Discovery_Home_SB_Chapter_4_CN 01

思科网络技术学院理事会.内容索引4.1Internet的概念及连接方式4.2通过Internet发送信息4.3NOC中的网络设备4.4电缆和连接器4.5使用双绞线布线3思科网络技术学院理事会.的概念Internet是世界范围内计算机网络的集合，这些网络之间共同协作，使用通用标准来交换信息。Internet用户可通过电话线、光缆、无线传输和卫星链路，以各种形式交换信息。4思科网络技术学院理事会.的概念Internet是无数个网络所构成的网络，它将世界各地的用户连接在一起。目前世界上的Internet用户超过10亿。Internet是大量网络的聚合体，并不属于任何个人或组织。目前，它由多个主要的国际组织协助管理，以确保每个用户都使用相同的规则。5思科网络技术学院理事会.服务提供商（ISP）任何想要连接到Internet的家庭、企业或组织都必须使用Internet服务提供商(ISP)。ISP是为Internet接入提供连接与支持的公司。ISP为接入Internet提供了基本服务。要想接入Internet，用户必须拥有主机计算机和ISP。6思科网络技术学院理事会.的关系单个计算机和本地网络从入网点(POP)连接到ISP。POP是ISP的网络与POP所服务的特定地理区域之间的连接点。通过从POP接入ISP，用户便可接入ISP的服务和Internet。ISP还会与其他ISP连接，这些互连路径是大规模、高性能网络的一部分，称为Internet主干。7思科网络技术学院理事会.连接到ISP的方法ISP提供的连接Internet的方法多种多样，每种Internet接入技术都会使用网络接入设备（由ISP提供）来连接到ISP。9思科网络技术学院理事会.的方法选择Internet接入技术时，应考虑的因素包括可得性、成本、使用的接入设备、使用的介质以及连接速度。目前的大多数技术均适用于家庭和小型企业。租用线路这种方式通常只有企业和大型组织才会采用，其优点是可在无法使用有线电视或DSL的地方提供高速连接。参见电子版教材动画4.1.4.210思科网络技术学院理事会.服务级别根据ISP和连接技术的不同，可使用的服务也有所不同，例如病毒扫描、视频点播及文件存储等。大多数ISP提供两种不同的合同等级：家庭服务和企业级服务。11思科网络技术学院理事会.服务级别数据传输分为两种情况：上传或下载。“下载”表示信息从Internet传输到您的计算机，“上传”则恰好相反，即从您的计算机传输到Internet。如果下载传输速率与上传传输速率不同，我们将这种形式称为非对称型。若两个方向的传输速率均相同，则称为对称型。ISP可提供非对称服务和对称服务两种。12思科网络技术学院理事会.服务级别非对称型：–通常用于家庭。–下载速度比上传速度快。–适用于下载量远大于上传量的用户。–大多数Internet用户，尤其是那些使用图形或多媒体Web数据的用户，需要大量下载带宽。对称型：–常用于企业或在Internet上架设服务器的个人。–适用于上传通信量极大的情况（例如大量图形、多媒体或视频）。–它在两个方向上都能以相同的速度传送大量数据。13思科网络技术学院理事会.协议(IP)的重要性Internet上的主机要相互通讯，必须运行Internet协议(IP)软件。IP协议是统称为TCP/IP（传输控制协议/Internet协议）的一组协议中的一种。Internet协议(IP)使用数据包来传送数据。每个IP数据包必须包含有效的源和目的IP地址。若没有有效的地址信息，发送的数据包将无法到达目的主机，返回的数据包也无法回到初始源主机。14思科网络技术学院理事会.协议(IP)的重要性包括IP在内的所有Internet协议都是在带有编号标识的标准文档中定义的，此类文档称为RFC（请求注解）。15思科网络技术学院理事会.协议(IP)的重要性IP数据包的开始处有一个报头，其中包含源IP地址与目的IP地址。IP数据包另外还包含控制信息，该信息描述数据包通过路由器时控制数据包在网络上的行为。IP数据包有时也称为数据报。Internet上的IP地址必须唯一。IP地址由专门的组织负责分配，以确保这些地址不会重复。ISP从本地、本国或地区Internet注册管理机构(RIR)获得IP地址块。然后ISP负责管理这些地址并将它们分配给最终用户。家庭、小型企业或其它组织从其ISP处获得IP配置。通常，在用户连接到ISP以进行Internet接入时会自动获得该配置。参见电子版教材动画4.2.1.216思科网络技术学院理事会.如何处理数据包报文在通过Internet发送之前，会被划分为若干个数据包。以太网的IP数据包的大小在64至1500字节之间，其中主要包含用户数据。通过Internet发送数据包时，ISP会判断该数据包是发送到本ISP网络的本地服务还是发送到其它网络的远程服务。每个ISP都拥有针对其网络的控制中枢，称为网络运行中心(NOC)。NOC通常控制着通信流量，并提供诸如电子邮件和Web托管之类的服务。NOC可能位于ISP网络内的某个POP处，也可能位于某个完全独立的机构中。发送到本地服务的数据包通常会被转发到NOC，而且始终不会离开该ISP网络。参见电子版教材动画4.2.2.117思科网络技术学院理事会.如何处理数据包每个ISPPOP中的路由器都使用IP数据包的目的地址来选择在Internet中穿行的最佳路径。发送到ISPPOP的数据包先由路由器在本ISP的网络中转发，然后再在其它ISP的网络中转发。这些数据包穿过一个又一个的路由器，直至到达最终目的地。参见电子版教材动画4.2.2.218思科网络技术学院理事会.中转发数据包有些网络实用程序可用来测试与目的设备的连通性。ping实用程序测试源设备与目的设备之间的端到端连通性。traceroute实用程序可追踪源设备与目的设备之间的路由。数据包在传输过程中每经一个路由器称为一跳。Traceroute显示沿途的每一跳，以及每一跳所花的时间。如果发生问题，便可利用所显示的时间以及数据包经过的路由来判断数据包是在何处丢失或延迟的。在Windows环境中，traceroute实用程序称为tracert。19思科网络技术学院理事会.中转发数据包traceroute实用程序，另外，还存在一些可视化的traceroute程序，它们能够以图形方式显示数据包经过的路由。20思科网络技术学院理事会.中转发数据包PacketTracer练习：使用ping和traceroute来检查连通性，并学习数据包是如何在Internet中传输的。4.2.3.221思科网络技术学院理事会.中转发数据包实验练习：使用ping、traceroute、visualtraceroute和whois来检查连通性和IP地址，并学习数据包是如何在Internet中传输的。4.2.3.322思科网络技术学院理事会.网云数据包在Internet中穿行时会经过许多网络设备。我们可将Internet想象为由无数相互连接的路由器组成的网络。通常，路由器之间还会有备用路由，数据包在从源设备传输到目的设备时有多种不同路径可供选择。23思科网络技术学院理事会.网云中的设备路由器并不是Internet网云或ISP中的唯一设备。ISP必须能够接受信息、为最终用户传送信息以及参与Internet。24思科网络技术学院理事会.网云中的设备ISP设备房中的大部分设备是路由器和交换机。这些设备与家庭或小型企业环境中所使用的设备有所不同。ISP所使用的网络设备必须能够以极快的速度处理海量通信，必须全天候运作，一旦ISP某个设备的关键部分发生故障，便可能对网络通信造成灾难性后果。因此，ISP所使用的大多数设备都是带有冗余功能的高端、高速设备。25思科网络技术学院理事会.网云中的设备家庭或小型企业环境中所使用的网络设备则相对较为低端、低速，无法处理较大的通信量。集成路由器可执行多种功能，包括：无线LAN接入点、交换、路由、防火墙以及各种地址功能。一台集成路由器可能支持以上部分或全部功能。26思科网络技术学院理事会.物理和环境要求ISP的网络安装与家庭/小型企业的情况有较大不同，尽管这两种网络差异极大，但两者都需要一种可供设备稳定可靠且不间断运作的环境。只不过，虽然要求相同，但运作规模却不一样：对于家庭而言，一个电源插座便已足够；对于ISP，则必须提前规划电力需求并进行安装。27思科网络技术学院理事会.物理和环境要求对于电力设备，需考量的一个主要因素便是稳定可靠的电源供应。电源供应并非总是稳定可靠，而不稳定的电源会导致网络设备发生故障。ISP会安装具有充足后备电池的电源调节设备。对于家庭/小型企业而言，他们使用的设备数量相对较少，价格较低的不间断电源(UPS)和后备电池装置一般足以满足其使用要求。28思科网络技术学院理事会.物理和环境要求规划网络安装时，也必须将环境因素（例如温度和湿度等）纳入考虑范围。考虑到ISP设备的数量以及所消耗的电能，要维持所需温度，必须要使用高端的空调设备。电缆管理是家庭/小型企业网络与ISP都应关注的另一个内容。必须保护电缆不遭受物理损害，而且以有序、清晰的方式组织电缆，以便进行故障排除。29思科网络技术学院理事会.常见的网络电缆要进行通信，必须存在源、目的以及某种类型的通道（或介质）。介质通常是某种类型的物理电缆，也可以是电磁波。源与目的之间的连接可以是直接，也可以是间接的，还可能跨越多种介质类型。物理电缆分为两类。金属电缆一般为铜质，使用电子脉冲来传输信息。光纤由