计算机网络之从接入网到互联网

一、什么是接入网?

      接入网就是把家庭、公司、校园网络接入到互联网的通讯通道。接入网中家庭、公司、校园网络那一端的路由器叫接入路由器,它与以太网中的路由器不一样。接入网中处于互联网一端的路由器叫BAS,Broadband Access Server,宽带接入路由器。

      接入网的类型有很多种。常见的家用接入网如ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line,不对称数字用户线,它是一种基于电话线通讯的技术,它的上行速度与下行速度是不相同的)、FTTH(Fiber To The Home,光纤到户)。

      接入路由器会在IP包前面加上MAC头部、PPPoE头部、PPP头部,然后发送给BAS,BAS接收数据包,会把MAC头部、PPPoE头部拆下来,然后把PPP包发送到互联网的路由器。

二、ASDL接入网

      在ASDL接入网中,还需要在接入路由器后面加上一个ASDL Modem。Modem的作用是把接入路由器传来的MAC包,分割成很多小块,然后加上特定的头部,形成一种新的数据包,这种数据包叫做信元。Modem的这个过程与TCP包的形成类似。然后Modem还会把信元转换成电信号,最后发送到BAS。

      同样,BAS前面也需要加装一个Modem,不过这个Modem是具有多接口的,叫局部多路Modem。

      而且由于ASDL接入网与家庭的电话接入网共用电话线传输信号,所以局部多路Modem和BAS都是安装在电话局的。

      局部多路Modem把接收来的电信号转换成信元,然后又还原成MAC包,最后传递给BAS。BAS接收到MAC包后,把MAC头部、PPPoE头部拆下来,再继续传到下一个路由器。

      分离器:ASDL接入网还有一个重要的组件,叫分离器。分离器的作用是把传入进来的ASDL和电话混合信号,过滤掉ASDL信号,然后传给电话机。而通过分离器传到Modem的依然是混合信号,Modem具有只允许ASDL信号通过的功能,保证了ASDL信号不被污染。

三、FTTH接入网

      FTTH接入网与ASDL接入网只有的区别:①FTTH接入网用光缆传输信号;②FTTH接入网用光纤收发器代替Modem,把数据包转换成光信号。

四、从电话局到网络运营商

      从电话局中的宽带接入路由器(BAS)到网络运营商的互联网路由器,数据包还有一段距离要走。严格来说,网络运营商的路由器后面才是互联网。

      BAS会利用隧道机制将PPP包传输到网络运营商的互联网路由器。然后,这个路由器会根据PPP包的PPP头部中的协议字段,来判断这个PPP包携带的是IP包还是PPP消息。PPP消息是家庭用户拨号上网时的账号密码等信息通过PPP协议生成的消息(类似请求消息)。如果PPP包携带的是PPP消息,路由器会直接把PPP包发送到运营商的认证服务器;如果是IP包,则路由器会拆下PPP包,把IP包取出来,并且直接把IP包发送到互联网的内部。

五、隧道机制

      隧道就类似TCP连接。数据从隧道一边进入,会原封不动地从隧道另一边出去。隧道两边还要加入隧道路由器。从BAS发出的PPP包,经过隧道路由器的封装,加上一个头部,然后发送到网络运营商的隧道路由器,该隧道路由器把隧道报还原成PPP包,然后传递给网络运营商接入互联网的路由器。

具体参考:《网络是怎样连接的》

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