計算機網(wǎng)絡技術基礎（第5版）課件 工作單元6　接入Internet

工作單元6接入Internet廣域網(wǎng)通常使用電信運營商建立和經營的網(wǎng)絡，它的地理范圍大，可以跨越國界到達世界上任何地方。電信運營商將其網(wǎng)絡分次（撥號線路）或分塊（租用專線）出租給用戶以收取服務費用。個人計算機或局域網(wǎng)接入Internet時，必須通過廣域網(wǎng)的轉接。采用何種接入技術從很大程度上決定了局域網(wǎng)與外部網(wǎng)絡進行通信的速度。本單元的主要目標是了解常見的接入技術；能夠利用光纖以太網(wǎng)等常見接入技術實現(xiàn)個人計算機或小型局域網(wǎng)與Internet的連接。本單元主要內容任務6.1選擇接入技術任務6.2利用光纖以太網(wǎng)接入Internet任務6.3實現(xiàn)Internet連接共享任務6.1選擇接入技術【任務目的】（1）了解廣域網(wǎng)的設備和標準；（2）了解接入網(wǎng)的基本知識；（3）了解常用的接入技術?！竟ぷ鳝h(huán)境與條件】

（1）安裝Windows操作系統(tǒng)的計算機；（2）能夠接入Internet的網(wǎng)絡環(huán)境。6.1.1廣域網(wǎng)設備廣域網(wǎng)主要實現(xiàn)大范圍內的遠距離數(shù)據(jù)通信，因此廣域網(wǎng)在網(wǎng)絡特性和技術實現(xiàn)上與局域網(wǎng)存在明顯的差異。廣域網(wǎng)中的設備多種多樣。通常把放置在用戶端的設備稱為客戶端設備（CPE）或數(shù)據(jù)終端設備（DTE），如路由器、終端或PC。大多數(shù)DTE的數(shù)據(jù)傳輸能力有限，兩個距離較遠的DTE不能直接連接起來進行通信。DTE首先應使用銅纜或光纖連接到最近服務提供商的中心局（CO）設備，再接入廣域網(wǎng)。從DTE到CO的這段線路稱為本地環(huán)路。在DTE和WAN網(wǎng)絡之間提供接口的設備稱為數(shù)據(jù)電路終端設備（DCE。DCE將來自DTE的用戶數(shù)據(jù)轉變?yōu)閺V域網(wǎng)設備可接受的形式，提供網(wǎng)絡內的同步服務和交換服務。DTE和DCE之間的接口要遵循物理層協(xié)議。6.1.1廣域網(wǎng)設備6.1.2廣域網(wǎng)標準1.廣域網(wǎng)物理層標準廣域網(wǎng)物理層標準主要描述了如何面對廣域網(wǎng)服務提供電氣、機械、規(guī)程和功能特性，以及DTE和DCE之間的接口。廣域網(wǎng)的各種連接類型在物理層都使用同步或異步串行連接。6.1.2廣域網(wǎng)標準6.1.2廣域網(wǎng)標準2.廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層標準廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層定義了傳輸?shù)竭h程站點的數(shù)據(jù)的封裝格式，并描述了在單一數(shù)據(jù)路徑上各系統(tǒng)間的幀傳送方式。為確保使用正確的封裝協(xié)議，必須為每個路由器的串行接口配置所用的數(shù)據(jù)鏈路層封裝類型。封裝協(xié)議的選擇取決于廣域網(wǎng)的技術和設備。常用的廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層封裝協(xié)議主要有：

PPP（PointtoPointProtocol，點對點協(xié)議）：通過同步電路和異步電路提供路由器到路由器和主機到網(wǎng)絡的連接。PPP可以和多種網(wǎng)絡層協(xié)議協(xié)同工作。

SLIP（SerialLineInternetProtocol，串行線路互連協(xié)議）：使用TCP/IP實現(xiàn)點對點串行連接的標準協(xié)議，已經基本上被PPP取代。6.1.2廣域網(wǎng)標準

HDLC（High-LevelDataLinkControl，高級數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議）：按位訪問的同步數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，定義了同步串行鏈路上使用幀標識和校驗和的數(shù)據(jù)封裝方法。當鏈路兩端均為Cisco設備時，它是點對點專用鏈路和電路交換連接上默認的封裝類型，是同步PPP的基礎。

X.25／平衡式鏈路訪問程序（LAPB）：定義DTE與DCE間如何連接的ITU-T標準，用于在公用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡上維護遠程終端訪問與計算機的通信，已被幀中繼取代。幀中繼（FrameRelay）：一種高性能的分組交換式廣域網(wǎng)協(xié)議，可以被應用于各種類型的網(wǎng)絡接口中。由于幀中繼是一種面向連接，無內在糾錯機制的協(xié)議，因此適合高可靠性的數(shù)字傳輸設備使用。6.1.2廣域網(wǎng)標準

ATM（AsynchronousTransferMode，異步傳輸模式）：信元交換的國際標準，在定長（53字節(jié)）的信元中能傳輸多種類型的服務，適于高速傳輸（如SONET）。

MPLS（Multi-ProtocolLabelSwitching，多協(xié)議標簽交換協(xié)議）：MPLS獨立于ATM、IP等數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡層協(xié)議，可在任何現(xiàn)有基礎架構上運行。MPLS將IP地址映射為簡單的具有固定長度的標簽，用于不同的包轉發(fā)和包交換技術。MPLS可作為一種經濟的解決方案，用于傳輸電路交換網(wǎng)絡和分組交換網(wǎng)絡的流量。6.1.2廣域網(wǎng)標準3.廣域網(wǎng)的網(wǎng)絡層標準網(wǎng)絡層的主要任務是設法將源節(jié)點發(fā)出的數(shù)據(jù)包傳送到目的節(jié)點，從而向傳輸層提供最基本的端到端的數(shù)據(jù)傳送服務。常見的廣域網(wǎng)網(wǎng)絡層協(xié)議有CCITT的X.25協(xié)議（定義了OSI參考模型的下三層）和TCP/IP協(xié)議中的IP協(xié)議等。6.1.3

Internet與Internet接入網(wǎng)1.Internet

Internet，中文正式譯名為因特網(wǎng)，又叫做國際互聯(lián)網(wǎng)。它是由使用公用語言互相通信的計算機連接而成的全球網(wǎng)絡。1995年10月24日，“聯(lián)合網(wǎng)絡委員會”（FNC）通過了一項關于“Internet”的決議，“聯(lián)合網(wǎng)絡委員會”認為，下述語言反映了對“Internet”這個詞的定義。

Internet指的是全球性的信息系統(tǒng)：通過全球性的唯一的地址邏輯地鏈接在一起。這個地址是建立在“Internet協(xié)議”（IP）或今后其它協(xié)議基礎之上的。

6.1.3

Internet與Internet接入網(wǎng)可以通過“傳輸控制協(xié)議”（TCP）和“Internet協(xié)議”（IP），或者今后其它接替的協(xié)議或與“Internet協(xié)議”（IP）兼容的協(xié)議來進行通信。以讓公共用戶或者私人用戶使用高水平的服務。這種服務是建立在上述通信及相關的基礎設施之上的?！奥?lián)合網(wǎng)絡委員會”從技術的角度來定義Internet，這個定義至少揭示了三個方面的內容：首先，Internet是全球性的；其次，Internet上的每一臺主機都需要有“地址”；最后，這些主機必須按照共同的規(guī)則（協(xié)議）連接在一起。6.1.3

Internet與Internet接入網(wǎng)2.Internet接入網(wǎng)作為承載Internet應用的通信網(wǎng)，宏觀上可劃分為接入網(wǎng)和核心網(wǎng)兩大部分。接入網(wǎng)（AN：AccessNetwork）主要用來完成用戶接入核心網(wǎng)的任務。在ITU-T建議G.963中接入網(wǎng)被定義為：本地交換機（即端局）與用戶端設備之間的連接部分，通常包括用戶線傳輸系統(tǒng)、復用設備、數(shù)字交叉連接設備和用戶/網(wǎng)絡接口設備。

6.1.3

Internet與Internet接入網(wǎng)

Internet接入網(wǎng)分為主干系統(tǒng)、配線系統(tǒng)和引入線3部分。其中主干系統(tǒng)為傳統(tǒng)電纜和光纜；配線系統(tǒng)也可能是電纜或光纜，長度一般為幾百米；而引入線通常為幾米到幾十米，多采用銅線。6.1.3

Internet與Internet接入網(wǎng)3.ISP、ICP和IDC

ISP是用戶接入Internet的服務代理和用戶訪問Internet的入口點。ISP就是Internet服務提供者，具體是指為用戶提供Internet接入服務、為用戶制定基于Internet的信息發(fā)布平臺以及提供基于物理層技術支持的服務商，包括一般意義上所說的網(wǎng)絡接入服務商（IAP）、網(wǎng)絡平臺服務商（IPP）和目錄服務提供商（IDP）。ISP是用戶和Internet之間的橋梁，它位于Internet的邊緣，用接入設備、邊界網(wǎng)關路由器、服務器等設備來接收用戶的輸入并為其提供服務，用戶借助ISP與Internet的連接通道便可以接入Internet。6.1.3

Internet與Internet接入網(wǎng)我國具有國際出口線路的四大Internet運營機構（CHINANET、CHINAGBN、CERNET、CASNET）在全國各地都設置了自己的ISP機構。CHINANET是我國電信部門經營管理的基于Internet網(wǎng)絡技術的中國公用Internet網(wǎng)，通過CHINANET的靈活接入方式和遍布全國各城市的接入點，可以方便地接入國際Internet，享用Internet上的豐富資源和各種服務。CHINANET由核心層、區(qū)域層和接入層組成，核心層主要提供國內高速中繼通道和連接接入層，同時負責與國際Internet的互聯(lián)；接入層主要負責提供用戶端口以及各種資源服務器。6.1.3

Internet與Internet接入網(wǎng)

ICP（Internet內容提供商）指利用ISP線路，通過所設立的網(wǎng)站向廣大用戶綜合提供信息業(yè)務和增值業(yè)務，允許用戶在其域名范圍內進行信息發(fā)布和信息查詢的提供商。新浪、搜狐、163等都是國內知名的ICP。

IDC（Internet數(shù)據(jù)中心）是電信部門利用已有的Internet通信線路、帶寬資源，建立的標準化的電信專業(yè)級機房環(huán)境，可以為企業(yè)、政府提供服務器托管、租用以及相關增值等方面的全方位服務。IDC的服務器托管業(yè)務主要應用于網(wǎng)站發(fā)布、虛擬主機和電子商務等。通過使用IDC的服務器托管業(yè)務，企業(yè)、政府等無需再建立自己的專門機房、鋪設昂貴的通信線路，也無需高薪聘請網(wǎng)絡工程師，即可解決自己使用網(wǎng)絡和Internet的許多專業(yè)需求。6.1.4接入技術的選擇1.接入技術的分類6.1.4接入技術的選擇2.ISP的選擇（1）ISP所在的位置（2）ISP的性能可靠性：ISP能否保證用戶與Internet的順利連接，在連接建立后能否保證連接不中斷，能否提供可靠的域名服務器、電子郵件等服務。傳輸速率：ISP能否與國家或國際Internet主干連接。出口帶寬：ISP的所有用戶將分享ISP的Internet連接通道，如果ISP的出口帶寬比較窄，可能成為用戶訪問Internet的瓶頸。（3）ISP的服務質量【任務實施】

實訓1了解本地家庭用戶使用的接入業(yè)務請通過Internet登錄本地區(qū)主要ISP的網(wǎng)站或走訪其營業(yè)廳，了解該ISP為家庭用戶提供的接入業(yè)務，了解這些業(yè)務所使用的接入設備、主要技術特點和資費標準，了解使用相應接入技術訪問Internet時的速度和質量。實訓2了解本地企業(yè)用戶使用的接入業(yè)務請通過Internet登錄本地區(qū)主要ISP的網(wǎng)站或走訪其營業(yè)廳，了解該ISP為企業(yè)用戶提供的接入業(yè)務及增值服務。根據(jù)實際情況，走訪本地區(qū)接入Internet的企業(yè)用戶（如學校、網(wǎng)吧或其他企事業(yè)單位），了解其所使用的接入技術及相關費用，了解使用相應接入技術訪問Internet時的速度和質量。任務6.2利用光纖以太網(wǎng)接入Internet【任務目的】（1）了解光纖接入的主要方式。（2）掌握使用光纖以太網(wǎng)將計算機接入Internet的方法?！竟ぷ鳝h(huán)境與條件】

（1）已有的光纖以太網(wǎng)接入服務；（2）安裝Windows操作系統(tǒng)的計算機。6.2.1

FTTx概述光纖由于其大容量、保密性好、不怕干擾和雷擊、重量輕等諸多優(yōu)點，正在得到迅速發(fā)展和應用。主干網(wǎng)線路迅速光纖化，光纖在接入網(wǎng)中的廣泛應用也是一種必然趨勢。光纖接入技術實際就是在接入網(wǎng)中全部或部分采用光纖傳輸介質，構成光纖用戶環(huán)路（或稱光纖接入網(wǎng)），實現(xiàn)用戶高性能寬帶接入的一種方案。6.2.1

FTTx概述1.FTTC

FTTC主要為住宅區(qū)的用戶提供服務，它將光網(wǎng)絡單元設備放置于路邊機箱，可以從光網(wǎng)絡單元接出同軸電纜傳送CATV（有線電視）信號，也可以接出雙絞線電纜傳送電話信號或提供Internet接入服務。2.FTTB

FTTB可以按服務對象分為兩種，一種是為公寓大廈提供服務，另一種是為商業(yè)大樓提供服務，兩種服務方式都將光網(wǎng)絡單元設置在大樓的地下室配線箱處，只是公寓大廈的光網(wǎng)絡單元是FTTC的延伸，而商業(yè)大樓是為中大型企業(yè)單位提供服務，因此必須提高傳輸?shù)乃俾?，以提供高速的電子商務、視頻會議等寬帶服務。6.2.1

FTTx概述3.FTTH對于FTTH，ITU（國際電信聯(lián)盟）認為從光纖端頭的光電轉換器（或稱為媒體轉換器）到用戶桌面不超過100米的情況才是FTTH。FTTH將光纖的距離延伸到終端用戶家里，從而為家庭用戶提供各種多種寬帶服務。6.2.2

FTTx+LAN

FTTx接入方式成本相對較高，而將FTTx與LAN結合，可以大大降低接入成本，同時也可以提供高速的用戶端接入帶寬。FTTx+LAN是一種利用光纖加雙絞線方式實現(xiàn)的寬帶接入方案，采用星型（或樹型）拓撲結構，小區(qū)、大廈、寫字樓內采用綜合布線系統(tǒng)，用戶通過雙絞線或光纖接入網(wǎng)絡，樓道交換機和中心交換機、中心交換機和局端交換機之間通過光纖相連。用戶不需要購買其他接入設備，只需一臺帶有網(wǎng)卡的計算機即可接入Internet，接入速率可以方便的擴展到1Gb/s。FTTx+LAN的穩(wěn)定性高、可靠性強，可以實現(xiàn)遠程辦公、遠程教學、遠程醫(yī)療、VOD點播、視頻會議、VPN等各種業(yè)務。6.2.3

PPPoE

PPPoE（pointtopointprotocoloverEthernet，以太網(wǎng)的點到點連接協(xié)議）是為了滿足越來越多的寬帶上網(wǎng)設備和越來越快的網(wǎng)絡之間的通信而制定的標準，它基于兩個被廣泛接受的標準即Ethernet和PPP（點對點撥號協(xié)議）。PPPoE的實質是以太網(wǎng)和撥號網(wǎng)絡之間的一個中繼協(xié)議，繼承了以太網(wǎng)的快速和PPP的撥號簡單、用戶驗證、IP分配等優(yōu)勢。在實際應用上，PPPoE利用以太網(wǎng)的工作機理，將計算機連接到局域網(wǎng)，采用RFC1483的橋接封裝方式對PPP數(shù)據(jù)包進行LLC/SNAP封裝后，通過連接兩端的PVC（PermanenceVirtualCircuit，固定虛擬連接）與網(wǎng)絡中的寬帶接入服務器之間建立連接，實現(xiàn)PPP的動態(tài)接入?！救蝿諏嵤?/p>

基于光纖的LAN接入方式是一種利用光纖加雙絞線方式實現(xiàn)的寬帶接入方案，其接入成本低，同時可以提供高速的用戶端接入帶寬，是目前最常用的用戶接入方式。實訓1安裝和連接硬件設備實訓2建立PPPoE虛擬撥號連接實訓3訪問Internet任務6.3實現(xiàn)Internet連接共享【任務目的】（1）了解實現(xiàn)Internet連接共享的主要方式；（2）熟悉Windows系統(tǒng)自帶的Internet連接共享的使用方法；（3）熟悉使用代理服務器軟件實現(xiàn)Internet連接共享的方法?！竟ぷ鳝h(huán)境與條件】

（1）已有的Internet接入服務；（2）幾臺安裝Windows操作系統(tǒng)的計算機；（3）代理服務器軟件；（4）交換機及組建網(wǎng)絡所需的其他設備?！鞠嚓P知識】要實現(xiàn)Internet連接共享可通過硬件和軟件兩種方式：硬件方式是指通過路由器、寬帶路由器、無線路由器等實現(xiàn)Internet連接共享。采用硬件方式不但可以實現(xiàn)Internet連接共享，而且寬帶路由器等設備都帶有防火墻和路由功能，設置方便、操作簡單、使用效果好。但硬件方式需要購買專門的接入設備，費用稍高。軟件方式主要是通過代理服務器類和網(wǎng)關類軟件實現(xiàn)Internet連接共享。常用的軟件有CCProxy、SinforNAT、ISA等，Windows操作系統(tǒng)也內置了共享工具“Internet連接共享”。采用軟件方式雖然在方便性上不如硬件方式，而且對服務器的配置要求較高，但由于很多軟件是免費或者系統(tǒng)自帶的，并且可以對網(wǎng)絡進行有效的管理和控制，因此也得到了廣泛的應用。6.3.1寬帶路由器方案寬帶路由器是一種常用的網(wǎng)絡產品，它集成了路由器、防火墻、帶寬控制和管理等基本功能，并內置了多端口的10M/100Mb/s自適應交換機，可以方便的將多臺計算機連接成小型局域網(wǎng)并接入Internet。如果采用FTTx+LAN方式接入Internet，可以選擇一臺寬帶路由器作為交換設備和Internet連接共享設備，如果需要，也可以通過級聯(lián)交換機的方式，成倍地擴展網(wǎng)絡接口。6.3.2無線路由器方案無線路由器（WirelessRouter）是將無線訪問接入點和寬帶路由器合二為一的擴展型產品，它具備寬帶路由器的所有功能，如內置多端口交換機、內置PPPoE虛擬撥號、支持防火墻、支持DHCP、支持NAT等。利用無線路由器可以實現(xiàn)小型無線網(wǎng)絡中的Internet連接共享，實現(xiàn)光纖以太網(wǎng)、光纖到戶等的無線共享接入。6.3.3代理服務器方案代理服務器（Proxy）處于客戶機與服務器之間，對于服務器來說，Proxy是客戶機，對于客戶機來說，Proxy是服務器，它的作用很像現(xiàn)實生活中的代理服務商。在一般情況下，客戶機在使用網(wǎng)絡瀏覽器去連接Internet站點取得網(wǎng)絡信息時，是直接訪問目的站點的Web服務器，然后由目的站點的