广域网、局域网与城域网技术的发展课件.ppt
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1、,计算机网络技术教程自顶向下的分析与设计方法吴功宜 吴英编著,1,计算机网络技术教程1,第2章广域网、局域网与城域网技术发展,2,第2章2,3,主要内容,3主要内容,2.1 广域网技术特征与发展,2.1.1 广域网的主要特征广域网是一种公共数据网络。广域网通常由电信运营商组建、运营与维护。网络运营商运营的广域网为用户提供高质量的数据传输服务,属于公共数据网络(PDN)的性质。用户使用广域网服务需要向广域网的运营商租用通信线路或其他资源。,4,2.1 广域网技术特征与发展2.1.1 广域网的主要特征,广域网研究的重点是宽带核心交换技术。,早期的广域网主要用于大型计算机系统的互联。互联网中广域网更
2、多地是作为覆盖地区、国家、洲际地理区域的核心交换平台。广域网研究的重点是宽带核心交换技术。,5,广域网研究的重点是宽带核心交换技术。早期的广域网主要用于大型,2.1.2 广域网技术的发展趋势用于构成广域网的主要通信技术与网络类型,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,帧中继(FR)网异步传输模式 (ATM)网吉比特以太网 (GE)与十吉比特以太网 (10GE),6,2.1.2 广域网技术的发展趋势用于构成广域网的主要通信,广域网技术的发展过程,7,广域网技术的发展过程7,从X.25网、帧中继网到ATM网,X.25分组交换网的基本概念,
3、8,从X.25网、帧中继网到ATM网X.25分组交换网的基本概念,帧中继技术发展的背景,传输介质由原来的电缆逐步发展到光纤,光纤的误码率很低,数据传输速率高;局域网的数据传输速率提高得很快,大量局域网之间高速互连的需求越来越强烈;用户计算机性能提高,可以承担一部分原来是由通信子网承担的通信处理功能。,9,帧中继技术发展的背景传输介质由原来的电缆逐步发展到光纤,光纤,帧中继网的特点,高网络吞吐量、低传输延时帧中继是一种采用虚电路的广域网技术,其协议简单、高效,网络吞吐量高、传输延时短;帧中继网工作在物理层与数据链路层,流量控制与纠错功能由高层协议完成;帧中继网处理一个帧的转发延时要比X.25网减
4、小一个数量级;帧中继网的吞吐量要比X.25网提高一个数量级以上;帧中继也称为X.25的流水线方式。,10,帧中继网的特点高网络吞吐量、低传输延时10,提供虚拟专网(VPN)服务,帧中继网的设计目标主要是局域网之间的互连。帧中继网的虚拟专网服务能提供较高的安全性和服务质量。帧中继采用面向连接的方式,为用户提供虚拟专用网络服务。帧中继网在数据链路层VPN技术中占主导地位。,11,提供虚拟专网(VPN)服务帧中继网的设计目标主要是局域网之间,基于帧中继的VPN结构,12,基于帧中继的VPN结构12,从B-ISDN到ATM,ISDN致力于实现的目标:提供一个在世界范围内协调一致的数字通信网络,支持各种
5、通信服务,并在不同的国家采用相同的标准;为在通信网络之间进行数字传输提供完整的标准;提供一个标准的用户接口,使通信网络内部的变化对终端用户透明。,13,从B-ISDN到ATMISDN致力于实现的目标:13,宽带综合业务数据网(B-ISDN)的基本概念,B-ISDN的设计目标是将语音、数据、静态与动态图像的传输,以及传统的服务综合在一个通信网中,覆盖从低传输速率到高传输速率的各种非实时、实时与突发性的传输要求;ATM技术符合B-ISDN的需求,B-ISDN的底层传输网选择了ATM技术。,14,宽带综合业务数据网(B-ISDN)的基本概念B-ISDN的设,ATM技术的主要特点:,ATM采用的是一种
6、面向连接的技术。ATM采用的信元(cell)长度为53B,其中信元头部长度为5B,数据长度为48B;ATM以统计时分多路复用方式来动态分配带宽,网络传输延时小,能够适应实时通信的要求;ATM的数据传输速率为155Mbps2.4Gbps。,15,ATM技术的主要特点:ATM采用的是一种面向连接的技术。15,光网络研究,第一代:铜缆与无线射频;第二代:光纤;第三代:在传输网络中引入光交换机、光路由器,直接 在光层配置光通道的传输网络。,16,光网络研究第一代:铜缆与无线射频;16,光以太网技术,光以太网技术研究的背景利用光纤的巨大带宽资源,以及成熟和广泛应用的Ethernet网技术,为运营商建造新
7、一代的网络提供技术支持;基于这样一个设计思想,一种可运营的光以太网的概念应运而生,从根本上改变电信运营商规划、建设、管理思想。,17,光以太网技术光以太网技术研究的背景17,光以太网的主要特征,根据终端用户的实际应用需求分配带宽,保证带宽资源充分、合理应用;用户访问网络资源必须经过认证和授权,确保用户对网络资源安全的使用;及时获得用户的上网时间记录和流量记录,实行计费功能;支持VPN和防火墙,有效地保证网络安全;提供分级的QoS服务;方便、快速、灵活地适应用户和业务的扩展。,18,光以太网的主要特征根据终端用户的实际应用需求分配带宽,保证带,光以太网的技术优势:,组建同样规模的广域网或城域网,
8、光以太网的造价是SONET的1/5,是ATM的1/10。IEEE已完成速率从10Mbps、100Mbps、1Gbps到10Gbps的Ethernet技术标准制定,正在研发的速率为100Gbps的Ethernet产品;能够覆盖从广域网、城域网到局域网的整个范围。,19,光以太网的技术优势:组建同样规模的广域网或城域网,光以太网的,2.1.3 广域网技术发展与TCP/IP协议的关系,20,2.1.3 广域网技术发展与TCP/IP协议的关系20,2.2 局域网技术演变与发展,2.2.1 局域网技术发展过程,21,2.2 局域网技术演变与发展2.2.1 局域网技术发展过,不同的局域网技术按照时间排列的
9、顺序,22,不同的局域网技术按照时间排列的顺序22,2.2.2 高速以太网技术的研究与发展,局域网发展的基本思路,23,2.2.2 高速以太网技术的研究与发展局域网发展的基本思路,2.2.3 无线局域网技术研究与发展,无线局域网的应用领域:作为传统局域网的扩充;用于建筑物之间的互连;用于移动结点的漫游访问;用于构建特殊的移动网络。,24,2.2.3 无线局域网技术研究与发展无线局域网的应用领域:,无线局域网的分类,无线局域网分为:,红外线局域网扩频局域网窄带微波局域网,红外无线局域网分为:,定向光束红外传输全方位红外传输漫反射红外传输扩频无线局域网分为:跳频扩频(FHSS)直接序列扩频(DSS
10、S),25,无线局域网的分类无线局域网分为:红外线局域网红外无线局域网分,蓝牙技术的研究与发展,蓝牙技术研究的背景1994年,Ericsson公司与IBM、Intel、Nokia和Toshiba等4家公司发起,开发一个用于将计算机与通信设备、附加部件和外部设备,通过短距离的、低功耗的、低成本的无线信道连接的无线标准。这项技术被命名为蓝牙(Bluetooth)技术;特别兴趣组SIG由Ericsson、Intel、IBM、Nokia和Toshiba等公司成立;SIG的主要任务是致力于发展蓝牙规范;1999年7月,SIG发布蓝牙规范1.0版,除了详细规定通信信道与通信过程,还规定13种网络应用所需的
11、专门协议集。,26,蓝牙技术的研究与发展蓝牙技术研究的背景26,无线个人区域网与IEEE802.15.4标准,IEEE802.15.4标准,主要考虑低速无线个人区域网络(LR-WPAN)应用问题;2003年,IEEE批准低速无线个人区域网LR-WPAN标准IEEE802.15.4,为近距离范围内不同设备之间低速互连提供统一标准。,27,无线个人区域网与IEEE802.15.4标准IEEE802.,IEEE802.15.4标准的主要特点,在不同的载波频率下实现20kbps、40kbps和250kbps三种不同的传输速率;支持星形、点-点等2种网络拓扑结构;使用16位和64位的2种地址格式,其中6
12、4位地址是全球惟一的扩展地址;支持冲突避免(CA)的载波侦听多路访问技术;支持确认机制,保证传输可靠性。,28,IEEE802.15.4标准的主要特点在不同的载波频率下实现,ZigBee无线网络技术及应用,ZigBee的基础是IEEE802.15.4标准,早期的名字是HomeRF或FireFly;ZigBee联盟于2001年8月成立;2002年摩托罗拉公司、飞利浦公司、三菱公司与Invensys公司宣布加ZigBee联盟,研究下一代无线网络通信标准;ZigBee适应于数据采集与控制的点多、数据传输量不大、覆盖面广、造价低的应用领域;基于ZigBee的无线传感器网络已在家庭网络、安全监控、汽车自
13、动化、消费电器、儿童玩具、医用设备控制、工业控制、无线定位等领域广泛应用。,29,ZigBee无线网络技术及应用ZigBee的基础是IEEE8,2.3 宽带城域网技术演变与发展,2.3.1 城域网概念的发展与演变早期城域网的技术定位IEEE802最初的表述:城域网是以光纤为传输介质,能够提供45Mbps到150Mbps高传输速率,支持数据、语音与视频综合业务的数据传输,可以覆盖跨度在50公里到100公里的城市范围,实现高速宽带传输的数据通信网络;典型的产品是FDDI;,30,2.3 宽带城域网技术演变与发展2.3.1 城域网概念的,宽带城域网的定义:,宽带城域网是以宽带光传输网为开放平台,以T
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- 广域网 局域网 城域网 技术 发展 课件
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