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1、Y CF（中职）计算机网络技术模块6 教学课件模块6 Internet 应用基础 任务1 认识Internet 任务2 IP 地址规划6.2.1 IP 地址6.2.2 子网划分6.2.3 IP 地址规划6.2.4 子网掩码的概念 任务3 互联网的接入技术6.3.1 通过电话网接入Internet下一页模块6 Internet 应用基础6.3.2 xDSL 接入6.3.3 以Cable Modem 方式接入Internet6.3.4 DDN 专线接入6.3.5 无线接入6.3.6 电力线接入 应用实践6 用户局域网通过ADSL 接入Internet上一页任务1 认识Internet 进入20 世
2、纪90 年代以后，以Internet 为代表的计算机网络得到了飞速的发展。因特网是Internet 的中文译名，它的前身是美国国防部高级研究计划局(ARPA)主持研制的Arpanet。它从最初的教育科研网络已逐步发展成为商业网络，并成为仅次于全球电话网的世界第二大网络。Internet 是自印刷术以来人类通信方面最大的变革，现在人们的生活、工作、学习和交往都已离不开Internet。1.什么是Internet Internet 是目前世界上最大的计算机网络，更确切地说是网络的网络(或者互联的网络)，几乎覆盖了整个世界。该网络组建的最初目的是为研究部门和大学服务，便于研究人员及其学者探讨学术方面
3、的问题，因此有科研教育网(或国际学术网)之称。下一页 返回任务1 认识Internet 进入20 世纪90 年代，Internet 向社会开放，利用该网络开展商贸活动成为热门话题。大量的人力和财力的投入，使Internet 得到迅速的发展，成为企业生产、制造、销售、服务，人们日常工作、学习、娱乐等生活中不可缺少的一部分。Internet 作为一种计算机网络，有其自身的特点，诸如:(1)Internet 是由许许多多属于不同国家、部门和机构的网络互联起来的网络(网间网)，任何运行Internet 协议(TCP/IP 协议)，且愿意接入Internet 的网络都可以成为Internet 的一部分，
4、其用户可以共享Internet 的资源，用户自身的资源也可向Internet 开放。(2)Internet 不属于任何个人、企业和部门;也没有任何固定的设备和传输媒体。(3)Internet 是一个无所不在的网络，覆盖了世界各地，覆盖了各行各业。下一页 返回 上一页任务1 认识Internet(4)Internet 的成员可以自由地“接入”和“退出”Internet，没有任何限制。(5)Internet 是一个包罗万象的网络，蕴含的内容异常丰富，如天文地理、政治时事、人文喜好等，具有无穷的资源。2.Internet 的起源和发展 Internet 最早起源于美国国防部高级研究计划署DARPA(
5、Defence Advanced Research Projects Agency)的前身ARPAnet，该网于1969 年投入使用。由此，ARPAnet 成为现代计算机网络诞生的标志。从20 世纪60 年代起，由ARPA 提供经费，联合计算机公司和大学共同研制而发展起来了ARPAnet 网络。下一页 返回 上一页任务1 认识Internet 最初，ARPAnet 主要用于军事研究目的，它主要是基于这样的指导思想:网络必须经受得住故障的考验而维持正常的工作，一旦发生战争，当网络的某一部分因遭受攻击而失去工作能力时，网络的其他部分应能维持正常的通信工作。当初，ARPAnet 只联结4 台主机，从
6、军事要求上是置于美国国防部高级机密的保护之下的，从技术上它还不具备向外推广的条件。1983 年，ARPA 和美国国防部通信局研制成功了用于异构网络的TCP/IP 协议，美国加利福尼亚大学伯克莱分校把该协议作为其BSDUNIX 的一部分，使该协议得以在社会上流行起来，从而诞生了真正的Internet。20 世纪80 年代中期，美国国家科学基金会(NSF)建立起了六大超级计算机中心，为了使全美的科学家、工程师能够共享这些超级计算机设施，NSF 建立了自己的基于TCP/IP 协议簇的计算机网络NSFnet。1990 年6 月底，NSFnet 彻底取代了ARPAnet 而成为互联网的主干网。下一页 返
7、回 上一页任务1 认识Internet 目前，互联网连接了世界上大部分的国家和地区。互联网上的服务由最初的文件传输、电子邮件等发展成包括信息浏览、文件查找、图形化信息服务等，所涉及的领域包括政治、军事、经济、新闻、广告、艺术等，已经发展成为一种传输信息的新载体。3.互联网在我国的发展 1986 年，北京市计算机应用技术研究所实施的国际联网项目中国学术网(Chinese Academic Network,CANET)启动，其合作伙伴是德国卡尔斯鲁厄大学。1987年9 月，CANET 在北京计算机应用技术研究所内正式建成中国第一个国际互联网电子邮件节点，钱天白教授于9 月14 日发出了中国第一封电
8、子邮件:Across the Great Wall we can reach every corner in the world(越过长城，走向世界)，揭开了中国人使用互联网的序幕。下一页 返回 上一页任务1 认识Internet 1990 年11 月28 日，钱天白教授代表中国正式在SRI-NIC(Stanford Research Institutes Network Information Center)注册登记了中国的顶级域名CN，并且从此开通了使用中国顶级域名CN 的国际电子邮件服务。1994 年4 月我国正式加入Internet 后，发展相当迅速。国际出口带宽总量为27 216Mb
9、ps，连接的国家有美国、加拿大、澳大利亚、英国、德国、法国、日本、韩国等，具体如下。中国科技网(CSTNET);155 Mbps 中国公用计算机互联网(CHINANET);16 500 Mbps 中国教育和科研计算机网(CERNET);447 Mbps 中国联通互联网(UNINET);1 490 Mbps 中国网通公用互联网(网通控股)(CNCNET);3 592 Mbps下一页 返回 上一页任务1 认识Internet 宽带中国CHINA169 网(网通集团);4 475 Mbps 中国国际经济贸易互联网(CIETNET);2 Mbps 中国移动互联网(CMNET);555 Mbps 4.I
10、nternet 的构成 为了便于管理，因特网采用了层次网络的结构，即采用主干网、中间层网和园区网的逐级覆盖的结构。(1)主干网:这是Internet 的基础和支柱网络层。由代表国家或者行业的有限个中心节点通过专线连接形成;覆盖到国家一级;连接各个国家的因特网互联中心，如中国互联网信息中心(CNNIC)。(2)中间层网(区域网):中间层网担负着一个地区内部若干网络之间的通信任务，由地区网络和商用网络构成。如教育网各地区网络中心，电信网各省互联网中心等。(3)园区网(校园网、企业网):直接面向用户的网络，是整个网络的应用基础。Internet 的构成如图6-1 所示。返回 上一页任务2 IP 地址
11、规划 6.2.1 IP 地址 在任何一个物理网络中，各站点都有一个机器可识别的物理地址，虽然物理地址能够唯一识别网络中的某一台主机，但它存在两个问题:一是不含任何位置信息，因此路由选择非常困难;二是不同物理网络中的主机有不同的物理网络地址，地址长度和格式都有差异，需要统一和屏蔽这些差异。Internet 针对物理网络地址的问题，采用网络层IP 地址的编址方案提供一种全网统一的地址格式，在统一管理下进行地址分配，保证一个地址对应一台主机(包括路由器和网关)，这样，物理地址的差异就被IP 层所屏蔽。下一页 返回任务2 IP 地址规划 6.2.2 子网划介 出于对管理、性能和安全方面的考虑，许多单位
12、把单一网络划分为多个物理网络，并使用路由器将它们连接起来。子网划分(Subnetting)技术能够使单个网络地址横跨几个物理网络，这些物理网络统称为子网。1.划分子网的原因 划分子网的原因很多，主要有以下三个方面。1)充分使用地址 由于A 类网和B 类网的地址空间太大，造成在不使用路由设备的单一网络中无法使用全部地址，比如，对于一个B 类网络“172.17.0.0，可以有(2162=65 534)个主机，这么多的主机在单一的网络下是不能工作的。因此，为了能更有效地使用地址空间，有必要把可用地址分配给多个较小的网络。下一页 返回 上一页任务2 IP 地址规划 2)划分管理职责 当一个网络被划分为
13、多个子网后，每个子网的管理可由子网管理人员负责，使网络变得更易于控制。每个子网的用户、计算机及其子网资源可以让不同子网的管理员进行管理，减轻了由单人管理大型网络的管理职责。3)提高网络性能 在一个网络中，随着网络用户的增长、主机的增加，网络通信也将变得非常繁忙。而繁忙的网络通信很容易导致冲突、丢失数据包及数据包重传，因而降低了主机之间的通信效率。而如果将一个大型的网络划分为若干个子网，并通过路由器将其连接起来，就可以减少网络拥塞，如图6-2 所示。这些路由器就像一堵墙把子网隔离开，下一页 返回 上一页任务2 IP 地址规划 使本地的通信不会转发到其他子网中，使同一子网之间的广播和通信，只能在各
14、自的子网中进行。另外，使用路由器的隔离作用还可以将网络分为内外两个子网，并限制外部网络用户对内部网络的访问，以提高内部子网的安全性。2.划分子网的方法 IP 地址共32 位，根据对每位的划分，可以指出某个IP 地址属于哪一个网络(网络号)及属于哪一台主机(主机号)。因此，IP 地址实际上是一种层次型的编址方案。对于标准的A 类、B 类和C 类地址来说，它们只具有两层结构，即网络号和主机号，然而，这种两层结构并不完善。对于一个拥有B 类地址的单位来说，必须将其进一步划分成若干个较小的网络，否则是无法运行的。而这实际上就产生了中间层，形成了一个三层的结构，即网络号、子网号和主机号。下一页 返回 上
15、一页任务2 IP 地址规划 通过网络号确定一个站点，通过子网号确定一个物理子网，而通过主机号则确定与子网相连的主机地址。因此，一个IP数据包的路由器涉及三个部分:传送到站点、传送到子网、传送到主机。子网的具体划分方法如图6-3 所示。为了划分子网，可以将单个网络的主机号分为两个部分，其中，一部分用于子网号编址，另一部分用于主机号编址。划分子网号的位数取决于具体的需要。子网所占的比特越多，可以分配给主机的位数就越少，也就是说，在一个子网中所包含的主机越少。假设一个B 类网络172.17.0.0，将主机号分为两部分，其中，8 位用于子网号，另外8 位用于主机号，那么这个B 类网络就被分为254 个
16、子网，每个子网可以容纳254 台主机。如图6-4 所示给出了两个地址，其中一个是未划分子网的主机IP，而另一个是子网中的IP 地址。在图中，也许会发现一个问题，这两个地址从外观上没有任何差别，那么，应该如何区分呢?这正是后面要介绍的内容子网掩码。下一页 返回 上一页任务2 IP 地址规划 6.2.3 IP 地址规划 IP 地址的分配与回收是统一管理的。IP 地址的最高管理机构为InterNIC，它专门负责向提出IP 地址申请的组织分配网络地址，然后，各组织再在本网络内部对其主机号进行本地分配。当用户需要IP 地址时，可向InterNIC 提出申请，但通常是向一些授权的代理机构提出申请，例如中国
17、的规模用户可以向CNNIC 申请。如果一个公司在组建一个网络且该网络要与Internet 连接时，一定要向InterNIC(或代理机构)申请合法的IP 地址。当然，如果该网络只是一个内部网而不需要与Internet 连接时，则可以任意使用A 类、B 类或C 类地址。下一页 返回 上一页任务2 IP 地址规划 1.1P 地址的分配 IP 地址的分配有以下方法。(1)静态分配:由网络管理员按网络编址统一分配，只能由网络管理员来设置和修改。静态地址的优点是配置简单，缺点是IP 地址的利用率低。(2)动态分配:即IP 地址可由多台设备按需动态使用，当设备连接到网络时，服务器就为设备分配一个IP 地址，
18、连接断开后地址被收回，供其他设备连接使用。动态地址的优点是IP地址利用率高，缺点是配置复杂，需要使用动态IP 地址协议。(3)地址共享:当多个工作站共享一个IP 地址时，所有这些工作站都可以使用这个地址同时对IP 网络进行访问(往往只有网关才能使地址共享成为可能)。运行在网关上的软件对多个IP 数据流进行分离，并把它们传递给相应的工作站。可以通过端口号区分不同的工作站。端口号是一个标准的TCP/IP标识符。下一页 返回 上一页任务2 IP 地址规划(4)地址公用:当一个工作站需要对IP 网络进行访问时，集中式IP 管理软件为它分配一个IP 地址;当工作站完成对IP 网络的访问后，它收回分配给用
19、户的IP 地址，使这个IP 地址成为公用的IP 地址。工作站每次对IP 网络进行访问时申请到的IP 地址可能不是同一个地址。2.IP 地址规划分配的原则(1)不一定要将所有的IP 地址分配给计算机，但网络中的所有计算机必须都分配了IP 地址。(2)为每个子网分配的网络号必须是唯一的。(3)公司或校园等私有网络尽量采用保留的私有地址，不要使用公有地址，以免接入Internet 时，与Internet 地址产生冲突。(4)分配IP 地址时应本着“合理规划，预留扩展，顺序分配，便于管理”的原则，尽可能地按照部门或用户集来分配IP 地址，并且为每个部门或用户集预留适当的扩展空间。下一页 返回 上一页任
20、务2 IP 地址规划(5)接入Internet 时，申请几个固定公网IP 地址，使用路由器或者防火墙进行网络地址转换，使内部网机器能连入Internet，并对外提供网站或者邮件等服务。6.2.4 子网掩码的概念 在ARPANET 的早期，IP 地址的设计不够合理，存在着一系列的问题，例如，IP 地址空间的利用率有时很低;给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大因而使网络性能变坏;两级的IP 地址不够灵活等。为了解决这些问题，互联网工程任务组(The Internet Engineering Task Force,IETF)于1985 年起在IP 地址中又增加了一个“子网号”字段，使两极
21、的IP 地址变为三级的IP 地址。这种做法叫做划分子网(Subnetting，划分子网已成为Internet 的正式标准协议。划分子网的基本思路是:从主机号的高位开始借用若干个比特作为子网号，主机号也就相应减少了若干个比特。而IP 地址的新的网络号就是原来的网络号再加上子网号的部分。下一页 返回 上一页任务2 IP 地址规划 事实上，划分子网纯属一个单位内部的事情，单位对外仍然表现为没有划分子网的网络，凡是从其他网络发送给本单位某个主机的IP 数据包，仍然是根据IP 数据包的目的网络号，先找到连接在本单位网络上的路由器;然后此路由器在收到IP 数据包后，再按目的网络号和子网号找到目的子网;最后
22、再将IP 数据包直接交付给目的主机。没有划分子网时，IP 地址是两级结构，地址的网络号字段也就是IP 地址的Internet 部分，而主机号字段是IP 地址的“本地部分”。划分子网后IP 地址就变成了三级结构。划分子网只是将IP 地址的本地部分进行再划分，而不改变IP 地址的Internet 部分。从一个IP 数据包的首部并无法判断源主机或目的主机所连接的网络是否进行了子网的划分。使用子网掩码(Subnet Mask)可以找出IP 地址中的子网部分。子网掩码也由32 位二进制数所组成，与IP 地址类似，为了记忆的方便，转化成点分十进制的形式。下一页 返回 上一页任务2 IP 地址规划 子网掩码
23、用于屏蔽IP 地址的一部分以区别网络标识和主机标识，所以子网掩码也常被称为子网屏蔽码。子网掩码的屏蔽作用在图6-5 中得到体现。对于一个具体的IP 地址，不管有无进行子网划分，都可以通过与子网掩码的结合来得到IP 的网络部分以及主机部分。比如要提取网络地址，只需将IP 地址与其对应的子网掩码进行二进制的“与”操作即可，主机地址道理类似。同样，确定子网掩码的方法也非常简单:只要把子网掩码与IP 地址的网络号部分所对应的二进制位置1，主机号部分对应的二进制位置0，然后转化成点分十进制形式即可。通过这种方法，可计算出A,B,C 类地址的子网掩码也是三类IP 地址所对应的默认子网掩码。下面通过实例介绍
24、一下如何用子网掩码划分子网的技术。例6-1 一个C 类地址192.168.143.0，为了管理需要，要将该网络分成10 个子网，每个子网能容纳10 台主机，试给出子网掩码和对应的地址空间划分。下一页 返回 上一页任务2 IP 地址规划 解考虑C 类地址划分子网也就是对第四字节的主机号进行再分配，取出高位若干位作为子网号，剩下的再做新的主机号。假设需要二进制位作为子网号，那么子网数为两个，要满足10 个子网，则有:2n-110 2n，得n 至少应为4;再考虑每个子网要能容纳主机10 台，主机号部分同样至少要有4 位。子网号4 位再加上主机号4 位，刚好是原来要分配的主机号8位，可以满足。于是，具
25、体划分子网如下(考虑第4 字节)。子网号可以是0000,0001,0010,0011,0100,0101,0110,0111,1000,1001,1010,1011,1100,1101,1110,1111共16 种情况，只有10 个子网要划分，于是选取其中10 种。应尽可能地考虑到网络今后发展的需要，即可能某些子网内部要增加一些主机，如果4 位主机号不够用了，就需要向上合并以便子网中容纳更多的主机。下一页 返回 上一页任务2 IP 地址规划 于是，可以考虑子网号前三位相同的组别尽量只选其中一个，比如可以选择0001,0011,0101,0111,1001,1011,1100,1101,1110
26、,1111 这10 种情况作为10 个子网号(选择方案不唯一)。另外，对于每个子网，主机号部分的二进制范围为0001 一1110(除去0000 和1111 两种表示网络和广播地址)。第1 个子网第4 字节范围为00010001 00011110，对应十进制范围是1730，子网掩码第4 字节二进制为11110000，即2400 第2 个子网第4 字节范围为00110001 00111110，对应十进制范围是4962，子网掩码第4 字节二进制为11110000，即2400 依此类推，最后得结果如下:下一页 返回 上一页任务2 IP 地址规划 第1 个子网的IP 范围是192.168.143.171
27、92.168.143.30，子网掩码是255.255.255.240。第2 个子网的IP 范围是192.168.143.49192.168.143.62，子网掩码是255.255.255.240。第3 个子网的IP 范围是192.168.143.81192.168.143.94，子网掩码是255.255.255.240。第4 个子网的IP 范围是192.168.143.113192.168.143.126，子网掩码是255.255.255.240。第5 个子网的IP 范围是192.168.143.145192.168.143.158，子网掩码是255.255.255.240。第6 个子网的IP
28、 范围是192.168.143.177192.168.143.190，子网掩码是255.255.255.240。第7 个子网的IP 范围是192.168.143.193192.168.143.206，子网掩码是255.255.255.240。下一页 返回 上一页任务2 IP 地址规划 第8 个子网的IP 范围是192.168.143.209192.168.143.222，子网掩码是255.255.255.240。第9 个子网的IP 范围是192.168.143.224192.168.143.238，子网掩码是255.255.255.240。第10 个子网的IP 范围是192.168.143.2
29、41192.168.143.254，子网掩码是255.255.255.240。返回 上一页任务3 互联网的接入技术 在网络基础知识里提到了网络互联的一些理论知识，那么具体到实际生活中，用哪些方法来接入Internet 呢?目前常见的个人用户接入Internet 的方式，除了传统的，使用最广的“电话拨号”、“局域网联入”外，还有ISDN 和正迅速推广的宽带接入ADSL。除了局域网联入，另外三种都属于拨号网络，下面就来逐一介绍。6.3.1 通过电话网接入Internet 所谓通过电话网接入Internet，是指用户计算机使用Modem，通过电话网与ISP 相连接，再通过ISP 的连接通道接入Int
30、ernet，如图6-6 所示。下一页 返回任务3 互联网的接入技术 电话拨号方式的致命缺点在于它的接入速度慢。由于线路的限制，它的最高接入速度只能达到56kb/s。相对于其他接入方式的1Mb/s,2Mb/s,10Mb/s，乃至百兆、千兆的速度，它的速度只能用“爬”来形容了。个人用户要拨号上网，除了要有计算机和电话线外，还需要有一个能进行网上通信，把计算机要发送和接收的数字信号，转换成电话线传送的模拟信号的专用设备调制解调器。它的英文名称为Modern，网友们昵称它为“猫”。无论是内置式还是外置式的调制解调器都有两个电话线插口，一个用于接电话线，一个用于接电话机。按照说明用两条连线把它们分别接好
31、，硬件安装就完成了。下一页 返回 上一页任务3 互联网的接入技术 将硬件安装在计算机上后，开启计算机电源，按照计算机的提示和说明书的说明安装好驱动程序。只有把硬件连接好并安装完毕驱动程序，Modern 才算安装完成。6.3.2 xDSL 接入 xDSL 是DSL(Digital Subscriber Line，数字用户线)的统称，是以电话铜线(普通电话线)为传输介质、点对点传输的宽带接入技术。它可以在一根铜线上分别传送数据和语音信号，其中数据信号并不通过电话交换设备，并且不需要拨号，不影响通话。xDSL 的最大优势在于利用现有的电话网络架构，不需要对现有接入系统进行改造，就可方便地开通宽带业务
32、，被认为是解决“最后一公里”问题的最佳选择之一。下一页 返回 上一页任务3 互联网的接入技术 xDSL 同样是调制解调技术家族的成员，只是采用了不同于普通Modern 的标准，运用先进的调制解调技术，使通信速率大幅度提高，最高能够提供比普通Modern 快300 倍的兆级传输速率。此外，与电话拨号方式不同的是，xDSL 只利用电话网的用户环路，并非整个网络，采用xDSL 技术调制的数据信号实际上是在原有话音线路上叠加传输，在电信局和用户端分别进行合成和分解，为此，需要配置相应的局端设备。常用的xDSL 技术如表6-1 所示。在表6-1 中，xDSL 技术分为对称和非对称技术两种模式。对称DSL
33、 技术指上、下行双向传输速率相同的DSL 技术，方式有IDSL,SDSL,HDSL 等，主要用于替代传统的Tl/El 接入技术。这种技术具有对线路质量要求低、安装调试简单的特点。非对称DSL 技术为上、下行传输速率不同，上行较慢，下行较快的DSL 技术，下一页 返回 上一页任务3 互联网的接入技术 主要有ADSL,VDSL 等，适用于对双向带宽要求不一样的应用，如Web 浏览、多媒体点播、信息发布、视频点播VOD 等，是Internet 接入中很重要的一种方式，下面以目前最常用的ADSL 来介绍接入技术。ADSL 是Asymmetric Digital Subscriber Loop(非对称数
34、字用户回路)的缩写，它的特点是能在现有的铜双绞普通电话线上提供高达8 Mb/s 的高速下载速率和1 Mb/s 的上行速率，而其传输距离为35km。其优势在于可以不需要重新布线，它充分利用现有的电话线网络，只需在线路两端加装ADSL 设备即可为用户提供高速高带宽的接入服务，它的速度是普通Modem 拨号速度所不能及的，就连最新的ISDN 一线通的传输率也约只有它的1/100。这种上网方式不但降低了技术成本，而且极大地提高了网络速度。因而现在许多用户均选择ADSL 上网方式。下一页 返回 上一页任务3 互联网的接入技术 6.3.3 以Cable Modem 方式接入Internet 1.有线电视H
35、 FC 网络结构 光纤同轴混合网(HFC 网)于1988 年提出。从用户数量看，我国已拥有世界上最大的有线电视网，其覆盖率高于电话网。HFC 网就是在充分利用这一资源，改造原有线路，变单向信道为双向信道，实现高速接入Internet 的思想推动下出现和发展起来的。2.HFC 概念 光纤同轴混合网是一种新型的宽带网络，也可以说是有线电视网的延伸。下一页 返回 上一页任务3 互联网的接入技术 HFC 接入技术是以有线电视网CATV 为基础，采用模拟频分复用技术，综合应用模拟和数字传输技术、射频技术和计算机技术所产生的一种宽带接入网技术。以这种方式接入Internet 可以实现1040Mbps 的带
36、宽，用户可享受的平均速度是200500kbps，最快可达1500kbps，用它可以非常舒心地享受宽带多媒体业务，并且可以绑定独立IP。3.HFC 接入系统组成 HFC 网络中传输的信号是射频信号(Radio Frequency,RF，即一种高频交流变化电磁波信号，类似于电视信号，在有线电视网上传送。HFC 接入系统由三部分组成:前端系统、HFC 接入网和用户终端系统，如图6-7 所示。下一页 返回 上一页任务3 互联网的接入技术 依据图6-7 从上行和下行两条线路来看HFC 系统中信号的传送过程。(1)下行方向。在前端，所有服务或信息经由相应调制转换成模拟射频信号，这些模拟射频信号和其他模拟音
37、频、视频信号经数模混合器由频分复用方式合成一个宽带射频信号，加到前端的下行光发射机上，并调制成光信号用光纤传输到光节点并经同轴电缆网络、数模分离器和Cable Modern 将信号分离解调并传输到用户。(2)上行方向。用户的上行信号采用多址技术(如TDMA,FDMA,CDMA 或它们的组合)通过Cable Modern 复用到上行信道，由同轴电缆传送到光节点进行电光转换，然后经光纤传至前端，上行光接收机再将信号经分接器分离、CMTS 解调后传送到相应接收端。下一页 返回 上一页任务3 互联网的接入技术 4.HFC 接入的主要特点 现有的CATV 网是树形拓扑结构的同轴电缆网络，它采用频分复用技
38、术对电视信号进行单向传输。HFC 网则需要对CATV 网进行改造，其主要特点如下。(1)HFC 网的主干线路采用光纤。(2)HFC 网采用节点体系结构。这种体系结构的特点是:从头端到各个光纤节点用模拟光纤连接，构成星形网。光纤节点以下是同轴电缆组成的树形网。(3)HFC 网具有比CATV 网更宽的频谱，并且具有双向传输功能。(4)每个家庭要安装一个用户接口盒。这个用户接口盒要提供三种连接:使用同轴电缆连接到机顶盒(Set Top Box,STB)，然后再连接到用户的电视机;使用双绞线连接到用户的电话机;使用线缆调制解调器(Cable Modern)连接到用户的计算机。下一页 返回 上一页任务3
39、 互联网的接入技术 5.机顶盒 机顶盒(Set Top Box,STB)是一种扩展电视机功能的新型家用电器，由于常放在电视机顶上，所以称为机顶盒。目前的机顶盒多为网络机顶盒，其内部包含操作系统和互联网浏览软件，通过电话网或有线电视网连接互联网，使用电视机作为显示器，从而实现没有计算机的上网。6.线缆调制解调器 线缆调制解调器(Cable Modern)是HFC 宽带接入中连接有线电视同轴电缆与用户计算机的中间设备，它不仅起到信号的调制和解调作用，而且能完成部分网桥、路由器、网卡和集线器的功能。下一页 返回 上一页任务3 互联网的接入技术 Cable Modern 通常有3 个接头，一个接有线电
40、视插座，一个接计算机，一个接普通电话。大部分Cable Modern 是外置式的，通过标准10Base-T 以太网卡和双绞线与计算机相连。Cable Modern 的标准分为多媒体电缆网络系统(Multimedia Cable Network System,MCNS)标准和IEEE 802.14 标准两种。Cable Modern 将同轴网络带宽划分为上行通道和下行通道，上行通道频率范围为5.30(或42)MHz，下行通道频率范围为50.750(或860)MHz。上行数据传输采用抗干扰能力较强的QPSK 调制方式，也可采用16QAM 调制提高传输速率，调制频率受前端C MTS 控制，频率灵活可
41、调，传输速率可达10Mbps。下行数据传输采用64/256QAM 调制，6 MHz 带宽，传输速率可达30 Mbps。上、下行数据都采用前向纠错和RS-PC(Reed-Solomon Product Code)编码技术，提高了可靠性。下一页 返回 上一页任务3 互联网的接入技术 6.3.4 DDN 专线接入 DDN(Digital Data Network，数字数据网)是利用数字信道提供永久或半永久性连接电路，以传输数据信号为主的通信网。它的主要作用是提供点对点、点对多点的透明传输的数据专线电路，用于传送数字化传真、数字语音、数字图像信号或其他数字化信号。DDN 专线是指向电信部门租用的DDN
42、 线路，按传输速率可分为14.4 K,28.8 K,64 K,128 K,256 K,512 K,768 K,1.544 M(T1 线路)及44.763 M(13 线路)9 种。DDN 不仅可以为用户提供专用的数字传输通道，还能为用户建立自己的专用数据网提供条件。下一页 返回 上一页任务3 互联网的接入技术 1.DDN 的网络结构 DDN 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子速率的复用。组成DDN的基本单位是节点，各节点间通过光纤连接，构成网状的拓扑结构，数据终端设备(DTE)通过数据服务单元(D
43、SU)与就近的节点机相连。其中:DTE 表示接入DDN 的用户端设备，可以是普通计算机或局域网服务器，也可以是一般的传真机、传真机、电话机等。DTE 和DTE 之间是全透明传输。DSU 可以是调制解调器或基带传输设备，以及时分复用、语音/数字复用等设备。NMC 表示网管中心，可以方便地进行网络结构和业务的配置，实时监视网络运行情况，进行网络信息、网络节点告警、线路利用等情况的收集和统计工作。下一页 返回 上一页任务3 互联网的接入技术 DDN 专线接入Internet 是指用户与ISP 之间以通过物理线路的实际连接来传输数字数据，继而达到接入互联网的目的，如图6-8 所示。2.中国公用数字数据
44、网简介 中国公用数字数据网(CHINADDN)于1994 年正式开通，目前已覆盖到全国所有省会城市、绝大部分地市和部分经济发达的县城。CHINADDN 由中国电信经营，是面向社会各界提供服务的公共信息平台。CHINADDN 可分为国家级DDN、省级DDN 和地市级DDN。3.DDN 的主要特点(1)数据传输速率高、质量好。(2)数据传输时延小、带宽利用率高。下一页 返回 上一页任务3 互联网的接入技术(3)连接方式简单、灵活。综上所述，以DDN 方式接入Internet，具有专线专用、速度快、质量稳定、安全可靠等特点，适用于对数据的传输速度、传输质量和实时性、保密性要求高的数据业务，如商业、金
45、融业、电子商务领域等。DDN 的缺点是覆盖范围不如公用电话网，并且费用昂贵。由于DDN 需要铺设专用线路从用户端进入主干网络，所以使用DDN 专线不仅要付信息费，还要付DDN 线路月租费。6.3.5 无线接入 各种研究报告表明，预计到2010 年，全球移动用户数量将达到45 亿人，将有30 亿部移动设备接入Internet，无线接入在众多的新兴接入技术中备受瞩目。下一页 返回 上一页任务3 互联网的接入技术 无线接入技术是指从业务节点到用户终端之间的全部或部分传输设施采用无线手段，向用户提供固定和移动接入服务的技术。采用无线通信技术将各用户终端接入到核心网的系统，或者是在市话端局或远端交换模块
46、以下的用户网络部分，采用无线通信技术的系统都统称为无线接入系统。由无线接入系统所构成的用户接入网称为无线接入网。无线接入是本地有线接入的延伸、补充或临时应急方式。无线接入按接入方式和终端特征通常分为固定接入和移动接入两大类。(1)固定无线接入，指从业务节点到固定用户终端采用无线技术的接入方式，用户终端不含或仅含有限的移动性。此方式是用户上网浏览及传输大量数据时的必然选择，主要包括卫星、微波(LMDS)、扩频微波、无线光传输和特高频。(2)移动无线接入，指用户终端移动时的接入，包括移动蜂窝通信网(GSM,CDMA,TDMA,CDPD、无线寻呼网、无绳电话网、集群电话网、卫星全球移动通信网以及个人
47、通信网等，是当前接入研究和应用中很活跃的一个领域。下一页 返回 上一页任务3 互联网的接入技术 6.3.6 电力线接入 电力线通信是使用低压民用电力线来传输网络数据的通信技术，电力线上网就是使用原有的低压220v 电源线作为数据通信的线路载体;将原来所有电源插座变为信息插座而组建的网络称为电力线通信网络。电力线接入Internet 的技术，实际上就是计算机通过专用的网卡，接入到电源线，通过转换装置，将网络信号转换成电力线的信号，便可通过专用的网卡上网。电力线通信是接入网的一种替代方案，因为与电话线、有线电视网相比，电力线的线路覆盖范围要小得多。在室内组网方面，计算机、打印机、电话和各种智能控制
48、设备都可通过普通电源插座，由电力线连接起来，组成局域网。现有的各种网络应用话音、电视、多媒体业务、远程教育等，都可通过电力线向用户提供，以实现接入和室内组网的多网合一。下一页 返回 上一页任务3 互联网的接入技术 电力线接入是未来发展的一大重要方向。电力网作为宽带接入介质，除了可以提供互联网接入的新选择外，还能够解决“最后一公里”问题，但目前技术方面还有待于进一步研究，各种相关问题也有待于进一步解决。返回 上一页应用实践6 用户局域网通过ADSL接入Internet 一、实训目标 分组将实验局域网通过ADSL 连接到Internet。(1)掌握ADSL Modern 的安装方法。(2)掌握AD
49、SL Modern 的配置方法。(3)掌握ADSL 接入建立连接的方法。(4)掌握ADSL 接入的局域网设置。(5)掌握ADSL 的简单故障处理。二、实训准备 准备以下材料及工具:(1)带路由功能的ADSL Modem 一套(含连接双绞线)。(2)ADSL 线路每组一条。下一页 返回应用实践6 用户局域网通过ADSL接入Internet(3)ADSL 上网账号每组一个。(4)每组一台交换机和若干台计算机。(5)网线若干。三、实训步骤(1)将计算机用交换机组成局域网，并配置每台计算机的协议及IP 地址。(2)ADSL Modern 与交换机连接。(3)配置ADSL Modern 的工作方式。(4)将ADSL Modern 与电话线连接。(5)将局域网通过ADSL 接入Internet。(6)对ADSL 人为设置相关故障或者错误连接，让学生查找并修复故障，以提高技能。返回 上一页图6-1 Internet 的构成返回图6-2 划分子网以提高网络性能返回图6-3 子网的划分返回图6-4 使用与未使用子网划分的IP地址返回图6-5 子网掩码的屏蔽作用返回图6-6 通过电话网接入Internet返回表6-1 常用的xDSL 技术返回图6-7 HFC 接入系统返回图6-8 DDN 专线接入Internet示意图返回