第15章网络接口.ppt

单击此处编辑母版标题样式,第三级,*,第,15,章,网络接口,本章主要介绍,TCP/IP,流量在各种物理网络上进行传输的协议和接口。,TCP/IP,作为一种互联网络协议，可以运行于大量物理网络之上。这些协议中最常见的并且使用最广泛的协议要数以太网协议（,Ethernet,）了。,1,2,本章知识要点：,以太网,光纤分布式数据接口（,FDDI,）,综合业务数字网（,ISDN,）,串行线路接口协议（,SLIP,）,X.25,网络,帧中继网络,异步传输模式（,ATM,）,3,15.1,以太网,以太网是在,1972,年由,Xerox Palo Alto,研究中心的,Robert Metcalfe,和,David Boggs,设计的基带传输系统。,Metcalfe,后来成立了,3COM,公司，而他在,Xerox,的同事开发了第一个试验性的以太网系统，用以将,Xerox Alto,的个人工作站互连起来，以及把工作站连接到服务器和激光打印机。,15.1.1,以太网的发展,以太网,在,1982,年被第二个版本以太网,（,DIX2.0,）代替，该版本保留了当前标准。,1983,年，,IEEE,的,802,工作组发布了以太网技术的第一个标准。标准的正式名称是,IEEE 802.3,带有冲突检测的载波侦听多路访问（,CSMA/CD,）的访问方法和物理层规范。,IEEE,随后修改了原始标准几个部分，尤其是帧格式定义一处，并于,1985,年发布了,802.3a,标准，被称为瘦以太网，廉价网络或者,10Base2,以太网。,1985,年，,IEEE,还发布了,IEEE 802.3b 10Broad-36,标准，它定义了宽带传输系统，其在同轴电缆系统上的传输速度是,10Mbps,。,4,15.1.2,以太网标准符号,为了区别多种不同的可用的以太网的实现，,IEEE 802.3,委员会开发了简洁的包含以太网系统信息的符号格式，包括的项目有比特率、传输模式、传输介质和网段升序。,IEEE 802.3,格式为：,或者,5,15.1.3,以太网帧格式,在几年中，出现了,4,种,10Mbps,以太网帧格式。网络环境一般指明特定局域网的实现格式。网络环境包括拓朴结构、设备配置、应用和上层协议。,6,15.1.4 10Mbps,以太网,从,20,世纪,80,年代中期到,20,世纪,90,年代后期，,10Mbps,实际上是使用总线拓朴结构的以太局域网的标准传输速率，而不管理使用帧格式。尽管最近的革新促进了具有更高传输速率的新型局域网拓朴结构的发展，但是,10Mbps,局域网仍然十分受欢迎，它包括,10Base-5,、,10Base-2,、,10Base-T,、,10Broad-36,和,10Base-F,。,7,15.1.5,快速以太网,随着信息技术的快速发展，特别是,INTERNET,和多媒体技术的发展，网络数据流量迅速增加，原有的,10Mbps,速率,LAN,已难以满足通信要求，从而对更高速率的,LAN,产品提出了迫切需求。,8,15.1.6,千兆位以太网,千兆以太网可以为园区网络提供,1Gbps,的通信带宽，而且具有以太网简易性；以及和其他类似速率的通信技术比较价格低廉的特点。千兆以太网在当前以太网基础之上平滑过渡，综合平衡了现有的端点工作站、管理工具和培训基础等各种因素。,9,15.2,光纤分布式数据接口（,FDDI,）,FDDI,技术同,IBM,的,Tokenring,技术相似，并具有,LAN,和,Tokenring,所缺乏的管理、控制和可靠性措施，,FDDI,支持长达,2000,米的多模光纤。,FDDI,网络的主要缺点是价格同前面所介绍的“快速以太网”相比贵许多，且因为它只支持光缆和,5,类电缆，所以使用环境受到限制、从以太网升级更是面临大量移植问题。,10,11,15.3,综合业务数字网（,ISDN,）,产生于,80,年代的综合业务数字网（,ISDN,），是基于单一通信网络的能提供包括语音、文字、数据、图像等综合业务的数据网。在此之前，各类不同的公众网同时并存,分别提供不同的业务，造成相对独立的割裂状态例如,电话网提供语音业务、用户电报网提供文字通信业务、电路交换和分组交换网提供数据传输业务等。,12,15.3.1 ISDN,概述,ISDN,从字面上解释是,Integrated Services Digital Network,的缩写，译作综合业务数字网。现代社会需要一种社会的、经济的、快速存取信息的手段，,ISDN,正是在这种需求的背景下,以及计算机技术、通信技术、,VLSI,技术飞速发展的前提下产生的。,ISDN,的目标是提供经济有效的端的数字连接标准，就可在很大的区域范围，甚至全球范围内存取网络的信息。,15.3.2 ISDN,的接口,ISDN,系统结构主要讨论用户和网络之间的接口，该接口也称为数字位管道。用户网络接口是用户和,ISDN,交换系统之间通过比特流的“管道”，无论数字位来自数字电话、数字终端、数字传真还是任何其设备，它们都能通过接口双向传输。,13,15.3.3,宽带,ISDN,（,B-ISDN,）,当今人们对通信的要求越来越高，除原有的语音、数据、传真业务外，不要求综合传输高清晰度电视、广播电视、高速数据传真等宽带业务。计算机技术、微电子技术、宽带通信技术和光纤传输的发展，为满足这些迅猛增长的通信需求提供了基础。,14,15.3.4 ISDN,封装,当您配置远程访问解决方案时，有数种封装选择可以使用。最常用的两种封装为,PPP,（点到点协议）和,HDLC,（高端数据链路控制协议）。,ISDN,的预设为,HDLC,。然而,PPP,较,HDLC,强健许多，因为它能提供绝佳的认证机制，以及协商兼容链接和协议组态。其他端点对端点,ISDN,的封装之一为,LAPB,（平衡式链接存取程序）。,15,15.3.5 ISDN,的用法,ISDN,在网络中有许多种用法，下面将介绍常见的,ISDN,用法：,（,1,）远程访问,（,2,）远程节点,（,3,）小型办公室,/,家庭办公室（,SOHO,）连接,16,17,15.4,串行线路接口协议（,SLIP,）,TCP/IP,协议运行于多种网络介质上：,IEEE 802.3,和,IEEE 820.5 LAN,、,X.25,线路、卫星链路以及串行线路。这些网络中的很多网络已经定义了,IP,消息的封装标准，但是没有定义串行线路的,IP,消息封装标准。,SLIP,是当前串行线路的事实标准，通常用于,TCP/IP,的点到点串行连接。虽然,SLIP,不是一种,Internet,标准，但是它也被,RFC 1055,所记录。,18,15.5 X.25,CCITT,提出的,X.25,协议描述了主机（,DTE,）与分机交换网（,PSN,）之间的接口标准，使主机不必关心网络内部的操作就能方便地实现对各种不同网络的访问。它在,RFC 1456,中进行了描述。,X.25,实际上是,DTE,与,PSN,之间接口的一组协议，它包括物理层、数据链路层和分组层三个层次。,15.5.1 X.25,分组级的功能,X.25,分组级的主要功能是将链路层所提供的连接,DTE-DCE,的一条或多条物理链路复用成数条逻辑信道，并且对每一条逻辑信道所建立的虚电路执行与链路层单链路协议类似的链路建立、数据传输、流量控制、顺序和差错检测、链路的拆除等操作。利用,X.25,分组级协议，可向网络层的用户提供多个虚电路连接，使用户可以同时与公用数据网中若干个其他,X,。,25,数据终端有用户（,DTE,）通信。,19,15.6.2 X.25,分组级分组格式,在分组级上，所有的信息都以分组为基本单位进行传输和处理，无论是,DTE,之间所要传输的数据，还是交换网所用的控制信息，都以分组形式来表示，并按照链路协议穿越,DTE-DCE,界面进行传输。,20,21,15.6,帧中继,帧中继是在用户,-,网络接口之间提供用户信息流的双向传送，并保持顺序不变的一种承载业务。用户信息以帧为单位进行传输，并对岸用户信息流进行统计复用。帧中继是综合业务数字网标准化过程中产生的一种重要技术，它是在数字光纤传输线路逐渐代替原有的模拟线路的技术。,22,15.6.1,帧中继概述,帧中继是继,X.25,后发展起来的数据通信方式。从原理上看，帧中继与,X.25,及,ATM,都同属分组交换一类。但由于,X.25,带宽较窄，而帧中继和,ATM,带宽较宽，所以常将帧中继和,ATM,称为快速分组交换。,15.6.2,帧中继的应用,帧中继既可作为公用网络的接口，也可作为专用网络的接口。专用网络接口的典型实现方式是，为所有的数据设备安装带有帧中继网络接口的,T1,多路选择器，而其他如语音传输、电话会议等应用则仅需安装非帧中继的接口。这两类网络中，连接用户设备和网络装置的电缆可以用不同速率传输数据，一般速率在,56Kbps,到,E1,速率（,2.048Mbps,）间。,23,15.7,异步传输模式（,ATM,）,异步传输模式，又叫信源中继。,ATM,是一种新的体系结构，采用面向连接的交换方式，它以信元为单位。每个信元长,53,字节。其中报头占了,5,字节。,ATM,能够比较理想地实现各种,QoS(,服务质量,),，既能够支持有连接的业务，又能支持无连接的业务。是宽带,ISDN,（,B-ISDN,）技术的典范。,24,25,15.7.1 ATM,概述,异步传输模式（,ATM,）在,ATM,参考模式下由一个协议集组成，用来建立一个在固定,53,字节的数据包（信元）流上传输所有通信流量的机制。固定大小的包可以确保快速且容易地实现交换和多路复用。,ATM,是一种面向连接的技术，也就是说，两个网络系统要建立相互间的通信，需要通知中间介质服务需求和流量参数。,26,15.7.2 ATM,的信元,信元实际上就是分组，只是为了区别于,X.25,的分组，才将,ATM,的信息单元叫做单元。,ATM,的信元具有固定的长度，即总是,53,个字节。其中,5,个字节是信头,(Header),48,个字节是信息段。信头包含各种控制信息，主要是表示信元去向的逻辑地址，另外还有一些维护信息、优先级及信头的纠错码。,15.7.3 ATM,的工作方式,ATM,采用异步时分复用方式工作，来自不同信息源的信元汇集到一起，在一个缓冲器内排队，队列中的信元逐个输出到传输线路，在传输线路上形成首尾相接的信元流。信元的信头中写有信息的标志,(,如,A,和,B),，说明该信元去往的地址，网络根据信头中的标志来转移信元。,27,15.7.4 ATM,上的经典,IP,异步传输模式（,ATM,）上经典,IP,实现的定义在,RFC 2225,中进行了描述，,RFC 2225,是一个建议的标准，根据,RFC 2400,（,STD 1,），这是一种可选的标准。这个,RFC,只考虑,ATM,直接取代“导线（,wire,）”、连接,IP,端站点（,endstation,）（成员）的本地,LAN,网段，以及在基于,LAN,的经典环境中运行的路由器，它没有充分考虑,MAC,层的桥接和,LAN,仿真引起的问题。,28,15.7.5 ATM LAN,仿真,最初在,RFC 1577,中定义的,ATM,上的经典,IP and ARP,是第一次尝试着在,ATM,提供的面向连接的服务之上映射一个无连接网络层协议。这一尝试由,IETP,发起和执行，自然仅仅从,IP,的角度来解决问题。但数据联网的世界不是也永远不会是由单一协议构成的。除,IP,以外，还有大量基于其他网络协议如,SNA/,高级对等联网（,APPN/Advanced Peer-to-Peer Networking,）、,NetBIOS,、,IPX,、,AppleTalk,等的老式,LAN,应用。,29,15.7.6 ATM,上的多协议（,MPOA,）,MPOA,实际上采用了三种互补的技术来构成其基本功能：,ATM,论坛的局域网仿真（,LANE,）协议、,IETF,的下一跳解析协议（,NHRP,）以及虚拟路由器的概念。,30,