windows 2000 Advanced Server服 務 器：高檔微機或大、中、小型機特 點： 服務器除提供數(shù)據(jù)共享和傳送管理服務外，亦可應Client機要求提供數(shù)據(jù)庫處理服務（即對Client要求的數(shù)據(jù)記錄作篩選或檢索后再傳輸，從而減少了傳輸壓力W/S系統(tǒng)是將整個文件傳輸給工作站處理，哪怕所處理的僅為整個庫文件中的一個記錄） 基于C/S系統(tǒng)的網(wǎng)絡訪問系統(tǒng)資源需要兩個獨立的實體： 客戶機給出訪問系統(tǒng)資源的請求 服務器管理對資源的訪問，但只在收到一個客戶機請求時才被激活（一直空閑等待用戶請求） 1.4.4 瀏覽器服務器（Browser/Server）系統(tǒng) (B/S系統(tǒng))操作系統(tǒng)： Windows NT/2000/2003 Server Unix Linux服 務 器：Web服務器特 點： 是C/S系