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第六章广域网6.1广域网的发展特点与功能6.2因特网的发展特点与应用6.3因特网协议6.4其他网络技术6.1广域网的发展特点与功能6.1.1广域网互连技术6.1.2路由器技术的发展特点与应用6.1.3宽带接入6.1.1广域网互连技术广域网基本概念组成:由结点交换机和连接这些交换机的链路组成。结点交换机：执行分组转发的功能。结点之间是点到点的连接。局域网与广域网的区别局域网使用的协议主要在数据链路层。广域网使用的协议主要在网络层。相距较远的局域网通过路由器与广域网相连组成互联网。广域网提供的服务•数据报服务•虚电路服务广域网向上提供的服务•无连接的网络服务•面向连接的网络服务数据报服务一种尽最大努力交付的服务。主机可以随意发送数据。每个分组可以独立的选择路由，数据报再按顺序发送交付给目的站，目的站必须把收到的分组缓存，直到能够按顺序交付主机时交付。网络发生阻塞时，网络中的某个结点可以将一些分组丢弃。一个网络中，可以有多个主机同时发送数据。虚电路服务•虚电路服务的特点是在主机之间通信过程由发送主机先发出一个虚呼叫。发送一个特定格式的呼叫分组，要求通信，同时也寻找一条合适的路由。•若接受的主机同意通信，就发回响应，然后双方就可以传送数据。•数据传送完成后，虚电路就被释放。虚电路与数据报的比较虚电路数据报连接的建立必须有不需要目的站地址仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号每个分组都有目的站的完整地址路由选择在虚电路建立时进行，所有分组均按同一路由每个分组独立选择路由当路由器故障时所有通过出故障的路由器的虚电路均不能工作出故障的路由器可能会丢失分组，一些路由可能会发生变化分组的顺序按照发送的顺序到达目的站达到目的站时可能不按发送的顺序差错处理和流量控制由通信子网负责由主机负责资源为传送一个分组要建立虚电路和释放组电路，浪费网络资源。每个分组独立选择路由，即迅速又经济。携带地址每个分组不需要携带完整的目的地址，只需要虚电路号码的标志，减少了额外开销每个分组需要携带完整的目的地址，分组的控制信息部分比特数多。差错处理保证不丢失、不重复。由主机负责广域网中的路由选择广域网的技术核心是路由选择。路由选择解决分组在各交换机中应如何进行转发，即通过哪条通路将数据从源主机发送到通信的目的主机。交换机中的路由表P147结点交换机最重要的作用是提供一个路由表，供转发分组时使用。路由表有两个重要的内容：•分组将要发往的目的站，•分组将要发往的下一站或转发端口。交换机中的路由表路由表中没有源站地址，这是因为路由选择中的下一站只取决于数据报中的目的站地址。交换机中的路由表确定下一站，不是根据目的站的完整地址，而是根据目的站中的交换机号。“目的站”是“目的站地址中的交换机号”，与计算机的编号无关。层次结构编址方案分为前后两个部分：•分组交换机•连接在分组交换机上的计算机。转发分组时，只使用第一部分的地址，在分组到达目的计算机相连的结点交换机时，才检查第二部分的地址。路由算法产生路由表的算法。可分为两种类型：•非自适应路由选择策略•自适应路由选择策略非自适应路由选择策略1、固定路由法：在每个结点上保持一张路由表。在整个系统进行配置时生成路由表，并且在以后相当一段时间内保持固定不变。作法：将网络中任何两个结点之间的最短通路计算好，由算法求出最短通路树目的结点和后继结点。分散通信量法事先在每个结点的内存中设置一张路由表，在表中给出几个可供采用的输出链路，并对每条链路赋予一个概率。当分组到达该点时，该结点产生一个0-0.99的随机数，然后按照随机数的大小，查表找出相应的输出链路。洪泛法在某个结点收到一个不是它发给的分组时，就向所有与此结点相连的链路转发出去，多条并行的发送路由中，一定会有一条是最佳的。当网络的通信量很小时，洪泛法可使分组的时延为最小。洪泛法会使分组的数目迅速增长，导致网络拥塞。解决的方法是设置一个计数器，当达到规定值时，将超时的分组丢掉。良好的隐蔽性。随机走动法当分组到达某个结点时就随机地选择一条链路作为转发的路由。当遇到结点或链路出现故障时，该法很有效。具有良好的稳健性。自适应路由选择算法该算法能够适应通信量和网络拓扑的变化，当网络中的通信量发生变化或某些结点、链路发生故障时，算法应能够自适应地改变路由。分布式路由选择策略每个结点周期性地从相邻的结点获得网络状态信息，同时本结点周期性地通知周围的各结点有关结点的信息，所有结点不断地根据网络新的状态更新其路由选择决定。特点：整个网络的路由选择经常处于动态变化的状态。各结点的路由表经过一定时间的相互作用，各路由表中的数据才能达到稳定的数值。基本算法有距离向量算法和链路状态算法。3要素：•对网络某种特性的测量过程•如何传播测量结果的协议•如何计算出确定的路由。集中式路由选择策略其核心是网络控制中心NCC。取决于储存在NCC中的网络信息的类型、路由的计算方法和路由选择的实现技术。优点：各个结点不需要进行路由选择计算，对进入网络的通信量的某种流量起到控制作用。缺点：为了解决NCC较近地方的通信量，开销较大以及存在可靠性问题，因此一般采用综合使用几种路由选择的策略。混合式路由选择策略在一个网络中可以将一些不同类型的路由选择策略混合使用。方法是在每一个结点明确地指出对于哪一种类型的通信量、负荷以及网络的连通条件，应当采用哪一种路由选择策略。6.1.2路由器技术的发展特点与功能网关：高层协议转发器。用于不同类型且差别较大的网络系统间的互连。也可用于同一个物理网而在逻辑上不同的网络间互连。路由器的主要功能•选择转发数据的路径，均衡网络负载；•利用通信协议本身的流量控制功能控制数据传输；•具有判断是否需要转发数据分组的功能，对于不该转发的信息过滤掉。路由器按照连接网络的网络层协议分为：单协议路由器、多协议路由器。按网络互连距离分为：远程路由器和本地路由器。内部网关协议IGP：路由协议的目的：网络中的计算机在传输数据时能够经过最短的路径到达最终的站点。内部网关协议IGP：用于有一定规模限制的网络内进行信息交换。外部网关协议RIP：用在不同的自治系统之间进行网络互连，构成网间网。RIP协议路由选择信息协议。使用一种非常简单的度量制式距离。距离就是通往因特网站点所需经过的链路数，又称“跳数”。取值为1-15。RIP支持点到点和广播型网络。RIP协议包含一个请求和一个响应命令。RIP的常规操作是通过对广播响应完成的，广播每隔30秒发送一次，或由路由表的更新触发。路由表每项应包括目的站点的地址通往目的站点的度量值下一个路由器的地址最新更新过的标志几个定时器RIP广泛应用的原因用户可以在几个小时内完成配置工作，无须研究复杂的算法。发生重大错误的风险小。网络拓扑结构简单很少发生故障。缺点：无法胜任庞大复杂的网络。OSPF在链路状态技术中，各个网络节点不必交换通往目的站点的距离，而只需维护一张网络图。在网络拓扑结构发生变化时及时更新，利用这些图可以计算出比距离向量更为精确的路由。OSPF优点无环路的收敛性支持精确的度量值支持多重度量制式支持通往一个目的站点的多重路径和区分不同的外部路径。IGRP内部网关路由协议与RIP：IGRP更新时间间隔为90秒。带有精确度量值。其他区别。EIGRP纠正了距离向量协议的缺陷保持原有的简单性克服IGRP的明显缺陷：环路检测。EGP采用主干中心树型拓扑结构。不支持不同地区和国家主干网互连的因特网。有9种报文。主要特征：支持相邻搜索。网关不断测试EGP相邻网关是否有响应。相邻网关通过传递路由选择更新报文。网关不断测试EGP相邻网关是否有响应。相邻网关通过传递路由选择更新报文定期交换可达性信息。BGP边界网关协议：对EGP最重要的革新是路径向量，它能避免拓扑网络中的环路。导致：网络数量急剧膨胀，B类地址耗尽，路由表爆炸。6.1.3宽带接入网络互连需要解决的一个核心问题是：选择一个协议层次，以该层分割，网络设备中的高层协议是相同的，低层协议和硬件差异通过该层屏蔽。物理层：中继器、集线器、多路复用器。链路层：桥接器。存储转发数据帧。网络层：路由器。在不同的网络之间存储转发分组。传输层以上：网关。互联网的复杂性取决于：互联网的帧，分组报文协议的差异程度DWDN技术逐渐成熟HFC廉价的HFC：容量巨大的宽带接入网。有线电视网的改造。HFC的商业价值在于它拥有巨大的用户资源。ADSL利用电话线传输宽带数据。传统电话线带宽3kHz。将电话线上1MHz的带宽划分为256个带宽为4KHz的子信道。多数子信道用于传输流向用户的数据，约达6Mb/s。回传信号只占用0.6Mb/s。ADSL：不用拨号，直接上网独享信道，稳定性好、安全性好。弱点：离交换机越远，速度下降越快。如果需要获得8Mb/s的下行速率，用户离交换机的距离不超过5km。xDSL为推动VOD技术而开发的。基于双绞铜线技术。利用现有的公用电话网的用户环路部分。是目前最受关注,最有可能在短期内普及的接入技术。X表示A/H/S/C/I/V/RA等不同的数据调制实现方法，使数据或多媒体信息可以更高速地在铜质双绞线上传送，避免拥塞。DSL技术按上行和下行速率的是否相同，可分为速率对称型和速率非对称型两种。如果用户下载的数据量比较大，采用速率非对称型DSL技术。全光网：最宽的接入这种技术的发展得益于PON无源光网络。•不用安装光接收机•单模光纤在骨干网中大量使用。无线网设备实现远程和没有地下电缆管道的建筑物之间的通信。•远程网桥•集线器远程网桥远程无线Ethernet和令牌网桥。两个网桥无线的部分与天线连接。数据包以超高频的无线电波传输、高频区域提供了更高速度的更大带宽。无线网桥的工作频率是902MHz-928MHz范围内的扩频无线电波。•视线内传输。•这些频率的传输很难被拦截。•射频接口低于常规接口。•不受气候条件的干扰。•不要求许可证。（美国）LMDS本地多点配送服务。花钱最少、见效最快的宽带接入网。固定无线宽带接入技术之一，特别适合人口密集的城市中局域网用户的接入。工作于28GHz，频段高度达1GHz，理论上数据传输达155Mb/s。网络结构类似蜂窝移动电话通信网。缺点：•高频率导致传输距离很短。•基站与用户的收发机之间不能有任何阻碍。•雨雪等天气原因会影响微波的传送。移动通信网3G技术的发展。卫星优点：•线路不受地理条件限制。•传输距离远•传输质量可靠•组网灵活•观众广•安全•速度高6.2因特网的发展特点和应用6.2.1Internet名词技术Internet全球的、开放的计算机互连网络。主要功能：•信息浏览检索•用户最多•影响最广的国际互连网络系统冲浪网上遨游调制解调器猫。调制：数字信号转换成模拟信号解调：模拟信号转换成数字信号分为内置、外置式速率有14.4kb/s,28.8kb/s,33.6kb/s,56kb/s等。ISP因特网服务提供商。HTMLHypertextmarkuplanguage超文本标记语言。超链接：HyperLink。TCP/IPserver服务器。提供通信、文件共享、网络打印。Homepage主页。第一个信息界面。万维网。网络漫游工具。基于超文本方式的信息检索工具。E_mail电子邮件。通过SMTP协议完成传输。POP：PostOfficeProtocol。邮局协议。在邮箱所在的计算机上再运行一个服务器，这个服务器使用POP协议。用户运行的电子邮件软件成为POP服务器的客户，对邮箱的内容进行存取。SMTP与POP3SMTP保证服务器把邮件传送出去。当邮件传送程序与远程服务器通信时，它就构造了一个TCP连接并在上面通信。一旦连接存在，两个程序就遵从SMTP。HTTPHypertexttransferprotocol超文本传输协议当用户在浏览器的地址栏输入……表示用使用http的web页。URLUniformresourcelocator统一资源定位格式。Web上的地址编码。包括：所用的传输协议、服务器名称、文件的完整路径。IPAddressInternet上的每台主机的唯一