《計算機網(wǎng)絡技術基礎(第4版)》工作單元4-接入Internet

工作單元4接入Internet

廣域網(wǎng)通常使用電信運營商建立和經(jīng)營的網(wǎng)絡，它的地理范圍大，可以跨越國界到達世界上任何地方。電信運營商將其網(wǎng)絡分次（撥號線路）或分塊（租用專線）出租給用戶以收取服務費用。個人計算機或局域網(wǎng)接入Internet時，必須通過廣域網(wǎng)的轉接。采用何種接入技術從很大程度上決定了局域網(wǎng)與外部網(wǎng)絡進行通信的速度。本項目的主要目標是了解常見的接入技術，能夠利用ADSL、光纖以太網(wǎng)等常見接入技術實現(xiàn)個人計算機或小型局域網(wǎng)與Internet的連接。本單元主要內(nèi)容任務5.1選擇接入技術任務5.2利用ADSL接入Internet任務5.3利用光纖以太網(wǎng)接入Internet任務5.4實現(xiàn)Internet連接共享

任務4.1選擇接入技術

【任務目的】（1）了解廣域網(wǎng)的設備和常見技術；（2）了解接入網(wǎng)的基本知識；（3）能夠合理的選擇接入技術?！竟ぷ鳝h(huán)境與條件】（1）正常聯(lián)網(wǎng)并接入Internet的PC；（2）本地區(qū)各ISP提供的接入服務的相關資料。4.1.1廣域網(wǎng)設備

廣域網(wǎng)設備多種多樣。通常把用戶端的設備稱為客戶端設備（CPE），又稱為數(shù)據(jù)終端設備（DTE）。DTE是廣域網(wǎng)中進行通信的終端系統(tǒng)，如路由器、終端或PC。從DTE到CO的這段線路稱為本地環(huán)路。在DTE和WAN網(wǎng)絡之間提供接口的設備稱為數(shù)據(jù)電路終端設備（DCE），如WAN交換機或調(diào)制解調(diào)器（modem）。DTE和DCE之間的接口要遵循物理層協(xié)議即物理層的接口標準，如RS-232、X.21、V.24、V.35和HSSI等。

4.1.2廣域網(wǎng)技術

1.電路交換廣域網(wǎng)電路交換是廣域網(wǎng)的一種交換方式，即在每次會話過程中都要建立、維持和終止一條專用的物理電路。公共電話交換網(wǎng)和綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（ISDN）都是典型的電路交換廣域網(wǎng)。（1）公共電話交換網(wǎng)公共電話交換網(wǎng)（PSTN）是以電路交換技術為基礎的用于傳輸話音的網(wǎng)絡。PSTN概括起來主要由三部分組成：本地環(huán)路、干線和交換機。其中干線和交換機一般采用數(shù)字傳輸和交換技術，而本地環(huán)路（也稱用戶環(huán)路）即用戶到最近的交換局或中心局這段線路，基本上采用模擬線路。

4.1.2廣域網(wǎng)技術

（2）綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（ISDN）是一個數(shù)字電話網(wǎng)絡國際標準，是一種典型的電路交換網(wǎng)絡系統(tǒng)。它通過普通的銅纜以更高的速率和質(zhì)量傳輸話音和數(shù)據(jù)。2.分組交換廣域網(wǎng)與電路交換相比，分組交換（也稱包交換）是針對計算機網(wǎng)絡設計的交換技術，可以最大限度的利用帶寬，目前大多數(shù)廣域網(wǎng)是基于分組交換技術的。（1）X.25網(wǎng)絡

X.25網(wǎng)絡是第一個公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，是一種比較容易實現(xiàn)的分組交換服務，其數(shù)據(jù)分組包含3字節(jié)頭部和128字節(jié)數(shù)據(jù)部分。X.25網(wǎng)絡運行10年后，在20世紀80年代被幀中繼網(wǎng)絡所取代。

4.1.2廣域網(wǎng)技術

（2）幀中繼幀中繼（FrameRelay）是一種用于連接計算機系統(tǒng)的面向分組的通信方法，主要用于公共或專用網(wǎng)上的局域網(wǎng)互聯(lián)以及廣域網(wǎng)連接。（3）ATM

ATM（異步傳輸模式）又叫信元中繼，是在分組交換基礎上發(fā)展起來的一種傳輸模式。ATM是一種采用具有固定長度的分組（信元）的交換技術，每個信元長53字節(jié)，其中報頭占5字節(jié)，主要完成尋址的功能。之所以稱其為異步，是因為來自某一用戶的、含有信息的各個信元不需要周期性出現(xiàn)，也就是不需要對發(fā)送方的信號按一定的步調(diào)（同步）進行發(fā)送，這是ATM區(qū)別于其它傳輸模式的一個基本特征。

4.1.2廣域網(wǎng)技術

（4）MPLS

MPLS（Multi-ProtocolLabelSwitching，多協(xié)議標簽交換）是一種用于快速數(shù)據(jù)包交換和路由的體系，它為網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量提供了目標、路由、轉發(fā)和交換等能力。3.DDN

DDN（DigitalDataNetwork，數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)）是一種利用數(shù)字信道提供數(shù)據(jù)通信的傳輸網(wǎng)，它主要提供點到點及點到多點的數(shù)字專線或專網(wǎng)。DDN由數(shù)字通道、DDN結點、網(wǎng)管系統(tǒng)和用戶環(huán)路組成。DDN的傳輸介質(zhì)主要有光纖、數(shù)字微波、衛(wèi)星信道等。DDN采用了計算機管理的數(shù)字交叉連接技術，為用戶提供半永久性連接電路，即DDN提供的信道是非交換、用戶獨占的永久虛電路。

4.1.2廣域網(wǎng)技術

4.SDH

SDH（同步數(shù)字系列）是一種將復接、線路傳輸及交換功能融為一體、并由統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)操作的綜合信息傳送網(wǎng)絡。它建立在SONET（同步光網(wǎng)絡）協(xié)議基礎上，可實現(xiàn)網(wǎng)絡有效管理、實時業(yè)務監(jiān)控、動態(tài)網(wǎng)絡維護、不同廠商設備間的互通等多項功能，能大大提高網(wǎng)絡資源利用率、降低管理及維護費用、實現(xiàn)靈活可靠和高效的網(wǎng)絡運行與維護。4.1.3

Internet與Internet接入網(wǎng)

1.Internet

Internet指的是全球性的信息系統(tǒng)：通過全球性的唯一的地址邏輯地鏈接在一起。這個地址是建立在“Internet協(xié)議”（IP）或今后其它協(xié)議基礎之上的?？梢酝ㄟ^“傳輸控制協(xié)議”（TCP）和“Internet協(xié)議”（IP），或者今后其它接替的協(xié)議或與“Internet協(xié)議”（IP）兼容的協(xié)議來進行通信。以讓公共用戶或者私人用戶使用高水平的服務。這種服務是建立在上述通信及相關的基礎設施之上的。4.1.3

Internet與Internet接入網(wǎng)

2.Internet接入網(wǎng)作為承載Internet應用的通信網(wǎng)，宏觀上可劃分為接入網(wǎng)和核心網(wǎng)兩大部分。接入網(wǎng)（AN：AccessNetwork）主要用來完成用戶接入核心網(wǎng)的任務。在ITU-T建議G.963中接入網(wǎng)被定義為：本地交換機（即端局）與用戶端設備之間的連接部分，通常包括用戶線傳輸系統(tǒng)、復用設備、數(shù)字交叉連接設備和用戶/網(wǎng)絡接口設備。

4.1.3

Internet與Internet接入網(wǎng)

3.ISP、ICP和IDC

ISP是用戶接入Internet的服務代理和訪問Internet的入口點。ISP就是Internet服務提供者，具體是指為用戶提供Internet接入服務、為用戶制定基于Internet的信息發(fā)布平臺以及提供基于物理層技術支持的服務商，包括一般意義上所說的網(wǎng)絡接入服務商（IAP）、網(wǎng)絡平臺服務商（IPP）和目錄服務提供商（IDP）。在我國具有國際出口線路的四大Internet運營機構（CHINANET、CHINAGBN、CERNET、CASNET）在全國各地都設置了自己的ISP機構。

4.1.3

Internet與Internet接入網(wǎng)

ICP（InternetContentProvider，Internet內(nèi)容提供商）指利用ISP線路，通過設立的網(wǎng)站向廣大用戶綜合提供信息業(yè)務和增值業(yè)務，允許用戶在其域名范圍內(nèi)進行信息發(fā)布和信息查詢，像新浪、搜狐、163、21CN等都是國內(nèi)知名的ICP。

IDC（InternetDataCenter，Internet數(shù)據(jù)中心）是電信部門利用已有的Internet通信線路、帶寬資源，建立標準化的電信專業(yè)級機房環(huán)境，為企業(yè)、政府提供服務器托管、租用以及相關增值等方面的全方位服務。

4.1.4接入技術的選擇

1.接入技術的分類從目前的情況來看，電信運營商采用的寬帶接入策略是在新建小區(qū)大力推行綜合布線，通過以太網(wǎng)接入；而對舊住宅區(qū)及商業(yè)樓宇中的分散用戶則主要利用已有的銅纜電話線，提供ADSL或其他合適的DSL接入手段；對于用戶集中的商業(yè)大樓，則采用綜合數(shù)據(jù)接入設備或直接采用光纖傳輸設備。2.ISP的選擇（1）ISP所在的位置（2）ISP的性能（3）ISP的服務質(zhì)量【任務實施】

操作1了解本地ISP提供的接入業(yè)務操作2了解本地家庭用戶使用的接入業(yè)務操作3了解本地局域網(wǎng)用戶使用的接入業(yè)務任務4.2利用ADSL接入Internet

【任務目的】（1）了解ADSL技術的基本知識；（2）熟悉常見的ADSL接入方式；（3）掌握使用外置ADSLModem將計算機接入Internet的方法?！竟ぷ鳝h(huán)境與條件】（1）已經(jīng)申請的ADSL服務；（2）ADSLModem及相關設備；（3）安裝Windows操作系統(tǒng)的PC。4.2.1

DSL技術

DSL（DigitalSubscriberLine，數(shù)字用戶線路）技術是基于普通電話線的寬帶接入技術。它可以在電話線上分別傳送數(shù)據(jù)和語音信號，其中數(shù)據(jù)信號并不通過電話交換設備。DSL有許多模式，如ADSL、RADSL、HDSL和VDSL等，一般稱為xDSL。它們主要的區(qū)別體現(xiàn)在信號傳輸速度和距離的不同以及上行速率和下行速率對稱性的不同這兩個方面。4.2.2

ADSL技術的特點

ADSL（AsymmetricDigitalSubscriberLine，非對稱數(shù)字用戶線路）是一種非對稱的DSL技術，所謂非對稱是指用戶線的上行速率與下行速率不同，上行速率低，下行速率高，特別適合傳輸多媒體信息業(yè)務，如視頻點播（VOD）、多媒體信息檢索和其他交互式業(yè)務。

ADSL技術具有以下特點：可直接利用現(xiàn)有用戶電話線，節(jié)省投資。可享受高速的網(wǎng)絡服務。上網(wǎng)同時可以打電話，互不影響。安裝簡單，不需另外申請增長率加線路，只需要在普通電話線上加裝ADSLModem，在電腦上裝上網(wǎng)卡即可。

ADSL的數(shù)據(jù)傳輸速率是根據(jù)線路的情況自動調(diào)整的。

4.2.3

ADSL通信協(xié)議

利用ADSL接入的方式主要有PPPoA、PPPoE虛擬撥號方式、專線方式和路由方式4種。一般用戶多采用PPPoA、PPPoE虛擬撥號方式，用戶沒有固定的IP地址，使用ISP分配的用戶帳戶進行身份驗證。而企業(yè)用戶更多的選擇靜態(tài)IP地址的專線方式和路由方式。1.PPPoE協(xié)議

PPPoE的中文名稱為以太網(wǎng)的點到點連接協(xié)議，這個協(xié)議是為了滿足越來越多的寬帶上網(wǎng)設備和越來越快的網(wǎng)絡之間的通信而制定的標準，它基于兩個被廣泛接受的標準即Ethernet和PPP（點對點撥號協(xié)議）。PPPoE的實質(zhì)是以太網(wǎng)和撥號網(wǎng)絡之間的一個中繼協(xié)議，繼承了以太網(wǎng)的快速和PPP撥號的簡單，用戶驗證，IP分配等優(yōu)勢。

4.2.3

ADSL通信協(xié)議

2.PPPoA協(xié)議

PPPoA（pointtopointprotocoloverATM）的中文名稱為異步傳輸點到點連接協(xié)議，適用于與ATM（異步傳輸模式）網(wǎng)絡連接。PPPoA方式類似于專線接入方式，用戶連接和配制好ADSLModem后，在自己的計算機網(wǎng)絡里設置好相應的TCP/IP協(xié)議以及網(wǎng)絡參數(shù)，開機后，用戶端和局端會自動建立一條鏈路，無需任何撥號軟件，但需要輸入相應的用戶帳戶。目前普通用戶基本上不采用PPPoA方式，該方式主要用于電信領域。

【任務實施】

操作1認識ADSLModem和濾波分離器操作2安裝和連接硬件設備操作3軟件設置與訪問Internet任務4.3利用光纖以太網(wǎng)接入Internet

【任務目的】（1）了解光纖接入的主要方式。（2）掌握使用光纖以太網(wǎng)將計算機接入Internet的方法?！竟ぷ鳝h(huán)境與條件】（1）已有的光纖以太網(wǎng)接入服務；（2）安裝Windows操作系統(tǒng)的PC。4.3.1

FTTx概述

光纖由于其大容量、保密性好、不怕干擾和雷擊、重量輕等諸多優(yōu)點，正在得到迅速發(fā)展和應用。主干網(wǎng)線路迅速光纖化，光纖在接入網(wǎng)中的廣泛應用也是一種必然趨勢。光纖接入技術實際就是在接入網(wǎng)中全部或部分采用光纖傳輸介質(zhì)，構成光纖用戶環(huán)路（OAN），實現(xiàn)用戶高性能寬帶接入的一種方案。光纖接入分為多種情況，可以表示為FTTx，目前有3種主要的光纖接入網(wǎng)，即FTTC（FiberToTheCurb，光纖到路邊/小區(qū)）、FTTB（FiberToTheBuilding，光纖到樓）和FTTH（FiberToTheHome，光纖到戶）。

4.3.2

FTTx+LAN

因FTTx接入方式成本較高，就我國目前普通人群的經(jīng)濟承受能力和網(wǎng)絡應用水平而言，并不完全適合。而將FTTx與LAN結合，可以大大降低接入成本，同時可以提供高速的用戶端接入帶寬，是目前比較理想的用戶接入方式。基于光纖的LAN接入方式是一種利用光纖加雙絞線方式實現(xiàn)的寬帶接入方案，與其它接入方式相比，具有以下技術特點：

1.網(wǎng)絡可靠、穩(wěn)定

2.用戶投資少、價格便宜

3.安裝方便

4.可支持各種多媒體網(wǎng)絡應用【任務實施】

操作1安裝和連接硬件設備操作2軟件設置與訪問Internet任務4.4實現(xiàn)Internet連接共享【任務目的】（1）了解實現(xiàn)Internet連接共享的主要方式；（2）熟悉利用寬帶路由器實現(xiàn)Internet連接共享的方法；（3）熟悉使用代理服務器軟件實現(xiàn)Internet連接共享的方法。【工作環(huán)境與條件】（1）已經(jīng)申請的接入Internet的服務；（2）幾臺聯(lián)網(wǎng)的安裝Windows操作系統(tǒng)的PC；（3）寬帶路由器及其配件；（4）代理服務器軟件（本任務以CCProxy代理服務器軟件為例，也可選擇其他軟件）4.4.1

Internet連接共享概述

如果局域網(wǎng)中的多臺計算機需要同時接入Internet，一般可以采取兩種方式。一種方式是為每一臺要接入Internet的計算機申請一個公有IP地址，并通過路由器將局域網(wǎng)與Internet相連，路由器與ISP通過專線（如DDN）連接，這種方式的缺點是浪費IP地址資源、運行費用高，所以一般不采用。另一種方式是共享Internet連接，即只申請一個共有IP地址，局域網(wǎng)中的一臺計算機與Internet相連，其余的計算機共享這個IP地址接入Internet。

4.4.2

ADSLModem路由方案

ADSLModem路由方案僅適用于家庭或小型辦公網(wǎng)絡，如果ADSLModem擁有路由功能，即可實現(xiàn)Internet連接共享。采用該方案時，需要購置一臺100Mb/s桌面式交換機，將所有的計算機和ADSLModem都連接至該交換機，并啟用ADSLModem的路由功能。4.4.3寬帶路由器方案

寬帶路由器可主要實現(xiàn)以下功能：內(nèi)置PPPoE虛擬撥號：寬帶路由器內(nèi)置了PPPoE虛擬撥號功能，可以方便的替代手工撥號接入。內(nèi)置DHCP服務器：寬帶路由器都內(nèi)置有DHCP服務器和交換機端口，可以為客戶端自動分配IP地址信息，便于用戶組網(wǎng)。

NAT功能：寬帶路由器一般利用NAT（網(wǎng)絡地址轉換）功能以實現(xiàn)多用戶的共享接入，內(nèi)部網(wǎng)絡用戶連接Internet時，NAT將用戶的內(nèi)部網(wǎng)絡IP地址轉換成一個外部公共IP地址，當外部網(wǎng)絡數(shù)據(jù)返回時，NAT則將目標地址替換成初始的內(nèi)部用戶地址以便內(nèi)部用戶接收數(shù)據(jù)。

4.4.3寬帶路由器方案

如果采用ADSL方式接入Internet，且ADSLModem不具有路由功能，則可以將ADSLModem與所有的計算機連接入寬