《EAI2014第4单元网络设计系统集成技术讲义第4章网络系统工程设计2章节》由会员分享，可在线阅读，更多相关《EAI2014第4单元网络设计系统集成技术讲义第4章网络系统工程设计2章节（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2019/6/13,1,第4章 网络系统的工程设计(2),熊桂喜 北京航空航天大学计算机学院 School of Computer Science and Engineering,Beihang University 作业提交: 参考书目：网络系统集成技术，蔡立军 主编 清华大学出版社 网络工程设计与系统集成，杨威 主编，人民邮电出版社 局域网与广域网设计与实现，清华大学出版社 万兆位以太网及其实用技术 敖志刚 电子工业出版社,2019/6/13,2,总结：常见的局域网（校园网）,以太网（在宽带接入、小型设备处有应用） 快速以太网（目前已普及至Home级，桌面） 千兆位以太网（目前已普及至办公
2、室） 万兆位以太网（骨干网、城域网） 令牌环网络（早期，IBM，我最后一次见到是在2002年） FDDI光纤环网(已经见不到了，其拓扑结构常被借用) ATM局域网（局域网少见，电信链路还常见） SDH（高可靠性、带宽要求严格的城域网） 基于DWDM传输的骨干网（支持SONET/SDH，以及与10GbE互联）,2019/6/13,3,以太网发展史以太网,以太网（Ethernet）是由美国Xerox公司和Stanford大学联合开发，于1975年提出。 1983年IEEE802委员会公布802.3局域网络协议（CSMA/CD），基本上和Ethernet技术规范一致，于是，Ethernet技术规范成
3、为世界上第一个局域网的工业标准。 以太网(Ethernet)主要技术规范： 拓扑结构：总线型。 介质访问控制方式：CSMA/CD。 传输速率：10Mbps。 传输介质：同轴电缆（50）或双绞线（10 BASE-T）。 最大工作站数：1024个。 最大传输距离：2.5km（采用中继器）。 报文长度：641518 Byte（不计报文前的同步序列） 设计要素：1（1024个Mac）-2（最多两个链路分段）-3（最多3个混合分段）-4(最多4个中继)-5（最多5个分段）,2019/6/13,4,以太网的协议组,以太网定义与物理层和链路层,2019/6/13,5,以太网：10 Based-5（粗缆）,粗
4、缆以太网10BASE-5(10表示传输速率,BASE表示基带传输，表示每段电缆长度为500） 基本硬件配置 带有AUI接口的Ethernet网卡 直径为10毫米50欧粗同轴电缆 Ethernet外部收发器，两端连接粗同轴电缆，中间通过收发器电缆连接网卡。 收发器电缆，两端带有AUI插头，采用78欧6对屏蔽双绞线电缆，用于收发器与PC计算机网卡之间的连接。 50欧终结器 中继器 最后一次见到是北航原702实验室,2019/6/13,6,粗缆连接的以太网络,意义：了解没见到的以太网,若不使用中继器，单网段粗缆的最大长度为500M 若不使用中继器，单网段连接的接点最多为100个 最多使用4个中继器，
5、因此粗缆组网的最大长度为2500M 相邻收发器的最小距离为2.5M 收发器电缆的最大长度为50M，一般为15M,2019/6/13,7,以太网：10 Based-2（细缆）,通信子网基本硬件配置 BNC接口的Ethernet网卡 直径为5毫米的50欧的细同轴电缆 BNC T型连接头 BNC连接头 50欧BNC终结器 中继器,2019/6/13,8,10Base-2 以太网的物理连接设备,细同轴电缆,BNC连接头,BNC T型接头,50欧BNC终结器,带BNC接口的网卡,2019/6/13,9,以太网：10 Base-T,基本硬配置 集线器 3类或者5类UTP，电缆两端各压一个RJ45插头，最大
6、网段长度100m 带有RJ45接口的Ethernet网卡 RJ45连接头 遵循5-4-3-2-1规则,2019/6/13,10,快速以太网（100BASE-T）,基于以太网技术发展而成，一直和令牌环网竞争。 保持相同的以太帧格式，保留以太网的CSMA/CD介质访问控制方式。 为提高传输速率，不再采用曼彻斯特编码，改用4B/5B编码。,100BASE-TX：采用2对UTP，支持5类UTP和1类STP电缆 100BASE-T4：采用4对UTP电缆，支持3、4、5类UTP 100BASE-FX：采用多模光纤系统,屏蔽与非屏蔽之争,2019/6/13,11,快速以太网组网方式,不带中继,带中继,201
7、9/6/13,12,千兆位以太网,数据传输率为1000Mbps即1Gbps，因此也称吉比特(Gibit)以太网。 介质访问控制：CSMA/CD、全双工流量控制协议。前者用于支持HUB，后者用于交换机到交换机或站点之间的点-点连接。,2019/6/13,13,IEEE802.3Z和IIEEE 802.3ab标准千兆位以太网协议体系,2019/6/13,14,千兆位以太网协议所对应的连接介质,1000BASE-SX：使用芯径为62.5m和50m，工作波长为850nm的多模光纤。 1000BASELX：使用芯径为62.5m 和50m 两种直径的多模光纤，也可使用直径为5m 的单模光纤，工作波长为13
8、00m。 1000BASE-CX：使用150欧姆平衡屏蔽双绞线（STP）。 1000BASE-T：使用4对5类非平衡屏蔽双绞线（UTP），传输距离为100m。,2019/6/13,15,千兆网的组网方式,2019/6/13,16,万兆位以太网,万兆（即10Gbps）以太网技术，于2002年正式发布802.3ae 10GE标准。 2008年10月在北京召开的第4届以太网大会的主题为万兆位以太网 在物理层只支持光纤作为传输介质，但提供了两种物理连接类型： “LAN PHY”和“WAN PHY”。 万兆以太网的物理层包括10GBASE-X、10GBASE-R和10GBASE-W三个协议标准。10GB
9、ASE-W是广域网接口。 已不再采用CSMA/CD机制，只支持全双工方式，但继续继承802.3以太网帧，充分兼容以太网技术。 只支持光纤传输介质（不支持铜线）。它是以交换机为中心的星型结构，可以为网络提供更大的可用带宽。 采用64B/66B编码形式。支持的传输距离从100m、300m、10km，甚至40km，正在与DWDM相结合，提供更高带宽和更远距离。,2019/6/13,17,以太网组网方案设计,参考华为、思科、CCW、华为三康的技术方案、产品介绍,2019/6/13,18,华为广域网方案,骨干：NE40通用交换路由器 或：NE16E/08E系列路由器 接入：AR2800系列中端路由器,2
10、019/6/13,19,华为方案：园区网,3-4级结构,主干：用NE80/NE40组建RPR环形网 汇聚：用 S6500系列核心千兆路由交换机 接入： 用S3000/S2000系列以太网交换机,2019/6/13,20,Quidway S8500系列万兆核心路由交换机,720G b/s的交换能力,2019/6/13,21,广域网的主要设计技术,广域网,广域网组网技术：广域骨干网、广域接入网,2019/6/13,22,常见的广域网（链路）,X.25已成历史，分组（数据网）的前身 PSTN，ISDN已成历史，但还在用 帧中继已成历史 ATM DDN xDSL SDH VPN DWDM,2019/6
11、/13,23,X. 25主要定义DTE-DCE 接口,X.25 网就是 X.25 分组交换网，它是在二十多年前根据 CCITT（即现在的 ITU-T）的 X.25 建议书实现的计算机网络。 X.25 只是一个对公用分组交换网接口的规约。X.25 所讨论的都是以面向连接的虚电路服务为基础。 优势：用面向连接的链路支持非连接的IP服务,X.25 接口,X.25 接口,X.25 公用分组交换网,VC2,VC1,DTE,DTE,DCE,DCE,DCE,DTE,X.25 接口,常见的X.25应用：基于电话线的售票系统,2019/6/13,24,帧中继 FR ：支持高速交换的网络体系结构,帧中继在许多方面
12、非常类似于 X.25，被称为第二代的 X.25,帧中继网,帧中继交换机,路由器,局域网,局域网,虚电路,路由器,帧中继提供虚电路服务,帧中继网络向上提供面向连接的虚电路服务。分为交换虚电路 SVC 和 永久虚电路 PVC 两种。 帧中继网络通常为相隔较远的一些局域网提供链路层的永久虚电路服 务，它的好处是在通信时可省去建立连接的过程。,2019/6/13,25,针对一般用户的FR,2019/6/13,26,ATM：全交换式数据（包）网络,曾经号称是未来最理想的”一种网络应当是宽带综合业务数字网 B-ISDN“ 结合了电路交换和分组交换的有点（用电路交换支持分组交换），面向连接的快速分组交换技术
13、 ATM 采用定长分组作为传输和交换的单位。这种定长分组叫做信元(cell) 选择固定长度的短信元作为信息传输的单位，有利于宽带高速交换。信元长度为 53 字节，其首部（可简称为信头）为 5 字节。 当用户的 ATM 信元需要传送时，就可插入到 SDH 的一个帧中。 SDH 传送的同步比特流被划分为一个个固定时间长度的帧（请注意，这是时分复用的时间帧，而不是数据链路层的帧）。 每一个用户发送的 ATM 信元在每一时分复用帧中的相对位置并不是固定不变的。 ATM 名词中的“异步”是指将 ATM 信元“异步插入”到同步的 SDH 比特流中。 所有信息在最低层是以面向连接的方式传送，保持了电路交换在
14、保证实时性和服务质量方面的优点。 ATM 使用光纤信道传输,2019/6/13,27,ATM 的全交换结构,ATM 交换机,交换结构,输入信元,输出信元,2019/6/13,28,ATM的层次模型,ATM 层,物理层,PMD 子层,TC 子层,ATM 适配层 (AAL 层),SAR子层,CS子层,3,2,1,ATM 的层次,ATM 的协议参考模型共有三层，大体上与 OSI的 最低两层相当（但无法严格对应）。,2019/6/13,29,在 ATM 交换机中只有物理层和 ATM 层。,ATM 端点,AAL层,IP 层,物理层,ATM层,AAL层,IP 层,物理层,ATM层,ATM 网络,ATM 网
15、络,ATM 端点,ATM 层和 AAL 层,2019/6/13,30,PSTN,PSTN,全交换、模拟，公众电话网 调制解调，最大速率：56 k b/s 是ADSL 的传载网络,2019/6/13,31,中国为公众提供的接入服务数据网络,我国基础数据通信网络 中国公用数字数据网（chinaDDN） 中国公用分组交换数据网（chinaPAC） 中国公用帧中继宽带业务网（chinaFRN） 无线数据通信网（chinaWDN） 专线接入或组网就是指通过DDN、帧中继、X.25、数字专用线路、卫星专线等数据通信线路来接入和组网 DDN专线接入最为常见，应用较广。它利用光纤、数字微波、卫星等数字信道和数
16、字交叉复用节点，传输数据信号，可实现2Mbps以内的全透明数字传输以及高达155Mbps速率的语音、视频等多种业务。,2019/6/13,32,PSTN: 拨号上网的形式,应用：？,2019/6/13,33,ISDN:由电话综合数字网（IDN）演变，提供数字连接，支持综合业务,ISDN 交换机,ISDN 交换机,TE,数字传输,数字传输,用户线,中继线,TE,用户线,数字传输,PSTN 交换机,PSTN 交换机,TE,数字传输,模拟传输,用户线,中继线,TE,用户线,模拟传输,(2B+D),2019/6/13,34,ISDN的终端设备,1类终端设备（TE1：Terminal Equipment Type 1） TE1又叫做I
