网络技术应用的若干热点问题介绍汇编

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1、网络技术应用的若干热点问题介绍,华南师范大学计算机学院 李吉桂 lijg,一、体系结构与网络计算 1、现代计算机网络的特点之一PC机为主 2、多路复用技术 密集波分（DWDM） 3、同步数字体系SDH 4、网络计算： 1）移动计算网络 2）集群（机群）计算与网格计算 3）网络存储 二、IPv6介绍 三、下一代互连网 四、校园网有关安全认证,一、体系结构与网络计算 1、现代计算机网络的特点之一PC机为主 资源子网（主机和终端）和通信子网,通信子网,CCP,资源子网,主机,终端,通信控制处理机（communication control processor）,通信子网,路由器,主机,服务器,路由器

2、,局域网,路由器,路由器,2、多路复用技术 密集波分（DWDM） 1）频分多路复用 2）时分多路复用 3）波分多路复用 光纤通信技术采用了波长分隔多路复用方法，简称波分复用。波分复用是光的频分多路复用。 目前单模光纤的传输速率为2.5G/S。80路以上，称为密集波分复用（DWDM：dense wavelength division multiplexing ）。 2），3）结合使用的“复用”效率更高。,3、同步数字体系SDH 1）SDH的发展背景 早期的数字传输的固有弱点： （1）数据传输速率不标准。北美和日本的T1载波（1.544Mb/s） 欧洲的E1载波（2.048Mb/s）；在高次群日本

3、又使用了第三种不兼容的标准。 （2）光设备接口标准不规范 （3）复用系统中的同步问题 同步光纤网（synchronous optical network，SONET），贝尔通信研究所。 1988年，ITU-T 重新命名为同步数字体系SDH（ synchronous digital hierarchy）。不仅适用于光纤，而且适用于微波和卫星传输。,4、网络计算： 1）移动计算网络 将计算机网络和移动通信技术结合，为用户提供移动的计算环境和新的计算模式。 移动计算含移动计算网络和移动Internet。 移动计算网络是指主机可在网络中漫游； 移动Internet是基于Internet的移动计算网络。

4、 Ad hoc网络： Ad hoc网络由一组用户群构成，不需要机站的移动通信模式。 Ad hoc网络没有固定的路由器，所有的用户都可能移动，它支持动态配置和动态流控制。 无线应用协议WAP（wireless application protocol）。IP协议是针对传统的通信网络。为了满足移动计算网络，制定了移动IPv4。,WLAN 技术及其基本应用 （1）WLAN技术 目前WLAN技术主要包含IEEE802工作委员回制定的ISO模型最低层（物理和数据链路）的标准，如802.11、 802.11a、 802.11b、 802.11g、 802.11e、 802.11i 等等。 WLAN技术的优

5、势：低成本、灵活性、移动性、快速安装； WLAN技术的局限：网管较难，MIB不完善。 （ 2） WLAN应用的基本模式 网桥模式：校区之间；中小学校之间 室内/室外覆盖：室内扩展的手段，室外（如操场等等）覆盖 特殊建筑物的覆盖：如文物保护单位 速率：24Mb/s 以下较成熟，40Mb/s80Mb/s 也可以,2）集群（Cluster）计算（技术） Cluster 将一组相互独立的计算机通过高速通信网络而组成一个 计算机系统，并以单一系统的模式进行管理。其目的是提供高可 靠性、可扩充性和抗灾难性。资源保护和可扩展性。 群集了多台服务器的性能； 通过各服务器间的负载转移机制实现新的负载平衡。 交换

6、机（路由器）端口容量的群集。,3） 网格计算简介 网格是借鉴电力网的概念提出来的，它的最终目的是希望用户在使用网格的时候，就如同现在使用电力一样，不需要知道它是从哪个发电站输送出来的，也不需要知道它是通过什么样的发电机产生的，它希望能够为用户提供与地理位置无关、与具体的计算设施无关的通用的计算（问题求解）能力。所以网格能够充分吸纳各种计算资源，并将它们转化成一种随处可得的、可靠的、标准的、经济的计算能力。 网格代表了一种先进的技术和基础设施，它把整个互联网整合成一台巨大的超级计算机，实现全球范围的计算资源、存储资源、信息资源、知识资源、专家资源、设备资源的全面共享。当然，网格的规模并一定要很大

7、，我们也可以构造地区性的网格、企事业内部网格、局部网网格、甚至家庭和个人网格。网格的根本特征并不一定是它的规模，而是资源共享，消除资源孤岛。 网格计算建立在网格基础设施之上，它使人们可以以一种全新的更自由、更方便的方式使用计算资源，解决更复杂的问题。首先，网格计算机扩展了以前十分有限的计算能力。在网格计算的支持下，,人们可以方便的使用大型机，计算机机群和并行计算机来完成许多以前无法想象和无法完成的工作。其次，网格计算机突破了地理位置的限制，资源的提供者和使用者完全位置无关。最后，也是非常重要的一点就是网格打破了传统的共享和协作的限制。过去对资源的共享往往停留在数据文件传输的层次，而网格资源的共

8、享允许对资源进行直接的控制。 网格有时也称为网格计算（grid computing）、计算网格（computational grid）或元计算技术（metacomputing）等，它在产生的初期主要集中在高性能科学计算领域，现在并不局限于此，出现了使用于不同应用领域的网格技术。根据不同类型的应用可将现有的网格技术分为计算和数据网格、信息网格和知识网格、商业应用网格、其他模式。 网格的技术特征,与其他系统相比，网格具有如下的技术特征： 首先是分布与共享，网格上的资源是分布的，而且类型复杂，规模较大，跨越的地理范围较广，虽然如此，这些资源却是可以充分共享的。网格关心的共享并不仅仅是文件交换，而是对

9、计算机、软件、数据和其他资源的直接访问。 其次是自相似性，网格的局部和整体之间存在一定的相似性，这对于网格的构造有着重要的意义。比如，可以先构造地市级网格，在此基础上构造省级网格，然后建造更大带宽的国家级主干网格。,再其次是动态性和多样性，网格上的资源可以按资源提供者的意愿进入或退出，所以，网格会动态增加或动态减少。而且，网格上的资源是异构和多样的，这对网格软件的设计带来了更大的挑战。 最后，是自治性与管理的多重性。一方面，网格的资源属于某一组织或个人，他们对资源具有自主性的管理，另一方面，网格的资源要提供给其他使用者使用，所以它们又必须接受网格的统一管理。 目前，网格计算在我国尚处于研究阶段

10、，科技部在“九五”开展了高性能计算环境建设和关键技术的研究，“十五”期间加大了对网格技术的研究和推广的力度。目标是突破网格关键技术，建立网格技术标准，将网格计算技术应用到行业和企业中，建立行业和企业应用网格，进一步加强全社会共享的国家高性能网格计算环境的建设，推动我国网格产业的形成和发展。 “织女星网格”是由中科院计算所开展的研究项目，它的基本思路是实现一台虚拟的、单一的网格超级计算机，其核心是V（通用服务）E（辅助智能）G（全局一体）A（自主控制）的设计思想。,织女星网格体系结构的关键组件包括网格硬件、网格互连系统以及网格操作系统，同时，它还提出了资源路由器、网格计算协议、网格浏览器等重要的

11、概念。有关专家指出，与国外同行相比，我国目前的研究成果已有很多独到之处。 其他的网格研究项目主要有清华大学的先进计算基础设施ACI和以中科院计算所为主的国家高性能计算环境NHPCE。在清华ACI系统中，清华大学研制的高性能计算机“THNPSC-2”与上海大学研制的高性能计算机“自强2000”通过高速网络连接在一起，此外还连接了4个应用节点。这6个地理位置不同的网格节点可以同时召开网络会议。除此之外，还开发了相应的中间件，可以构成跨地区、跨学科“虚拟实验室”研究环境。清华ACI系统具有一套健全的资源管理系统、任务管理系统、用户管理系统及安全服务与监控系统。 此外，目前正在进行的网格研究项目有：8

12、63计划支持的有多家单位参加的“中国网格”建设；多所上海大学参加的“上海教育科研网格”；由航天二院和清华大学共同开展的“仿真网格”研究；另外，全国还有几十所大学和研究机构已经开展了各种网格研究。,4）网络存储 网络存储系统结构DAS、SAN和NAS,RAID 盘阵,光纤通道 SAN,应用服务器,数据库服务器,DAS,交换机,文件存储OS,NAS,（ 1）DAS DAS（Direct Attached Storage 直接附加存储），也称为SAS（Server Attached Storage 服务器附加存储） 直接连接在各种服务器或客户端扩展接口下的数据存储设备 （ 2）SAN（Storage

13、 Area Network 存储区域网络） SAN是在服务器和存储设备之间传输大块数据。 可适用于以下应用： 关键任务数据库应用； 集中的存储备份； 高可用性和故障切除环境； 可扩展的存储虚拟化； 改进的灾难容错特性（光纤通道可达150KM）。,（3）NAS（Network Attached Storage 网络附加存储设备） NAS包含CPU 、文件操作系统、文件服务管理工具和用于数 据存储的一个或多个硬盘驱动器阵列。 SAN 与NAS 比较 NAS 是在 RAID 的基础上增加了文件存储操作系统，其 RAID 是一个整体。各种平台的用户可直接访问NAS。 SAN是独立的一个数据存储网络，其

14、RAID分割情况要视操作系 统种类多少而定，网络内部的数据传输率很高，但操作系统驻留 在服务器端，用户不能直接访问SAN的网络，这就造成SAN在异 构环境下不能实现文件共享。,SAN只能由一种操作系统平台独享数据存储设备，NAS是共享 与独享兼顾的数据存储结构。 NAS 是网络接入，SAN是通道接入。目前供应商提供的SAN技 术是有限的。,二、IPv6 介绍,IPv6 的设计原则： 1、强调IPv4取得的成功； 2、克服IPv4的限制； 3、使相关的协议互补，这些协议主要涉及 通过互连网传输语音、视频、数据等等。,IPv6 地址 IPv6地址为128 位。由8组，每组由4个16进制数组成，组与

15、组之 间用冒号分隔。例如 68DA：8909：3A22：FA64：68DA：8909：3A22：FACA 初时用不完128位，其中某些位可以置为0，例如 68DA：0000：0000：0000：68DA：8909：3A22：FACA 可以简化为 68DA：0：0：0：68DA： 8909：3A22：FACA 如果连续的几组16位数为0，可以用两个冒号表示，但只能用一次： 68DA：68DA： 8909：3A22：FACA IPv6允许按如下方法表示IPv4地址： ：47.192.4.5,IPv6的技术优势 1 、具有128比特位地址方案充足的IP地址空间。 2 、 层次化路由提高路由查找速度

16、IPv6的地址空间采用层次化编码方式。 3 、 IPv6 报头简单，比IPv4效率更高 IPv6 的报文头比IPv4的报文头简化了许多，而且基本报文头的长度固定为40字节，便于处理。而IPv4的报头长度是可变的。 另外， IPv6 的的分片只由终端进行处理，中间网络设备不进行分片，因此，提高了处理性能，降低了设备成本。 4 、 IPv6 引入灵活的扩展首部（头），使协议易扩展 5 、 IPv6 地址配置简化，自动配置，即插即用 IPv6拥有大量的地址资源，使大量的小型终端 设备可通过IPv6接入网络。 6 、网络层的IPSec 认证与加密，端到端安全,7、考虑QOS而新增流标记域 IPv6在报头中包含一个流标签字段。源节点可以使用这个特殊字段来请求对一特定的数据包序列进行特殊处理。对于流式应用（视频会议、