数据通信技术课件--第8章

第8章数据通信网络与网络互连设备8.1网络基本概念8.2网络类型8.3局域网互连设备8.4无线局域网（WLAN）8.5数据通信骨干网（城域网）8.6城域网应用实例8.1网络基本概念计算机之间可以通过网络共享文件、设置，甚至应用程序等，这些统称为网络资源。以给出一些在网络上共享的资源。1．文件2．信息3．外设4．应用程序8.2网络类型8.2.1网络的拓扑结构1．拓扑结构概念拓扑（Topology）这个术语规定了网络的组织结构，也就是指网络物理或逻辑布置的方式。拓扑包括两部分：物理拓扑和逻辑拓扑。2．网络拓扑类型网络中通常使用的物理拓扑有总线型、网状型、环型、星型和树型拓扑，这几种拓扑结构表示的是网络中设备的相互连接而不是它们的物理位置。（1）总线型拓扑（2）网状型拓扑（3）环型拓扑（4）星型拓扑（5）树型拓扑8.2.2计算机网络的分类计算机网络按照其分布范围的大小分为局域网（LAN）、城域网（MAN）和广域网（WAN）。1．局域网（LAN）局域网由互连的计算机、打印机和其他在短距离间共享硬件、软件资源的计算机设备组成，它是一种在小范围（10m～2km）内实现的计算机网络，其服务区域可以是一间小型办公室、建筑物的一层或整个办公大楼、一所大学、一个工厂或方圆几公里的区域内。2．城域网（MAN）城域网实际上是一种大型的局域网，它的覆盖范围就是城市区域，一般在方圆10~60km范围内，最大不超过100km。城域网的主要用途有：局域网之间连接；大型主机之间的连接；提供广域网的网际接口或作为接入网服务系统；用以提供宽带的综合业务服务。3．广域网（WAN）广域网是一个非常大的网络，它将不同地区的局域网连接在一起构成“广域网”。广域网又称为远程网，它可以跨越一个省、一个国家或一个洲。4．网际互连当连接两个以上的网络时，就形成了一个网际互连，或称为网间网，如图8-8。局域网局域网局域网城域网广域网图8-8网际互连8.3局域网互连设备8.3.1基本术语与一个网段直接相连的设备称为主机，这些主机包括计算机（客户机和服务器）、打印机、扫描仪以及其他用户设备。8.3.2典型的局域网互连设备1．网卡（1）网卡概述将计算机设备连接至局域网的适配卡（Adapter），称为网卡（又网络接口卡，NIC）。以ISO模型来看，网卡归于第2层设备。（2）网卡的类型目前，市面上常见的网卡种类繁多。一般来说，按三种方式分类网卡：按接头种类区分为BNC接头、AUI接头和RJ-45接头等；它们分别用来连接3种不同的网线，即AUI缆线、RG-58缆线与双绞线（包括UTP及STP），如图8-9所示。按带宽区分为10Mbit/s网卡、100Mbit/s网卡和1000Mbit/s网卡。按总线类型分为PCI网卡、ISA网卡、EISA网卡及其他总线网卡。图8-9几种接头网卡2．中继器和集线器（1）中继器（2）集线器集线器（HUB）是以太网经常用到的设备，它的特性与中继器很类似，也是位于物理层的设备。3．网桥网桥属于ISO模型的第2层设备，用于连接两个或更多局域网网段。4．交换机（1）交换机概述交换机（Switch）和网桥一样，属于ISO模型第2层设备，如图8-11所示。（2）局域网交换机的种类5．路由器路由器是一种典型的网络层设备。路由器在两个局域网之间传输数据，完成网络层的任务。图8-11交换机6．网关在一个计算机网络中，当连接不同类型而协议差别又较大的网络时，则要选用网关（Gateway）设备。7．防火墙（firewall）计算机网络的防火墙是一个位于两个网络之间的网络装置，它是指一些只让具备特殊身份的用户才能连上的一个被保护的网络的硬件或软件，也是网络安全的第一步。8.4无线局域网（WLAN）无线局域网起源于20世纪90年代初，虽然起步较迟，但随着无线网络技术的日臻完善，价格的持续下调，它的应用范围迅速扩展。8.4.1无线局域网的概念无线局域网（WirelessLocal-AreaNetwork，WLAN）就像其名字所描述的一样：挣脱传统线缆的束缚，提供以太网或者令牌网络的功能。8.4.2无线局域网的传输方式与网络拓扑1．传输方式无线局域网的传输方式主要涉及无线局域网所采用的传输媒体、所选择的频段及调制方式。2．网络拓扑无线局域网的拓扑结构可以分为两种：对等方式（或无中心）（PeertoPeer）和中心控制方式（HubBased），如图8-14所示。(a)对等方式(b)中心控制方式图8-14无线局域网的网络拓扑结构8.4.3无线局域网协议——IEEE802.11无线局域网的国际标准IEEE802.11已在1997年通过，如图8-15所示。IEEE802.11MAC的基础是CSMA/CA，在它之上可配置无竞争信道访问的接入机制，这就是中心协调方式（PCF）。图8-15无线局域网标准IEEE802.118.4.4无线局域网设备无线局域网产品很多，一般来说，移动台使用的设备称为无线网卡，而基站使用的有无线接入站和无线网桥等。1．无线网卡国际上有许多大公司，如IBM、AT&T/NCR、DEC、AMD等都研制了无线网络产品。2．无线接入点（AP）无线接入点（AP）是移动台进入有线局域网的接入点。3．无线网桥普通无线网桥可以实现两个局域网的互连，无线网桥则用无线链路实现两个有线局域网的互连。8.4.5无线局域网的应用目前，无线局域网有几种显而易见的应用。在企业内部移动办公的专家或者商业管理人员，无线网能与传统的有线网络一起使用。经常需要改变网络布线结构的IT信息主管或者小型企业的业主。由于建筑或者预算上的原因（如旧建筑、租借或者临时租用办公楼）不太适合采用有线局域网的公司。无线局域网还可实现不同建筑物之间的网络互联，免去了昂贵的挖沟布线、租用线路成本，无线局域网能够同时适用于建筑物之内和建筑物之间。（1）建筑物内部无线局域网与传统有线局域网类似，建筑物内部的无线局域网设备包括PC卡、PCI插槽以及ISA插槽适配器，同时还有接入点，此时接入点的功能就像有线网络中的集线器。（2）建筑物之间的无线局域网商业无线电信号能够覆盖的距离可达数英里，无线局域网利用无线电波重新定义了局域网中“本地”的概念。8.5数据通信骨干网（城域网）8.5.1城域网概念1．什么是城域网？城域网（MAN）是适用于一个城市的信息通信基础设施，是国家信息高速公路（NNI）与城市广大用户之间的中间环节。建设城域网的目的是提供通用和公共的网络构架，借以高速有效地传输数据、声音、图像和视频等信息，满足用户日新月异的互连网应用需求。2．城域网基本框架城域网的基本组成包括：即基础设施（Infrastructure）、应用系统（Application）和信息（Information），如图8-21所示。（1）基础设施城域网的基础设施主要由若干交换节点组成的主干网（Backbone），由若干接入节点组成的接入网（AccessSubnetwork），以及连接它们的传输网（TransmissionSubnetwork）三个组成部分。信息Information信息服务ICP城域网MAIN应用系统application基础设施InfrastructureIPoverSDHIPoverATMIPoverDWDM增值服务基本服务宽带接入Internet城域网的整体框架图8-21城域网的基本框架（2）应用系统城域网的应用系统由基本服务和增值服务两部分组成，这些服务如同高速公路上跑的各种车辆，为用户运载各种信息。（3）信息信息服务包括访问科技、金融、教育、财政和商业等数据库，获取各种信息。3．城域网提供的业务城域网提供的业务可分为三类。（1）传统的TDM业务（2）ATM业务（3）IP业务8.5.2宽带城域网1．宽带城域网概念城域网一般分为骨干层、汇接层和接入层。骨干层的主要功能是给业务汇接点提供高容量的业务承载与交换通道，实现各叠加网的互连互通；汇接层主要是给业务接入点提供业务的汇聚、管理和分发处理；接入层则是利用光纤、双绞线、同轴电缆等传输介质，实现与用户连接，并进行业务和带宽的分配。2．宽带城域网关键技术宽带城域网建设涉及的关键技术有POS（PacketoverSDH）技术、IPoverDWDM技术、动态分组传输（DPT）技术、千兆以太网技术、ADSL技术和CableModem技术等。（1）千兆以太网技术（2）POS技术（3）IPoverDWDM技术（4）动态分组传输技术（DPT）（5）ADSL技术8.6城域网应用实例8.6.1华为IP宽带城域网解决方案面对迅猛发展的宽带网络建设需求，结合国内宽带发展的具体情况，华为推出了可运营可管理的IP宽带城域网解决方案。在城域骨干层，采用大容量的NE80核心交换路由器，它具备线速转发、完善的Diffserv/QOS机制、丰富的业务处理，支持IP/MPLS等特点；在汇聚层根据具体需求，可采用ISN8850智能业务交换机和大容量的三层交换机S8016，具备灵活多样的用户管理和认证机制、网络级和用户级的安全管理机制、强大的业务选择和业务管理功能，使得整个IP宽带城域网具备了强大的可运营可管理特征。8.6.2华为综合宽带城域网解决方案宽带城域网建设的目的除了满足用户的高速上网等基本业务外，最主要的利润点在为各种大客户提供网络增殖业务，如行政系统、大中企业、金融政券、智能小区、信息化酒店、大中院校等。