通信网理论与应用-第7章.ppt

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1、第第7章章 数据网数据网数据通信网是由数据终端、传输、交换和处理等数据通信网是由数据终端、传输、交换和处理等设备组成的体系，用于数据信息的传输、交换与设备组成的体系，用于数据信息的传输、交换与处理，并尽可能提高网内各种设备的利用率，以处理，并尽可能提高网内各种设备的利用率，以获得网内资源（包括通信线路、硬件、软件数据获得网内资源（包括通信线路、硬件、软件数据库等）的共享。库等）的共享。第7章 数据网 7.1 概述概述 7.2 分组交换网分组交换网 7.3 DDN网网 7.4 帧中继网帧中继网 7.5 ATM网网 7.6 计算机通信网计算机通信网7.1 概述7.1.1数据网概念及构成数据网概念及

2、构成7.1.2 数据网的分类数据网的分类7.1.1数据网概念及构成数据通信系统数据通信系统数据站接口接口数据电路终接设 备 接口输入输出设 备 传输控制器 传输信道传输控制器 接口输入输出设 备 数据电路终接设 备 数据终端设备计算机系统DTEDCEDCEDTE数据电路数据链路图7.1 数据通信系统的构成数据站DTE（Data Terminal Equipment）是数据终端设备）是数据终端设备。可。可以是连接到数据网络上的任意一个计算机设备以是连接到数据网络上的任意一个计算机设备 DCE（Data Circuit Equipment）是数据电路终接设备）是数据电路终接设备.其作用是把其作用是

3、把DTE送来的数据信号变换成模拟信号再送往信送来的数据信号变换成模拟信号再送往信道；或者反过来把信道来的模拟信号变换成数据信号再送道；或者反过来把信道来的模拟信号变换成数据信号再送往往DTE。7.1.1数据网概念及构成7.1.1数据网概念及构成数据网的构成数据网的构成 数据网的硬件构成包括数据终端设备、数据交数据网的硬件构成包括数据终端设备、数据交换设备和数据传输设备。换设备和数据传输设备。数据网的骨干网一般采用网状结构或格形网结数据网的骨干网一般采用网状结构或格形网结构，而数据网的本地网一般采用星型结构或其构，而数据网的本地网一般采用星型结构或其他结构。他结构。交换节点计算机一般数据终端图7

4、.2 数据网示意图7.1 概述7.1.1数据网概念及构成数据网概念及构成7.1.2 数据网的分类数据网的分类7.1.2 7.1.2 数据网的分类数据网的分类数据网的分类数据网的分类可以从不同的角度来分类可以从不同的角度来分类(1)(1)按照传输技术分类按照传输技术分类 交换网交换网 ：由节点和通信链路组成：由节点和通信链路组成 广播网广播网 ：每个数据站的收发信机共享同一个传输媒质：每个数据站的收发信机共享同一个传输媒质 (2)(2)按照传输距离分类按照传输距离分类局域网局域网 ：传输距离一般在几公里以内，速率在：传输距离一般在几公里以内，速率在10Mb/s10Mb/s以以 上。上。城域网城域

5、网 ：传输距离一般在：传输距离一般在5010050100公里之内公里之内 ，以光纤为，以光纤为 通信媒体通信媒体 广域网广域网 ：一种跨地区的数据通信网络，通常包含一个国：一种跨地区的数据通信网络，通常包含一个国 家或地区。家或地区。第7章 数据网 7.1 概述概述 7.2 分组交换网分组交换网 7.3 DDN网网 7.4 帧中继网帧中继网 7.5 ATM网网 7.6 计算机通信网计算机通信网7.2 分组交换网分组交换网7.2.1 分组交换网络结构分组交换网络结构7.2.2 分组交换网的业务功能分组交换网的业务功能7.2.3 分组网的应用分组网的应用从设备来看，分组交换网由分组交换机、连接这些

6、交换设备的链路、远程集中器（含分组装拆设备）、网络管理中心（NMC：Network Management Center）等组成。分组交换机可分为转接交换机和本地交换机两种 转接交换机容量大、线路端口数多、具有路由选择功能，主要与其他交换机互连 本地交换机容量小，只有局部交换功能，不具备路由选择功能 7.2.1 分组交换网络结构其他分组网NMCNTRCUPTRCUNTPTNT：非分组型终端PT：分组型终端RCU：远程集中器NMC：网管中心高速线路高速或中速线路本地交换机转接交换机一级骨干网不完全网状连接分组交换网的基本结构如图 7.2.1 分组交换网络结构7.2 分组交换网分组交换网7.2.1

7、分组交换网络结构分组交换网络结构7.2.2 分组交换网的业务功能分组交换网的业务功能7.2.3 分组网的应用分组网的应用分组交换网的业务分为基本业务和用户任选业务 基本业务功能：分组网向所有网上的用户提供的基本业务功能：分组网向所有网上的用户提供的基本服务功能基本服务功能。也就是要求网络能在用户之间“透明地”传送信息 用户任选业务功能：用户任选业务功能：用户可以根据需要选择任选业务。7.2.2 分组交换网的业务功能7.2 分组交换网分组交换网7.2.1 分组交换网络结构分组交换网络结构7.2.2 分组交换网的业务功能分组交换网的业务功能7.2.3 分组网的应用分组网的应用分组网的应用可以总结如

8、下：利用分组网组建本系统的管理信息网 利用分组网进行数据库查询，开展信息服务 利用分组网进行本系统的实时业务处理 利用分组网接入CHINANET 7.2.3 分组网的应用第7章 数据网 7.1 概述概述 7.2 分组交换网分组交换网 7.3 DDN网网 7.4 帧中继网帧中继网 7.5 ATM网网 7.6 计算机通信网计算机通信网7.3.1 DDN网的结构及组成网的结构及组成 7.3.2 DDN网的业务及应用网的业务及应用7.3 DDN7.3 DDN网网DDN（Digital Data Network）是采用数字信道来传输信号的数据传输网。可以为用户提供全数字、全透明、高质量的网络来连接、传递

9、各种数据业务 可以为用户提供专用的数字数据传输通道 为用户建立自己的专用数据网提供条件DDN的基础是数字传输网，必须以光缆、数字微波、数字卫星电路为基础。7.3.1 DDN7.3.1 DDN网的结构及组成网的结构及组成1DDN网的结构网的结构 7.3.1 DDN7.3.1 DDN网的结构及组成网的结构及组成核心层接入层用户接口层图7.5 DDN网的分层结构核心层节点接入层节点DDN网可分为核心层、接入层、用户接口层 (1)核心层以2Mb/s电路构成骨干节点核心，执行网络业务的转接功能，包括帧中继业务的转接。(2)接入层为DDN各类业务提供子速率复用和交叉连接，主要有帧中继业务、用户接入业务和本

10、地帧中继业务，以及压缩语音/G3传真用户入网。(3)用户接口层为用户入网提供适配和转接功能，如小容量时分复用设备等。7.3.1 DDN7.3.1 DDN网的结构及组成网的结构及组成2DDN网的组成网的组成一个一个DDN主要由本地传输系统、交叉连接和主要由本地传输系统、交叉连接和复用系统、局间传输及同步时钟系统和网复用系统、局间传输及同步时钟系统和网络管理系统组成络管理系统组成(1)本地传输系统：指从终端用户至DDN的本地局之间的传输系统，即用户线路，一般采用普通的市话用户线，也可使用电话线上复用的数据设备。7.3.1 DDN7.3.1 DDN网的结构及组成网的结构及组成(2)交叉连接和复用系统

11、：交叉连接是将符合一定格式的用户数据信号与零次群复用器的输入或者将一个复用器的输出与另一复用器的输入交叉连接起来，实现半永久性的固定连接。(3)局间传输及同步时钟系统：通常采用数字通信网的全网同步时钟系统。(4)网络管理系统：对网上的传输通道、用户参数的修改、监测、维护与调度实行集中管理。7.3.1 DDN7.3.1 DDN网的结构及组成网的结构及组成DDN节点DDN节点DDN节点DDN节点DTEDSUDSUNMC图7.6 DDN网结构一个典型的DDN网结构 7.3.1 DDN7.3.1 DDN网的结构及组成网的结构及组成3DDN的特点的特点 传输速率高。协议简单。全透明传输。灵活的连接方式。

12、电路可靠性高。传输质量高、网络时延小。网络运行管理简便。7.3.1 DDN7.3.1 DDN网的结构及组成网的结构及组成7.3.1 DDN网的结构及组成网的结构及组成 7.3.2 DDN网的业务及应用网的业务及应用7.3 DDN7.3 DDN网网1DDN网提供的业务网提供的业务为分组交换网、公用计算机互联网等提供中继电路。租用专线业务，可提供点对点、点对多点的业务。提供帧中继业务，扩大了DDN的业务范围。提供语音、G3传真、图像、智能用户电报等通信。提供虚拟专用网业务。7.3.2 DDN7.3.2 DDN网的业务及应用网的业务及应用2DDN的应用的应用数据传输、图像传输、语音传输；民航、火车站

13、售票联网；银行联网；股市行情广播及交易；信息数据库查询系统；智能小区；任何电脑连网通信。7.3.2 DDN7.3.2 DDN网的业务及应用网的业务及应用第7章 数据网 7.1 概述概述 7.2 分组交换网分组交换网 7.3 DDN网网 7.4 帧中继网帧中继网 7.5 ATM网网 7.6 计算机通信网计算机通信网7.4.1 帧中继的定义及特点帧中继的定义及特点7.4.2 帧中继的业务帧中继的业务 7.4 7.4 帧中继网帧中继网 帧中继是在传统分组交换技术和光纤传输的基础上发展起来的高速分组交换技术，简化了分组交换中使用的X.25协议，取消了网内逐段的差错控制和流量控制，而将其移到端系统中进行

14、，采用端对端的检错、重发控制机制，从而缩短了交换节点处的处理时间。帧中继的帧信息长度远比X.25分组长度要长，最大帧长度可达1600字节/帧，适合于封装局域网的数据单元，适合传送突发业务(如压缩视频业务、WWW业务等)。7.4.1 7.4.1 帧中继的定义及特点帧中继的定义及特点2帧中继网结构帧中继网结构7.4.1 7.4.1 帧中继的定义及特点帧中继的定义及特点路由器或FRAD局域网2FR网12局域网1路由器或FRAD图7.7 帧中继通信示意图局域网1和局域网2代表两个要通过帧中继网络互联的局域网，路由器或帧中继拆装设备FRAD的作用是将局域网1的帧(如以太网帧、令牌环帧等)封装打包成FR的

15、帧，送入FR网络进行传送。FR路由器将从FR网络接收到的帧中继帧解包，并转换为以太网帧送给局域网2。1帧中继的优点帧中继的优点按需分配带宽，网络资源利用率高，网络费用低廉。采用虚电路技术，适用于突发性业务的使用。不采用存储转发技术，时延小、传输速率高、数据吞吐量大。兼容X.25、SNA、DECNET、TCP/IP等多种网络协议，可为各种网络提供快速、稳定的连接。帧中继业务支持多种数据用户，如局域网互联，可应用于银行、证券等金融及大型 7.4.1 帧中继的定义及特点帧中继的定义及特点7.4.2 帧中继的业务帧中继的业务 7.4 7.4 帧中继网帧中继网1.适用范围适用范围大企业、银行、政府部门总

16、部和各地分支机构大企业、银行、政府部门总部和各地分支机构的局域网之间的互连；的局域网之间的互连；医疗、金融机构之间图像、图表的传送；医疗、金融机构之间图像、图表的传送；大文件的传送；大文件的传送；数据库的检索；数据库的检索；组建虚拟专用网等组建虚拟专用网等 2典型应用：某公司采用中国电信帧中继数据传典型应用：某公司采用中国电信帧中继数据传送业务组建内部办公系统送业务组建内部办公系统 7.4.2 7.4.2 帧中继的业务帧中继的业务第7章 数据网 7.1 概述概述 7.2 分组交换网分组交换网 7.3 DDN网网 7.4 帧中继网帧中继网 7.5 ATM网网 7.6 计算机通信网计算机通信网7.

17、5.1 ATM概念及特点概念及特点 7.5.2 ATM网络结构网络结构 7.5 ATM7.5 ATM网网1ATM概念概念:异步传送模式异步传送模式(ATM：Asynchronous Transfer Mode)是一种能高速传递综合业务信息、效率是一种能高速传递综合业务信息、效率高、控制灵活、新颖的信息传递模式，已被高、控制灵活、新颖的信息传递模式，已被ITU-T确定为确定为传送和交换语音、图像、数据及传送和交换语音、图像、数据及多媒体多媒体信息的手段。信息的手段。ATM系统使用异步时分复用技术的快速分组交换方式。能系统使用异步时分复用技术的快速分组交换方式。能采用单一的交换方式，支持从窄带语音

18、、数据传输到高速采用单一的交换方式，支持从窄带语音、数据传输到高速数字电视等范围极广的各种业务。数字电视等范围极广的各种业务。ATM网络可以适用于任网络可以适用于任何业务，不论其速率高低、突发性大小、质量和实时性要何业务，不论其速率高低、突发性大小、质量和实时性要求如何，网络都按照同样的模式来处理，真正做到了完全求如何，网络都按照同样的模式来处理，真正做到了完全的业务综合的业务综合。7.5.1 ATM7.5.1 ATM概念及特点概念及特点2ATM特点特点（1）对服务质量（）对服务质量（QoS）的支持）的支持:ATM采用采用固定长度的信元传送信息固定长度的信元传送信息,采用面向连接的通信方式（2

19、）ATM的综合能力的综合能力（3）灵活的动态带宽分配与连接管理能力）灵活的动态带宽分配与连接管理能力（4）ATM对已有技术的兼容性对已有技术的兼容性7.5.1 ATM7.5.1 ATM概念及特点概念及特点7.5.1 ATM概念及特点概念及特点 7.5.2 ATM网络结构网络结构 7.5 ATM7.5 ATM网网ATM网可分为三大部分：公用网可分为三大部分：公用ATM网、专用网、专用ATM网和网和ATM接接入网入网 公用公用ATM网是由运营商经营和管理的网是由运营商经营和管理的ATM网，它通过用户网，它通过用户网络接口连接各专用网络接口连接各专用ATM网和网和ATM终端。终端。专用专用ATM网是

20、指一个单位或部门范围内的网是指一个单位或部门范围内的ATM网，专用网网，专用网主要用于局域网互连或直接构成主要用于局域网互连或直接构成ATM LAN，以在局域网，以在局域网上提供高质量的上提供高质量的多媒体多媒体业务和高速数据传送。业务和高速数据传送。ATM接入网主要指在各种接入网中使用接入网主要指在各种接入网中使用ATM技术，传送技术，传送ATM信元，如基于信元，如基于ATM的无源光纤网络的无源光纤网络(APON)、混合光、混合光纤同轴纤同轴(HFC)、非对称数字环路、非对称数字环路(ADSL)以及利用以及利用ATM的无的无线接入技术等线接入技术等 7.5.2 ATM7.5.2 ATM网络结

21、构网络结构帧中继恒定彼特律公用ATM交换机公 用 ATM交换机AALAALAAL专 用 ATM交换机公用UNI专 公 用ATM交换机AALAALAALAALAALAAL专用UNI专用UNI视频用 户 室 内网络用户室内网络ATM端点ATM端点ATM端点ATM端点NNI公用ATM网络公用UNI7.5.2 ATM7.5.2 ATM网络结构网络结构ATM网具有多种接口，主要有网具有多种接口，主要有UNI、NNI、B-ICI、DXI、FUNI五种五种 1为为ATM网中的用户网络接口，它是用户设备与网络之间的接口，直接网中的用户网络接口，它是用户设备与网络之间的接口，直接面向用户。面向用户。2NNI 一

22、般为两个交换机之间的接口，也定义了物理层、一般为两个交换机之间的接口，也定义了物理层、ATM层等各层层等各层的规范，以及信令等功能，但由于的规范，以及信令等功能，但由于NNI接口关系到连接在网络中的路接口关系到连接在网络中的路由选择问题，所以特别对路由选择方法做了说明。由选择问题，所以特别对路由选择方法做了说明。3B-ICI:定义为两个公用定义为两个公用ATM网之间的接口，为分别属于两个运营者的网之间的接口，为分别属于两个运营者的UNI接口提供了连接。接口提供了连接。4DXI:定义在定义在DTE和和DCE之间，之间，DTE通过通过DXI与与DCE相连，再通过相连，再通过ATM UNI接口接入接

23、口接入ATM网中，网中，DCE完成了不符合完成了不符合ATM标准的数据终端到标准的数据终端到ATM的适配过程，相当于终端适配器。的适配过程，相当于终端适配器。5FUNI将将ATM适配功能完全移入了交换机内部，终端和适配功能完全移入了交换机内部，终端和ATM交换机之交换机之间传送间传送FUNI帧，所以与基于信元的帧，所以与基于信元的DXI接口相比，接口相比，FUNI在接入线上在接入线上有更高的效率。有更高的效率。7.5.2 ATM7.5.2 ATM网络结构网络结构第7章 数据网 7.1 概述概述 7.2 分组交换网分组交换网 7.3 DDN网网 7.4 帧中继网帧中继网 7.5 ATM网网 7.

24、6 计算机通信网计算机通信网 7.6.1 局域网局域网 7.6.2 城域网城域网7.6.3 广域网广域网7.6 7.6 计算机通信网计算机通信网数据通信网是计算机技术和通信技术相结合的产物，亦称数据通信网是计算机技术和通信技术相结合的产物，亦称计算机通信网。计算机网的结构图计算机通信网。计算机网的结构图 通 信 子网路由器路由器路由器路由器路由器路由器服务器主机主机路由器路由器主机服务器路由器主机服务器路由器图7.9 计算机网络结构图7.6 7.6 计算机通信网计算机通信网1.局域网的拓扑结构局域网的拓扑结构:一般有星形、总线形、环形、一般有星形、总线形、环形、树形、网状等五种结构。树形、网状

25、等五种结构。2.局域网的传输媒质局域网的传输媒质3局域网的访问控制方式局域网的访问控制方式:常用的访问控制方式有常用的访问控制方式有三种三种,分别是带冲突检测的载波侦听多址接入分别是带冲突检测的载波侦听多址接入（CSMA/CD）；令牌环）；令牌环(Token Ring)；令牌总；令牌总线线(Token Bus)。4局域网协议标准：局域网协议标准：IEEE为局域网制定了一系列为局域网制定了一系列标准。标准。主要为IEEE802 系列7.6.1 7.6.1 局域网局域网5以太网：以太网最初是美国以太网：以太网最初是美国Xerox公司和公司和STANFORD大学合作于大学合作于1975年推出的一种年

26、推出的一种局域网。局域网。IEEE802.3就是以DIX规范为主要来源而制定的以太网标准。以太网具有传输速率高、网络软件丰富、安装连接简单、使用维护方便等优点，已成为国际流行的局域网标准之一。（1）10BASET双绞线以太网7.6.1 7.6.1 局域网局域网10BASET采用的是无屏蔽双绞线。采用的是无屏蔽双绞线。其主要技术特性：其主要技术特性：(a)数据传输速率是数据传输速率是10Mb/s基带传输；基带传输；(b)每段双绞线最大长度为每段双绞线最大长度为100m(HUB与工作站间及两个与工作站间及两个HUB之间之间)；(c)一条通路允许连接一条通路允许连接HUB数为数为4个；个；(d)拓扑

27、结构为星形或总线形；拓扑结构为星形或总线形；(e)访问控制方式为访问控制方式为CSMA/CD；(f)帧长度是可变的，最大帧长度是可变的，最大1518个字节；个字节；(g)最大传输距离是最大传输距离是500m；(h)每个每个HUB可连接的工作站是可连接的工作站是96个；7.6.1 7.6.1 局域网局域网HUB为集线器WS为工作站收发器粗缆收发器电缆PC工作站VIPHUBWSWSWS WSTTWSWSWSHUBWSWSHUBWSWSWSWS图7.10 粗缆与双绞线连接的混合布线结构7.6.1 7.6.1 局域网局域网（2）100BASET快速以太网100BASET的信息包格式、包长度、差错控制及

28、信息管理均与10BASET相同，但信息传输速率比10BASET提高了10倍。7.6.1 7.6.1 局域网局域网UTP100mUTP100mUTP100mUTP100mServer连接2个HUB全双工光缆2公里或路由器网桥MAC-MAC400m光缆连接一个HUBSWTICHHUB100BASE-THUB100BASE-TSWITCH或网桥HUB100BASE-TSAS工站图7.11 100BASE-T拓扑结构示例工作站工作站工作站工作站工作站工作站工作站7.6.1 7.6.1 局域网局域网 100BASET的主要技术特性：的主要技术特性：(a)媒质传输速率是媒质传输速率是100Mb/s基带传输

29、；基带传输；(b)拓扑结构为星形；拓扑结构为星形；(c)从集线器到节点最大距离为从集线器到节点最大距离为100m(非屏蔽双绞线非屏蔽双绞线UTP)和和185m(光缆光缆)；(d)一个网段最多允许的一个网段最多允许的HUB是是2个；个；100BASET的特点如下的特点如下(a)性能价格比高。性能价格比高。(b)升级容易。升级容易。(c)移植方便。移植方便。(e)易于扩展。易于扩展。7.6.1 7.6.1 局域网局域网（3）千兆位以太网）千兆位以太网千兆位以太网又叫千兆位以太网又叫G比特以太网，是一种新型高速局域网。比特以太网，是一种新型高速局域网。它可以提供它可以提供1Gbs的通信带宽，采用和传

30、统的通信带宽，采用和传统10100M以太网同样的以太网同样的CSMACD协议、帧格式和帧长，因此可协议、帧格式和帧长，因此可以实现在原有低速以太网基础上平滑、连续性的网络升以实现在原有低速以太网基础上平滑、连续性的网络升级，从而能最大限度地保护用户以前的投资。级，从而能最大限度地保护用户以前的投资。千兆位以太网特性千兆位以太网特性(a)简便、直接的高性能升级，而且无网络崩溃危险简便、直接的高性能升级，而且无网络崩溃危险(b)较低的总体开销较低的总体开销(c)对新型应用和数据类型的支持对新型应用和数据类型的支持(d)灵活的网络互联和网络设计灵活的网络互联和网络设计(e)不能保证服务质量不能保证服

31、务质量7.6.1 7.6.1 局域网局域网 如何升级到千兆位以太网：一个非常直接的升级如何升级到千兆位以太网：一个非常直接的升级方案是将快速以太网交换机之间或中继器之间的方案是将快速以太网交换机之间或中继器之间的100Mbs的链路升到的链路升到1000Mbs。7.6.1 7.6.1 局域网局域网6令牌环网：局域网的传统组网方式之一，它具有实现简单、控制效率高的特点。主要技术特性(1)传输速率可以是4Mb/s或16Mb/s；(2)传输媒质是有非屏蔽双绞线（UTP）或屏蔽双绞线（STP）；(3)拓扑结构是环形结构；(4)媒质访问控制方式为IEEE802.5 Token Passing Ring；(

32、5)多站访问部件（MAU：Multi-Access Unit）连接线缆最大长度为45m；(6)最大节点数为96个(4Mb/s)和256个(16Mb/s)。7.6.1 7.6.1 局域网局域网令牌环网的连接方式 MAUMAUMAUMAUWSWSWSWSWSWSWSWSWSWS多路访问部件服务器7.12 令牌网的连接方式工作站7.6.1 7.6.1 局域网局域网7.FDDI网网（1）FDDI网结构:FDDI网的基本结构为逆向双环。一个环为主环，另一个环为备用环。当主环上的设备失效或光缆发生故障时，通过从主环向备用环的切换可继续维持FDDI的正常工作。7.6.1 7.6.1 局域网局域网（2）FDD

33、I网的主要技术特性网的主要技术特性 传输媒质为光缆，可连接传输媒质为光缆，可连接UTP或或STP；传输速率为传输速率为100Mb/s；拓扑结构为双环、双环树、树形；拓扑结构为双环、双环树、树形；主环最大站点数为主环最大站点数为1000个（用光缆）；个（用光缆）；环网最大长度为环网最大长度为200公里（光缆）；公里（光缆）；站点间最大距离为站点间最大距离为2公里（多模光纤）、公里（多模光纤）、60公里（单模光公里（单模光纤）、纤）、200米（米（STP）和）和100米（米（UTP）；）；媒质访问控制方式为定时令牌传递；媒质访问控制方式为定时令牌传递；延时时间延时时间10200毫秒；毫秒；最大帧长

34、最大帧长 4500字节。字节。7.6.1 7.6.1 局域网局域网8无线局域网无线局域网:就是在不采用传统电缆线的同时，提供传统就是在不采用传统电缆线的同时，提供传统有线局域网的所有功能，网络所需的基础设施不需要有线有线局域网的所有功能，网络所需的基础设施不需要有线传输媒质，网络能够随着实际需要移动或变化。传输媒质，网络能够随着实际需要移动或变化。（1）无线局域网网络结构）无线局域网网络结构对等网络：最简单的无线局域网结构是对等网络。对等网络：最简单的无线局域网结构是对等网络。基础网络结构：在基础网络结构中，无线中继站基础网络结构：在基础网络结构中，无线中继站（如无线接入访问点、无线（如无线接

35、入访问点、无线HUB和无线网桥等设备）把无和无线网桥等设备）把无线局域网与有线网连接起来，并允许用户有效地共享网络线局域网与有线网连接起来，并允许用户有效地共享网络资源。以分为网桥连接型、基站接入型、资源。以分为网桥连接型、基站接入型、HUB接入型、无接入型、无中心结构四种。中心结构四种。7.6.1 7.6.1 局域网局域网（2）无线局域网的组网设备主要包括：无线网卡、无线访问接入点、无线HUB、和无线网桥，无线网卡主要包括NIC（网卡）单元、扩频通信机和天线三个功能模块。无线HUB负责管理其覆盖区域内的信息流量。无线网桥主要用于无线或有线局域网之间的互连。7.6.1 7.6.1 局域网局域网

36、（3）无线局域网的传输媒体）无线局域网的传输媒体主要有红外线系统、无线电波和蓝牙技术三种。主要有红外线系统、无线电波和蓝牙技术三种。红外线局域网采用小于红外线局域网采用小于1微米波长的红外线作为传输微米波长的红外线作为传输媒体，有较强的方向性媒体，有较强的方向性 无线电波是目前应用最多的无线局域网的传输媒质无线电波是目前应用最多的无线局域网的传输媒质,无线局域使用的频段主要是无线局域使用的频段主要是S频段（频段（2.4GHz2.4835GHz）蓝牙技术是一种用于各种固定与移动的数字化硬件蓝牙技术是一种用于各种固定与移动的数字化硬件设备之间的低成本、近距离的无线通信连接技术。设备之间的低成本、近

37、距离的无线通信连接技术。7.6.1 7.6.1 局域网局域网9虚拟局域网虚拟局域网 虚拟局域网（虚拟局域网（VLAN）是一种通过将局域网内的设）是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术。现虚拟工作组的新兴技术。虚拟局域网在交换机上的实现方法，可以大致划分虚拟局域网在交换机上的实现方法，可以大致划分为四类：为四类：（1）基于端口划分）基于端口划分（2）基于）基于MAC地址划分地址划分（3）基于网络层划分）基于网络层划分（4）根据）根据IP组播划分组播划分7.6.1 7.6.1 局域网局域网虚拟局域网具有以下

38、优点：（1）控制网络广播风暴。（2）确保网络安全。（3）简化网络管理。7.6.1 7.6.1 局域网局域网7.6.2 城域网城域网1城域网的兴起的背景城域网的兴起的背景 为了解决局域网和广域网之间的瓶颈问题，构建衔接局域为了解决局域网和广域网之间的瓶颈问题，构建衔接局域网和广域网之间的较大区域网，就被提上了日程。这就是网和广域网之间的较大区域网，就被提上了日程。这就是试图利用低成本以太网技术或其他技术来构建城域网试图利用低成本以太网技术或其他技术来构建城域网（MAN）的初衷。）的初衷。2城域网定义城域网定义（1）城域网：是一种能支持多种通信协议、提供丰富的多）城域网：是一种能支持多种通信协议、

39、提供丰富的多业务、主要面向集体用户、最大可覆盖整个城市的公用网。业务、主要面向集体用户、最大可覆盖整个城市的公用网。是一个直径为是一个直径为2150公里覆盖区内的网络集。是一个独立公里覆盖区内的网络集。是一个独立的城市地区网络，为一个城市地区提供服务。典型城域网的城市地区网络，为一个城市地区提供服务。典型城域网的覆盖范围在直径为的覆盖范围在直径为550公里区域内。公里区域内。（2）宽带城域网：就是在城市范围内，以IP和ATM通信技术为基础，以光纤作为传输媒介，集数据、语音、视频服务于一体的高带宽、多功能、多业务接入的的多媒体通信网络。3城域网分级体系城域网分级体系城域网通常分为城域网通常分为I

40、ntraPoP，地区城域网和城，地区城域网和城域接入三个主要领域。域接入三个主要领域。7.6.2 7.6.2 城域网城域网地区城域网IPCisco 10720城域接入Cisco 12000图7.14 城域网分级体系7.6.2 7.6.2 城域网城域网4城域网结构与技术城域网结构与技术 城市范围通信网，纵向由上而至城市范围通信网，纵向由上而至下可划分成三种网络：业务网、下可划分成三种网络：业务网、传送网、物理承载网。业务网主传送网、物理承载网。业务网主要包括语音和数据网；传送网主要包括语音和数据网；传送网主要基于要基于SDH技术构建；物理承载技术构建；物理承载网由广泛分布的光线路互连组成，网由广

41、泛分布的光线路互连组成，是所有上层网络的物理媒体承载是所有上层网络的物理媒体承载平台。平台。核心层汇聚层边缘接入层图7.15城域数据网的层次结构7.6.2 7.6.2 城域网城域网CMNET核心层核心层汇聚层汇聚层路由交换设备路由交换设备路由交换设备路由交换设备路由交换设备GEx2 光纤直连GEx2 光纤直连2.5G MSTP环环FEFEFEFEFEGEGEGEFE图7.16 某城市城域网结构7.6.2 7.6.2 城域网城域网（1）IP城域网技术城域网技术IP城域网利用路由器组网，核心、汇聚节点之间利城域网利用路由器组网，核心、汇聚节点之间利用用PoS端口互连。其核心是端口互连。其核心是Po

42、S，采用点到点协，采用点到点协议（议（PPP）对）对IP数据包进行封装，并采用数据包进行封装，并采用HDOC的帧格式映射到的帧格式映射到SDH/SONET帧上，按某个相应帧上，按某个相应的线环进行线速传送，它保留了的线环进行线速传送，它保留了IP面向非连接的面向非连接的特性。特性。（2）城域以太网技术）城域以太网技术7.6.2 7.6.2 城域网城域网城域以太网技术的优点如下：城域以太网技术的优点如下：价格便宜。以太网的技术相对简单，它的扩展基于现有的价格便宜。以太网的技术相对简单，它的扩展基于现有的设备，因此它的价格相对于帧中继、设备，因此它的价格相对于帧中继、ATM便宜。便宜。可快速按需配

43、置。以太网能按照用户的要求提供各种速率，可快速按需配置。以太网能按照用户的要求提供各种速率，从从1Mb/s10Gb/s，而且带宽增加的颗粒可以为，而且带宽增加的颗粒可以为1Mb/s或或者更小，甚至用户可以使用基于者更小，甚至用户可以使用基于Web的工具自己控制带宽。的工具自己控制带宽。速率长级容易。以太网不具备不同的平台和环境，因此配速率长级容易。以太网不具备不同的平台和环境，因此配置和工作更为简单。以太网的可插卡性使以太网从低速向置和工作更为简单。以太网的可插卡性使以太网从低速向高速的升级很容易。高速的升级很容易。应用广泛。多年来以太网广泛应用于企业和校园局域网中，应用广泛。多年来以太网广泛

44、应用于企业和校园局域网中，并提供标准的并提供标准的FE/GE/10Gbit/s接口。接口。7.6.2 7.6.2 城域网城域网（3）光城域网技术）光城域网技术光城域网属于传送网范畴，它的核心是利用光传输光城域网属于传送网范畴，它的核心是利用光传输网络直接承载网络直接承载IP/Ethernet：SDH连接、密集波分连接、密集波分复用（复用（DWDM）/粗波分复用（粗波分复用（CWDM）连接或）连接或者者RPR连接。根据光纤电路类型的不同，光城域连接。根据光纤电路类型的不同，光城域网技术可分为多业务传送平台技术（网技术可分为多业务传送平台技术（MSTP）、）、RPR技术、技术、DWDM/CWDM技

45、术三种。技术三种。多业务传送平台：多业务传送平台：MSTP是以是以SDH平台为基础，平台为基础，同时实现同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入、处、以太网等业务的接入、处理和传送，并提供统一管理的多业务节点技术。理和传送，并提供统一管理的多业务节点技术。7.6.2 7.6.2 城域网城域网MSTP技术有如下特点：技术有如下特点：(a)继承了继承了SDH技术的诸多优点；技术的诸多优点；(b)支持多种物理接口；支持多种物理接口；(c)支持多种协议；支持多种协议；支持多种光纤传输；支持多种光纤传输；(e)提供集成的数字交叉连接交换；提供集成的数字交叉连接交换；(f)支持动态带宽分配；支持动态带宽

46、分配；(g)链路的高效建立能力；链路的高效建立能力；(h)协议和接口的分离；协议和接口的分离；(i)提供综合网络管理功能。提供综合网络管理功能。7.6.2 7.6.2 城域网城域网多业务传输平台城域网具有许多独特特性：多业务传输平台城域网具有许多独特特性：(a)高集成度。高集成度。(b)多分插复用集成和业务调度能力。多分插复用集成和业务调度能力。(c)多业务传送能力。多业务传送能力。(d)支持支持10M/100M/1000Mb/s的业务。的业务。(e)具备具备RPR功能。功能。(f)智能化管理。智能化管理。7.6.2 7.6.2 城域网城域网弹性分组环（弹性分组环（RPR）技术）技术RPR是一

47、项基于分组的全新传输技术，它综合了以是一项基于分组的全新传输技术，它综合了以太网和太网和SDH的优点，将的优点，将IP路由技术对带宽的高效路由技术对带宽的高效利用、丰富的业务融合能力和光纤环路的高带宽利用、丰富的业务融合能力和光纤环路的高带宽及自愈能力结合起来，可更好地满足城域网的多及自愈能力结合起来，可更好地满足城域网的多业务需求。业务需求。RPR一般采用双环结构，由两根反向光纤组成环形一般采用双环结构，由两根反向光纤组成环形拓扑结构。节点在环上可从两个方向到达另一节拓扑结构。节点在环上可从两个方向到达另一节点。每根光纤可以同时用来传输数据和同向控制点。每根光纤可以同时用来传输数据和同向控制

48、信号，信号，RPR环双向可用。环双向可用。7.6.2 7.6.2 城域网城域网RPR技术的优点是能提供技术的优点是能提供MAC层的层的50毫秒自愈时间，能提毫秒自愈时间，能提供多等级、可靠的供多等级、可靠的QoS服务。其缺点是：标准不成熟；组服务。其缺点是：标准不成熟；组网能力差；业务能力不统一。网能力差；业务能力不统一。DWDM/CWDM技术技术WDM光城域网是由简单的光城域网是由简单的WDM点对点传输深化而来的。其点对点传输深化而来的。其结构变化经历了从灵活性受限到提供动态可重新配置应用结构变化经历了从灵活性受限到提供动态可重新配置应用的过程。进化后的的过程。进化后的WDM光城域网系统提供

49、的应用，与光城域网系统提供的应用，与SDH提供的控制和业务选项相似。改进设计使得提供的控制和业务选项相似。改进设计使得WDM光光城域网系统更像城域网系统更像SDH。因此，其中光分插复用器。因此，其中光分插复用器（OADM）和光交叉连接器（）和光交叉连接器（OXC）等）等WDM网元的功能，网元的功能，必须更像对应的必须更像对应的SDH网元网元ADM和和DXC。7.6.2 7.6.2 城域网城域网（4）光以太城域网）光以太城域网采用吉比特以太网采用吉比特以太网GbE和和10吉比特以太网吉比特以太网10GbE可可直接在裸光纤或直接在裸光纤或WDM光缆网上架构宽带光缆网上架构宽带IP城域网。城域网。对

50、于环形拓扑光网，适宜采用弹性分组环。环路的对于环形拓扑光网，适宜采用弹性分组环。环路的两侧都可以用来传输数据，又可以发挥自愈恢复两侧都可以用来传输数据，又可以发挥自愈恢复环的功能，大大提高了利用效率。环的功能，大大提高了利用效率。7.6.2 7.6.2 城域网城域网（5）城域网多业务环技术）城域网多业务环技术 城域网多业务环（城域网多业务环（MSR：Multiple Service Ring）是一种新型宽带城域网技术，是一种新型）是一种新型宽带城域网技术，是一种新型的光城域网组网和应用模式。的光城域网组网和应用模式。MSR工作于弹性分工作于弹性分组环的组环的MAC层之上，通过全新定义的层之上，