三つのコンピュータネットワーク
第一章ネットワークアーキテクチャと設計の基本原則
コンピュータネットワークのカテゴリー
地理的な規模では、コンピュータ・ネットワークは、カバレッジに分けることができ局域网、城域网と广域网他の三種類。
伝送速度、
最高1Mbps = 128kBの/ S
LAN（ローカルエリアネットワーク、LAN）
特性
（1）LANカバレッジを有限的地理范围、それが権限コンピュータ、学校、工場など、端末情報処理装置のネットワークの様々なタイプの限られた範囲のニーズに適応した、
（2）ローカル・エリア・ネットワークを提供する高数据传输效率(10Mbps-10Gbps)、低误码率高品質のデータ伝送環境;
（3）ローカル・エリア・ネットワークは、一般的に所有しているユニットに属しています易于建立、维护与扩展。
LAN分類
区分のメディアアクセス制御方法、ローカル・エリア・ネットワークから分割することができる共享介质式局域网と共に交换式局域网、
伝送媒体分割され、ローカル・エリア・ネットワークを分割することができる无线局域网とともに有线局域网、
。1Bvte = 8ビット= 1Mbpsの1 MB / S = 0.125メガバイト/ S = 0.125 M / S
1キロバイト= 1024バイト。
= = 1024キロバイト1メガバイトバイト1,048,576
。1 GB 1,048.576 KB = 1.024メガバイト=バイト= 1.073.741.824
。1 = TB 1.024メガバイト= GB = 1.073.741.824 1.048.576 KB =バイト1.099.511627.776
MAN（Metrolitanエリアネットワーク、MAN）
都市首都圏LANと呼ばれます。MANは、WANとLANの間の高速ネットワークとの間にあります。シティ
エリアネットワークの設計目標は、満たすためにある几十公里范围内企業、機関、学校の多数の多个局域网、相互接続の要件を
ユーザー間のデータ、音声、グラフィックスとビデオの情報伝達、大量の多様性を達成するために。
WAN
WANは、リモートネットワーク、地理的範囲として知られています从几十公里到几千公里。WANは、いくつかの国や地域、さらにはいくつかの大陸、リモートコンピュータの国際的なネットワークの形成をカバーすることができます。WANを通信子网使用することができ公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网、それは、共有リソースの目的を達成するために相互接続されたコンピュータシステムのさまざまな部分で配布されます。
（コンピュータネットワーク構造の特徴了解）
初期のコンピュータネットワークは、主に、広域ネットワークである
構造上の2つの部分に分け：
- データ処理を担当する
主计算机と终端、 - データ通信処理を担当
通信控制处理设备して通信线路。
二つの部分での論理関数：
资源子网；
通信子网。
リソースサブネット：ネットワーク全体の責任は数据处理业务、ネットワークユーザの責任である提供各种网络资源与网络服务;
サブネットワーク：通信制御プロセッサ、他の装置構成要素との通信回線、通信処理タスクを転送し、データ伝送ネットワークを完了します。
ローカル方法を介してユーザのコンピュータが参加することができる電話網（スイッチ選択されてもよいPSTN）、ケーブルテレビネットワーク（CATV）、無線メトロポリタンエリアネットワーク（WMAN）または無線LAN（ WLAN）モード。MANのバックボーンエリアへのアクセスなど。
MANは、ルータと光ファイバを介して国や地域の基幹WANへのアクセス権を持っています。
全世界をカバーする複数のWANのインターネットシステム。
3つのネットワークの開発（理解）
WAN技術の開発
- WANは、公衆データ網
- 典型的なネットワークの種類と技術（ブロードバンドコアスイッチング技術）WANを構成する
公衆交換電話網にPSTNスイッチ
統合サービスデジタル網ISDN
デジタルデータネットワーク、DDN
X.25パケット交換網
フレームリレー（フレームリプレイ、FR）ネットワークを
ATM（非同期転送モード、ATM）ネットワーク
GE（ギガビットイーサネット、ギガビット・イーサネット）および10GE光イーサネット
**
LAN技術の開発 - 3つの方向イーサネット：
**
- イーサネットのデータ伝送速度増加率によれば、従来のイーサネットタイプ同じではありません、
快速(FE)、千兆以太网(GE)与10Gbps(10GE)以太网； - ネットワークブリッジまたはルータと相互接続された複数のに大きなLAN（衝突及びブロードキャストドメインに単離され、伝送効率を向上させる、より効率的に分割するように）。
- 交換する共有メディアモード
切り替えLAN、仮想ローカルエリアネットワーク（仮想LAN、VLAN）の出現に基づいて
家の呼び出しで1つの部屋に6人ながら6人がチャット
MANの技術開発は主にあります：
3つのネットワークには、境界線をぼかします
（例えば偶数WAN帯域幅と距離までローカルエリアネットワーク帯域幅が増加すると、そう境界が不鮮明になる）;①LAN、MANおよびWAN技術はますますぼやけた境界となる
②通信伝送ネットワーク技術とコンピュータネットワーク技術（元のコールのネットワークおよびコンピュータネットワークから厳密に区別し、今2でも共通缶）;境界はますます曖昧になっ
② 电信传输网、计算机网络与广播电视网境界がますます曖昧になっ（トリプルプレイ）。
ブロードバンドメトロポリタンエリアネットワーク構造
ブロードバンドMANの論理構造：
ブロードバンドMAN「は3と輸出のためのプラットフォーム」、その関与の設計网络平台、业务平台、 管理平台与城市宽带出口やその他の問題を。（IDC--データセンター;のVPN-仮想プライベートネットワーク）
分割階層的に論理的なネットワークプラットフォーム：
コアスイッチング層、前記核心层、エッジアグリゲーション層として知られ、汇聚层また、ユーザアクセス層として知られているが、接入层。
コア層は、高速データ交換機能の主な原因である。
収束層は、ルーティング及びトラフィック集約関数の主な原因である。
アクセス層は、ユーザアクセスとローカルフロー制御の機能の主な原因です。
レベルを使用する利点：機能エンティティクリア、オープンインターフェース、標準の各レベル間の位置決めは、形成および管理を容易にします。
コアスイッチング層は、以下の特徴を有する：
①複数アグリゲーション層に連結されたコアスイッチング層を、収束層ネットワークは、高速パケット転送を提供する全体の都市のQoSサポート機能を備えた信頼性の高い、安全なデータ伝送環境を提供する。
③コアスイッチング層の実装とインターネットバックボーンネットワーク、ブロードバンドの輸出の都市を提供することと、
アクセスに必要なインターネットアクセスをルーティングブロードバンドMAN④コアスイッチング層をユーザーに提供します。
ブロードバンドメトロポリタンコンバージェンス層コアスイッチング層のエッジ、およびその基本的な機能である：
①トラフィック集約ユーザアクセス層、集約されるデータパケットの送信、転送、スイッチング。
②ローカルルーティング、フィルタリング、トラフィック分散、QoSの優先度管理、およびセキュリティ管理のためのアクセス層、IPアドレス変換、トラフィックシェーピングのユーザトラフィックに。
③ユーザトラフィック又はコア層ローカル交換ルーティングプロセスを転送する処理の結果によります。
アクセス層の主な機能：
アクセス層は、「最後キロ」の問題を解決することです。それはカバー範囲内のユーザーのために、インターネットやその他の情報サービスへのアクセスを提供し、エンドユーザーの接続アクセス技術の多様性、を介して行われます。
設立ブロードバンドメトロポリタンエリアネットワークの基本原理（理解）
基本原则：可运营性 、可管理性、可盈利性、可扩展性。
宽带城域网设备必须支持：
② 用户身份认证、使用权限认证和计费功能；
② 支持多ISP(电信服务商如电信、联通、移动等)；
③ 基于IP的虚拟专网VPN等多种增值业务。
宽带城域网必须具备：ip地址分配能力，动态静态地址分配能力，网络地址转换NAT功能。
管理和运营带宽城域网的关键技术
管理和运营带宽城域网的关键技术主要是：
带宽管理
服务质量QoS
宽带城域网业务中有多媒体、数据业务与语音等，各个领域的业务对服务质量要求是不同的，网络服务质量表现在延时、抖动 、吞吐量和包丢失率等几个方面。
宽带城域网保证服务质量QoS技术主要有：资源预留(RSVP)、区分服务(DiffServ)与多协议标记交换MPLS。
网络管理
管理宽带城域网有3种基本方案:带内网络管理、带外网络管理、同时使用带内和带外网络管理。
带内网络管理是指利用数据通信网(DCN)或公共交换电话网(PSTN)拨号,对网络设备进行数据配置。
带外网络管理是指利用网络管理协议(SNMP)建立网络管理系统,实时采集网络数据, 产生告警信息,显示网络拓扑,分析各类通信数据,供网络管理人员了解、维护网络设备与系统运行状态。
用户管理
多业务接入
统计与计费
ip地址的分配与地址转换
网络安全
课后真题（1）
1、下列关于宽带城域网汇聚层基本功能的描述中，错误的是（A）
A) 提供用户访问Internet所需要的路由服务 核心交换层的功能
B) 汇接接入层的用户流量，进行数据转发和交换
C) 根据接入层的用户流量，进行流量均衡、安全控制等处理
D) 根据处理结果把用户流量转发到核心交换层或在本地进行路由处理
2、下列属于城域网QoS技术的是（A）
A) RSVP（资源预留）
B) PSTN（公共交换电话网）
C) MSTP(多生成树协议)
D) ISDN(综合业务数字网)
3、下列关于宽带城域网技术的描述中，错误的是（D）
A) 网络业务包括多媒体、数据与语音业务
B) 网络服务质量表现在延时、抖动、吞吐量与丢包率
C) 网络服务质量保障技术主要有RSVP、DiffServ与MPLS
D) 网络采用IP网络的带内管理 带内网络管理、带外网络管理、同时使用带内和带外网络管理
4、设计一个宽带城域网将涉及“三个平台一个出口”，即网络平台、业务平台、管理平台和（C）
A) 广域网出口
B) 局域网出口
C) 城市宽带出口
D) 卫星通道出口
5、下列关于宽带城域网核心交换层特点的描述中，错误的是（D）
A) 将多个汇聚层连接起来
B) 为整个城域网提供一个高速、安全与具有QoS保障能力的数据传输环境
C) 提供宽带城域网的用户访问Internet所需要的路由服务
D) 根据接入层的用户流量进行本地路由、过滤、流量均衡 （这是边缘汇聚层的特点）
6、下列关于宽带城域网技术的描述中，错误的是(A)
A) 宽带城域网带内 带外网络管理是指利用网络管理协议SNMP建立网络管理系统
B) 宽带城域网保证Qos的主要技术有RSVP、Diff-Serv和MPLS
C) 宽带城域网可以利用NAT技术解决IP地址资源不足的问题
D) 宽带城域网能够为用户提供带宽保证，实现流量工程
7、下列不属于宽带城域网QoS技术的是（A）。
A) DWDM（密集型广播复用）
B) DiffServ（区分服务）
C) RSVP（资源预留）
D) MPLS（多协议标记交换）
8、下列关于宽带城域网技术的描述中，错误的是（D）。
A) 能够为用户提供带宽保证，实现流量工程
B) 可以利用NAT技术解决IP地址资源不足的问题
C) 可以利用SNMP实现带外网络管理
D) 保证QoS的主要技术有RSVP、DiffServ和MSTP MPLS
构建带宽城域网的基本技术与方案
- 基于SDH的城域网方案
早期的SONET/SDH是为传统电信业务服务的，它并不适合于传输IP分组。随着技术的发展，基于下一代的SONET/SDH技术的多业务传输平台(MSTP)将取代功能单一的分插复用器(ADM)和数字交叉系统(DCS),使ip over SONET/SDH方案更为可行。
缺点：宽带利用率不高、管理困难
- 基于10GE的城域网方案
因素：成本、可扩展性、易用性
优势：造价低、可扩展性非常好、10Mpbs-10Gbps
缺陷：
不能对端-端的包延时和包丢失率的控制
不支持优先级服务
不能保证QoS
不具备用户认证能力，计费困难
用于宽带城域网的光以太网可以有多种实现形式，其中，最为重要的有两种：基于10GE的技术和弹性分组环技术。
宽带城域网的光以太网
• 设备和线路必须符合电信网络99.999%的高运营可靠性
• 具有认证和授权功能
• 提供计费功能
• 支持VPN和防火墙
• 具有QoS保证
• 可扩展
弹性分组环RPR技术
弹性分组环(RPR),是一种直接在光纤上高效传输ip分组的传输技术，弹性分组环RPR采用双环结构，在RPR环中，两个RPR 结点之间的祼光纤的最大长度可以达到100km。
外环沿着顺时针传输，内环沿着逆时针传输外环和内环都可以用统计复用的方法传输IP分组，同时可以实现”自愈环”的功能。RPR的内环和外环都可以传输数据分组与控制分组。
弹性分组环RPR技术特点：
①带宽的利用率高
②公平性好
两个数据帧具有相等优先级时，RPR环可以提供相同的环通道的访问能力，RPR环中每个结点都执行SRP公平算法，结点之间获得平等的带宽，防止个别结点因流量大而造成环拥塞。RPR环还支持加权公平法和入口、出口峰值速率限制，用以保证根据用户购买的带宽提供相应的服务
③快速保护和恢复能力强
RPR采用自愈环的设计思想，能够在50ms的时间内，隔离出现故障的结点和光纤段
④保证服务质量
为了保证网络的服务质量(QoS)，RPR环对不同的业务数据分配不同的优先级，以保证高优先级信息的可靠性传输
网络接入技术与方法
宽带接入技术的基本类型接入技术可以分为：
有线和无线接入
接入方式涉及到用户的环境与需求可以分为： 家庭接入、校园接入、机关与企业接入。
传输介质不同的各种接入技术
数字用户线xDSL接入技术
数字用户线xDSL又叫做数字用户环路。数字用户线是指从用户到本地电话交换中心的一对铜双绞线，本地电话交换中心又叫做中心局
xDSL技术按上行(用户到交换局)和下行(交换局到用户)的速率是否相同可分为
速率对称型
速率非对称型
非对称数字用户线(ADSL) 高比特率数字用户线(HDSL)
速率自适应数字用户线(RADSL) 甚高比特率数字用户线(VDSL)
xDSL 下/上行速率(距离5.5km) 下/上行速率(距离3.6km) 线对数(对)
ADSL 1.5Mbps/64kbps 6Mbps/640kbps 1
HDSL 1.544Mbps(对称) 1.544Mbps(对称) 2
VDSL 51Mbps/2.3Mbps 51Mbps/2.3Mbps 2
RADSL 1.5Mbps/64kbps 6Mbps/640kbps 1
ADSL主要技术特点：
① 它可以在现有的电话铜双绞线上，以重叠和不干扰传统模拟电话业务，使用高速数字的新型宽带业务。
② 使用电话铜双绞线不会影响网络性能，因此用户不需要专门为获得ADSL服务而重新铺设电缆。
③ ADSL提供的非对称宽带特性，上行速率64kbps-640kbps， 下行速率500kbps-7Mbps。
光纤同轴电缆混合网HFC技术
①光纤同轴电缆混合网HFC的基本结构
光纤结点通过同轴电缆下引线可以为500-2000个用户服务。共享同一根传输介质。HFC改善了信号质量，提高了可靠性，线路可以使用的宽带甚至高达1GHz。
缺点：
• 造价高
• 共享介质，高峰期出现拥塞，影响接入速率
• 存在回传信号干扰
②电缆调制解调器(Cable Modem)
Cable Modem把用户计算机与有线电视同轴电缆连接起来
上行信道采用的载波频率为5MHz-42MHz，上行信道的带宽一般200kbps- 10Mbps，下行信道采用载波频率450MHz-750MHz，信道带宽可达36Mbps。
Cable Modem的类型：
传输方式：双向对称式传输(2-4Mbps,最高10Mbps)和非对称式传输(下行30Mbps，上行200kbps-10Mbps)
数据传输方向：单向和双向
同步方式：同步交换(Ethernet)和异步交换(ATM)
接入角度：分为个人和宽带多用户
接口角度：外置式、内置式、交互式机顶盒
光纤接入技术
用光纤做传输介质的网络：
• 无源光网络(PON)
• 宽带无源光网络(APON)
优势
• 带宽容量非常大
• 信号传输长距离无需中继
ITU标准对无源光纤网PON进行标准化：
OC-3，155.520Mbps的对称业务
上行OC-3,155.520Mbps，下行OC-12,622.080Mbps的不对称业务
无线接入技术
①无线接入技术的分类与应用无线接入技术主要有：
802.11标准的无线局域网(WLAN)接入
802.16标准的无线城域网(WMAN)接入
在无线宽带接入网的结构中，远距离采用802.16标准的WiMAX技术，可以在50m范围内提供70Mbps的传输速率，近距离采用802.11标准的WLAN,可以满足一定地理范围内的用户无线接入需求。
②802.16标准与无线城域网WMAN
IEEE 802.16标准体系的主要目标是制定工作在2-66MHz 频段的无线接入系统的物理层与介质访问控制MAC子层规范。为保证无线网络对接入用户的服务质量，需要更多的带宽，因此使用无线频段为10-66GHZ。
在802.16标准增加了两个物理层标准802.16d和802.16e
802.16d主要针对固定的无线网络部署
802.16e则针对火车，汽车等移动物体的无线通信标准问题
802.16a用于移动结点的接入
③802.11标准与无线局域网WLAN
802.11b标准传输速率为11Mbps
802.11a/g将传输速率提高到了54Mbps
802.11n理论传输速率600Mbps，业界主流传输速率300Mbps
课后真题（2）
1、下列关于RPR技术描述中，错误的是( A )
A. RPR能够在30ms 50ms内隔离出现故障的结点和光纤段
B. RPR环中每一个结点都执行SRP公平算法
C. 两个RPR结点之间的裸光纤最大长度为100KM
D. RPR的内环和外环都可以传输数据分组和控制分组
2、下列关于RPR技术描述中，错误的是( A )
A. RPR的内环用于传输数据分组，外环用于传输控制数组RPR内环与外环都可用于传输数据分组和控制数组
B. RPR是一种用于直接在光纤上高效传输ip分组的传输技术
C. RPR环可以对不同的业务数据分配不同的优先级
D. RPR能够在50ms内隔离出现故障的结点和光纤段
3、下列关于RPR技术描述中，错误的是( B )
A. RPR与FDDI一样使用双环结构
B. 在RPR环中，源结点向目标结点成功发出的数据帧要由源结点从环中收回由目的结点直接回收数据帧
C. RPR环中每一个结点都执行SRP公平算法
D. RPR能够在50ms内隔离出现故障的结点和光纤
4、下列关于RPR技术描述中，错误的是(C )
A. RPR与FDDI一样使用双环结构
B. 在RPR环中，源结点向目标结点成功发出的数据帧要由目的结点从环中收回
C. RPR环中每一个结点都执行MPLS SRP公平算法
D. RPR能够在50ms内实现自愈
5、Cable Modem上行速率在(B)
A. 64kbps-200kpbs
B. 200kbps-10mbps
C. 10mbps-20mbps
D. 20mbps-36mbps
6、下列关于光纤同轴电缆混合网HFC的描述中错误的是(A )
A. HFC是一个单向 双向传输系统
B. HFC改善了信号传输质量，提高了系统的可靠性
C. HFC光纤结点通过同轴电缆下引线可以为500到2000个用户服务
D. HFC通过Cable Modem将用户计算机与同轴电缆连接起来
7、下列关于光纤同轴电缆混合网HFC的描述中错误的( D)
A. HFC是一个双向传输系统
B. Cable Modem利用频分多路复用方法将信道分为上行信道和下行信道
C. Cable Modem传输方式分为对称式和非对称式两类
D. HFC通过Cable Modem将光缆与同轴电缆 用户与网络连接起来
8、按照ITU标准，OC-3的传输速度是( B)
A. 51.84Mbps
B. 155.52Mbps
C. 622.08Mpbs
D. 1.244Gbps
9、按照ITU标准，传输速度为622. 08Mbps的标准是( B)
A. OC-3
B. OC-12
C. OC-48
D. OC-192
10、下列关于接入技术特征的描述中，错误的是( D )
A. 光纤传输系统的中继距离可以达到100km以上
B. Cable Modem利用频分复用的方法，将信道分为上行信道和下行信道
C. ADSL技术具有非对称带宽特性
D. 802.11b将传输速率提高到54 11Mbps
11、以下关于IEEE802.16协议的描述中错误的是( D )
A. 802.16主要用于解决城市地区范围内的宽带无线接入问题
B. 802.16a用于移动结点接入
C. 802.16d用于固定结点接入
D. 802.16e用于固定或 移动结点 接入
12、下列关于无线局域网802.11标准的描述错误的是( D )
A. 802.11标准定义了无线局域网的物理层与MAC层协议
B. 802.11标准定义了两类设备，即无线结点与无线接入点
C. 无线接入点在无线与有线网络之间起到桥接的作用
D. 802.11标准在MAC层采用了CSMA/CD的访问控制方法
分析：802.11標準 - 物理層とメディアアクセス制御（MAC）プロトコルを定義WLAN標準の1つの世代。802.11は、2つのタイプのデバイス定義：無線ノードと無線アクセスポイント、無線ノードは、通常、通常、無線アクセスポイントによって、一つのアクセスデバイス上に構成された無線ネットワークインタフェースカードと無線出力ポートに結合されています役割無線と有線ネットワークとの間のブリッジを提供することにある有線ネットワーク、を含むインターフェース。802.11 CSMA / CDの真ん中で、我々は、CSMA / CAプロトコルやDCFを使用して、いくつかの調整を行いました。競合を避けるために、ACK信号にCSMA / CA。