第五部分网络互联及广域网

计算机网络技术主讲：黄有福（13570288469）天河电大2015-10本章主要内容•广域网的概念•广域网的组成•广域网接入技术•补充：网络互联技术•补充：网络计算模式6.1广域网的基本概念•广域网(WAN)是一种跨地区的数据通讯网络,通常包含一个国家或地区。广域网通常由两个或多个局域网组成。路由器网络1网络3网络2网络46.1.1广域网特点•覆盖的地理范围至少在上百公里以上•主要用于互连广泛地理范围内的局域网•采用载波形式的频带传输或光传输•通常由网络提供商来建设和管理，并收费•在网络拓扑结构上，主要采用网状拓扑结构6.1.2广域网作用•连接距离相隔很远的两个局域网。•因特网接入，这是广域网的最典型的应用。•远地的办事处访问公司总部的局域网。•实例：–民航的售票终端与主机的连接。–银行的自动取款机与主机的连接。6.2广域网的组成6.2.1广域网有关设备简介•包括路由器、广域网交换机、调制解调器和通信服务器等。还有其它的WAN设备吗？6.2.2广域网连接技术•公共传输网络基本可以分成三类：–电路交换网络（拨号）•主要是公共交换电话网（PSTN）和综合业务数字网（ISDN）–分组交换网络•主要是X.25分组交换网、帧中继（FrameRelay）和ATM。–专线:DDN网。1、公用交换电话网(PSTN)•电话网络的应用一般可分为两种类型：–按需拨号(DDR)的方式–ISP为拨号上网的用户提供的远程访问服务2、综合数字业务网（ISDN）•综合数字业务网（ISDN）由数字电话和数据传输服务组成，一般由电信局提供这种服务。•一线通，就是能在一对普通电话线上提供语音、数据、图像等综合性业务。4、X.25技术•X.25规范对应OSI三层，X.25的第三层描述了分组的格式及分组交换的过程。5、帧中继特性访问方法传送速度描述点对点取决于数字租用线路的传输能力总部分部帧中继网络6、ATM网特性描述访问方法点对点。通过ATM交换装置将固定长度数据包从一台计算机传送到另一台传送速度光缆为155Mbps到622MbpsATM交换机ATM交换机ATM交换机7、数字数据网（DDN）•利用光纤作为传输介质•向用户提供专线电路，帧中继、话音、传真用虚拟专用网等业务。8、移动通信•典型的移动通信网是由：移动通信交换局、基地站、移动台、局间和局站间的中继线组成。•全球移动通信系统（GSM）是一个完整的数字移动通信标准体系。•个人通信业务（PCS）•甚小口径天线地球站（VSAT）和低轨道卫星通信系统（LEOS）各种广域网的比较表特点PSTNX.25DDNFRATM面向连接YesYesNoYesYes采用交换技术NoYesNoNoYes分组长度固定NoNoNoNoNo是否支持PVCNoYesNoYesYes是否支持组播NoNoNoNoYes数据字段的长度（字节）-128-1600可变数据传输率56K64K2M2M155M6.2Internet的接入方式•Internet服务提供者（ISP）是用户接入Internet的入口点；•不管使用哪种方式接入Internet，首先都要连接到ISP的主机。用户通过某种通信线路连接到ISP，再通过ISP的连接通道接入Internet。基本的Internet接入方法通过电话网接入Internet用户局域网通过局域网接入InternetISPISP路由器用户计算机ModemInternet6.2.1拨号接入(Modem+电话线)拨号接入•通过电话网接入Internet是指用户计算机使用调制解调器，通过电话网与ISP相连接，再通过ISP的连接通道接入Internet；•电话网是为传输模拟信号而设计的，计算机中的数字信号无法直接在普通电话线上传输，因此需要使用调制解调器。通过电话网接入Internet的结构InternetISP端ModemModem用户计算机用户端电话交换网接入服务器路由器6.2.2通过ISDN接入•ISDN（综合业务数字网）基于传统电话网的，也就是以传统电话线传输数字信号，而不是模拟信号。•ISDN分为窄带ISDN（N-ISDN）和宽带ISDN（B-ISDN）两种。目前普遍使用的是窄带ISDN。NT1:终端接口TA：终端适配器。ISDN接入•窄带ISDN6.2.3ADSL接入•ADSL(非对称数字用户线环路)是一种新的数据传输方式，它因其下行速率高、频带宽、性能优等特点。上行最高640Kbps，下行最高8Mbps。局域网用户的ADSLADSL设置过程：xDSL的几种类型•ADSL：非对称数字用户线•HDSL：高速数字用户线•SDSL：1对线的数字用户线•VDSL：甚高速数字用户线•DSL：ISDN用户线。•RADSL：速率自适应DSL。6.2.4局域网接入（LAN）局域网接入•通过局域网接入Internet是指用户局域网使用路由器，通过数据通信网与ISP相连接，再通过ISP的连接通道接入Internet；•采用局域网接入方式时，用户花费在租用线路上的费用比较昂贵，用户端通常是有一定规模的局域网，例如企业网或校园网。通过局域网接入Internet的结构InternetISP端用户计算机用户端数据通信网路由器路由器路由器6.3互连网络的基本概念•互连网络是指将分布在不同地理位置的网络、设备连接起来，以构成更大规模的网络，最大程度地实现网络资源的共享。–网络连接–网络互连–网络互通网络互连的类型•网络互连的类型分以下几种：–局域网—局域网互连–局域网—广域网互连；–广域网—广域网互连；•网络互连需解决的问题–处理互连网络的帧、分组、报文和协议的差异；6.3.1局域网连接设备•经典：传统以太网以太网HOSTAHOSTBHOSTCHOSTDHOSTE冲突域单播数据包广播域1．中继器（Repeater）以太网HOSTAHOSTBHOSTC冲突域单播数据包广播域网段1以太网HOSTXHOSTYHOSTZ网段2中继器2．集线器（HUB）HOSTAHOSTBHOSTC冲突域单播数据包广播域3．网桥（Bridge）以太网HOSTAHOSTBHOSTC冲突域单播数据包广播域网段1以太网HOSTXHOSTYHOSTZ网段2网桥单播数据包冲突域广播数据包4．交换机（Switch）HOSTAHOSTB冲突域单播数据包广播域HOSTCHOSTD单播数据包HOSTXHOSTYHOSTZ6.3.2网络互联设备•1．路由器（Router）以太网HOSTAHOSTBHOSTC冲突域单播数据包广播域网段1以太网HOSTXHOSTYHOSTZ网段2路由器单播数据包冲突域广播数据包广播域广播数据包2．网关（Gateway）•网间协议变换器–实现不同协议的网络之间的互连–实现局域网与远程网之间的互连。•网关一般用于不同类型、差别较大的网络系统之间的互连。6.4网络计算模式•网络计算模式：完成网络上的—个计算任务或应用服务占用共享资源的形式和使用共享资源的方式。•网络计算模式有时也称为网络应用模式。•网络计算模式经历的三个阶段：–以大型机为中心的集中式计算模式–以服务器为中心的计算模式–客户机/服务器计算模式6.4.1网络计算模式的发展1、以大型机为中心的计算模式6.4.1网络计算模式的发展2、以服务器为中心的计算模式（资源共享模式）6.4.1网络计算模式的发展3、客户机/服务器计算模式：6.4.2客户机/服务器计算模式•客户机/服务器计算模式的三部分组成–客户机：执行用户一方的应用程序。–服务器：执行共享资源的应用程序，运行数据库管理系统，提供数据库的查询和管理。–中间件：负责客户机与服务器间、服务器间与服务器间的连接和通信。两层结构C/S•它由两部分构成：前端是客户机；后端是服务器。三层结构C/S6.4.3浏览器/服务器计算模式•B/S模式：–第一层是客户端–第二层是应用服务层，由一台或多台服务器组成，该层具有良好的可扩充性，可以随着应用的需要增加服务器的数目–第三层是数据层，由数据库系统和遗留系统组成B/S模式层次结构如图所示6.4.4WebService简介•Webservice就是一个应用程序，它向外界暴露出一个能够通过Web进行调用的API。•用编程的方法通过Web来调用这个应用程序。我们把调用这个Webservice的应用程序叫做客户。•例如，你想创建一个Webservice，它的作用是返回当前的天气情况。本章学习内容：•Internet的简介•Internet的地址和域名•Internet的主要服务功能7.1Internet的简介•因特网（Internet）是由全球各种网络组成的一个广域网。Internet的定义•从Internet结构角度看，它是一个使用路由器将分布在世界各地的、数以千万计的规模不一的计算机网络互联起来的大型网际网;•从Internet使用者角度看，Internet是由大量计算机连接在一个巨大的通信系统平台上，而形成的一个全球范围的信息资源网。Internet的逻辑结构网络2网络3网络1路由器路由器Internet通信子网主机主机主机主机主机主机路由器7.1.1Internet的组成部分•通信线路•路由器•终端设备•计算机网络：信息资源是用户最关心的问题，而网络则是信息资源的传播者。IP网络路由器1960－196980年代初1983198690年代至今7.1.2Internet的形成与发展7.1.2Internet的形成与发展还是不明白Internet厉害在哪里？Internet改变我们的原有生活方式，网络经济开始蓬勃发展。因特网—非常奇特的网络•一无所有的网络：不属于任何个人、企业和部门•无所不在的网络•来去自由的网络：因特网的成员可以自由地“接入”和“退出”•包罗万象的网络INTERNETHomeofficerouterMobileuserNetMeeting因特网7.1.3Internet在我国的发展1987年9月20日22点55分，通过Internet，向全世界发出了第一封发自北京的电子邮件：“越过长城，通向世界“。CERNETCHINANETCSTNETCHINAGBN中国因特网记事7.1.4Internet的主要特点(1)Internet的基础与核心是TCP/IP协议。(2)网络用户透明地使用Internet，方便地接入Internet。(3)Internet是一个庞大的国际互联网络。(4)Internet没有统一的管理机构。园区网区域网主干网园区网7.1.5下一代Internet•美国政府于1996年10月提出了构建下一代Internet的计划。•1997年10月1日，由美国政府和美国国家科学基金会(NSF)联合主持的下一代Internet计划(简称NGI)。•1997年9月，Internet开发合作组织(简称UCAID)正式成立，宣告了Internet2的诞生。7.2Internet地址和域名•在任何一个物理网络中，各个节点的设备必须都有一个可以识别的地址，才能使信息进行交换，这个地址称为“物理地址”，即MAC地址。•物理地址属于非层次化的地址，也不能被修改7.2.1IP地址的基本概念1、什么是IP地址：•Internet采用一种全局通用的地址格式，为每一个网络和每一台主机分配一个IP地址，以此屏蔽物理网络地址的差异。•通过IP协议，把主机原来的物理地址隐藏起来，在网络层中使用统一的IP地址。2.IP地址的编址规则•IP地址由32比特组成，包括两个部分：网络号（包括地址类别）和主机号；网络号主机号地址类别IP地址由32个二进制比特组成3.IP地址的表示方法•IP地址以32个二进制形式表示。为便于用户阅读和理解IP地址，采用“点分十进制”表示方法。•将IP地址分为4个字节（每个字节8个比特），且每个字节用十进制表示，并用点号“．”隔开。11000000101010000000101000111010192.168.10.58二-十进制转换4.IP地址的类型•Internet的IP地址分为五种类型：–A类、B类、C类、D类和E类网络号主机号网络号主机号网络号主机号多播地址预留01011011101111字