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1、网络应用技术网络应用技术第1页，此课件共75页哦5.15.1 快速以太网技术快速以太网技术5.2 5.2 ATMATM技术技术 5.3 5.3 DDNDDN技术技术 5.4 5.4 ADSLADSL技术技术 5.55.5 无线局域网（无线局域网（WLANWLAN）技术）技术 5.65.6 QoSQoS5.7 5.7 网络打印技术网络打印技术第2页，此课件共75页哦 计算机网络以太网标准是一个计算机网络以太网标准是一个“古老古老”而又充满活力的而又充满活力的标准。标准。自从自从1982年以太网协议被年以太网协议被IEEE采纳成为标准以后的采纳成为标准以后的20多年中，以太网技术作为局域网的标准之
2、一，战胜了令多年中，以太网技术作为局域网的标准之一，战胜了令牌总线、令牌环、牌总线、令牌环、25M ATM等多种局域网技术，成为了现代等多种局域网技术，成为了现代局域网技术的事实标准和工业标准。局域网技术的事实标准和工业标准。以太网由最初以太网由最初10M粗缆总线发展为粗缆总线发展为10Base-5 10M细细缆总线，随后以太网技术发展成为大家熟悉的星型的双绞缆总线，随后以太网技术发展成为大家熟悉的星型的双绞线线10Base-T称之为经典标准的以太网技术。称之为经典标准的以太网技术。5.1 5.1 快速以太网技术快速以太网技术随着计算机网络应用对带宽需求的提高以及电子器件能力的增强，促成了快速
3、以太网发展：100Base-TX、100Base-T4和100Base-FX。千兆位以太网接口也已经很快发展起来，包括：1000Base-SX、1000Base-LX以及1000Base-T。2002年7月18日IEEE通过了802.3ae，标志着10Gbit/s以太网（又称万兆位以太网）也已经开始应用于现代计算机网络。以下分别介绍目前被普遍采用和将被采用的主流以太网技术：百兆位快速以太网技术千兆位高速以太网技术万兆位高速以太网技术第3页，此课件共75页哦5.1.15.1.1 百兆位快速以太网技术百兆位快速以太网技术 在以太网技术中，在以太网技术中，100Base-T确立了以太网技术在桌面确立
4、了以太网技术在桌面网络应用的网络应用的统治地位统治地位，该技术是以太网发展的一个里程碑，该技术是以太网发展的一个里程碑，影响也最深远。随后出现的影响也最深远。随后出现的千兆位千兆位和和万兆位万兆位以太网都是在快以太网都是在快速以太网的基础和发展起来的，从而极大地扩展了以太网技术速以太网的基础和发展起来的，从而极大地扩展了以太网技术在现代计算机网络的应用领域，把以太网技术从桌面的局域网在现代计算机网络的应用领域，把以太网技术从桌面的局域网技术延伸到企业网和校园网以及城域网的汇聚和骨干。可见，技术延伸到企业网和校园网以及城域网的汇聚和骨干。可见，快速以太网技术在现代计算机网络应用中的地位突出。快速
5、以太网技术在现代计算机网络应用中的地位突出。第4页，此课件共75页哦1.1.百兆位以太网技术的发展百兆位以太网技术的发展 在百兆位以太网技术出现之前，对于要求在百兆位以太网技术出现之前，对于要求10Mb/s以上以上数据流量的局域网应用，只有选择光纤分布式数据接口（数据流量的局域网应用，只有选择光纤分布式数据接口（FDDI）。在那个时期，）。在那个时期，FFDI是局域网网络骨干技术的首选。但是局域网网络骨干技术的首选。但FDDI是一种价格相当昂贵的、基于是一种价格相当昂贵的、基于100Mpbs光缆的局域网技光缆的局域网技术。术。100Mb/s以太网的开发是从1991年开始的，到1993年10月才
6、推出了世界上第一台快速以太网交换机FastSwitch10/100和网络接口卡FastNIC100。与此同时，IEEE802工程组也对100Mb/s以太网的各种标准，如100BASE-TX、100BASE-T4、MII、中继器、全双工等标准进行了研究。1995年3月IEEE宣布了IEEE802.3u规范，正式开始了物美价廉、速率高、易升级和兼容性好的快速以太网的时代。第5页，此课件共75页哦2.2.百兆位以太网的技术特点百兆位以太网的技术特点 严格说来，广泛使用的严格说来，广泛使用的100Mb/s网卡所采用的网卡所采用的100Base-T以太网技术是由以太网技术是由10Base-T以太网标准发
7、展而来。以太网标准发展而来。之所以之所以100Base-T技术能够非常迅速地发展，除了网络数技术能够非常迅速地发展，除了网络数据传输的速率提高了据传输的速率提高了10倍外，主要倍外，主要得益于得益于它保留了它保留了以太网以太网基本技术框架的得天独厚的技术特点，基本技术框架的得天独厚的技术特点，如：如：（1）该技术仍然采用IEEE802.3标准的CSMA/CD的媒体访问策略；（2）仍然要求采用星型物理拓扑结构；（3）不需要对用户所实行的软件作任何修改，就可实现10Base-T和100Base-T主机间的通信，很好地保护了用户原有的投资。（4）只要更换交换机/集线器，用户不需要任何协议的转换，便可
8、使10Base-T网络应用平滑地过渡到100Base-T网络应用。第6页，此课件共75页哦3.3.百兆位以太网的技术类型百兆位以太网的技术类型 百兆以太网的发展过程中，同时出现了多种技术类型，百兆以太网的发展过程中，同时出现了多种技术类型，其中被实际投入应用的一共有三种，分别是其中被实际投入应用的一共有三种，分别是100Base-TX、100Base-T4和和100Base-FX。现在还在被采用的百兆位。现在还在被采用的百兆位以太网技术只有两类：以太网技术只有两类：100Base-TX和和100Base-FX。通。通常所说的常所说的100MBase-T指的就是指的就是100Base-TX，而，
9、而100Base-FX是用于光纤介质的百兆位以太网技术。是用于光纤介质的百兆位以太网技术。100Base-TX：100Base-TX是一种使用5类UTP或1类STP的快速以太网技术。采用5类UTP传输媒介时，与10Mbase-T一样使用相同的RJ-45连接器，并只使用两对双绞线（1-2对和3-6对）用于数据的传输，一对用于发送，一对用于接收数据。在传输中使用的编码方式为4B/5B编码，信号频率为125MHz，传输媒介的最大长度为100米，并支持全双工的数据传输。100Base-FX：100Base-FX是一种使用光缆的快速以太网技术，可使用单模和多模光纤，光波波长为62.5/125m或50/1
10、25m，接口可采用MIC、ST、SC或SFP等多种光纤接口。在传输中仍使用4B/5B编码方式，信号频率为125MHz，支持全双工的数据传输。当选用多模光纤时，传输的最大距离为550m，而使用单模光纤时，最大的传输距离可以达到2000m或更长至10公里。第7页，此课件共75页哦5.1.25.1.2 千兆位高速以太网技术千兆位高速以太网技术 随着计算机网络应用对带宽的不断需求，开发更高随着计算机网络应用对带宽的不断需求，开发更高带的网络技术是现代网络技术发展的重点。显然，千兆带的网络技术是现代网络技术发展的重点。显然，千兆位以太网技术的出现，是受到了百兆位以太网技术的启位以太网技术的出现，是受到了
11、百兆位以太网技术的启发，它同样是一种建立在经典以太网标准基础之上的局发，它同样是一种建立在经典以太网标准基础之上的局域网技术。千兆位以太网技术的出现，使以太网技术在域网技术。千兆位以太网技术的出现，使以太网技术在局域网技术的竞争中局域网技术的竞争中占据了绝对的优势占据了绝对的优势。第8页，此课件共75页哦1.1.千兆位以太网技术的发展千兆位以太网技术的发展 千兆以太网国际标准的开发经历了以下过程：千兆以太网国际标准的开发经历了以下过程：1997年年1月，通过了月，通过了IEEE 802.3z第一版第一版草案草案；1997年年6月，草案月，草案V3.1获得通过，获得通过，最终技术细节最终技术细节
12、就此就此 制制定；定；1998年年6月，正式批准月，正式批准IEEE 802.3z标准标准；1999年年6月，正式批准月，正式批准IEEE 802.3ab标准标准（即（即1000Base-T），使双绞线可用于千兆位以太网中。），使双绞线可用于千兆位以太网中。第9页，此课件共75页哦2.2.千兆位以太网的技术特点千兆位以太网的技术特点（1）首先，千兆以太网与大量使用的以太网和快速以太网完全兼容，并利用了原以太网标准所规定的全部技术规范，其中包括CSMA/CD协议、以太网帧、全双工、流量控制以及IEEE802.3标准中所定义的管理对象（2）千兆位以太网提供完美无缺的网络平滑升级能力，充分保护在现有
13、网络基础设施上的投资。由于千兆位以太网保留了IEEE802.3和以太网帧格式以及802.3受管理的对象规格，从而使企业能够在升级至千兆性能的同时，保留现有的线缆、操作系统、协议、桌面应用程序和网络管理战略与工具。（3）至少在目前看来，千兆位以太网技术为改善交换机与交换机之间的骨干连接、交换机与服务器之间高速连接，提供了更加可靠、经济的方案选择。通过千兆位以太网技术，使网络设计人员能够建立更有效、更高速的关键任务的网络应用连接，使用户能够更快速地访问Internet、Intranet、城域网和广域网。实践证明，千兆位以太网技术在局域网主干的架构方面优势极大，已经成为现代局域网主干技术的首选。（4
14、）千兆位以太网与10BaseT和100BaseT兼容。（5）千兆位以太网支持传输媒介的最大距离，根据媒介不同分别为：多模为550米，单模为7万米，双绞线为100米。可见，千兆位以太网在网络延伸的范围方面比起经典以太网标准有了不小的提高。（6）千兆以太网可利用IEEE802.1Q标准支持VLAN、第四层过滤以及千兆位的第三层交换功能的实现。第10页，此课件共75页哦3.3.千兆位以太网的技术类型千兆位以太网的技术类型 千兆位以太网的分类主要针对三种类型的传输千兆位以太网的分类主要针对三种类型的传输介质介质：单模光纤、多模光纤和双绞线单模光纤、多模光纤和双绞线。若传输介质为光纤，还涉。若传输介质为
15、光纤，还涉及到传输时所采用激光的波长。通常把波长为及到传输时所采用激光的波长。通常把波长为1300nm的的激光称为长波激光，对应千兆位以太网的激光称为长波激光，对应千兆位以太网的1000Base-LX技术，把波长为技术，把波长为850nm的激光称为短波激光，对应千兆位的激光称为短波激光，对应千兆位以太网的以太网的1000Base-SX技术。技术。同样是多模光纤或单模光纤，信号所传输的距离则应还决定于光纤的直径。根据IEEE802.3z和IEEE802.3ab标准，1000Base-SX接口使用纤芯直径为62.5m的多模光纤，其最长传输距离275m，而使用纤芯直径为50m的多模光纤，其最长传输距
16、离550m；对于1000Base-LX接口，若使用纤芯半径为62.5m的多模光纤最长传输距离550m，使用纤芯半径为50m的多模光纤最长传输距离也是550m，而使用纤芯为10m的单模光纤最长传输距离可达到5km。由于技术上的进步，现在网络设备厂商（如华为公司的产品）提供的可用于多模光纤的千兆位以太网技术设备的技术性能比标准要高一点。如：对于1000Base-SX接口，使用多模光纤时，其传输的最大距离可以达到500m。采用单模光纤的1000Base-LX接口的最大传输距离通常可以达到10km。若采用距离增强技术（长距模块），1000Base-LX的最大传输距离甚至可以达到70km（注：这些都属于
17、非标准的技术）。当千兆位以太网采用铜缆双绞线时，所采用的技术为1000Base-T。1000BaseT标准可以保证千兆位以太网数据帧在5类、超5类、6类UTP双绞线上的传输距离达到100米。从而用户原有的综合布线系统所采用的5类UTP双绞线，也能够继续使用用于千兆位以太网，很好地保障了用户先前对以太网、快速以太网的投资。对于网络管理人员来说，也不需要再接受新的培训，凭借已经掌握的以太网网络知识，完全可以对千兆以太网进行管理和维护第11页，此课件共75页哦5.1.35.1.3 万兆位高速以太网技术万兆位高速以太网技术 1.1.万兆位以太网技术的发展背景万兆位以太网技术的发展背景 随着千兆以太网的
18、标准化以及被很快地广泛应用，以太网随着千兆以太网的标准化以及被很快地广泛应用，以太网技术开始逐渐延伸到城域网的汇聚层。但是在当前技术开始逐渐延伸到城域网的汇聚层。但是在当前10/100M以以太网用户的环境下，千兆位以太网链路作为汇聚层还是非常太网用户的环境下，千兆位以太网链路作为汇聚层还是非常勉强，作为骨干则是力所不能及。虽然以太网多链路聚合技勉强，作为骨干则是力所不能及。虽然以太网多链路聚合技术已完成标准化，通过链路聚合技术可以将多个千兆链路捆术已完成标准化，通过链路聚合技术可以将多个千兆链路捆绑使用。但考虑光纤资源以及波长资源的限制，链路捆绑一绑使用。但考虑光纤资源以及波长资源的限制，链路
19、捆绑一般只用在运营商网络接入点内或者短距离应用环境。般只用在运营商网络接入点内或者短距离应用环境。除了上述带宽的原因之外，传输距离也曾经是以太网无法作为城域数据网骨干层或汇聚层链路技术的一大障碍。如上所述，即使是采用单模光纤的千兆位以太网，其标准传输最大距离也只要5km。这个距离对于架构城域网的应用还远远是不够的。综上所述，以太网技术不适于用在城域网骨干/汇聚层的主要原因是带宽以及传输距离。随着万兆以太网技术的出现，上述两个问题基本已得到解决。第12页，此课件共75页哦 2.2.万兆位以太网的技术特点万兆位以太网的技术特点 万兆位以太网仍采用CSMA/CD机制，即带碰撞检测的载波监听多重访问。
20、不过，由于万兆位以太网接口基本应用在点到点线路，不再共享带宽，碰撞检测，载波监听和多重访问已不再重要。与千兆以太网一样，万兆位以太网仍保留了以太网帧结构。只不过万兆位以太网通过不同的编码方式或波分复用方式，得以提供10Gbit/s传输速度。所以，就其本质而言，万兆位以太网技术仍属于以太网的一种类型。第13页，此课件共75页哦 3.万兆位以太网的技术类型万兆位以太网的技术类型 万兆位以太网的技术标准万兆位以太网的技术标准IEEE802.3ae于于2002年年7月正式通过。万兆位以太网技术有三个基本类型：月正式通过。万兆位以太网技术有三个基本类型：10GBASE-X：使用一种特紧凑包装，含有1个较
21、简单的WDM器件、4个接收器和4个在1300nm波长附近以大约25nm为间隔工作的激光器，每一对发送器/接收器在3.125Gb/s速度（数据流速度为2.5Gb/s）下工作。10GBASE-R：一种使用64B/66B编码（不是在千兆以太网中所用的8B/10B）的串行接口，数据流速度为10Gb/s，时钟频率为10.3GHz。10GBASE-W：一种广域网接口，与SONETOC-192兼容，其时钟频率为9.953GHz，数据流速度为9.585Gb/s。第14页，此课件共75页哦 3.万兆位以太网的技术类型万兆位以太网的技术类型 万兆位以太网的技术标准万兆位以太网的技术标准IEEE802.3ae于于2
22、002年年7月正式通过。万兆位以太网技术有三个基本类型：月正式通过。万兆位以太网技术有三个基本类型：10GBASE-X：使用一种特紧凑包装，含有1个较简单的WDM器件、4个接收器和4个在1300nm波长附近以大约25nm为间隔工作的激光器，每一对发送器/接收器在3.125Gb/s速度（数据流速度为2.5Gb/s）下工作。10GBASE-R：一种使用64B/66B编码（不是在千兆以太网中所用的8B/10B）的串行接口，数据流速度为10Gb/s，时钟频率为10.3GHz。10GBASE-W：一种广域网接口，与SONETOC-192兼容，其时钟频率为9.953GHz，数据流速度为9.585Gb/s。
23、由于10G以太网实质上是高速以太网，所以为了与传统的以太网兼容必须采用传统以太网的帧格式承载业务。同时，由于以太网的原设计是面向局域网的，网络管理功能较弱，传输距离短并且其物理线路没有任何保护措施。当以太网作为广域网进行长距离、高速率传输时必然会导致线路信号频率和相位产生较大的抖动，而且以太网的传输是异步的，在接收端实现信号同步比较困难。因此，如果以太网帧要在广域网中传输，需要对以太网帧格式进行修改。可以这样认为，万兆位以太网技术虽然仍属于以太网的技术范畴（由于仍采用CSMA/CD机制），但实际上以不再是原来的那个以太网应用了！万兆位以太网完全是为满足城域骨干网而开发的，其最大传输距离可达40
24、公里，并可以节约城域网架构成本。此外，采用若采用万兆位以太网技术，可以使端到端的数据交换采用以太网帧成为可能。总之，在城域网骨干层采用万兆位以太网链路，可以提高网络性价比，并简化网络结构。这正是万兆位以太网技术发展的直接动因。第15页，此课件共75页哦5.1.4 5.1.4 快速以太网技术的应用策略快速以太网技术的应用策略 对于现代计算机局域网的规划和应用而言，快速以对于现代计算机局域网的规划和应用而言，快速以太网技术的应用策略相对比较简单。通常所说的太网技术的应用策略相对比较简单。通常所说的“千兆千兆主干，百兆桌面主干，百兆桌面”，就是现代计算机局域网对快速以太，就是现代计算机局域网对快速以
25、太网技术选用的基本策略之一。网技术选用的基本策略之一。1.快速以太网技术的选择从主机的层面考虑，对以太网技术的选择，直接反映在了对主机所采用的网卡上。现在网络设备供应商所提供的网卡有两种，百兆网卡和千兆网卡，分别为10/100Mb/s和10/100/1000Mb/s网卡。对于用户而言，选择什么速率的网卡，并不决定于用户的财力和愿望，而是决定于主机所连接网络的设备接口的速度带宽。用户对快速以太网技术的选用，不决定于用户，而决定于网络。2.让快速以太网各尽所能在进行网络规划设计时，究竟选用千兆以太网技术，还是百兆以太网技术，要从实际出发，从应用出发，考虑网络应该具备哪些功能，满足哪些应用，结合快速
26、以太网技术的特点，以确定选用什么样的快速以太网技术。万兆位以太网技术的性能最高，但它只能用于网络骨干连接，并必须是光纤传输媒介。其实，在实际的网络规划设计中，较难抉择的是百兆位与千兆位以太网技术的选择问题。现在几乎所有较大型的局域网系统的设计，都采用了这种“百兆桌面，千兆主干”以太网架构。不过，随着千兆以太网交换机的单位端口价格的大幅度下降，有些网络规划在网络的接入层设备配置了较多的千兆以太网交换机端口，以为这样可大幅度地提高用户的网络传输带宽。其实不然，接入层交换机端口带宽的提高，必然造成该接入层交换机与核心交换机链路的拥挤，从而形成瓶颈。由此可见，在接入层配置较多的千兆位端口是不可取的。但
27、并不是所有网络接入层交换机中最好不要配置千兆位端口。在实际的网络应用中，服务器是对网络吞吐量要求都很高，因此，为网络中的部门应用服务器主机、多媒体服务器主机、多媒体管理主机、网络管理主机等都配置千兆端口，不失为一个好的网络规划设计创意！当然，同时为上述这些主机配置千兆网卡，并且最好是64位PCI千兆网卡。不过，像上述这些主机的网络接入端口，一般被配置在了网络核心交换机或汇聚层交换机上。第16页，此课件共75页哦5.1.4 5.1.4 快速以太网技术的应用策略快速以太网技术的应用策略 3.3.以太网的升级策略以太网的升级策略 以太网升级是双方面的。当网络系统进行了升级时，以太网升级是双方面的。当
28、网络系统进行了升级时，用户主机的网卡也应随之升级，否则将无法发挥升级后网用户主机的网卡也应随之升级，否则将无法发挥升级后网络设备优异的性能。但当用户的网卡进行了升级，而网络络设备优异的性能。但当用户的网卡进行了升级，而网络系统的设备并没有改变，用户主机网卡的宽带性能将得不系统的设备并没有改变，用户主机网卡的宽带性能将得不到发挥。因此，当网络的接入层配置了较多的千兆端口时，到发挥。因此，当网络的接入层配置了较多的千兆端口时，应对网络的主干进行升级，使之升级万兆主干。与此同时，应对网络的主干进行升级，使之升级万兆主干。与此同时，用户主机的网卡也要加以升级，这样才能提高服务器被访用户主机的网卡也要加
29、以升级，这样才能提高服务器被访问的速度和客户机对服务器的访问速度。问的速度和客户机对服务器的访问速度。总之，对以太网的技术升级，在传输媒介环境（最低为超5类UTP）不变的条件下，不仅要更新网络交换机，还要更新用户主机的网络配置（如网卡），同时还要特别注意网络中的其他应用设备和应用软件是否在新的环境下正常运行。可见，网络技术升级的成本将是非常巨大的。第17页，此课件共75页哦 不可否认，不可否认，ATM（Asynchronous Transfer Mode，异步异步传输模式）是一项先进的网络技术。它的出现是人们看传输模式）是一项先进的网络技术。它的出现是人们看到了一种能够满足日益高涨的带宽要求，
30、为实现声像图到了一种能够满足日益高涨的带宽要求，为实现声像图文传输提供了一体化服务的网络技术，这就是文传输提供了一体化服务的网络技术，这就是ATM。ATM在广域网的优异特性和不俗的局域网应用能力，在广域网的优异特性和不俗的局域网应用能力，ATM一度成为可能一统网络天下的救世主。一度成为可能一统网络天下的救世主。然而，由于千兆位以太网技术的崛起，使以太网成然而，由于千兆位以太网技术的崛起，使以太网成为为局域网绝对主流技术局域网绝对主流技术，ATM在局域网的应用还没有威胁到以在局域网的应用还没有威胁到以太网技术在局域网的统治地位。太网技术在局域网的统治地位。5.2 ATM技术技术但ATM在广域网应
31、用中的极大优势，使之成为了现代通信网络的首选，并承载了把广域网和局域网融为一体的重任。现在新建的许多宽带业务数字通信城域网都采用了ATM技术架构，可提供高速数据传输、可视电话、广播电视、可视图文、文件传真、视频会议以及高清晰度电视等服务。第18页，此课件共75页哦5.2.15.2.1 ATM ATM技术特征技术特征 ATM的定义是一种异步转移模式。的定义是一种异步转移模式。“异步异步”指指ATM统统计复用的性质，计复用的性质，“转移模式转移模式”是指网络中所采用的复用、交是指网络中所采用的复用、交换、传输技术，即信息从一地转移到另一地所用的传递方式。换、传输技术，即信息从一地转移到另一地所用的
32、传递方式。在这种转移模式中，信息被组织成在这种转移模式中，信息被组织成信元（信元（CELL），来自某，来自某用户信息的各个信元不需要周期性地出现。因此，用户信息的各个信元不需要周期性地出现。因此，ATM就就是一种在网络中以信元为单位进行统计复用和交换、传输的技是一种在网络中以信元为单位进行统计复用和交换、传输的技术。术。1ATM的信元格式ATM是一种新型分组技术，信元实际上是具有固定长度的分组，信元总长度为53个字节，其中5个字节是信头，48个字节是信息段，又称净荷。信头包含表示信元去向的逻辑地址、优先等级等控制信息。信息段装载来自不同用户、不同业务的信息。任何业务的信息都经过切割封装成统一格
33、式信元。2ATM的信息交换ATM采用固定短长度的信元传送信息，信息交换是在第二层完成的。由于协议简单，简化了网络节点中信息存贮管理与处理的复杂性，加快了信息交换的速率，减少了信元在节点缓冲区中的排队时延和时延抖动，有利于信息传送的时间透明性，特别适合在高强度通信网中用于信息传送。3ATM的连接方式ATM采用面向连接的通信方式。通信开始时先建立虚电路，并将虚电路标志写入信头，网络根据虚电路标志将信元送往目的地，避免了复杂的信元顺序控制工作，加上用户接入时的流量控制和合理的QoS与网络资源管理控制，以及各种差错控制技术，可以使信元丢失率降低到各种业务可以接受的程度，满足各类业务的语义透明性。4AT
34、M的网络管理ATM具有非常完善网络管理功能和信令处理与连接控制功能，可以设置多种优先级，如连接优先级、信元优先级等，以满足各种网络管理与连接控制要求。为了简化网络的控制，ATM将差错控制和流量控制交给终端去做，不需逐段链路的差错控制和流量控制。可以提高处理速度、保证质量、降低时延和信元丢失率。5ATM的信元交换ATM以信元的方式传送信息，与业务的特性、比特率无关，只要将各类业务的信息在入网时转化为统一格式的信元，就可以在网络中进行传输与交换，因此，ATM的这种高灵活性，使之具有综合传输各种信息的能力。6ATM的带宽分配ATM具有灵活地的带宽分配能力。该能力得以于ATM的异步时分复用的统计特点，
35、该复用方式在每个时隙没有固定的使用者。各信道时隙的使用，将根据信息量的大小和连接优先规则来分配，从而最有效地利用了带宽，并可以灵活地分配带宽，以适用多种通信业务的需要。7ATM的连接能力ATM网络具有支持多方连接的能力，其中包括支持广播（broadcast）型连接和多播（multicast）型连接的能力。8ATM的兼容性ATM作为一项独立的技术，同时充分考虑了与已有技术的融合。ATM技术与现有的各种网络技术兼容，其兼容性表现在两方面：其一，与现有广域网技术兼容。如：分组交换技术、电路交换技术、帧中继（FR）业务、专线数据业务（DDN）以及PSTN和N-ISDN业务等；其二，与现有IP技术兼容。
36、ATM对IP技术既有第二层（数据链路层）的兼容（如局域网仿真-LANE），又有第三层（网络层）的兼容（如MPLS）。9.ATM的QoSATM的QoS能力是ATM技术的最大亮点之一。ATM网络系统具有良好的业务服务质量（QoS），即根据用户业务的不同要求满足不同业务的不同特性要求。ATM通过接入控制、业务监督和流量控制来实现QoS保障。当用户向系统提出业务请求时，系统首先就上述参数同用户进行协商一致后，为用户提供服务。与此同时，监督用户业务是否违反协议，如果有违反协议的行为，则将违反协议的信元做标记，并继续提供服务，在系统负荷过大时，将做了标记的信元丢弃，以保证不违反协议的信元仍能够顺利通过网络
37、，丢弃心愿的操作有流量控制来完成。10.ATM的弱点ATM的技术优势是明显的，同时也正是由于这些技术优势的存在，导致了ATM的三项弱点：弱点之一：过高的信元开销。ATM信元的53个字节中，有5个字节的信元头，编码效率不高，信元头的开销超过了10%（5/48），如果再把ATM适配层以及更高层协议的开销考虑进去，总开销可能会超过25%，这对于一些数据业务（如E-mail等短分组数据）来讲是难以接受的；弱点之二：较高网络复杂性。ATM网络为了支持综合业务和保证QoS而引入了多种流量控制功能使得网络所支持的信令和网络管理功能十分复杂，这不仅增加了网络成本，同时加大了网络的复杂性。弱点之三：其他协议的数
38、据包要经由ATM网传送时，必须在入网处分解转换为ATM信元流，出网时再恢复成原来的数据包。若信道质量不是足够高，或因传输控制策略不佳，就会出现信元丢弃现象，而一个信元的丢弃将导致整个数据包的重传。这些处理都会增加系统开销，加大传输时延，降低ATM网的传输能力。使得广为宣传的、ATM技术的各种优越性大打折扣。第19页，此课件共75页哦5.2.25.2.2 ATM ATM网络应用网络应用 ATM独特的技术特征和优异的应用功能，同时得到独特的技术特征和优异的应用功能，同时得到了电信应用领域和计算机网络应用领域的广泛重视。了电信应用领域和计算机网络应用领域的广泛重视。两两个领域个领域的技术寡头们都希望
39、的技术寡头们都希望ATM能够为我所用，对能够为我所用，对ATM寄寄予了极高的期望，以两种不同的观点和角度，提出了对予了极高的期望，以两种不同的观点和角度，提出了对ATM研究开发和利用的方向。研究开发和利用的方向。电信应用领域期望ATM能够完成对其他网络的综合，把现有电信网与未来网络（包括IP网、第三代移动通信网等）的无缝融合，保护现有电信网的投资；而计算机应用领域则期望ATM能更好地支持IP，以改善IP技术中的一些弱点和不足（如QoS），从而保护现有计算机网络以及Internet中的资源。ATM计算机网络技术应用领域现在已经基本定位。由于ATM终端信令复杂，端到端ATM连接（信元到桌面）的想法
40、已基本落空。其原因是，ATM在用户本地网支持话音业务不如PSTN，支持数据业务又不如千兆以太网，但ATM在城域网的核心网和边缘接入网中仍然大有作为，ATM作为多业务平台的优势可以得到充分发挥。第20页，此课件共75页哦 因此，现在因此，现在ATM的网络应用领域主要有以下几个方面：的网络应用领域主要有以下几个方面：（1）支持现有电信网络逐步从传统的电路交换技术向分组（包）交换技术演变。具体支持的技术演变为：支持现有电话网（如PSTNISDN）的演变，并作为其中继汇接网；支持并作为第三代移动通信网（包括移动IP）的核心交换与传送网的演变；支持现有数据网（FRDDN）的演变，利用ATM实现校园网或企
41、业网间的互连。（）作为Internet骨干网互连核心路由器，支持IP网的持续发展。（）与IP技术结合，取长补短，共同作为未来信息网的核心技术。利用ATM网络为IP用户提供高速直达数据链路，既可以使ATM网络运营商充分利用ATM网络资源，发展ATM网络上的IP用户业务，又可以解决Internet网络发展中遇到的瓶颈问题，推动IP业务的进一步发展。可见，ATM的应用主要集中在城域网骨干通信线路的架构。对于用户与网络的连接网络，则将借助于以太网。第21页，此课件共75页哦5.2.35.2.3 ATM与与IP技术比较技术比较 ATM是一项先进的网络技术，但是一项先进的网络技术，但ATM并不能包打天下，
42、并不能包打天下，替代其他所有的网络技术，包括替代其他所有的网络技术，包括Internet所采用的所采用的IP技技术。现实的情况是，利用术。现实的情况是，利用IP和和ATM技术各自的优势，在技术各自的优势，在传统电信网与传统电信网与Internet互联网融合与演变的过程中，是它们互联网融合与演变的过程中，是它们都充分地发挥各自的重要作用。即，把都充分地发挥各自的重要作用。即，把ATM与与IP技术结合起技术结合起来，使这两项技术的潜力充分发挥出来，从而获得了极大的来，使这两项技术的潜力充分发挥出来，从而获得了极大的技术优势和巨大的经济效益。技术优势和巨大的经济效益。相对于ATM技术，IP技术的发展
43、比ATM早十年，在组网的各种技术中，应该说IP技术是一种老牌网络技术。TCP/IP协议框架中的IP对应于OSI参考模型中的网络层，完成路由选择和分组转发功能，而TCP对应于OSI参考模型中的传输层，完成端到端之间的数据传输的确认与差错控制等。IP协议实质上是一种不需要预先建立连接，而直接依赖于IP分组报头信息决定分组转发路径的数据协议。第22页，此课件共75页哦从技术上讲，IP技术具有以下几大特点：一是分布式结构；二是端到端原则，所有增值功能都在网络之外由终端完成；三是IP网可以建立在任何传输通道上，可以保证异种网络的互通；四是具有统一的寻址体系，网络可扩展性强。第23页，此课件共75页哦但从
44、技术上分析，ATM和IP的技术特征对比如下：（1）ATM技术是电信技术与应用思想的体现。通过ATM所架构的网络，性能可靠、可管理、以路为中心；IP技术是计算机网络应用思想的体现。在用IP技术架构的网络中，网络的可用性好、管理简单、以端为中心。（2）IP包的长度是不固定的，长信息包和短信息包中信息打包、拆包时延差别很大，从而引入了较大的时延抖动，不适于实时业务。ATM技术使用固定长度信元，使打包、拆包时延相当，减小时延抖动，并且小信元长度降低了时延值。（3）在IP网络，当用户增加时，服务质量则降低，导致服务质量不稳定。而ATM采用流量控制技术，在连接建立之前，就通过信令协商能否保证用户的服务质量
45、要求，只有当网络确认之后才接受入网，保证为每一个虚电路提供不同的服务质量。这是真正意义上的服务质量（QoS）。（4）ATM结合了电路交换和分组交换的优点，具有统计复用、灵活高效和传输时延小、实时性好的优点。其最大的优势在于能在单一的主体网络中承载多种信息媒体和多种通信业务，并且能够保证QoS。（5）相对于ATM技术，IP技术在服务质量保证、安全性、统计复用、流量管理和拥塞控制等方面，都有先天的不足。当用户数量比较少时，这些问题还不那么突出，而一旦用户数量增加得较快，网上的数据流量增大，问题就出来了。因此在服务质量保证方面，IP技术不如ATM技术。但IP网络通信协议成熟且相对比较简单，线路的利用
46、率相对于ATM要高。从以上的阐述好像会得出这样一个结论，ATM技术完美无缺。其实不然，ATM技术并不是十分完美的，也有其固有的缺陷。关于ATM具体的弱点，请参阅5.2.1小节中的详细阐述。第24页，此课件共75页哦DDN（DigitalDataNetwork，数字数据网）是利用数字信道传输数据信号的数据传输网。DDN作为国家数据通信网的基础，提供点对点、一点对多点的宽带信息传送通道。1994年中国正式开通公用数字数据网（CHINADDN），现已经成为我国信息化建设的主要数据通信平台之一。政府、金融、公安、证券等行业信息专网都是架构在DDN之上，像国家三金工程（金桥、金卡、金关）数据通信平台就是
47、DDN。5.3 DDN技术第25页，此课件共75页哦5.3.1 DDN技术架构 DDN采用数字信道（如光缆、数字微波和卫星信道）传输信号，可以为用户提供全数字、全透明、高质量的网络连接，并能够承载各种数据业务。DDN是由数字传输电路和相应的数字交叉复用设备组成。其中，数字传输主要以光缆传输电路为主，数字交叉连接复用设备对数字电路进行半固定交叉连接和复用。DDN的基本架构图4-1所示。第26页，此课件共75页哦按照DDN的网络物理结构，由以下几个部分构成：（1）数字终端设备（DTE）。DTE为接入DDN的用户端设备。DTE可以是通过路由器连至对端局域网，也可以是普通的异步终端、图像设备、传真机、
48、电传机、电话机等。DTE和DTE之间是全透明传输。（2）数据业务单元（DSU）。DSU为DDN调制解调器或基带传输设备，也可以是时分复用设备、语音/数字复用设备等。DTE和DSU共同完成用户数据业务的接入和输出功能。（3）网关中心（NMC）。DDN通过NMC进行网络结构和业务的配置，实时地监控网络的运行情况。借助NMC，可进行网络信息、网络节点告警、线路利用情况等信息收集、分析和统计，让网管员可随时掌握DDN的运行状况。第27页，此课件共75页哦按照DDN基本功能，DDN可划分为以下3个层面：（1）核心层。以2M数字电路构成了DDN的骨干，可称之为DDN的骨干网。核心层负责完成DDN所承载数据
49、业务的转接功能，如帧中继的转接等。（2）接入层。相当于城域网的接入网，为DDN各类业务提供数据传输速率的复用和交叉连接，包括帧中继业务用户接入和本地帧中继数据传输功能，以及压缩话音/G3传真用户入网等。（3）用户接口层。为用户介入DDN提供适配和转接功能，如小容量时分复用设备等。DDN网络规模大、数量多，为了组网灵活、扩容方便、业务组织管理清晰，核心层由大、中容量网络设备组成，一般用2048kb/s或更高速率的数字电路互连；接入层由中、小容量网络设备组成，用2048kb/s的数字电路与核心层互连，并为各类DDN业务提供接入；用户接口层由各种用户终端设备、网桥/路由器设备、帧中继业务的帧装/拆设
50、备组成，也可以在用户接口层设置小容量网络设备，提供数据传输速率的复用和模拟话音/G3传真业务的接入等。第28页，此课件共75页哦5.3.2 DDN技术特点 DDN在技术上有以下特点：（1）传输速率高。DDN采用同步转移模式的数字时分复用技术，用户数据在固定的时隙通道内以预先设定的带宽和速率，顺序传送，由于数据是顺序到达，免去了目的终端对信息的重组，减小了时延。经典的DDN的数字交叉连接复用设备能提供2Mb/s或N64kb/s（2M）速率的数字传输信道，目前DDN可达到的最高速率为155Mb/s，平均时延450us。（2）协议简单，实时性强。DDN采用时分复用技术和交叉连接技术实现数据通信功能，