《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》課件第14章

第十四章

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)

14.1三網(wǎng)融合技術(shù)概14.2QOS簡介

14.3數(shù)據(jù)中心14.4第四層交換簡述14.5無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

本章小結(jié)

習(xí)題

14.1

三網(wǎng)融合技術(shù)概述

所謂“三網(wǎng)融合”，就是指電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)和計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)的相互滲透、互相兼容、并逐步整合成為全世界統(tǒng)一的信息通信網(wǎng)絡(luò)?！叭W(wǎng)融合”是為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享，避免低水平的重復(fù)建設(shè)，形成適應(yīng)性廣、容易維護(hù)、費(fèi)用低的高速寬帶的多媒體基礎(chǔ)平臺。即電信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)分別在向下一代電信網(wǎng)、下一代廣播電視網(wǎng)、下一代互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和演進(jìn)過程中，網(wǎng)絡(luò)的功能趨于一致、業(yè)務(wù)范圍趨于相同，都可以為用戶提供打電話、上網(wǎng)和看電視等多種服務(wù)。14.1.1三網(wǎng)合一的實(shí)現(xiàn)方式數(shù)字技術(shù)的迅速發(fā)展和全面采用，使電話、數(shù)據(jù)和圖像信號都可以通過統(tǒng)一的編碼進(jìn)行傳輸和交換，所有業(yè)務(wù)在網(wǎng)絡(luò)中都將成為統(tǒng)一的“0”或“1”的比特流。

光通信技術(shù)的發(fā)展，為綜合傳送各種業(yè)務(wù)信息提供了必要的帶寬和傳輸高質(zhì)量，成為三網(wǎng)業(yè)務(wù)的理想平臺。

軟件技術(shù)的發(fā)展使得三大網(wǎng)絡(luò)及其終端都通過軟件變更，最終支持各種用戶所需的特性、功能和業(yè)務(wù)。

最重要的是統(tǒng)一的TCP/IP協(xié)議的普遍采用，將使得各種以IP為基礎(chǔ)的業(yè)務(wù)都能在不同的網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)互通。人類首次具有統(tǒng)一的為三大網(wǎng)都能接受的通信協(xié)議，從技術(shù)上為三網(wǎng)融合奠定了最堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。三網(wǎng)合一光纖交換機(jī)是一種三網(wǎng)合一光線路終端(OLT)，它是一款集成了CATV光信號分配功能的高性能管理型二層三網(wǎng)合一光纖以太網(wǎng)交換機(jī)。它提供一個(gè)理想的低成本FTTH或FTTB三網(wǎng)合一(數(shù)據(jù)、語音和CATV)接入解決方案。

三網(wǎng)合一光纖交換機(jī)提供多種網(wǎng)絡(luò)管理方式，采用標(biāo)準(zhǔn)RS-232接口、Web瀏覽器、命令行界面(CLI)和基于簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)的網(wǎng)絡(luò)管理平臺。系統(tǒng)管理員能輕松配置功能、監(jiān)控性能和排除交換機(jī)故障。

三網(wǎng)融合，在概念上從不同角度和層次上分析，可以涉及到技術(shù)融合、業(yè)務(wù)融合、行業(yè)融合、終端融合及網(wǎng)絡(luò)融合。目前更主要的是應(yīng)用層次上互相使用統(tǒng)一的通信協(xié)議。用IP優(yōu)化光網(wǎng)絡(luò)就是新一代電信網(wǎng)的基礎(chǔ)，是三網(wǎng)融合的結(jié)合點(diǎn)。三網(wǎng)合一的好處在于：(1)信息服務(wù)將由單一業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向文字、話音、數(shù)據(jù)、圖像、視頻等多媒體綜合業(yè)務(wù)，例如通過手機(jī)視頻看到客戶貨物的大致情況，并立即決定派什么樣的車去提貨，發(fā)完貨以后，客戶也能隨時(shí)自主追蹤。

(2)有利于極大地減少基礎(chǔ)建設(shè)投入，并簡化網(wǎng)絡(luò)管理，降低維護(hù)成本。

(3)將使網(wǎng)絡(luò)從各自獨(dú)立的專業(yè)網(wǎng)絡(luò)向綜合性網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變，網(wǎng)絡(luò)性能得以提升，資源利用水平進(jìn)一步提高。(4)三網(wǎng)融合是業(yè)務(wù)的整合，它不僅繼承了原有的話音、數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)，而且通過網(wǎng)絡(luò)的整合，衍生出了更加豐富的增值業(yè)務(wù)類型，如圖文電視、VoIP、視頻郵件和網(wǎng)絡(luò)游戲等，極大地拓展了業(yè)務(wù)提供的范圍。

(5)三網(wǎng)融合打破了電信運(yùn)營商和廣電運(yùn)營商在視頻傳輸領(lǐng)域長期的惡性競爭狀態(tài)，看電視、上網(wǎng)、打電話資費(fèi)可能打包下調(diào)。

14.1.2三網(wǎng)融合的應(yīng)用與發(fā)展伴隨著第一批12個(gè)三網(wǎng)融合試點(diǎn)城市的確定，醞釀已久的三網(wǎng)融合正式進(jìn)入實(shí)施階段，與此同時(shí)，寬帶化戰(zhàn)略也進(jìn)入了發(fā)展快車道。在此背景下，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場迎來了一輪新的發(fā)展期。截至2010年6月，全國寬帶用戶已突破1.15億戶，基礎(chǔ)電信企業(yè)的互聯(lián)網(wǎng)用戶進(jìn)一步趨向?qū)拵Щ艺叻矫娴闹С?、寬帶用戶?shù)量穩(wěn)步的增加，既鞏固了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商對于市場的信心，同時(shí)也給予網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)廠商繼續(xù)發(fā)展的動力，進(jìn)而促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場的可持續(xù)發(fā)展。1．在寬帶發(fā)展方面的作用寬帶作為國家信息化的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其重要性不言而喻，許多發(fā)達(dá)國家已經(jīng)將寬帶發(fā)展作為國家戰(zhàn)略的重要組成部分。我國寬帶發(fā)展面臨絕對數(shù)量大，人均帶寬不足的現(xiàn)狀，因而多城市開始一起加速寬帶化進(jìn)程。推進(jìn)寬帶化戰(zhàn)略的實(shí)施，一方面使廣大用戶得到更好的服務(wù)和用戶體驗(yàn)，另一方面為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場的增長提供了直接動力。以“數(shù)字化北京”、上海的“城市光網(wǎng)”計(jì)劃、“信息廣州”等多個(gè)城市為代表的城市寬帶化進(jìn)程已經(jīng)開始提速，目標(biāo)在1～3年內(nèi)完成寬帶化改造。在提高帶寬的同時(shí)，提升光纖接入的覆蓋率，并且加快寬帶網(wǎng)絡(luò)鄉(xiāng)村普及率?，F(xiàn)階段的三網(wǎng)融合發(fā)展，對國家來講，促進(jìn)信息和文化產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高國民經(jīng)濟(jì)和社會信息化水平，同時(shí)，也拉動國內(nèi)消費(fèi)并形成新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。對行業(yè)來講，推動資源整合和行業(yè)兼并重組，提升行業(yè)發(fā)展水平，并通過網(wǎng)絡(luò)管理，基本形成適度競爭的網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)業(yè)格局。按照中國工程院院士、三網(wǎng)融合試點(diǎn)方案評審項(xiàng)目專家組負(fù)責(zé)人鄔賀銓預(yù)計(jì)，三網(wǎng)融合未來三年可帶動投資和消費(fèi)6880億元。其中，電信寬帶升級、廣電網(wǎng)絡(luò)改造等投資2490億元，可激發(fā)和釋放社會的信息服務(wù)與終端消費(fèi)近4390億元。寬帶化戰(zhàn)略、三網(wǎng)融合將直接給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商和機(jī)頂盒設(shè)備商帶來發(fā)展契機(jī)。無論是傳統(tǒng)的電信系網(wǎng)絡(luò)設(shè)備商，還是廣電系廠商均將直接受益。眾多的廠商在寬帶化戰(zhàn)略、三網(wǎng)融合中獲得了發(fā)展的機(jī)會，但是同時(shí)也必須面對未來的挑戰(zhàn)。從長遠(yuǎn)來看，這必定會在行業(yè)內(nèi)興起一輪新的洗牌，規(guī)模小、成本高、實(shí)力差的企業(yè)將被逐步淘汰，而存留下來的電信系廠商和廣電系廠商將相互滲透，一起分享千億級的市場。伴隨著國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場平穩(wěn)增長，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)向網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用轉(zhuǎn)型，設(shè)備市場受業(yè)務(wù)拉動明顯，安全、融合成為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備產(chǎn)品的關(guān)鍵詞。2009年運(yùn)營商和政府市場需求的增長帶動了整體網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場的持續(xù)發(fā)展。下一步隨著3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的完成，移動互聯(lián)網(wǎng)、視頻等3G業(yè)務(wù)一方面會成為運(yùn)營商發(fā)展3G業(yè)務(wù)的重要應(yīng)用，同時(shí)也會帶動未來三年網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在運(yùn)營商市場的發(fā)展。同時(shí)在2009年國家又在政策層面上提出了發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合等信息社會發(fā)展戰(zhàn)略，智能電網(wǎng)、智能交通、智能城市等概念的提出，國家推動城市寬帶化進(jìn)程，必將為下一輪網(wǎng)絡(luò)建設(shè)拉開序幕，因此未來三年，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場將隨著網(wǎng)絡(luò)走入核心行業(yè)應(yīng)用而進(jìn)入一個(gè)高增長周期。2．三網(wǎng)融合的發(fā)展趨勢展望未來，在寬帶化戰(zhàn)略和三網(wǎng)融合的驅(qū)動下，在3G建設(shè)的帶動下，在新技術(shù)應(yīng)用的推動下，中國網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場將繼續(xù)保持增長的態(tài)勢。同時(shí)，在服務(wù)、產(chǎn)品與技術(shù)方面將體現(xiàn)出以下趨勢。(1)以思科為代表的眾多廠商更加關(guān)注于服務(wù)。(2)多業(yè)務(wù)、融合性、虛擬化是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備產(chǎn)品的發(fā)展方向。14.2QoS簡介

1．QoS的產(chǎn)生背景在因特網(wǎng)創(chuàng)建初期，沒有意識到QoS應(yīng)用的需要。因此，整個(gè)因特網(wǎng)運(yùn)作如一個(gè)“竭盡全力”的系統(tǒng)。每段信息都有4個(gè)“服務(wù)類別”位和3個(gè)“優(yōu)先級”位，但是它們完全沒有派上用場。依發(fā)送和接收者看來，數(shù)據(jù)包從起點(diǎn)到終點(diǎn)的傳輸過程中會出現(xiàn)許多問題：

丟失數(shù)據(jù)包—當(dāng)數(shù)據(jù)包到達(dá)一個(gè)緩沖器(Buffer)已滿的路由器時(shí)，則代表此次的發(fā)送失敗，路由器會依網(wǎng)絡(luò)的狀況決定要丟棄一部份、不丟棄或者是丟棄所有的數(shù)據(jù)包，而且這不可能在預(yù)先就知道，接收端的應(yīng)用程序在這時(shí)必須請求重新傳送，而這可能造成總體傳輸嚴(yán)重的延遲。

延遲—或許需要很長時(shí)間才能將數(shù)據(jù)包傳送到終點(diǎn)，因?yàn)樗鼤宦L的隊(duì)列遲滯，或需要運(yùn)用間接路由以避免阻塞；也許能找到快速、直接的路由?？傊?，延遲非常難以預(yù)料。

傳輸順序出錯(cuò)—當(dāng)一群相關(guān)的數(shù)據(jù)包被路由經(jīng)過因特網(wǎng)時(shí)，不同的數(shù)據(jù)包可能選擇不同的路由器，這會導(dǎo)致每個(gè)數(shù)據(jù)包有不同的延遲時(shí)間。最后數(shù)據(jù)包到達(dá)目的地的順序會和數(shù)據(jù)包從發(fā)送端發(fā)送出去的順序不一致，這個(gè)問題必須要有特殊額外的協(xié)議負(fù)責(zé)刷新失序的數(shù)據(jù)包。

出錯(cuò)—有時(shí)數(shù)據(jù)包在被運(yùn)送的途中會發(fā)生跑錯(cuò)路徑、被合并甚至是毀壞的情況，這時(shí)接收端必須要能偵測出這些情況，并將它們統(tǒng)統(tǒng)判別為已遺失的數(shù)據(jù)包，再請求發(fā)送端再送一份同樣的數(shù)據(jù)包。2．QoS技術(shù)簡介QoS是通過給定的虛連接描述傳輸質(zhì)量的ATM性能參數(shù)術(shù)語。這些參數(shù)包括：CTD、CDV、CER、CLR、CMR和SECBR、ALLserviceclasses、QosClasses、trafficcontract、trafficcontrol。

對于網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，服務(wù)質(zhì)量包括傳輸?shù)膸?、傳送的時(shí)延、數(shù)據(jù)的丟包率等。在網(wǎng)絡(luò)中可以通過保證傳輸?shù)膸?、降低傳送的時(shí)延、降低數(shù)據(jù)的丟包率以及時(shí)延抖動等措施來提高服務(wù)質(zhì)量。

通常QoS提供以下三種服務(wù)模型：

Best-Effortservice(盡力而為服務(wù)模型)；

Integratedservice(綜合服務(wù)模型，簡稱Int-Serv)；

Differentiatedservice(區(qū)分服務(wù)模型，簡稱Diff-Serv)。(1)?Best-Effort服務(wù)模型。Best-Effort是一個(gè)單一的服務(wù)模型，也是最簡單的服務(wù)模型。對Best-Effort服務(wù)模型，網(wǎng)絡(luò)盡最大的可能性來發(fā)送報(bào)文。但對時(shí)延、可靠性等性能不提供任何保證。

Best-Effort服務(wù)模型是網(wǎng)絡(luò)的缺省服務(wù)模型，通過FIFO隊(duì)列來實(shí)現(xiàn)。它適用于絕大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，如FTP、E-Mail等。

(2)

Int-Serv服務(wù)模型。Int-Serv是一個(gè)綜合服務(wù)模型，它可以滿足多種QoS需求。該模型使用資源預(yù)留協(xié)議(RSVP)，RSVP運(yùn)行在從源端到目的端的每個(gè)設(shè)備上，可以監(jiān)視每個(gè)流，以防止其消耗資源過多。這種體系能夠明確區(qū)分并保證每一個(gè)業(yè)務(wù)流的服務(wù)質(zhì)量，為網(wǎng)絡(luò)提供最細(xì)粒度化的服務(wù)質(zhì)量區(qū)分。

但是，Inter-Serv模型對設(shè)備的要求很高，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流數(shù)量很大時(shí)，設(shè)備的存儲和處理能力會遇到很大的壓力。Inter-Serv模型可擴(kuò)展性很差，難以在Internet核心網(wǎng)絡(luò)實(shí)施。(3)?Diff-Serv服務(wù)模型。Diff-Serv是一個(gè)多服務(wù)模型，它可以滿足不同的QoS需求。與Int-Serv不同，它不需要通知網(wǎng)絡(luò)為每個(gè)業(yè)務(wù)預(yù)留資源。區(qū)分服務(wù)實(shí)現(xiàn)簡單，擴(kuò)展性較好。

3．QoS的分類分類是指具有QoS的網(wǎng)絡(luò)能夠識別哪種應(yīng)用產(chǎn)生哪種數(shù)據(jù)包。沒有分類，網(wǎng)絡(luò)就不能確定對特殊數(shù)據(jù)包要進(jìn)行的處理。所有應(yīng)用都會在數(shù)據(jù)包上留下可以用來識別源應(yīng)用的標(biāo)識。分類就是檢查這些標(biāo)識，識別數(shù)據(jù)包是由哪個(gè)應(yīng)用產(chǎn)生的。以下是四種常見的分類方法：(1)協(xié)議。有些協(xié)議非?！敖≌劇?，只要它們存在就會導(dǎo)致業(yè)務(wù)延遲，因此根據(jù)協(xié)議對數(shù)據(jù)包進(jìn)行識別和優(yōu)先級處理可以降低延遲。

(2)

TCP和UDP端口號碼。許多應(yīng)用都采用一些TCP或UDP端口進(jìn)行通信，如HTTP采用TCP端口80。

(3)源IP地址。許多應(yīng)用都是通過其源IP地址進(jìn)行識別的。由于服務(wù)器有時(shí)是專門針對單一應(yīng)用而配置的，如電子郵件服務(wù)器，所以分析數(shù)據(jù)包的源IP地址可以識別該數(shù)據(jù)包是由什么應(yīng)用產(chǎn)生的。

(4)物理端口號碼。與源IP地址類似，物理端口號碼可以指示哪個(gè)服務(wù)器正在發(fā)送數(shù)據(jù)。為了提供優(yōu)先級，交換機(jī)的每個(gè)端口必須有至少2個(gè)隊(duì)列。交換機(jī)通過其排隊(duì)機(jī)制確定下一步要服務(wù)的隊(duì)列。有以下兩種排隊(duì)方式。

(1)嚴(yán)格優(yōu)先隊(duì)列(SPQ)。這是一種最簡單的排隊(duì)方式，它首先為最高優(yōu)先級的隊(duì)列進(jìn)行服務(wù)，直到該隊(duì)列為空，然后為下一個(gè)次高優(yōu)先級隊(duì)列服務(wù)，依此類推。

(2)加權(quán)循環(huán)(WRR)。這種方法為所有業(yè)務(wù)隊(duì)列服務(wù)，并且將優(yōu)先權(quán)分配給較高優(yōu)先級隊(duì)列。

4．QoS的應(yīng)用流量約定(SLA，ServiceLevelAgreement服務(wù)等級協(xié)議)給數(shù)據(jù)流設(shè)定優(yōu)先級，以此在網(wǎng)絡(luò)/協(xié)議層面上，根據(jù)相互商定的尺度，設(shè)定有保障的性能、通過量、延遲等界限。一些特定形式的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流需要定義服務(wù)質(zhì)量，例如：

多媒體流要求有保障的通過量；

IP電話需要嚴(yán)格的抖動和延遲限制；

性命攸關(guān)的應(yīng)用系統(tǒng)，例如遠(yuǎn)程外科手術(shù)要求有可靠保證的可用性(也稱作硬性QoS)。在Internet等計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上為用戶提供高質(zhì)量的QoS必須解決以下問題：

(1)

QoS的分類與定義。對QoS進(jìn)行分類和定義的目的是使網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)不同類型的QoS進(jìn)行管理和分配資源。

(2)準(zhǔn)入控制和協(xié)商。即根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中資源的使用情況，允許用戶進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多媒體信息傳輸并協(xié)商其QoS。

(3)資源預(yù)約。為了給用戶提供滿意的QoS，必須對端系統(tǒng)、路由器以及傳輸帶寬等相應(yīng)的資源進(jìn)行預(yù)約，以確保這些資源不被其他應(yīng)用所強(qiáng)用。

(4)資源調(diào)度與管理。對資源進(jìn)行預(yù)約之后，是否能得到這些資源，還依賴于相應(yīng)的資源調(diào)度與管理系統(tǒng)。

QoS的關(guān)鍵指標(biāo)主要包括可用性、吞吐量、時(shí)延、時(shí)延變化(包括抖動和漂移)和丟失。下面詳細(xì)敘述。

(1)可用性。是當(dāng)用戶需要時(shí)網(wǎng)絡(luò)即能工作的時(shí)間百分比?？捎眯灾饕窃O(shè)備可靠性和網(wǎng)絡(luò)存活性相結(jié)合的結(jié)果。(2)吞吐量。是在一定時(shí)間段內(nèi)對網(wǎng)上流量(或帶寬)的度量。對IP網(wǎng)而言可以從幀中繼網(wǎng)借用一些概念。根據(jù)應(yīng)用和服務(wù)類型，服務(wù)水平協(xié)議(SLA)可以規(guī)定承諾信息速率(CIR)、突發(fā)信息速率(BIR)和最大突發(fā)信號長度。(3)時(shí)延。指一項(xiàng)服務(wù)從網(wǎng)絡(luò)入口到出口的平均經(jīng)過時(shí)間。許多服務(wù)，特別是話音和視像等實(shí)時(shí)服務(wù)都是高度不能容忍時(shí)延的。

(4)丟失。不管是比特丟失還是分組丟失，對分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的影響比對實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的影響都大。在通話期間，丟失一個(gè)比特或一個(gè)分組的信息往往用戶注意不到。5．現(xiàn)狀及相關(guān)技術(shù)對于由QoS控制來實(shí)現(xiàn)QoS保證，國際上不同組織和團(tuán)體提出了不同的控制機(jī)制和策略，比較著名的有：

(1)

ISO/OSI提出了基于ODP分布式環(huán)境的QoS控制，但至今仍只停留在只給出了用戶層的QoS參數(shù)說明和變成接口階段，具體實(shí)現(xiàn)QoS控制策略并未提出。(2)?ATM論壇提出了QoS控制的策略和實(shí)現(xiàn)，ATM控制是“連接預(yù)定”型(connectionandreservation)，它的核心內(nèi)容是在服務(wù)建立之前，通過接納控制和資源預(yù)留來提供服務(wù)的QoS保證，而在服務(wù)交互的過程中，用戶進(jìn)程和網(wǎng)絡(luò)要嚴(yán)格按照約定的QoS實(shí)現(xiàn)服務(wù)QoS保證。(3)

IETF組織也已經(jīng)提出了多種服務(wù)模型和機(jī)制來滿足對QoS的需求，其中比較典型的有：RFC2115，RFC2117以及1998、1999年提出的RFC26xx系列中的綜合業(yè)務(wù)模型(Int-Serv)、差分業(yè)務(wù)模型(differentiatedservices)、多協(xié)議標(biāo)簽MPLS技術(shù)(Multi-ProtocolLabelSwitching)、流量工程(trafficengineering)和QoS路由(QoS-basedrouting)等，均用于解決Internet網(wǎng)絡(luò)的QoS控制和管理。14.3數(shù)據(jù)中心

14.3.1數(shù)據(jù)中心的組成數(shù)據(jù)中心是全球協(xié)作的特定設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，用來在Internet網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施上加速信息的傳遞。采用Internet接入時(shí)，只需要一臺能上網(wǎng)的PC加數(shù)據(jù)中心軟件即可。一般公司是通過路由器上網(wǎng)的，此時(shí)需在路由器上做一些設(shè)置。也可直接把寬帶接入線接至PC中來實(shí)現(xiàn)，不需要ISP開通服務(wù)，但需根據(jù)獲取的外網(wǎng)IP地址及方式選擇采用合適的動態(tài)域名軟件。具體組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如下：無線DDN系統(tǒng)分為監(jiān)測點(diǎn)和數(shù)據(jù)中心兩部分，監(jiān)測點(diǎn)采用GPRSDTU，可提供RS-232、RS485以及以太網(wǎng)接口，數(shù)據(jù)中心采用寬帶ADSL或?qū)＞€方式接入Internet，具體接入方式如下：

(1)監(jiān)測點(diǎn)接入方式。監(jiān)測點(diǎn)通過RS-232、RS485或以太網(wǎng)接口與GPRSDTU傳輸模塊連接，然后設(shè)置DTU相關(guān)參數(shù)，每一個(gè)GPRSDTU傳輸模塊裝入一個(gè)中國移動的數(shù)據(jù)SIM卡即可。(2)數(shù)據(jù)中心接入方式。數(shù)據(jù)中心接入主要分兩大類：

①Internet接入。數(shù)據(jù)中心采用寬帶ADSL接入方式，此種方式優(yōu)點(diǎn)是帶寬大、費(fèi)用低。缺點(diǎn)是安全性較差、延時(shí)比專線接入稍大。采用局域網(wǎng)共享上網(wǎng)方式，此種方式基本同ADSL接入類似，但注意接入時(shí)需做端口映射。采用電話線撥號上網(wǎng)方式，此種方式接入帶寬較窄。所以只適合于點(diǎn)數(shù)較少，且數(shù)據(jù)量小的組網(wǎng)方式。②移動公司接入。數(shù)據(jù)中心采用無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商(指中國移動)提供信道接入，在實(shí)際中可采用移動公司機(jī)房專線接入方式，此種方式帶寬大(一般為2M)，對延時(shí)、安全性都非常好，但租用此專線價(jià)格較貴。14.3.2世界數(shù)據(jù)中心世界數(shù)據(jù)中心(WorldDataCenter)是國際科學(xué)聯(lián)合會下設(shè)的科學(xué)數(shù)據(jù)組織，有40多個(gè)學(xué)科數(shù)據(jù)中心，分屬四個(gè)數(shù)據(jù)中心群：WDC-A美國、WDC-B前蘇聯(lián)、WDC-C歐洲和日本、WDC-D中國。

1988年，中國加入WDC，并建立世界數(shù)據(jù)中心中國中心(WorldDataCenterD)。WDC-D組織機(jī)構(gòu)包括：中國國家協(xié)調(diào)委員會、科學(xué)委員會、中國中心協(xié)調(diào)辦公室、科學(xué)委員會秘書處及九個(gè)學(xué)科數(shù)據(jù)中心。

14.4第四層交換簡述

14.4.1第四層交換的原理OSI模型的第四層是傳輸層。傳輸層負(fù)責(zé)端對端通信，即在網(wǎng)絡(luò)源和目標(biāo)系統(tǒng)之間協(xié)調(diào)通信。在IP協(xié)議棧中這是TCP(一種傳輸協(xié)議)和UDP(用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議)所在的協(xié)議層。在第四層中，TCP和UDP標(biāo)題包含端口號(portnumber)，它們可以惟一區(qū)分每個(gè)數(shù)據(jù)包包含哪些應(yīng)用協(xié)議(例如HTTP、FTP等)。端點(diǎn)系統(tǒng)利用這種信息來區(qū)分包中的數(shù)據(jù)，尤其是端口號使一個(gè)接收端計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠確定它所收到的IP包類型，并把它交給合適的高層軟件。端口號和設(shè)備IP地址的組合通常稱作“插口(socket)”。

1～255之間的端口號被保留，它們稱為“熟知”端口，也就是說，在所有主機(jī)TCP/IP協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)中，這些端口號是相同的。除了“熟知”端口外，標(biāo)準(zhǔn)UNIX服務(wù)分配在256～1024端口范圍，定制的應(yīng)用一般在1024以上分配端口號。分配端口號的最近清單可以在RFC1700“AssignedNumbers”上找到。TCP/UDP端口號提供的附加信息可以為網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)所利用，這是第四層交換的基礎(chǔ)。“熟知“端口號舉例：具有第四層功能的交換機(jī)能夠起到與服務(wù)器相連接的“虛擬IP”(VIP)前端的作用。每臺服務(wù)器和支持單一或通用應(yīng)用的服務(wù)器組都配置一個(gè)VIP地址。這個(gè)VIP地址被發(fā)送出去并在域名系統(tǒng)上注冊。

在發(fā)出一個(gè)服務(wù)請求時(shí)，第四層交換機(jī)通過判定TCP開始，來識別一次會話的開始。然后它利用復(fù)雜的算法來確定處理這個(gè)請求的最佳服務(wù)器。一旦做出這種決定，交換機(jī)就將會話與一個(gè)具體的IP地址聯(lián)系在一起，并用該服務(wù)器真正的IP地址來代替服務(wù)器上的VIP地址。

第四層交換的主要作用是提高服務(wù)器和服務(wù)器群的可靠性和可擴(kuò)展性。

如果服務(wù)器速度跟不上，即使是具有最快速交換的網(wǎng)絡(luò)也不能完全確保端到端的性能?？梢韵胍姼邇?yōu)先權(quán)的業(yè)務(wù)在這種QoS使能的網(wǎng)絡(luò)中會因服務(wù)器中低優(yōu)先權(quán)的業(yè)務(wù)隊(duì)列而阻塞。在更糟的情況下，服務(wù)器甚至?xí)适аh(huán)處理業(yè)務(wù)的能力。

第四層交換使用第三層和第四層信息包的報(bào)頭信息，根據(jù)應(yīng)用區(qū)間識別業(yè)務(wù)流，將整個(gè)區(qū)間段的業(yè)務(wù)流分配到合適的應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行處理。第四層交換也要求端到端QoS，提高第二層和第三層交換一包接一包QoS傳輸?shù)哪芰Α＠?，來自高級別用戶的業(yè)務(wù)或重要應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)流，可以分配給最快的I/O系統(tǒng)和CPU，而普通的業(yè)務(wù)就分配給性能較差的機(jī)器。

14.4.2第四層交換與第二層第三層交換的比較1．第二層交換局域網(wǎng)交換技術(shù)是作為對共享式局域網(wǎng)提供有效的網(wǎng)段劃分的解決方案而出現(xiàn)的，它可以使每個(gè)用戶盡可能地分享到最大帶寬。前文已經(jīng)提到，交換技術(shù)是在OSI七層網(wǎng)絡(luò)模型中的第二層，即數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行操作的，因此交換機(jī)對數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)是建立在MAC地址—物理地址基礎(chǔ)之上的，對于IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議來說，它是透明的，即交換機(jī)在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時(shí)，不知道也無需知道信源機(jī)和信宿機(jī)的IP地址，只需其物理地址即MAC地址。交換機(jī)在操作過程當(dāng)中會不斷的收集資料去建立它本身的一個(gè)地址表，這個(gè)表相當(dāng)簡單，它說明了某個(gè)MAC地址是在哪個(gè)端口上被發(fā)現(xiàn)的，所以當(dāng)交換機(jī)收到一個(gè)TCP/IP封包時(shí)，它便會看一下該數(shù)據(jù)包的標(biāo)簽部分的目的MAC地址，核對一下自己的地址表以確認(rèn)該從哪個(gè)端口把數(shù)據(jù)包發(fā)出去。

2．第三層交換假設(shè)主機(jī)A跟主機(jī)B以前曾通過交換機(jī)通信，中間的交換機(jī)如支持第三層交換的話，它便會把A和B的IP地址及他們的MAC地址記錄下來，當(dāng)其他主機(jī)如C要和A或B通信時(shí)，針對C所發(fā)出的尋址封包，第三層交換機(jī)會不假思索的送C一個(gè)回覆封包告訴它A或B的MAC地址，以后C當(dāng)然就會用A或B的MAC地址“直接”和它通信。因?yàn)橥ㄐ烹p方完全沒有通過路由器這樣的第三者，所以即使A、B和C屬不同的子網(wǎng)，它們間均可直接知道對方的MAC地址來通信，更重要的是，第三層交換機(jī)并沒有像其他交換器一樣把廣播封包擴(kuò)散，第三層交換機(jī)之所以稱為三層交換器便是因?yàn)樗鼈兡芸炊龑有畔⑷鏘P地址、ARP等。因此，三層交換器便能洞悉某廣播封包目的何在，而在沒有把它擴(kuò)散出去的情形下，滿足了發(fā)出該廣播封包的人的需要(不管它們在任何子網(wǎng)里)。如果認(rèn)為第三層交換機(jī)就是路由器，那也應(yīng)稱作超高速反傳統(tǒng)路由器，因?yàn)榈谌龑咏粨Q器沒做任何“拆打”數(shù)據(jù)封包的工作，所有路過它的封包都不會被修改并以交換的速度傳到目的地。3．第四層交換從操作方面來看，第四層交換是穩(wěn)固的，因?yàn)樗鼘刂圃趶脑炊说剿薅说膮^(qū)間中。另一方面，路由器或第三層交換只針對單一的包進(jìn)行處理，不清楚上一個(gè)包從哪來，也不知道下一個(gè)包的情況。它們只是檢測包報(bào)頭中的TCP端口數(shù)字，根據(jù)應(yīng)用建立優(yōu)先級隊(duì)列。路由器根據(jù)鏈路和網(wǎng)絡(luò)可用的節(jié)點(diǎn)決定包的路由，第四層則是在可用的服務(wù)器和性能基礎(chǔ)上先確定區(qū)間。

14.4.3第四層交換與服務(wù)器集群在第四層交換和服務(wù)器集群技術(shù)(如Microsoft的Wolfpack)之間有一些共同的功能。它們都能提供服務(wù)器負(fù)載平衡和故障防護(hù)功能，盡管許多集群技術(shù)的實(shí)現(xiàn)支持橫跨多個(gè)服務(wù)器的應(yīng)用程序的負(fù)載平衡。

14.4.4如何選用合適的第四層交換為了在企業(yè)網(wǎng)中行之有效，第四層交換必須提供與第三層線速路由器可比擬的性能。也就是說，第四層交換必須在所有端口以全介質(zhì)速度操作，即使在多個(gè)千兆以太網(wǎng)連接上亦如此。

依據(jù)所希望的容量平衡間隔尺寸，第四層交換機(jī)將應(yīng)用分配給服務(wù)器的算法有很多種，有簡單的檢測環(huán)路最近的連接、檢測環(huán)路時(shí)延或檢測服務(wù)器本身的閉環(huán)反饋。在所有的預(yù)測中，閉環(huán)反饋提供反映服務(wù)器現(xiàn)有業(yè)務(wù)量的最精確的檢測。應(yīng)注意的是，進(jìn)行第四層交換的交換機(jī)需要有區(qū)分和存儲大量發(fā)送表項(xiàng)的能力。交換機(jī)在一個(gè)企業(yè)網(wǎng)的核心時(shí)尤其如此。許多第二/三層交換機(jī)傾向發(fā)送表的大小與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的數(shù)量成正比。

第四層交換機(jī)內(nèi)部有支持冗余拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的功能。在具有雙鏈路的網(wǎng)卡容錯(cuò)連接時(shí)，就可能建立從一個(gè)服務(wù)器到網(wǎng)卡、鏈路和服務(wù)器交換器的完全冗余系統(tǒng)14.4.5幾種第四層交換產(chǎn)品BerkeleyNetworks公司的exponeNTe4和AlteonNetworks公司的ACEswith180兩款第四層交換產(chǎn)品具有突出的性能和靈活性，能夠比第二層和第三層交換機(jī)做出更智能的轉(zhuǎn)發(fā)決定。由于把包頭查詢的代碼嵌入到交換機(jī)中的專用集成電路(ASIC)中去實(shí)現(xiàn)上述功能，因此幾乎不會造成任何延時(shí)。

Alteon的第四層交換技術(shù)能通過對服務(wù)器的性能和運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測，根據(jù)不同服務(wù)器的健康狀況，將來訪的數(shù)據(jù)流以經(jīng)濟(jì)高效的方式分配到合適的服務(wù)器上。Cabletron公司的SmartSwitchRouter和TorrentNetworkingTechnologies公司推出的IP9000GigabitRouter也是具有第四層交換功能的產(chǎn)品。其中SmartSwitchRouter可以實(shí)現(xiàn)骨干網(wǎng)從常規(guī)第三層交換向全面的第三、第四層交換功能的升級轉(zhuǎn)換，其獨(dú)特的廣域網(wǎng)集成能力以及基于第四層交換的訪問控制能力對于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸安全、有序地進(jìn)行發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

14.4.6第四層交換與單功能負(fù)載均衡產(chǎn)品目前一般的單功能負(fù)載均衡產(chǎn)品可以每秒連接400～800個(gè)接入。而同時(shí)具有第二層和第四層功能的新一代產(chǎn)品(使用定制的專用集成電路的基于硬件的負(fù)載均衡功能)的連接速度則超過了每秒10萬次接入。

第四層交換機(jī)在形式和功能上與專用負(fù)載均衡器完全不同。傳統(tǒng)基于硬件的負(fù)載均衡器是速度為45Mb/s的優(yōu)化的兩端口設(shè)備。而第四層交換機(jī)是設(shè)計(jì)用于高速Intranet應(yīng)用的，它支持100Mb/s或千兆位接口。

第四層交換除了負(fù)載均衡功能外還支持其他功能，如基于應(yīng)用類型和用戶ID的傳輸流控制功能。第四層交換機(jī)采用多級排隊(duì)技術(shù)，可以根據(jù)應(yīng)用來標(biāo)記傳輸流以及為傳輸流分配優(yōu)先級。此外，第四層交換機(jī)直接安放在服務(wù)器前端，它了解應(yīng)用會話內(nèi)容和用戶權(quán)限，因而成為了防止非授權(quán)訪問服務(wù)器的理想平臺。14.4.7第四層交換方案在第四層交換方案中，通過采用Alteon的第四層交換機(jī)來實(shí)現(xiàn)WebServer的負(fù)載均衡。

HTTP是Internet中最重要的一種應(yīng)用，目前Internet上廣泛使用的WebServer采用的是多進(jìn)程技術(shù)，占用系統(tǒng)資源多，效率較低，一般一臺WebServer只能承受幾百個(gè)并發(fā)用戶。采用第四層交換機(jī)可以很好地解決WebServer的擴(kuò)展性問題，提高WebServer系統(tǒng)的可靠性，并在WebServer之間合理分配負(fù)載。Alteon的第四層交換機(jī)監(jiān)測WebServer的可用性，包括物理連接、WebServer主機(jī)、HTTPServer本身的健康狀況，當(dāng)發(fā)現(xiàn)某臺WebServer不能提供Web服務(wù)時(shí)，交換機(jī)自動把Web請求分配到好的兩臺WebServer。Alteon第四層交換機(jī)還可以通過設(shè)置每臺WebServer能承受的最大會話數(shù)、設(shè)置溢出WebServer、備份WebServer等方法來進(jìn)一步保證Web系統(tǒng)的可靠性。

WebServer在同一局域網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡時(shí)采用多種負(fù)載均衡算法，包括LeastConnection、RoundRobin、MinMiss和Hash算法，以及對算法的加權(quán)等。14.5無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

14.5.1無線廣域網(wǎng)1．簡介無線廣域網(wǎng)(WirelessWideAreaNetwork，WWAN)代表移動聯(lián)通的無線網(wǎng)絡(luò)，傳輸距離小于15km，傳輸速率約3Mb/s，發(fā)展速度更快。WWAN是采用無線網(wǎng)絡(luò)把物理距離極為分散的局域網(wǎng)(LAN)連接起來的通信方式。WWAN連接地理范圍較大，常常是一個(gè)國家或是一個(gè)洲。其目的是為了讓分布較遠(yuǎn)的各局域網(wǎng)互聯(lián)，它的結(jié)構(gòu)分為末端系統(tǒng)(兩端的用戶集合)和通信系統(tǒng)(中間鏈路)兩部分。

IEEE802.20是WWAN的重要標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.20是由IEEE802.16工作組于2002年3月提出的，并為此成立專門的工作小組，這個(gè)小組于2002年9月獨(dú)立為IEEE802.20工作組。802.20是為了實(shí)現(xiàn)高速移動環(huán)境下的高速率數(shù)據(jù)傳輸，以彌補(bǔ)IEEE802.1x協(xié)議族在移動性上的劣勢。802.20技術(shù)可以有效解決移動性與傳輸速率相互矛盾的問題，它是一種適用于高速移動環(huán)境下的寬帶無線接入系統(tǒng)空中接口規(guī)范。

IEEE802.20標(biāo)準(zhǔn)在物理層技術(shù)上，以正交頻分復(fù)用(OFDM)技術(shù)和多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)為核心，充分挖掘時(shí)域、頻域和空間域的資源，大大提高了系統(tǒng)的頻譜效率。在設(shè)計(jì)理念上，基于分組數(shù)據(jù)的純IP架構(gòu)適應(yīng)突發(fā)性數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的性能優(yōu)于3G技術(shù)，與3.5G(HSDPA、EV-DO)性能相當(dāng)。在實(shí)現(xiàn)和部署成本上也具有較大的優(yōu)勢。IEEE802.20能夠滿足無線通信市場高移動性和高吞吐量的需求，具有性能好、效率高、成本低和部署靈活等特點(diǎn)。IEEE802.20在移動性上優(yōu)于IEEE802.11，在數(shù)據(jù)吞吐量上強(qiáng)于3G技術(shù)，其設(shè)計(jì)理念符合下一代無線通信技術(shù)的發(fā)展方向，因而是一種非常有前景的無線技術(shù)。目前，IEEE802.20系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)仍有待完善，產(chǎn)品市場還沒有成熟，產(chǎn)業(yè)鏈有待完善，所以還很難判定它在未來市場中的位置。2．典型應(yīng)用室外無線網(wǎng)橋設(shè)備在各行各業(yè)具有廣泛的應(yīng)用，例如，稅務(wù)系統(tǒng)采用無線網(wǎng)橋設(shè)備可實(shí)現(xiàn)各個(gè)稅務(wù)點(diǎn)、稅收部門和稅務(wù)局的無線聯(lián)網(wǎng)；電力系統(tǒng)采用無線網(wǎng)橋產(chǎn)品可以將分布于不同地區(qū)的各個(gè)變電站、電廠和電力局連接起來，實(shí)現(xiàn)信息交流和辦公自動化。教育系統(tǒng)可以通過無線接入設(shè)備在學(xué)生宿舍、圖書館和教學(xué)樓之間建立網(wǎng)絡(luò)連接。

無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)可以不受山川、河流、街道等復(fù)雜地形限制，并且具有靈活機(jī)動、周期短和建設(shè)成本低的優(yōu)勢，政府機(jī)構(gòu)和各類大型企業(yè)可以通過無線網(wǎng)絡(luò)將分布于兩個(gè)或多個(gè)地區(qū)的建筑物或分支機(jī)構(gòu)連接起來。無線網(wǎng)絡(luò)特別適用于地形復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)布線成本高、分布較分散、施工困難的分支機(jī)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)連接，可以較短的施工周期和較少的成本建立起可靠的網(wǎng)絡(luò)連接。14.5.2無線局域網(wǎng)1．簡介作為局域網(wǎng)絡(luò)管理的主要工作之一，鋪設(shè)電纜或檢查電纜是否斷線這種耗時(shí)的工作很容易令人煩躁，也不容易在短時(shí)間內(nèi)找出斷線所在。再者，由于配合企業(yè)及應(yīng)用環(huán)境不斷的更新與發(fā)展，原有的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)必須配合重新布局，需要重新安裝網(wǎng)絡(luò)線路，雖然電纜本身并不貴，可是請技術(shù)人員來配線的成本很高，尤其是老舊的大樓，配線工程費(fèi)用就更高了。因此，架設(shè)無線局域網(wǎng)絡(luò)就成為最佳解決方案。無線局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：大樓之間：大樓之間建構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的連接，取代專線，簡單又便宜。餐飲及零售：餐飲服務(wù)業(yè)可使用無線局域網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，直接從餐桌即可輸入并傳送客人點(diǎn)菜內(nèi)容至廚房、柜臺。零售商促銷時(shí)，可使用無線局域網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品設(shè)置臨時(shí)收銀柜臺。醫(yī)療：使用附無線局域網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的手提式計(jì)算機(jī)取得實(shí)時(shí)信息，醫(yī)護(hù)人員可藉此避免對傷患救治的遲延、不必要的紙上作業(yè)、單據(jù)循環(huán)的遲延及誤診等，從而提升對傷患照顧的品質(zhì)。企業(yè)：當(dāng)企業(yè)內(nèi)的員工使用無線局域網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品時(shí)，在辦公室的任何一個(gè)角落，只要有無線局域網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，就能隨意地發(fā)電子郵件、分享檔案及上網(wǎng)瀏覽。倉儲管理：針對一般倉儲人員的盤點(diǎn)事宜，透過無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用，能立即將最新的資料輸入計(jì)算機(jī)倉儲系統(tǒng)。貨柜集散場：一般貨柜集散場的橋式起重車，可在調(diào)動貨柜時(shí)，將實(shí)時(shí)信息傳回辦公室，以利于進(jìn)行相關(guān)作業(yè)。監(jiān)視系統(tǒng)：一般處于遠(yuǎn)方且需監(jiān)控的場所，由于布線困難，可通過無線網(wǎng)絡(luò)將遠(yuǎn)方影像傳回主控站。展示會場：一般的電子展、計(jì)算機(jī)展等網(wǎng)絡(luò)需求極高，而且布線又會讓會場顯得凌亂，因此若能使用無線網(wǎng)絡(luò)，將是再好不過的選擇。2．無線局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)(1)靈活性和移動性。在有線網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的安放位置受網(wǎng)絡(luò)位置的限制，而無線局域網(wǎng)在無線信號覆蓋區(qū)域內(nèi)的任何一個(gè)位置都可以接入網(wǎng)絡(luò)。無線局域網(wǎng)另一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn)在于其移動性，連接到無線局域網(wǎng)的用戶可以移動且能同時(shí)與網(wǎng)絡(luò)保持連接。(2)安裝便捷。無線局域網(wǎng)可以免去或最大程度地減少網(wǎng)絡(luò)布線的工作量，一般只要安裝一個(gè)或多個(gè)接入點(diǎn)設(shè)備，就可建立覆蓋整個(gè)區(qū)域的局域網(wǎng)絡(luò)。(3)易于進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和調(diào)整。對于有線網(wǎng)絡(luò)來說，辦公地點(diǎn)或網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞母淖兺ǔＲ馕吨匦陆ňW(wǎng)。重新布線是一個(gè)昂貴、費(fèi)時(shí)、浪費(fèi)和瑣碎的過程，無線局域網(wǎng)可以避免或減少以上情況的發(fā)生。(4)故障定位容易。有線網(wǎng)絡(luò)一旦出現(xiàn)物理故障，尤其是由于線路連接不良而造成的網(wǎng)絡(luò)中斷，往往很難查明，而且檢修線路需要付出很大的代價(jià)。無線網(wǎng)絡(luò)則很容易定位故障，只需更換故障設(shè)備即可恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)連接。(5)易于擴(kuò)展。無線局域網(wǎng)有多種配置方式，可以很快從只有幾個(gè)用戶的小型局域網(wǎng)擴(kuò)展到上千用戶的大型網(wǎng)絡(luò)，并且能夠提供節(jié)點(diǎn)間“漫游”等有線網(wǎng)絡(luò)無法實(shí)現(xiàn)的特性。由于無線局域網(wǎng)有以上諸多優(yōu)點(diǎn)，因此其發(fā)展十分迅速。最近幾年，無線局域網(wǎng)已經(jīng)在企業(yè)、醫(yī)院、商店、工廠和學(xué)校等場合得到了廣泛的應(yīng)用。

3．無線局域網(wǎng)的不足之處無線局域網(wǎng)在給網(wǎng)絡(luò)用戶帶來便捷和實(shí)用的同時(shí)，也存在著一些缺陷，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)性能。無線局域網(wǎng)是依靠無線電波進(jìn)行傳輸?shù)?，這些電波通過無線發(fā)射裝置進(jìn)行發(fā)射，而建筑物、車輛、樹木和其他障礙物都可能阻礙電磁波的傳輸，所以會影響網(wǎng)絡(luò)的性能。(2)速率。無線信道的傳輸速率與有線信道相比要低得多。目前，無線局域網(wǎng)的最大傳輸速率為54Mb/s，只適合于個(gè)人終端和小規(guī)模網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。(3)安全性。本質(zhì)上無線電波不要求建立物理的連接通道，無線信號是發(fā)散的。從理論上講，很容易監(jiān)聽到無線電波廣播范圍內(nèi)的任何信號，造成通信信息泄漏。4．無線局域網(wǎng)硬件設(shè)備(1)無線網(wǎng)卡。無線網(wǎng)卡的作用和以太網(wǎng)中網(wǎng)卡的作用基本相同，它作為無線局域網(wǎng)的接口，能夠?qū)崿F(xiàn)無線局域網(wǎng)各客戶機(jī)間的連接與通信。

(2)無線AP。AP是AccessPoint的簡稱，無線AP就是無線局域網(wǎng)的接入點(diǎn)、無線網(wǎng)關(guān)，它的作用類似于有線網(wǎng)絡(luò)中的集線器。

(3)無線天線。當(dāng)無線網(wǎng)絡(luò)中各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相距較遠(yuǎn)時(shí)，隨著信號的減弱，傳輸速率會明顯下降以致無法實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的正常通信，此時(shí)就要借助于無線天線對所接收或發(fā)送的信號進(jìn)行增強(qiáng)。14.5.3IEEE802.11相關(guān)信息順應(yīng)無線局域網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的強(qiáng)烈需求，電氣電子工程師學(xué)會(IEEE)于1990年11月成立了802.11委員會，開始制定無線局域網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。

承襲IEEE802系列，802.11規(guī)范了無線局域網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)存取控制(MediumAccessControl，MAC)層及物理(Physical，PHY)層。此較特別的是由于實(shí)際無線傳輸?shù)姆绞讲煌?，IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了物理層的三種實(shí)現(xiàn)方法，即跳頻擴(kuò)頻(FHSS)、直接序列擴(kuò)頻(DSSS)和紅外技術(shù)(IR)。其中前兩種射頻方式工作在不需授權(quán)的ISM2.4GHz頻段。第三項(xiàng)紅外線方式由于目前使用上沒有任何管制(除了安全上的規(guī)范)，因此也是自由使用的。

IEEE802.11MAC的基本存取方式稱為CSMA/CA，即帶有沖突避免的載波監(jiān)聽多路訪問(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionAvoidance)，不同于以太網(wǎng)絡(luò)所用的CSMA/CD，即帶有沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問(CollisionDetection)。因?yàn)樵跓o線傳輸中監(jiān)聽載波及沖突檢測都是不可靠的，感測載波有困難。14.5.4IrDAIrDA是紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(InfraredDataAssociation)的簡稱，目前廣泛采用的IrDA紅外連接技術(shù)就是由該組織提出的。到目前為止，全球采用IrDA技術(shù)的設(shè)備超過了5000萬部。IrDA已經(jīng)制訂出物理介質(zhì)和協(xié)議層規(guī)格，2個(gè)支持IrDA標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備可以相互監(jiān)測對方并交換數(shù)據(jù)。初始的IrDA1.0標(biāo)準(zhǔn)制訂了一個(gè)串行、半雙工的同步系統(tǒng)，傳輸速率為2.4～115.2kb/s，最大傳輸距離為1m，發(fā)射角度為15～30°。最近IrDA擴(kuò)展了其物理層規(guī)格使數(shù)據(jù)傳輸率提升到4Mb/s。1．IrDA協(xié)議分析IrDA數(shù)據(jù)協(xié)議由物理層、鏈路接入層和鏈路管理層三個(gè)基本層協(xié)議組成，另外，為滿足各層上的應(yīng)用需要，IrDA棧支持IrLAP、IrLMP、IrIAS、IrIAP、IrLPT、IrCOMM、IrOBEX和IrLAN等。(1)紅外串行物理層協(xié)議(IrPHY)。IrPHY定義了4Mb/s以下速率的半雙工連接標(biāo)準(zhǔn)。在IrDA物理層中，將數(shù)據(jù)通信按發(fā)送速率分為三類：SIR、MIR和FIR。串行紅外(SIR)的速率覆蓋了RS-232端口。通常支持的速率(9600b/s～115.2kb/s)。MIR可支持0.576Mb/s和1.152Mb/s的速率；高速紅外(FIR)通常用于4Mb/s的速率，有時(shí)也可用于高于SIR的所有速率。

4Mb/s連接使用4PPM編碼，1.152Mb/s連接使用歸零OOK編碼，編碼脈沖的占空比為0.25。115.2kb/s以及以下速率的連接使用占空比為0.1875的歸零OOK編碼。(2)紅外鏈路接入?yún)f(xié)議(IrLAP)。IrLAP定義了鏈路初始化、設(shè)備地址發(fā)現(xiàn)、建立連接(其中包括比特率的統(tǒng)一)、數(shù)據(jù)交換、切斷連接、鏈路關(guān)閉以及地址沖突解決等操作過程。它是從異步數(shù)據(jù)通信標(biāo)準(zhǔn)高級數(shù)據(jù)鏈路控制(HDLC)協(xié)議演化而來的。IrLAP使用了HDLC中定義的標(biāo)準(zhǔn)幀類型，可用于點(diǎn)對點(diǎn)和點(diǎn)對多點(diǎn)的應(yīng)用。IrLAP的最大特點(diǎn)是：由一種協(xié)商機(jī)制來確定一個(gè)設(shè)備為主設(shè)備，其他設(shè)備為從設(shè)備。主設(shè)備探測它的可視范圍，尋找從設(shè)備，然后從那些響應(yīng)它的設(shè)備中選擇一個(gè)并試圖建立連接。在建立連接的過程中，兩個(gè)設(shè)備彼此協(xié)調(diào)，按照它們共同的最高通信能力確定最后的通信速率。以上所說的尋找和協(xié)調(diào)過程都是在9.6kb/s的波特率下進(jìn)行的。(3)紅外鏈路管理協(xié)議(IrLMP)。IrLMP是IrLAP之上的一層鏈路管理協(xié)議，主要用于管理IrLAP所提供的鏈路連接中的鏈路功能和應(yīng)用程序以及評估設(shè)備上的服務(wù)，并管理數(shù)據(jù)速率、BOF的數(shù)量(幀的開始)及連接換向時(shí)間等參數(shù)的協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)的糾錯(cuò)傳輸?shù)取?/p>

(4)

IrIAS，IrLPT，IrCOMM，IrOBEX，IrLAN是建立在IrLAP之上的應(yīng)用。2．IrDA建立連接通信IrDA建立連接通信分四個(gè)階段：第一階段：設(shè)備發(fā)現(xiàn)和地址解析。第二階段：連接建立。第三階段：信息交換和連接復(fù)位。第四階段：連接終止。14.5.5藍(lán)牙簡介藍(lán)牙是一種支持設(shè)備短距離通信(一般10m以內(nèi))的無線電技術(shù)。能在包括移動電話、PDA、無線耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無線信息交換。利用藍(lán)牙技術(shù)，能夠有效地簡化移動通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡化設(shè)備與Internet之間的通信，從而使數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路。藍(lán)牙采用分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及快跳頻和短包技術(shù)，支持點(diǎn)對點(diǎn)及點(diǎn)對多點(diǎn)通信，工作在全球通用的2.4GHzISM(即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))頻段，其數(shù)據(jù)速率為1Mb/s，采用時(shí)分雙工傳輸方案實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸。1．起源藍(lán)牙這個(gè)名稱來自于第十世紀(jì)的一位丹麥國王HaraldBlatand，Blatand在英文里的意思可以被解釋為Bluetooth(藍(lán)牙)，因?yàn)閲跸矚g吃藍(lán)莓，牙齦每天都是藍(lán)色的，所以叫藍(lán)牙。在行業(yè)協(xié)會籌備階段，需要一個(gè)極具有表現(xiàn)力的名字來命名這項(xiàng)高新技術(shù)。行業(yè)組織人員在經(jīng)過一夜關(guān)于歐洲歷史和未來無限技術(shù)發(fā)展的討論后，有些人認(rèn)為用Blatand國王的名字命名再合適不過了。Blatand國王將現(xiàn)在的挪威、瑞典和丹麥統(tǒng)一起來；他口齒伶俐，善于交際，就如同這項(xiàng)即將面世的技術(shù)，技術(shù)將被定義為允許不同工業(yè)領(lǐng)域之間的協(xié)調(diào)工作，保持著個(gè)各系統(tǒng)領(lǐng)域之間的良好交流，例如計(jì)算機(jī)、手機(jī)和汽車行業(yè)之間的工作。藍(lán)牙的創(chuàng)始人是瑞典愛立信公司，愛立信早在1994年就已進(jìn)行研發(fā)。1997年，愛立信與其他設(shè)備生產(chǎn)商聯(lián)系，并激發(fā)了他們對該項(xiàng)技術(shù)的濃厚興趣。1998年2月，5個(gè)跨國大公司，包括愛立信、諾基亞、IBM、東芝及Intel組成了一個(gè)特殊興趣小組(SIG)，他們共同的目標(biāo)是建立一個(gè)全球性的小范圍無線通信技術(shù)，即現(xiàn)在的藍(lán)牙。而藍(lán)牙這個(gè)標(biāo)志的設(shè)計(jì)取自HaraldBluetooth名字中的“H”和“B”兩個(gè)字母，用古北歐字母來表示，將這兩者結(jié)合起來，就成為了藍(lán)牙的logo(見圖14-1)。圖14-1藍(lán)牙標(biāo)志的來歷2．藍(lán)牙技術(shù)優(yōu)勢Bluetooth無線技術(shù)供全球的成員公司免費(fèi)使用。許多行業(yè)的制造商都積極地在其產(chǎn)品中實(shí)施此技術(shù)，以減少使用零亂的電線，實(shí)現(xiàn)無縫連接、流傳輸立體聲、傳輸數(shù)據(jù)或進(jìn)行語音通信。Bluetooth技術(shù)在2.4GHz波段運(yùn)行，該波段是一種無需申請?jiān)S可證的工