第一章 网络系统结构与设计的基本原则（一）

目录

• 1.1 计算机网络的分类
  • 1. 按覆盖地址范围划分：
  • 2. 按计算机网络网络功能划分
• 1.2 Internet 网络结构示意
  • 1.2.1 广域网研究重点：宽带核心交换技术（了解）
  • 1.2.2 交换局域网总体结构
  • 1.2.3 城域网总体结构
  • 1.2.4 宽带城域网总体结构
  • 1.2.5 宽带城域网组建原则
  • 1.2.6 城域网接口技术业务（了解）
  • 1.2.7 基于10GE的城域网方案（RPR重点）
  • 1.2.8 名词解释及补充
• 相应试题
  • 1. 下列不属于局域网发展技术的是（ ）
  • 2. 在组件宽带城网的过程中，主要从哪些方面进行网络管理，不正确是（ ）
  • 3. 设计一个宽带城域网将涉及“三个平台一个人出口”，即网络平台、业务平台、管理平台和（ ）
  • 4. 下列关于宽带城域网核心交换曾的特点描述中，错误的是（ ）
  • 5. 下列关于宽带城域网汇聚层基本功能的描述中，错误的是（）

 

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知识点：

• 计算机网络的分类
• 计算机网络结构特点
• 计算机网络的发展
• 网络接入技术

重点：

• 计算机网络拓扑结构与分类

难点：

• 网络接入技术方法

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1.1 计算机网络的分类

1. 按覆盖地址范围划分：

• 局域网（LAN）：小范围的传输几百米、几千米
• 城域网（MAN）：大范围的传输几十公里，跨地区
• 广域网（WAN）：超大范围的传输几十公路，跨国家、跨地区。
  
  

2. 按计算机网络网络功能划分

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1.2 Internet 网络结构示意

• 局域网接入（LAN）
• 无线局域网接入（WLAN）
• 无线城域网接入（WMAN）
• 电话交换网接入（PSTN）
• 有线电视网接入（CATV）
  
  

1.2.1 广域网研究重点：宽带核心交换技术（了解）

• 公共电话交换网（PSTN）
• 综合业务数字网（ISDN）
• 数字数据网（DDN）
• X.25分组交换网（X.25）
• 帧中继网（FR）
• 异步传输模式网（ATM）
• 千兆以太网（GE）
• 万兆以太网（10GE）
  
  

1.2.2 交换局域网总体结构

1. 局域网LAN：

• 成本低、易维护，自建自管自用
• 传输介质便宜：普通双绞线，实现组网造价降低。

10M	100M	1G	10G
标准以太网（EN）	快速以太网（FE）	千兆以太网（GE）	万兆以太网（10GE）

2. 以太网技术发展的三个方向：

• 提高以太网数据传输速度，从10M提高到100M，再到1G、10G、100G
• 大网划小，分成多个用网桥或路由器互联的网络
• 将共享介质改为交换方式

1.2.3 城域网总体结构

1. 城域网MAN:

• 成本高、技术强，电信级运营商
• 传输介质昂贵：光纤，实现大数据稳定传输，提供45M到150M高速传输
• 多业务发展：满足语音、数据、图像、多媒体应用的需求
  
  

2. 城域网的概念表述
   以光纤为传输介质，提供45Mbps到150Mbps的高传输速度，支持数据、语音、图形与视频综合业务数据传输，可以覆盖跨度在50km到100km的成时范围，实现高速宽带传输的数据通信网络。
   
   
3. 城域网的业务定位：
   城市地区范围内大量居于网系统的互联上
   
   
4. FDDI：实现高速、高可靠和大范围局域网互联。光纤作为传输介质，传输速度100Mbps
   
   
   交换局域网核心设备：局域网交换机
   城域网网络系统核心：保证高速传输和服务质量Qos（Quality of Service，服务质量）
   
   

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1.2.4 宽带城域网总体结构

1. 三层结构作用

• 核心交换层：
  • 可靠性、可扩展性与开放性。
  • 主要承担调整数据交换功能
    
    
• 汇聚层：
  • 分组传输、汇聚、转发处理与交换。
  • 作用：主要承担路由与流量汇聚功能
    
    
• 接入层：
  • 提供网络互联信息服务。
  • 作用：主要承担用户接入与本地流量控制的功能
    
    

2. 三层结构功能

核心层：

• 为汇聚层提供高速分组转发，提供Qos服务质量的数据传输环境。
• 实现与主干网络互联，提供数据出口
• 提供城域网访问互联网所需路由服务
  
  
  汇聚层：
• 汇接接入层用户流量，进行数据分组传输的汇聚、转发与交换
• 根据接入层用户流量，进行本地路由、过滤、流量均衡、Qos优先级管理，以及安全控制、IP地址转换、流量整形等处理
• 根据处理结果把用户流量转发到核心层火灾本地进行路由处理
  
  
  接入层：
  通过各种接入技术，连接最终用户，为所覆盖范围内的用户提供访问互联网的各种信息服务
  
  
  城域网设计重点：（了解）
  在降低网络造价的前提下，系统能够满足当前的数据交换量、接入的用户数与业务类型的要求，并具有可扩展的能力。

注：网络 ——> 汇聚层 ——> 核心层 ——> 广州 ——> 核心层 ——> 汇聚层 ——> 分配给多个用户

3. 三层结构架构优点

• 结构清晰，标准规范
• 各层功能实体之间的定位清楚，便于组建和管理
• 接口开放

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1.2.5 宽带城域网组建原则

基本原则：

• 宽带城域网的可运营性：7*24小时电信级服务系统
• 宽带城域网的可管理性：网络接入、安全管理、IP分配、Qos保证
• 宽带城域网的可盈利性：价值用户开发与价值链培养
• 宽带城域网的可扩展性：有偿服务的信息服务系统的开发与管理

1.2.6 城域网接口技术业务（了解）

1. SDH：同步数字序列
   在不同速度的数位信号的传输提供相应等级的信息结构，包括服用方法和映射方法，以及相关的同步方法组成的一个技术体制
   
   
2. PDH：准同步数字序列
   在数字通信网的每个节点上都分别设置高精准的时钟，这些时钟的信号都具有统一的标准速率。

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1.2.7 基于10GE的城域网方案（RPR重点）

  英语宽带城域网的光以太网乐意有多种实现，其中最为重要的有两种：基于10GE的技术和弹性分组环技术
弹性分组环（RPR）：

1. 一种用于光纤上高效传输IP分组的传输技术，源于CISCO公司提出的动态分组传送（DPT）技术。
2. 弹性分组环（RPR）采用双环结构，这一点与FDDI结构相同，双环中，两个RPR结点之间的裸光纤的最大长度可以达到100km。
3. RPR将沿顺时针传输的光纤叫做外环，逆时针传输的光纤叫做内环。弹性分组环RPR的内环和外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。
4. RPR的内环和外环都可以传输数据分组与控制分组，每一个结点都可以使用两个方向的光纤与相邻结点通信，可以加速控制分组传输

总结特点：

• 带宽利用率高：解决冗余网络传输。传统FDDI环网中，当源结点向目的结点成功的发送一个数据帧之后，这个数据帧要由源节点从环中收回，而RPR限制数据帧只在源结点与目的结点之间的管线端上传输，当源节点成功发送一个数据帧后，这个数据帧要由目的结点从环中收回。
• 公平性好：解决环拥塞和速率限制。RPR环中每个结点都执行SRP公平算法。
• 快速保护和恢复能力强：自愈环设计。能够在 50ms 的时间内隔离出故障结点和光纤段。
• 保证服务质量：分配不同优先级
  
  

宽带城域网光以太网特征：

• 保证带宽资源充分、合理应用；
• 具有认证与授权功能
• 提供计费功能
• 支持 VPN 和防火墙
• 支持MPLS，提供灵活的业务扩展
• 光以太网的造价成本是SONET的 1/5 ，是ATM的 1/10；

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1.2.8 名词解释及补充

1. ISP：互联网服务提供商
2. ICP：互联网内容提供商
3. NSP：网络服务提供商
4. ASP：应用服务提供商
5. PV：电子产品制造商
6. VAR：增值零售商
7. SNMP：宽带城域网带外网络管理是指利用网络管理协议（SNMP）建立网络管理
8. 宽带城域网关键技术：宽带管理、服务质量、网络管理、用户管理、业务接入、统计计费、网络安全、地址安全
9. 宽带城域网保证服务QOS要求的主要技术：资源预留（RSVP）、区分服务（DiffServ）与多协议标记交换（MPLS）

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相应试题

1. 下列不属于局域网发展技术的是（ ）

A. Shared LAN
B. Switched LAN
C. Virtual LAN
D. ATM

答案：D异步传输模式网，Shared LAN 共享式局域网；Switched LAN 交换式局域网；Virtual LAN 虚拟局域网

2. 在组件宽带城网的过程中，主要从哪些方面进行网络管理，不正确是（ ）

A. 提供上网公共账户进行管理
B. 电信级的接入管理和业务管理
C. 提供网络计费能力和网络安全
D. 提供IP地址分配和Qos服务保证等

答案：A，宽带城域网需要提供有足够的网络管理能力且一定要有电信级的大型网路服务质量和网络控制能力。

3. 设计一个宽带城域网将涉及“三个平台一个人出口”，即网络平台、业务平台、管理平台和（ ）

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

答案：C

4. 下列关于宽带城域网核心交换曾的特点描述中，错误的是（ ）

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. 提供宽带成语网的用户访问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
答案：D，上一层为下一层服务，D是汇聚层的功能。

5. 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. 提供用户访问INTERNET所需要的路由服务
B. 汇接接入层的用户流量、进行数据转换和交换
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

答案：A，提供用户访问INTERNET所需要的路由服务是核心交换层，汇聚层主要是处理分组传输的汇聚、转发和交换，根据接入层处理转发到核心层或本地进行路由处理数据