吳功宜-物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論第5章物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)

1、Nankai University1物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論Nankai University第第5章章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展2Nankai University第第 5章章知知識(shí)識(shí)點(diǎn)點(diǎn)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)3Nankai University5.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展史計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展史5.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的四個(gè)階段計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的四個(gè)階段 第一階段第一階段：20世紀(jì)世紀(jì)50年代，年代，數(shù)據(jù)通信數(shù)據(jù)通信技術(shù)技術(shù)與網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)絡(luò)理論基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)研究研究 第二階段第二階段：20世紀(jì)世紀(jì)60年代年代，ARPANET與分組與分組交換技術(shù)交換技術(shù) 第三階段第三階段：20世紀(jì)世

2、紀(jì)70年代中期年代中期，網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化 第四階段第四階段：20世紀(jì)世紀(jì)90年代年代，互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)、高速網(wǎng)絡(luò)、高速網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)發(fā)展無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)發(fā)展4Nankai University計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的主要特點(diǎn)主要特點(diǎn)： 互聯(lián)網(wǎng)作為全球性的網(wǎng)際網(wǎng)與大型信息系統(tǒng)，互聯(lián)網(wǎng)作為全球性的網(wǎng)際網(wǎng)與大型信息系統(tǒng)，在當(dāng)今政治、經(jīng)濟(jì)、文化、科研、教育與社會(huì)在當(dāng)今政治、經(jīng)濟(jì)、文化、科研、教育與社會(huì)生活等方面發(fā)揮了越來越重要的作用生活等方面發(fā)揮了越來越重要的作用 互聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模接入推動(dòng)了接入技術(shù)的發(fā)展，促互聯(lián)網(wǎng)

3、大規(guī)模接入推動(dòng)了接入技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、電信通信網(wǎng)與有線電視網(wǎng)的進(jìn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、電信通信網(wǎng)與有線電視網(wǎng)的“三網(wǎng)融合三網(wǎng)融合” 對(duì)等（對(duì)等（peer-to-peer，P2P）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究，）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究，使得即時(shí)通信、網(wǎng)絡(luò)視頻、網(wǎng)絡(luò)音樂、網(wǎng)絡(luò)游使得即時(shí)通信、網(wǎng)絡(luò)視頻、網(wǎng)絡(luò)音樂、網(wǎng)絡(luò)游戲等新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，進(jìn)一步豐富了人戲等新的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，進(jìn)一步豐富了人與人之間信息交互與共享的方式與人之間信息交互與共享的方式5Nankai University 無(wú)線局域網(wǎng)與無(wú)線城域網(wǎng)技術(shù)日益成熟，并已無(wú)線局域網(wǎng)與無(wú)線城域網(wǎng)技術(shù)日益成熟，并已進(jìn)入應(yīng)用階段進(jìn)入應(yīng)用階段，無(wú)線自組網(wǎng)、無(wú)線傳感器網(wǎng)

4、絡(luò)無(wú)線自組網(wǎng)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究與應(yīng)用受到了高度重視的研究與應(yīng)用受到了高度重視 互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中數(shù)據(jù)采集與錄入從人工方式逐步互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中數(shù)據(jù)采集與錄入從人工方式逐步擴(kuò)展到自動(dòng)方式，通過射頻標(biāo)簽擴(kuò)展到自動(dòng)方式，通過射頻標(biāo)簽RFID、各種、各種類型的傳感器與傳感器網(wǎng)絡(luò)（類型的傳感器與傳感器網(wǎng)絡(luò)（Sense Network），以及光學(xué)視頻感知與攝錄設(shè)備，），以及光學(xué)視頻感知與攝錄設(shè)備，能夠方便、自動(dòng)地采集各種物品、環(huán)境信息，能夠方便、自動(dòng)地采集各種物品、環(huán)境信息，拓寬了人與人、人與物、物與物之間更為廣泛拓寬了人與人、人與物、物與物之間更為廣泛的信息交互，促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的形成與發(fā)展的信息交互，促進(jìn)了物

5、聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的形成與發(fā)展 強(qiáng)烈的社會(huì)需求推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)快速發(fā)展強(qiáng)烈的社會(huì)需求推動(dòng)了網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)快速發(fā)展6Nankai University5.1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的三條主線計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的三條主線7Nankai University5.2 互聯(lián)網(wǎng)的形成與發(fā)展互聯(lián)網(wǎng)的形成與發(fā)展5.2.1 ARPANET研究研究 集中式和非集中式集中式和非集中式 拓?fù)錁?gòu)型拓?fù)錁?gòu)型 分布式網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)錁?gòu)型分布式網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)錁?gòu)型8Nankai University分組交換技術(shù)的基本設(shè)計(jì)思路分組交換技術(shù)的基本設(shè)計(jì)思路 網(wǎng)絡(luò)中沒有一個(gè)中心控制節(jié)點(diǎn)，聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)獨(dú)立地完網(wǎng)絡(luò)中沒有一個(gè)中心控制節(jié)點(diǎn)，聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)獨(dú)立地完成數(shù)據(jù)接收、

6、轉(zhuǎn)發(fā)、接收的功能成數(shù)據(jù)接收、轉(zhuǎn)發(fā)、接收的功能 發(fā)送數(shù)據(jù)的主機(jī)預(yù)先將待發(fā)送的數(shù)據(jù)封裝成多個(gè)短的、發(fā)送數(shù)據(jù)的主機(jī)預(yù)先將待發(fā)送的數(shù)據(jù)封裝成多個(gè)短的、有固定格式的分組有固定格式的分組 如何發(fā)送主機(jī)與接收主機(jī)之間沒有直接連接的通信線如何發(fā)送主機(jī)與接收主機(jī)之間沒有直接連接的通信線路，那么分組就需要通過中間節(jié)點(diǎn)路，那么分組就需要通過中間節(jié)點(diǎn)“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)”，這這種中間轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)就是目前廣泛使用的路由器種中間轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)就是目前廣泛使用的路由器 每個(gè)路由器可以根據(jù)鏈路狀態(tài)與分組的源地址、目的每個(gè)路由器可以根據(jù)鏈路狀態(tài)與分組的源地址、目的地址，通過路由選擇算法為每個(gè)分組選擇合適的傳輸?shù)刂?，通過路由選擇算法為每個(gè)分

7、組選擇合適的傳輸路徑路徑 當(dāng)目的主機(jī)接收到屬于一個(gè)報(bào)文的所有分組之后，再當(dāng)目的主機(jī)接收到屬于一個(gè)報(bào)文的所有分組之后，再將分組中多個(gè)短的數(shù)據(jù)字段組合起來，還原成發(fā)送主將分組中多個(gè)短的數(shù)據(jù)字段組合起來，還原成發(fā)送主機(jī)發(fā)送的報(bào)文機(jī)發(fā)送的報(bào)文9Nankai UniversityARPANET設(shè)計(jì)思想設(shè)計(jì)思想 通信子網(wǎng)結(jié)構(gòu)與分組交換原理示意圖通信子網(wǎng)結(jié)構(gòu)與分組交換原理示意圖10Nankai University ARPANET最早四個(gè)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)最早四個(gè)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)11Nankai UniversityARPANET對(duì)推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的貢獻(xiàn)對(duì)推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的貢獻(xiàn) 開展了對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義與分類方法的開展了對(duì)

8、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義與分類方法的研究研究 提出了資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)的二級(jí)結(jié)構(gòu)提出了資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)的二級(jí)結(jié)構(gòu)概念概念 研究了分組交換協(xié)議與實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究了分組交換協(xié)議與實(shí)現(xiàn)技術(shù) 研究了層次型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的模型與協(xié)研究了層次型網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的模型與協(xié)議體系議體系 開展了開展了TCP/IP協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)研究協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)技術(shù)研究12Nankai University5.2.2 TCP/IP協(xié)議研究與發(fā)展協(xié)議研究與發(fā)展網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基本概念網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基本概念 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中連接的中連接的計(jì)算機(jī)之間要做到有條不計(jì)算機(jī)之間要做到有條不紊地交換數(shù)據(jù)，紊地交換數(shù)據(jù)，就就必須遵守一些事先約定好的必須遵守一些事

9、先約定好的通信規(guī)則通信規(guī)則 協(xié)議是一組控制數(shù)據(jù)交互過程的通信規(guī)則協(xié)議是一組控制數(shù)據(jù)交互過程的通信規(guī)則，這這些規(guī)則明確地規(guī)定所交換數(shù)據(jù)的些規(guī)則明確地規(guī)定所交換數(shù)據(jù)的語(yǔ)義、語(yǔ)義、格式和格式和時(shí)序時(shí)序 為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換制定的通信規(guī)則、約定與標(biāo)準(zhǔn)為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)交換制定的通信規(guī)則、約定與標(biāo)準(zhǔn)被稱為被稱為“網(wǎng)絡(luò)協(xié)議網(wǎng)絡(luò)協(xié)議” TCP/IPTCP/IP協(xié)議協(xié)議是是互聯(lián)網(wǎng)的核心互聯(lián)網(wǎng)的核心協(xié)議協(xié)議13Nankai University 早期早期ARPANET的協(xié)議結(jié)構(gòu)的協(xié)議結(jié)構(gòu)14Nankai University5.2.3 NSFNET對(duì)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的影響對(duì)互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的影響 從從ARPANET到到Internet的

10、發(fā)展過程的發(fā)展過程15Nankai University5.2.4 互聯(lián)網(wǎng)的形成互聯(lián)網(wǎng)的形成 互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)全球范圍的信息資源網(wǎng)，接入互互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)全球范圍的信息資源網(wǎng)，接入互聯(lián)網(wǎng)的主機(jī)可以是信息服務(wù)的提供者，也可以聯(lián)網(wǎng)的主機(jī)可以是信息服務(wù)的提供者，也可以是信息服務(wù)的使用者是信息服務(wù)的使用者 傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用主要有傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用主要有E-mail、TELNET、FTP、BBS與與 Web 互聯(lián)網(wǎng)的全球性與開放性，使人們?cè)敢庠诨ヂ?lián)互聯(lián)網(wǎng)的全球性與開放性，使人們?cè)敢庠诨ヂ?lián)網(wǎng)上發(fā)布和獲取信息網(wǎng)上發(fā)布和獲取信息，瀏覽器、搜索引擎、瀏覽器、搜索引擎、IPTV、IP電話等電話等 P2P技術(shù)的產(chǎn)生，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)

11、的發(fā)展產(chǎn)生重要的技術(shù)的產(chǎn)生，對(duì)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展產(chǎn)生重要的作用，使互聯(lián)網(wǎng)中的信息更豐富、使用更方便作用，使互聯(lián)網(wǎng)中的信息更豐富、使用更方便16Nankai University5.2.5 互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展與信息高速公路的建設(shè)互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展與信息高速公路的建設(shè) 20世紀(jì)世紀(jì)90年代，世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了信息產(chǎn)業(yè)年代，世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已成為衡量的發(fā)展，信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用已成為衡量21世紀(jì)世紀(jì)綜合國(guó)力與企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)準(zhǔn)綜合國(guó)力與企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的重要標(biāo)準(zhǔn) 1993年年9月美國(guó)公布了國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施（月美國(guó)公布了國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施（NII）建設(shè)計(jì)劃，建設(shè)計(jì)劃，NII被形象

12、地稱為信息高速公路被形象地稱為信息高速公路 各國(guó)政府開始認(rèn)識(shí)到信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的各國(guó)政府開始認(rèn)識(shí)到信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要作用，開始制定信息高速公路建設(shè)計(jì)劃重要作用，開始制定信息高速公路建設(shè)計(jì)劃 1995年年2月全球信息基礎(chǔ)設(shè)施委員會(huì)成立，目的月全球信息基礎(chǔ)設(shè)施委員會(huì)成立，目的是推動(dòng)與協(xié)調(diào)各國(guó)信息技術(shù)與信息服務(wù)的發(fā)展與是推動(dòng)與協(xié)調(diào)各國(guó)信息技術(shù)與信息服務(wù)的發(fā)展與應(yīng)用應(yīng)用17Nankai University5.2.6 寬帶城域網(wǎng)與三網(wǎng)融合技術(shù)的發(fā)展寬帶城域網(wǎng)與三網(wǎng)融合技術(shù)的發(fā)展1.寬帶城域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的背景寬帶城域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的背景互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用推動(dòng)電信網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應(yīng)用推動(dòng)

13、電信網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展，電信運(yùn)營(yíng)商的服務(wù)業(yè)務(wù)也從以語(yǔ)音服務(wù)展，電信運(yùn)營(yíng)商的服務(wù)業(yè)務(wù)也從以語(yǔ)音服務(wù)為主，逐步向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方向發(fā)展，引起世界為主，逐步向數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)方向發(fā)展，引起世界范圍內(nèi)大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與企業(yè)重組范圍內(nèi)大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整與企業(yè)重組電信運(yùn)營(yíng)商紛紛將競(jìng)爭(zhēng)重點(diǎn)和大量資金，從電信運(yùn)營(yíng)商紛紛將競(jìng)爭(zhēng)重點(diǎn)和大量資金，從廣域骨干網(wǎng)的建設(shè)轉(zhuǎn)移到支持大量用戶接入、廣域骨干網(wǎng)的建設(shè)轉(zhuǎn)移到支持大量用戶接入、支持多種業(yè)務(wù)的城域網(wǎng)建設(shè)中，為信息產(chǎn)業(yè)支持多種業(yè)務(wù)的城域網(wǎng)建設(shè)中，為信息產(chǎn)業(yè)與現(xiàn)代信息服務(wù)業(yè)的高速發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的與現(xiàn)代信息服務(wù)業(yè)的高速發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)基礎(chǔ)18Nankai University2.

14、 . 三網(wǎng)融合技術(shù)的發(fā)展背景三網(wǎng)融合技術(shù)的發(fā)展背景 “三網(wǎng)融合三網(wǎng)融合”實(shí)質(zhì)上是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、電信通信網(wǎng)與電實(shí)質(zhì)上是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、電信通信網(wǎng)與電視傳輸網(wǎng)技術(shù)的融合、業(yè)務(wù)的融合視傳輸網(wǎng)技術(shù)的融合、業(yè)務(wù)的融合19Nankai University5.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義與分類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義與分類5.3.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義與特征計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)定義與特征 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是“以相互共享資源的方式互聯(lián)起以相互共享資源的方式互聯(lián)起來的自治計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合來的自治計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的集合” 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要特征計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)主要特征： 組建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要目的是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)資組建計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的主要目的是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)資 源的共享源的

15、共享 互聯(lián)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是自治的系統(tǒng)互聯(lián)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是自治的系統(tǒng) 聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)之間的通信必須遵循共同的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)計(jì)算機(jī)之間的通信必須遵循共同的網(wǎng)絡(luò) 協(xié)議協(xié)議20Nankai University5.3.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍進(jìn)行分類按網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍進(jìn)行分類： 個(gè)人區(qū)域網(wǎng)（個(gè)人區(qū)域網(wǎng)（PAN）聯(lián)接用戶身邊聯(lián)接用戶身邊10m之內(nèi)計(jì)算機(jī)、之內(nèi)計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、打印機(jī)、PDA與智能手機(jī)等數(shù)字終端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)與智能手機(jī)等數(shù)字終端設(shè)備的網(wǎng)絡(luò) 局域網(wǎng)（局域網(wǎng)（LAN）覆蓋覆蓋10m10km的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò) 城域網(wǎng)（城域網(wǎng)（MAN）覆蓋覆蓋10km100km的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò) 廣域網(wǎng)（廣域網(wǎng)（WAN）覆

16、蓋覆蓋100km1000km的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)21Nankai University5.3.3 廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)的基本概念 廣域網(wǎng)建設(shè)投資很大，管理困難，廣域網(wǎng)建設(shè)投資很大，管理困難，通常由電信運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)組建、運(yùn)營(yíng)通常由電信運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)組建、運(yùn)營(yíng)與維護(hù)與維護(hù)，因此，因此廣域網(wǎng)是一種公共數(shù)廣域網(wǎng)是一種公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)據(jù)網(wǎng)絡(luò) 廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)需要需要保證保證數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)交換的服務(wù)質(zhì)服務(wù)質(zhì)量（量（QoS），因此，因此廣域網(wǎng)研究的重廣域網(wǎng)研究的重點(diǎn)是寬帶核心交換技術(shù)點(diǎn)是寬帶核心交換技術(shù)22Nankai University5.3.4 城域網(wǎng)的基本概念城域網(wǎng)的基本概念 寬帶城域網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域示意圖寬帶城域網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域

17、示意圖23Nankai University寬帶城域網(wǎng)主要技術(shù)特征寬帶城域網(wǎng)主要技術(shù)特征： 完善的光纖傳輸網(wǎng)是寬帶城域網(wǎng)的基礎(chǔ)完善的光纖傳輸網(wǎng)是寬帶城域網(wǎng)的基礎(chǔ) 傳統(tǒng)電信、有線電視與傳統(tǒng)電信、有線電視與IP業(yè)務(wù)的融合成業(yè)務(wù)的融合成為了寬帶城域網(wǎng)的核心業(yè)務(wù)為了寬帶城域網(wǎng)的核心業(yè)務(wù) 高端路由器和多層交換機(jī)是寬帶城域網(wǎng)高端路由器和多層交換機(jī)是寬帶城域網(wǎng)的核心設(shè)備的核心設(shè)備 擴(kuò)大寬帶接入的規(guī)模與服務(wù)質(zhì)量是發(fā)展擴(kuò)大寬帶接入的規(guī)模與服務(wù)質(zhì)量是發(fā)展寬帶城域網(wǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵寬帶城域網(wǎng)應(yīng)用的關(guān)鍵24Nankai University 寬帶城域網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)寬帶城域網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)25Nankai University 寬

18、帶城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)寬帶城域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)26Nankai University5.4 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的組成與結(jié)構(gòu)5.4.1 早期計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成與結(jié)構(gòu)早期計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)組成與結(jié)構(gòu) 最早出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是廣域網(wǎng)最早出現(xiàn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是廣域網(wǎng) 廣域網(wǎng)設(shè)計(jì)目標(biāo)是將分布在世界各地計(jì)算機(jī)互聯(lián)起來廣域網(wǎng)設(shè)計(jì)目標(biāo)是將分布在世界各地計(jì)算機(jī)互聯(lián)起來 從邏輯功能上看，廣域網(wǎng)是由資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)兩從邏輯功能上看，廣域網(wǎng)是由資源子網(wǎng)與通信子網(wǎng)兩個(gè)部分組成個(gè)部分組成 資源子網(wǎng)包括：主機(jī)與終端、終端控制器、聯(lián)網(wǎng)外設(shè)、資源子網(wǎng)包括：主機(jī)與終端、終端控制器、聯(lián)網(wǎng)外設(shè)、各種網(wǎng)絡(luò)軟件與數(shù)據(jù)資源各種網(wǎng)絡(luò)軟件與數(shù)據(jù)

19、資源，負(fù)責(zé)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)，負(fù)責(zé)全網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理業(yè)務(wù)，向網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)資源與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)向網(wǎng)絡(luò)用戶提供各種網(wǎng)絡(luò)資源與網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 通信子網(wǎng)包括：路由器、各種互聯(lián)設(shè)備與通信線路通信子網(wǎng)包括：路由器、各種互聯(lián)設(shè)備與通信線路，負(fù)責(zé)完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、路由與分組轉(zhuǎn)發(fā)等通信處理負(fù)責(zé)完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸、路由與分組轉(zhuǎn)發(fā)等通信處理任務(wù)任務(wù)27Nankai University5.4.2 ISP的層次結(jié)構(gòu)的層次結(jié)構(gòu) 從互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理的角度，而不是從地理位置和實(shí)際從互聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理的角度，而不是從地理位置和實(shí)際連接的層次、結(jié)構(gòu)的角度，連接的層次、結(jié)構(gòu)的角度，ISP層次結(jié)構(gòu)在一定程度上層次結(jié)構(gòu)在一定程度上反映出互聯(lián)網(wǎng)的邏輯

20、結(jié)構(gòu)反映出互聯(lián)網(wǎng)的邏輯結(jié)構(gòu)28Nankai University5.4.3 互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖29Nankai University 互聯(lián)網(wǎng)中邊緣部分與核心交換部分結(jié)構(gòu)示意圖互聯(lián)網(wǎng)中邊緣部分與核心交換部分結(jié)構(gòu)示意圖30Nankai University5.4.4 IP網(wǎng)絡(luò)：從網(wǎng)絡(luò)：從IPv4到到IPv6 互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)是TCP/IP協(xié)議，它的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，它的網(wǎng)絡(luò)層使用的是使用的是IP協(xié)議協(xié)議 核心交換網(wǎng)中所示的所有路由器都必須支持核心交換網(wǎng)中所示的所有路由器都必須支持IP協(xié)議，因此互聯(lián)網(wǎng)核心交換網(wǎng)協(xié)議，因此互聯(lián)網(wǎng)核心交

21、換網(wǎng)也也稱為稱為IP網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) 其他的通信網(wǎng)絡(luò)，如移動(dòng)通信網(wǎng)不使用其他的通信網(wǎng)絡(luò)，如移動(dòng)通信網(wǎng)不使用IP協(xié)議，協(xié)議，因此將不支持因此將不支持IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)稱為非協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)稱為非IP網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) 由于由于IP網(wǎng)絡(luò)與非網(wǎng)絡(luò)與非IP網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議不同，屬網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議不同，屬于異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)于異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)需要通過具有異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)需要通過具有協(xié)議變換功能的網(wǎng)關(guān)（協(xié)議變換功能的網(wǎng)關(guān)（gateway）來實(shí)現(xiàn)來實(shí)現(xiàn)31Nankai University從從IPv4到到IPv6 IP協(xié)議共出現(xiàn)過協(xié)議共出現(xiàn)過6個(gè)版本，正式形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、個(gè)版本，正式形成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、被采用的是被采用的是IPv4與與IPv6

22、協(xié)議協(xié)議 IPv4協(xié)議是在協(xié)議是在1981年制定的年制定的，地址長(zhǎng)度為地址長(zhǎng)度為32 位位 2011年年2月月3日最后日最后5塊塊IPv4地址被分配給全球地址被分配給全球5大區(qū)域互聯(lián)網(wǎng)注冊(cè)機(jī)構(gòu)之后，大區(qū)域互聯(lián)網(wǎng)注冊(cè)機(jī)構(gòu)之后，IPv4地址全部分地址全部分配完畢配完畢 IPv6協(xié)議具有協(xié)議具有地址空間大地址空間大，能夠，能夠自動(dòng)配置地址自動(dòng)配置地址，安全安全性與性與服務(wù)質(zhì)量服務(wù)質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)好的優(yōu)點(diǎn) 從從IPv4向向IPv6的過渡已經(jīng)是大勢(shì)所趨的過渡已經(jīng)是大勢(shì)所趨32Nankai University5.5 接入技術(shù)接入技術(shù)*5.5.1 接入技術(shù)的基本概念接入技術(shù)的基本概念 接入技術(shù)類型接入技術(shù)類型

23、33Nankai University 接入技術(shù)分類接入技術(shù)分類34Nankai University5.5.2 ADSL接入技術(shù)接入技術(shù) ADSL可以在現(xiàn)有的用戶電話線上通過傳統(tǒng)的電話交換可以在現(xiàn)有的用戶電話線上通過傳統(tǒng)的電話交換網(wǎng)，以不干擾傳統(tǒng)模擬電話業(yè)務(wù)為前提，同時(shí)能夠提網(wǎng)，以不干擾傳統(tǒng)模擬電話業(yè)務(wù)為前提，同時(shí)能夠提供寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)供寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)35Nankai University5.5.3 HFC接入技術(shù)接入技術(shù) HFC技術(shù)用光纖取代有線電視網(wǎng)絡(luò)中干技術(shù)用光纖取代有線電視網(wǎng)絡(luò)中干線同軸電纜線同軸電纜 光纖接到居民小區(qū)的光纖節(jié)點(diǎn)之后，小光纖接到居民小區(qū)的光纖節(jié)點(diǎn)之后，小區(qū)內(nèi)部接入用戶家庭仍然使用同軸電纜，區(qū)內(nèi)部接入用戶家庭仍然使用同軸電纜，形成了光纖與同軸電纜混合使用的傳輸形成了光纖與同軸電纜混合使用的傳輸網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò) 在保證正常電視節(jié)目播放與交互式視頻在保證正常電視節(jié)目播放與交互式視頻點(diǎn)播點(diǎn)播VO