《IP數(shù)據(jù)通信》第一章因特網(wǎng)基礎(chǔ)本章要求：了解因特網(wǎng)的發(fā)展及有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織熟悉OSI參考模型和TCP/IP模型的組成及各層的主要作用。掌握因特網(wǎng)地域系統(tǒng)的分類及構(gòu)建方式。掌握TCP/IP主要協(xié)議的作用和基本工作機(jī)制。3第一節(jié)因特網(wǎng)概述因特網(wǎng)的起源－ARPANET四個(gè)發(fā)展階段。因特網(wǎng)和電信網(wǎng)的區(qū)別。有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO（InternationalOrganizationforStandardization），最著名的貢獻(xiàn)為OSI參考模型和OSI協(xié)議族。ANSI（AmericanNationalStandardsInstitute）。ISO的成員，主要的標(biāo)準(zhǔn)有FDDI。EIA（ElectronicIndustriesAssociation）。EIA制定了包括在網(wǎng)絡(luò)上使用的電子傳輸標(biāo)準(zhǔn)。主要的標(biāo)準(zhǔn)有EIA/TIA-232。IEEE（InstituteofElectricalandElectronicEngineers）。主要的標(biāo)準(zhǔn)有IEEE802.3、IEEE802.5。ITU-T（InternationalTelecommunicationUnionTelecommunicationStandardizationSector），其前身是CCITT，主要的標(biāo)準(zhǔn)有X.25。

IAB（InternetActivitiesBoard）互連網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)機(jī)構(gòu)。IAB指定RFC（RequestforComment），并將RFC文檔作為互連網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)。。4網(wǎng)絡(luò)互連參考模型OSI參考模型5TCP/IP協(xié)議模型6應(yīng)用層TCP/IP協(xié)議的設(shè)計(jì)者認(rèn)為高層協(xié)議應(yīng)該包括會(huì)話和表示層的細(xì)節(jié)，他們簡(jiǎn)單地創(chuàng)建了一個(gè)應(yīng)用層來(lái)處理高層協(xié)議、有關(guān)表達(dá)、編碼和對(duì)話控制。TCPAP將所有與應(yīng)用相關(guān)的內(nèi)容都?xì)w為一層，并保證為下一層適當(dāng)?shù)貙?shù)據(jù)分組。應(yīng)用層常見的協(xié)議如下。FTP――文件傳輸協(xié)議。HTTP——超文本傳輸協(xié)議。SNMP——簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議。DNS——域名系統(tǒng)。TFTP——簡(jiǎn)單文件傳輸協(xié)議。TELNET——遠(yuǎn)程終端訪問協(xié)議7傳輸層傳輸層在源主機(jī)和目的主機(jī)對(duì)等實(shí)體之間提供端對(duì)端可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。這一層相當(dāng)于OSI參考模型中的傳輸層，主要處理可靠性、流量控制和重傳等典型問題；在這一層提供了兩個(gè)主要協(xié)議：傳輸控制協(xié)議（TCP）和用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）。TCP提供一種面向連接的可靠的數(shù)據(jù)流服務(wù)，而UDP提供的是無(wú)連接的不可靠服務(wù)，讓用戶根據(jù)應(yīng)用的需求有更多的選擇余地。

81.3

Internet的地址系統(tǒng)IP地址的分類最初使用IP地址時(shí)，使用分類的概念。這種體系結(jié)構(gòu)叫做分類編址。20世紀(jì)90年代中期，一種叫做無(wú)分類編址的新體系出現(xiàn)了，無(wú)分類編址最終會(huì)替代分類編址。雖然目前絕大多數(shù)的因特網(wǎng)地址還在使用分類編址，但過渡還是非常迅速的。

9分類編址：IP地址是一種層次結(jié)構(gòu)的地址，32位的IP地址代表的是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)號(hào)和一個(gè)主機(jī)號(hào)。網(wǎng)絡(luò)號(hào)確定計(jì)算機(jī)所在的網(wǎng)絡(luò)，主機(jī)號(hào)確定計(jì)算機(jī)在該網(wǎng)絡(luò)中所處的位置。在INTERNET中，根據(jù)TCP/IP協(xié)議規(guī)定，每個(gè)IP地址是由32bits的二進(jìn)制數(shù)組成的。10

A類地址：前8位代表網(wǎng)絡(luò)。第0位為特征位，內(nèi)容為0，表明它是A類地址。A類地址共有27-2＝126個(gè)（全0和全1地址具有特殊含義），由于A類地址的網(wǎng)絡(luò)位用24位表示主機(jī)地址，因此這樣的網(wǎng)絡(luò)，理論上可以有連接的主機(jī)數(shù)是224-2＝16777214臺(tái)。所以A類地址主要用于大型網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)網(wǎng)絡(luò)可包含大量的主機(jī)，但網(wǎng)絡(luò)數(shù)量較少。11

B類地址：前16位代表網(wǎng)絡(luò)，第0位和第1位為特征位，內(nèi)容為10，表明它是B類地址；B類地址共有214-2個(gè)，每個(gè)B類地址可帶216-2個(gè)IP主機(jī)。B類地址主要用于中型網(wǎng)絡(luò)。12

C類地址：前24位代表網(wǎng)絡(luò)，第0位、第1位和第2位為特征位，內(nèi)容為110，表明它是C類地址。C類地址共有2097150個(gè)，每個(gè)C類地址可帶254個(gè)IP主機(jī)。C類地址主要用于小型網(wǎng)絡(luò)。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)所帶的主機(jī)數(shù)量較少，但可支持的網(wǎng)絡(luò)數(shù)較多。13

Internet使用D類地址用于多路（多目的）播送地址。多路播送地址表示一些因特網(wǎng)主機(jī)。也就是說(shuō)，多路播送傳送報(bào)文到一個(gè)或更多的主機(jī)。多路播送地址確定因特網(wǎng)上一組特定的主機(jī)。主機(jī)組可以跨越多個(gè)網(wǎng)絡(luò)，可包含無(wú)限多的計(jì)算機(jī)。另外，主機(jī)組成員是動(dòng)態(tài)的，這意味著主機(jī)可以隨意進(jìn)入和退出主機(jī)組。對(duì)像交互式會(huì)議這樣的應(yīng)用，當(dāng)需要發(fā)送信息給多個(gè)但不是所有接收者時(shí)，可以使用多路播送（否則就是廣播了）。支持多路播送的主機(jī)和路由器使用因特網(wǎng)組管理協(xié)議（IGMP）。14IP地址的表示為了便于記憶和書寫，IP地址可以寫成4個(gè)用小數(shù)點(diǎn)隔開的十進(jìn)制整數(shù)，每個(gè)整數(shù)對(duì)應(yīng)一個(gè)字節(jié)。某主機(jī)的IP地址為：11001010011000000001111000000101

通常寫成：A類地址的第一位表示網(wǎng)絡(luò)號(hào)，后三位表示網(wǎng)內(nèi)主機(jī)號(hào)；B類地址的前兩位表示網(wǎng)絡(luò)號(hào)，后兩位表示網(wǎng)內(nèi)主機(jī)號(hào)；C類地址的前三位表示網(wǎng)絡(luò)號(hào)，最后一位表示網(wǎng)內(nèi)主機(jī)號(hào)。如：A類地址表示網(wǎng)絡(luò)號(hào)為10，網(wǎng)內(nèi)主機(jī)號(hào)為28.1.2。15結(jié)合IP地址的特征位和IP地址的十進(jìn)制整數(shù)表示法，我們可以很方便地區(qū)分類IP地址

特征位二進(jìn)制表示的前八位碼組范圍十進(jìn)制表示的前八位碼組范圍地址類別0101100111111110000000—1011111111000000—110111110—127128—191192—223A類B類C類16幾種特殊的IP地址直接廣播地址

TCP/IP規(guī)定，主機(jī)號(hào)各位全為“1”的IP地址用于廣播之用，叫做直接廣播地址（DirectedBroadcasting）。所謂廣播，即同時(shí)向網(wǎng)上的所有主機(jī)發(fā)送報(bào)文，當(dāng)一個(gè)分組被發(fā)送給直接廣播地址時(shí)，這個(gè)分組的拷貝便被發(fā)送到該網(wǎng)絡(luò)的所有主機(jī)。對(duì)一個(gè)廣播型的物理網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)），直接廣播很容易地通過硬件實(shí)現(xiàn)，對(duì)一個(gè)非廣播象網(wǎng)絡(luò)，必須通過軟件將分組的拷貝發(fā)往網(wǎng)內(nèi)各個(gè)主機(jī)，實(shí)現(xiàn)直接廣播功能。有限廣播地址

TCP/IP規(guī)定，32比特全為“1”的IP地址用于本網(wǎng)廣播，該地址叫做有限廣播地址（limitedbroadcastaddress）。主機(jī)在啟動(dòng)過程中，往往不知道本網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)號(hào)，這時(shí)候，若想向本網(wǎng)廣播，就要使用有限廣播地址。本機(jī)地址

TCP/IP規(guī)定，各位全為“0”的網(wǎng)間網(wǎng)地址被解釋成“本”主機(jī)。主機(jī)在啟動(dòng)過程中，通過一系列TCP/IP協(xié)議獲得自己的IP地址，而這些啟動(dòng)協(xié)議間又需要IP地址進(jìn)行通信，顯然，這時(shí)主機(jī)不能提供一個(gè)正確的本機(jī)IP地址，為了解決這個(gè)矛盾，就要使用這個(gè)全“0”的本機(jī)地址。回送地址（LoopbackIP）

A類網(wǎng)絡(luò)地址127是一個(gè)保留地址，用于網(wǎng)絡(luò)軟件測(cè)試以及本機(jī)進(jìn)程間的通信，叫做回送地址。無(wú)論什么程序，一旦使用回送地址發(fā)送數(shù)據(jù)，協(xié)議軟件立即返回之，不進(jìn)行任何網(wǎng)絡(luò)傳輸。TCP/IP規(guī)定，含網(wǎng)絡(luò)號(hào)127的分組不能出現(xiàn)在任何網(wǎng)絡(luò)上，主機(jī)和網(wǎng)關(guān)不能為該地址廣播任何尋徑信息。17子網(wǎng)IP地址類型方案非常靈活，它允許用戶根據(jù)自身需求采用不同類型的地址，大的網(wǎng)絡(luò)在管理、性能和安全等方面存在問題。例如，當(dāng)為一個(gè)單位配置網(wǎng)絡(luò)（有大量主機(jī)）時(shí)，申請(qǐng)一個(gè)B類IP地址，在B類網(wǎng)絡(luò)上可以有上萬(wàn)個(gè)主機(jī)。然而，現(xiàn)在遇到一個(gè)問題：網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃不允許擁有一個(gè)巨大的網(wǎng)絡(luò)來(lái)容納每個(gè)設(shè)備，即便是可能，也會(huì)因管理這樣大的網(wǎng)絡(luò)所遇到的麻煩而拒絕這樣的網(wǎng)絡(luò)。解決辦法是，把網(wǎng)絡(luò)劃分為子網(wǎng)。子網(wǎng)劃分是指把因特網(wǎng)劃分為較小的、更加易于管理的網(wǎng)絡(luò)。如可把上述單位的網(wǎng)絡(luò)（B類）劃分為較小的C類地址，更易于管理，18使用子網(wǎng)編址的網(wǎng)點(diǎn)必須為每個(gè)網(wǎng)設(shè)置32比特的子網(wǎng)掩碼（Subnetmask）。如果網(wǎng)絡(luò)把在IP地址中的相應(yīng)比特看成網(wǎng)絡(luò)地址的—部分的話，則子網(wǎng)掩碼中對(duì)應(yīng)的比特就被置為1，而剩下的那些比特看成是主機(jī)標(biāo)識(shí)符，把它們置為0。例如，32比特子網(wǎng)掩碼：

11111111111111111111111100000000指明前3個(gè)字節(jié)標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)，而第四個(gè)字節(jié)標(biāo)識(shí)了該網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)。子網(wǎng)掩碼中對(duì)應(yīng)于網(wǎng)絡(luò)部分的比特都應(yīng)為1。計(jì)算機(jī)用子網(wǎng)掩碼和IP地址相與來(lái)提取地址中的網(wǎng)絡(luò)地址部分，然后比較目的IP地址和本地IP地址，并決定目的地是在本地子網(wǎng)上還是在遠(yuǎn)地子網(wǎng)上。將A類地址劃分為若干個(gè)本地B類地址，將B類地址劃分為若干個(gè)本地C類地址的方式稱為標(biāo)準(zhǔn)子網(wǎng)劃分。它們的子網(wǎng)掩碼是用標(biāo)準(zhǔn)的字節(jié)來(lái)劃分的。19非標(biāo)準(zhǔn)子網(wǎng)

子網(wǎng)掩碼為分割網(wǎng)絡(luò)提供了許多靈活的選擇。然而經(jīng)常在劃分子網(wǎng)時(shí)需要更多的靈活性。例如，有一個(gè)B類地址，但并不想把它們劃分成許多C類子網(wǎng)，而是要使用很少幾個(gè)子網(wǎng)。或者可能需要超過254個(gè)子網(wǎng)，在每個(gè)子網(wǎng)上只容納很少幾臺(tái)機(jī)器。有時(shí)希望將C類地址劃分為多個(gè)小子網(wǎng)等?？慈缦路菢?biāo)準(zhǔn)子網(wǎng)掩碼：

從上面的網(wǎng)絡(luò)地址分配中可以看到：網(wǎng)絡(luò)ID沒有用滿第三個(gè)字節(jié)中的所有位，只分配了該字節(jié)的前3位。第三個(gè)字節(jié)剩下的5位和第四個(gè)字節(jié)的所有位分給了主機(jī)ID。20配置非標(biāo)準(zhǔn)子網(wǎng)掩碼的步驟如下。

（1）計(jì)算需要多少個(gè)網(wǎng)絡(luò)和每個(gè)網(wǎng)絡(luò)上需要多少臺(tái)主機(jī)。

（2）以二進(jìn)制形式算出實(shí)現(xiàn)第一步設(shè)計(jì)的子網(wǎng)掩碼。

（3）決定由配置產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)ID。

（4）決定由配置產(chǎn)生的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的合法主機(jī)ID的范圍。21舉例：假如一個(gè)單位申請(qǐng)了一個(gè)C類地址202.112.109，在此單位有8個(gè)部門。為了便于管理，準(zhǔn)備把C類地址分為8個(gè)子網(wǎng)，其子網(wǎng)掩碼是什么？

分析：根據(jù)地址類別的定義，一個(gè)C類地址的標(biāo)準(zhǔn)子網(wǎng)掩碼是FF.FF.FF.00（或），為了把202.112.109的C類網(wǎng)分為8個(gè)子網(wǎng)，我們需要3個(gè)比特來(lái)表示子網(wǎng)。如圖1?5。結(jié)果：子網(wǎng)掩碼是FF.FF.FF.E0（或24）。22超網(wǎng)子網(wǎng)用來(lái)在Internet上保留IP地址，有效地使用子網(wǎng)從而避免浪費(fèi)地址。然而子網(wǎng)的劃分沒有解決這樣的問題，許多大型機(jī)構(gòu)需要多于一個(gè)C類地址所能提供的地址，但少于一個(gè)B類地址所能提供的地址，更何況現(xiàn)在B類地址已經(jīng)分配完畢，因此人們發(fā)展了超網(wǎng)技術(shù)。超網(wǎng)是一種用于從小地址類型產(chǎn)生大型網(wǎng)絡(luò)的重要方法，它也防止在Internet上浪費(fèi)大量的IP地址。23無(wú)分類編址舉例：如果某組織得到的地址塊為4/27，試問該地址塊的第一個(gè)地址和最后一個(gè)地址是多少，共有多少個(gè)地址?

解：前綴長(zhǎng)度是27，表示地址的前27位是固定不變的，把其余的5位置0就是第一個(gè)地址，將其余5位全部置1就是最后一個(gè)地址。5位地址空間共有地址25＝32個(gè)地址。當(dāng)然，這5位中的全0和全1是不能分配給網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的，可用地址有30個(gè)。用二進(jìn)制表示如下。

第一個(gè)地址：10100111110001111010101001000000

掩碼為：11111111111111111111111111100000

最后一個(gè)地址：1010011111000111101010100101111124無(wú)分類編址劃分子網(wǎng)：使用無(wú)分類編址也可以劃分子網(wǎng)。這個(gè)概念和前面講的分類編址劃分子網(wǎng)的概念十分相似。當(dāng)一個(gè)組織得到了一個(gè)地址塊時(shí)，給定的前綴是不可變的，網(wǎng)絡(luò)管理員可以利用可變的后綴部分的若干位作為子網(wǎng)地址。方法是增加前綴長(zhǎng)度。

例：一個(gè)組織分配到地址塊／25，若這個(gè)組織需要4個(gè)子網(wǎng)，該如何劃分?

解：4個(gè)子網(wǎng)需要2位（22＝4），將子網(wǎng)前綴長(zhǎng)度增加2位，即27位。

這里子網(wǎng)的地址用到了00和11，似乎違反了IP地址的使用規(guī)則，但是應(yīng)該注意，僅有這兩位全0或全1并不會(huì)形成網(wǎng)絡(luò)地址或主機(jī)地址或者二者同時(shí)全0或全1的局面。但在分配主機(jī)的地址時(shí)，注意不要將全0或全1分配給某個(gè)主機(jī)。25網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）用來(lái)實(shí)現(xiàn)私有網(wǎng)絡(luò)地址與公有網(wǎng)絡(luò)地址之間的轉(zhuǎn)換。26內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)地址是網(wǎng)段，而對(duì)外的正式IP地址是3。內(nèi)部主機(jī)8以WWW方式訪問Internet上的WWW服務(wù)器51。主機(jī)8發(fā)出一個(gè)報(bào)文，選擇源端口號(hào)6084，目的端口號(hào)80。在通過具備NAT功能的路由器后，該報(bào)文的源地址和端口號(hào)改為3和32814，目的地址與端口號(hào)不作改變。當(dāng)WWW服務(wù)器返回結(jié)果時(shí)，該路由器會(huì)將返回報(bào)文中的目的地址及端口號(hào)轉(zhuǎn)化為8和6084。這樣，內(nèi)部主機(jī)8就可以訪問Internet上的WWW服務(wù)器了。27網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換（NAT）、代理服務(wù)器和域名系統(tǒng)（DNS）的區(qū)別（1）NAT負(fù)責(zé)私有和公有IP地址之間的轉(zhuǎn)換，它對(duì)源和目的主機(jī)來(lái)說(shuō)是透明的，就是說(shuō)它通過具有NAT功能的設(shè)備自動(dòng)完成?？梢哉J(rèn)為NAT工作在第三（網(wǎng)絡(luò)）層。

（2）代理服務(wù)器對(duì)源和目的主機(jī)來(lái)說(shuō)不是透明的，源主機(jī)必須事先做好設(shè)置并在需要時(shí)向代理服務(wù)器提出服務(wù)（如HTTP）請(qǐng)求，而目的主機(jī)也認(rèn)為它是在跟代理服務(wù)器打交道。另外，在代理服務(wù)器上可以配置防火墻和NAT。代理服務(wù)器通常工作在第四（傳送）層或以上。

（3）DNS負(fù)責(zé)域名（如WWW.）和IP地址的相互轉(zhuǎn)換，是一個(gè)提供域名和IP地址映射的分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)?？梢哉J(rèn)為DNS工作在應(yīng)用層。28地址解析協(xié)議ARP/RARPARP（AddressResolutionProtocol），即地址解析協(xié)議，它負(fù)責(zé)從IP地址到物理地址的映射；RARP（ReserveAddressResolutionProtocol）即反向地址解析協(xié)議，它負(fù)責(zé)從物理從物理地址到IP地址的映射。在TCP/IP協(xié)議棧中，它們位于網(wǎng)絡(luò)接口層。從IP地址到物理地址的映射ARP協(xié)議負(fù)責(zé)從IP地址到物理地址的轉(zhuǎn)換。ARP軟件維護(hù)著一張IP地址到物理地址的映射表，它是動(dòng)態(tài)生成的。當(dāng)ARP接收到轉(zhuǎn)換IP地址的請(qǐng)求時(shí)，就在表中尋求該地址，如果找到，就將對(duì)應(yīng)的物理地址返回給請(qǐng)求軟件；否則，就向該物理網(wǎng)絡(luò)的每一個(gè)主機(jī)廣播一個(gè)ARP請(qǐng)求報(bào)文，該報(bào)文包含著請(qǐng)求轉(zhuǎn)換的IP地址，如果一個(gè)接收主機(jī)識(shí)別出該IP地址就是它自己，便向請(qǐng)求主機(jī)回送一個(gè)ARP響應(yīng)，回答自己的物理地址。ARP隨即將這個(gè)物理地址存儲(chǔ)在自己的ARP表中。從物理地址到IP地址的映射RARP協(xié)議負(fù)責(zé)物理地址到IP地址的轉(zhuǎn)換。與ARP軟件類似，RARP軟件維護(hù)著一張物理地址到IP地址的映射表。29網(wǎng)間互連協(xié)議IPIP協(xié)議是INTERNET上最重要的協(xié)議軟件之一。它詳細(xì)規(guī)定了INTERNET上的計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信時(shí)應(yīng)當(dāng)遵守的規(guī)則。IP負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)上傳送由TCP或UDP生成的數(shù)據(jù)段。IP協(xié)議對(duì)網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備使用統(tǒng)一的網(wǎng)間網(wǎng)地址，即IP地址，并且根據(jù)IP地址確定路由和目的主機(jī)。30網(wǎng)際控制協(xié)議ICMPICMP負(fù)責(zé)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備狀態(tài)發(fā)出和檢查報(bào)文，是傳遞網(wǎng)絡(luò)控制信息的主要手段，還提供差錯(cuò)報(bào)告功能。ICMP是IP不可分割的一部分，其定義參見RFC792，它使用IP數(shù)據(jù)包傳輸設(shè)施發(fā)送報(bào)文，它發(fā)送的報(bào)文可以為TCP/IP執(zhí)行下列控制、錯(cuò)誤報(bào)告、信息等功能。流控制：當(dāng)數(shù)據(jù)報(bào)到達(dá)的速度太快而無(wú)法處理時(shí)，目的主機(jī)或中間網(wǎng)關(guān)就會(huì)發(fā)送一個(gè)“ICMP源站抑制報(bào)文”（ICMPSoureQuenchMessage）給發(fā)送者，以通知源站點(diǎn)暫時(shí)停止發(fā)送報(bào)文。檢測(cè)不可到達(dá)目的地：當(dāng)目的地不可到達(dá)時(shí)，系統(tǒng)發(fā)送一個(gè)DestinationUnreachableMessage。DUM消息包括網(wǎng)絡(luò)不可到達(dá)、主機(jī)不可到達(dá)、協(xié)議不可到達(dá)和端口不可到達(dá)四種基本類型。網(wǎng)絡(luò)不可到達(dá)表示數(shù)據(jù)包在選路或?qū)ぶ分邪l(fā)生錯(cuò)誤。主機(jī)不可到達(dá)通常表示發(fā)送錯(cuò)誤，如錯(cuò)誤掩碼。協(xié)議不可到達(dá)表示目的地不支持?jǐn)?shù)據(jù)包中指定的高層協(xié)議。端口不可到達(dá)表示TCP端口無(wú)效。重定向路由：消息由路由器發(fā)送給源節(jié)點(diǎn)主機(jī)，以產(chǎn)生更有效的路由選擇。

回響請(qǐng)求：（ICMPEcho）由Ping指令產(chǎn)生，通過該指令測(cè)試網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的可達(dá)性。（ICMPEchoReply）消息表示目的節(jié)點(diǎn)可到達(dá)。RouterAdvertisement（路由通告）RouterSolicitation（路由請(qǐng)求）

ICMPTimeExceeded：當(dāng)IP包的TTL達(dá)到0時(shí)，路由器發(fā)送一個(gè)ICMPTimeExceeded。ICMP協(xié)議提供了兩個(gè)非常有用的網(wǎng)絡(luò)診斷工具PING和TRACE。31因特網(wǎng)組管理協(xié)議IGMP

隨著視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程教學(xué)、視頻點(diǎn)播等應(yīng)用在因特網(wǎng)上的開展，組播技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和重要性逐漸顯現(xiàn)出來(lái)。采用組播技術(shù)后，主機(jī)可以動(dòng)態(tài)地加入或離開某一個(gè)組，發(fā)送源只需將一個(gè)報(bào)文發(fā)送到一個(gè)組地址，則網(wǎng)絡(luò)中的路由器就會(huì)將這個(gè)報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)給每一個(gè)組成員。組播既不向廣播那樣產(chǎn)生大量的廣播報(bào)文，也不像單播那樣需要發(fā)送者給每一個(gè)接收者都傳送一次報(bào)文。因此，組播技術(shù)能夠有效地降低某些應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)帶寬。在網(wǎng)絡(luò)中為了支持組播技術(shù)，前提條件有兩個(gè)：①所有的主機(jī)和路由器需要運(yùn)行因特網(wǎng)組管理協(xié)議；②所有路由器至少要支持一種組播路由協(xié)議。因特網(wǎng)組管理協(xié)議的主要功能是在一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)，為主機(jī)和路由器提供必要的信息交互，以幫助主機(jī)動(dòng)態(tài)地加入和離開某個(gè)特定的組播組。在IPv4網(wǎng)絡(luò)中使用的組管理協(xié)議是IGMP，在IPv6網(wǎng)絡(luò)中使用的組管理協(xié)議是MLD。32傳輸控制協(xié)議TCP

TCP的目的是保證可靠數(shù)據(jù)傳輸，提供無(wú)差錯(cuò)的通信服務(wù)。它把從上層應(yīng)用程序傳來(lái)的數(shù)據(jù)裝配成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)報(bào)，保證數(shù)據(jù)的正確傳輸。TCP是一種可靠的、面向連接的協(xié)議，并可以實(shí)現(xiàn)流控和差錯(cuò)控制。TCP提供的可靠性是利用一種稱為“重傳肯定確認(rèn)（PAR）”機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。TCP是面向連接的，它在兩個(gè)通信主機(jī)之間建立一個(gè)邏輯的端對(duì)端連接，通過握手來(lái)實(shí)現(xiàn)。TCP的流控是通過窗口來(lái)實(shí)現(xiàn)。TCP三步握手過程。33用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議UDP與TCP協(xié)議類似，UDP把應(yīng)用程序傳來(lái)的數(shù)據(jù)裝配成標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)報(bào)，但它不確認(rèn)保證報(bào)文到達(dá)。因此UDP不是很可靠，但效率較高。UDP是無(wú)連接的第四層協(xié)議。與TCP不同，UDP不提供到IP的可靠性、流控和差錯(cuò)控制等功能。由于UDP的簡(jiǎn)明性，可以節(jié)約網(wǎng)絡(luò)開銷。在高層協(xié)議已經(jīng)提供差錯(cuò)和流控的情況下，可以使用UDP。UDP是無(wú)連接的傳輸層協(xié)議（第四層），它屬于互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議家族。UDP是IP與上層進(jìn)程之間的一個(gè)基本接口。UDP協(xié)議端口將運(yùn)行在一個(gè)設(shè)備上的多個(gè)應(yīng)用程序相互區(qū)分開。與TCP不同，UDP不提供到IP的可靠性、流控或差錯(cuò)恢復(fù)功能。由于UDP的簡(jiǎn)明性，與TCP相比，UDP頭包含較少的字節(jié)，并且消耗較少的網(wǎng)絡(luò)開銷。在不需要TCP可靠機(jī)制的情況下，可以使用UDP，例如在高層協(xié)議已經(jīng)提供差錯(cuò)和控制的情況下。

UDP是幾種常用應(yīng)用層協(xié)議使用的傳輸協(xié)議，如網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)（NFS）、簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（SNMP）、主域名稱系統(tǒng)（DNS）和通用文件傳輸協(xié)議（TFTP）。

34第二章IP網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)電信機(jī)務(wù)員培訓(xùn)課程本章要求：了解IP網(wǎng)絡(luò)的基本架構(gòu)熟悉IP城域網(wǎng)的發(fā)展演進(jìn)過程。熟悉寬帶IP城域網(wǎng)的拓?fù)淠Ｐ?。掌握接入網(wǎng)的基本概念和地位作用。熟悉主要的IP接入方式及特性。36IP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)基本組成根據(jù)IP網(wǎng)絡(luò)延伸的距離以及用于連接節(jié)點(diǎn)與網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備類型，可以從總體架構(gòu)上將IP網(wǎng)絡(luò)分為骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)而城域網(wǎng)又可細(xì)分為城域骨干網(wǎng)和接入網(wǎng)兩個(gè)部分。骨干網(wǎng)是指連接國(guó)家間或城市之間的網(wǎng)絡(luò)，這些骨干網(wǎng)是國(guó)家批準(zhǔn)的可以直接和國(guó)外連接的互聯(lián)網(wǎng)。37城域網(wǎng)的地位、作用和發(fā)展方向城域網(wǎng)是城市范圍內(nèi)的通信網(wǎng)絡(luò)，主要承載數(shù)據(jù)、圖像、多媒體、IP接入和各種增值業(yè)務(wù)及智能業(yè)務(wù)，是運(yùn)營(yíng)商建設(shè)和管理的網(wǎng)絡(luò)的一部分，與長(zhǎng)途網(wǎng)和骨干網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互通。因此，城域網(wǎng)不僅是傳統(tǒng)長(zhǎng)途網(wǎng)與接入網(wǎng)的連接橋梁，更是傳統(tǒng)電信網(wǎng)與跨寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的匯接點(diǎn)及今后三網(wǎng)融合的基礎(chǔ)。當(dāng)前，寬帶城域網(wǎng)作為骨干網(wǎng)絡(luò)在本地的延伸，其發(fā)展目標(biāo)是可運(yùn)營(yíng)、可管理、可贏利的多業(yè)務(wù)承載平臺(tái)，滿足商業(yè)客戶、NGN、VNET和互聯(lián)網(wǎng)接入等業(yè)務(wù)在數(shù)據(jù)、語(yǔ)音和視頻等應(yīng)用方面的需求。38城域網(wǎng)的發(fā)展及演變城域網(wǎng)的發(fā)展源于企業(yè)的局域網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)之初，主要出發(fā)點(diǎn)是以最少的成本快速建設(shè)一張連通性網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供接入業(yè)務(wù)?？梢哉f(shuō)當(dāng)初的城域網(wǎng)結(jié)構(gòu)和企業(yè)網(wǎng)結(jié)構(gòu)沒有本質(zhì)區(qū)別，唯一的區(qū)別就是網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不同。然而以以太網(wǎng)技術(shù)為核心的企業(yè)網(wǎng)架構(gòu)應(yīng)用于城域網(wǎng)后，其應(yīng)用背景發(fā)生了質(zhì)的改變，由一種局域網(wǎng)互連應(yīng)用進(jìn)入到網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行運(yùn)營(yíng)和盈利的經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中。原來(lái)基于局域網(wǎng)互連的基礎(chǔ)假設(shè)發(fā)生了動(dòng)搖，這些假設(shè)包括：

不盈利假設(shè)：進(jìn)行局域網(wǎng)互連建設(shè)的目標(biāo)不是通過網(wǎng)絡(luò)來(lái)產(chǎn)生盈利，因此不用考慮計(jì)費(fèi)、業(yè)務(wù)開展等問題，在城域網(wǎng)中，建設(shè)寬帶網(wǎng)絡(luò)的目的就是通過網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營(yíng)來(lái)盈利，因此必須充分考慮計(jì)費(fèi)、業(yè)務(wù)等經(jīng)營(yíng)性問題；

信任假設(shè)：進(jìn)行局域網(wǎng)互連的用戶是基于充分信任的基礎(chǔ)上的，因此對(duì)于用戶進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的權(quán)限、訪問控制等都非常簡(jiǎn)單，采用VLAN等技術(shù)基本就可以解決問題。在城域網(wǎng)中，所有進(jìn)入的用戶是基于不信任的假設(shè)，因此需要充分考慮用戶接入時(shí)的鑒權(quán)和認(rèn)證、用戶二層隔離、用戶間的受控互訪，以及網(wǎng)絡(luò)安全保障等問題。39IP城域網(wǎng)的三個(gè)發(fā)展階段寬帶網(wǎng)絡(luò)從最初的連通性網(wǎng)絡(luò)到未來(lái)可運(yùn)營(yíng)的多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)，經(jīng)歷了三個(gè)發(fā)展階段：連通性的城域網(wǎng)、“可運(yùn)營(yíng)、可管理”的IP城域網(wǎng)、承載電信業(yè)務(wù)的多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)。（1）連通性網(wǎng)絡(luò)

這是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，在這個(gè)階段，通過ADSL或者以太網(wǎng)向用戶提供寬帶接入業(yè)務(wù)，用戶的業(yè)務(wù)主要是傳統(tǒng)的Internet數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（WEB上網(wǎng)、Email、FTP、QQ等），一般不對(duì)用戶進(jìn)行區(qū)分，不識(shí)別用戶。

這個(gè)時(shí)期的城域網(wǎng)是一個(gè)簡(jiǎn)單的連通性網(wǎng)絡(luò)，將以太網(wǎng)交換機(jī)、ADSL的DSLAM、三層交換機(jī)、路由器等設(shè)備按照企業(yè)網(wǎng)建網(wǎng)方法簡(jiǎn)單地組成一張大規(guī)模的連通性網(wǎng)絡(luò)，通過提供包月使用端口，面向公眾用戶提供接入業(yè)務(wù)。

這個(gè)時(shí)期的城域網(wǎng)將原先純粹用于個(gè)人PC機(jī)互聯(lián)的企業(yè)網(wǎng)用于運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)和盈利的運(yùn)營(yíng)活動(dòng)中，網(wǎng)絡(luò)的可運(yùn)營(yíng)性和可管理性的要求不高。40IP城域網(wǎng)的三個(gè)發(fā)展階段“可運(yùn)營(yíng)、可管理”的IP城域網(wǎng)隨著寬帶用戶規(guī)模的不斷擴(kuò)大，由于IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)固有的無(wú)管理、無(wú)運(yùn)營(yíng)特點(diǎn)，運(yùn)營(yíng)商除了包月收費(fèi)的運(yùn)營(yíng)模式之外，無(wú)法象原先的PSTN網(wǎng)那樣為用戶提供各類豐富的業(yè)務(wù)，以不同的資費(fèi)方式為用戶提供區(qū)分服務(wù)。而且一張完全開放的網(wǎng)絡(luò)不加任何控制與管理手段面向公眾用戶接入，網(wǎng)絡(luò)及重要的業(yè)務(wù)服務(wù)器遭受各類攻擊，網(wǎng)絡(luò)的安全性得不到任何保障，在遭受嚴(yán)重攻擊時(shí)，網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)癱瘓。

鑒于運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)要求對(duì)用戶“可知”和“可控”，寬帶接入服務(wù)器（BRAS）開始在城域網(wǎng)中運(yùn)用，通過BRAS完成對(duì)寬帶ADSL、以太網(wǎng)用戶的鑒權(quán)、認(rèn)證和計(jì)費(fèi)，以及基本的安全防護(hù)。41IP城域網(wǎng)的三個(gè)發(fā)展階段精細(xì)運(yùn)營(yíng)的多業(yè)務(wù)承載網(wǎng)隨著通信業(yè)務(wù)的寬帶化，運(yùn)營(yíng)商開始尋求可運(yùn)營(yíng)的增值業(yè)務(wù)，包括IPTV、NGN、3G等等高品質(zhì)業(yè)務(wù)，隨著業(yè)務(wù)的開展，對(duì)網(wǎng)絡(luò)和運(yùn)營(yíng)的要求也不斷提升，IP城域網(wǎng)必須能夠提供滿足高品質(zhì)電信業(yè)務(wù)的帶寬、轉(zhuǎn)發(fā)能力、QoS保障，運(yùn)營(yíng)也針對(duì)單個(gè)用戶進(jìn)行精細(xì)管理。

隨著用戶數(shù)量的急劇增加，寬帶網(wǎng)絡(luò)從傳統(tǒng)的Internet數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（上網(wǎng)、Email等）和樸素的多業(yè)務(wù)演進(jìn)成高品質(zhì)增值業(yè)務(wù)承載網(wǎng)，對(duì)每一種業(yè)務(wù)具有識(shí)別分類、區(qū)分服務(wù)的控制能力。4243圖2?1典型的城域網(wǎng)結(jié)構(gòu)IP網(wǎng)絡(luò)通用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)IP網(wǎng)絡(luò)通用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2-2描述了IP接入網(wǎng)在IP網(wǎng)絡(luò)中的位置，是IP接入網(wǎng)最基礎(chǔ)、最重要的結(jié)構(gòu)圖。從圖中可以看出，IP接入器位于用戶駐地網(wǎng)（CPN）和IP核心網(wǎng)之間，IP接入網(wǎng)與CPN和IP核心網(wǎng)之間的接口均為通用的RP（參考點(diǎn)）。44IP網(wǎng)絡(luò)通用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2?2所示。ADSL

ADSL（AsymmetricDigitalSubscriberLine）的全稱是不對(duì)稱數(shù)字用戶傳輸線。它利用目前先進(jìn)的數(shù)字編碼和調(diào)制解調(diào)技術(shù)，使得在一對(duì)普通電話雙絞線上可傳送高速數(shù)字信號(hào)。ADSL產(chǎn)品使用FDM復(fù)用上、下行信道，并把它們從POTS和ISDN信道分離出來(lái)。在傳輸對(duì)稱速率的ADSL換代產(chǎn)品中，可以使用回波抵消技術(shù)。如果使用簡(jiǎn)單的POTS分離器，最低數(shù)據(jù)信道與POTS信道必須保持適當(dāng)?shù)拈g隔。為充分利用頻譜，ADSL一般采用DMT調(diào)制技術(shù)。DMT將1MHZ的頻譜劃分為256個(gè)帶寬為4.3125kHz的子信道，按實(shí)際測(cè)得的信道質(zhì)量來(lái)確定每個(gè)信道的承載比特?cái)?shù)，以避開那些噪聲太大或損耗太大的子信道從而實(shí)現(xiàn)可靠的通信。ADSL在點(diǎn)—點(diǎn)之間工作時(shí)，不需要媒體接入控制，所以每個(gè)用戶都可工作在連續(xù)全速的環(huán)境下。ADSL速率完全取決于線路的距離，線路越長(zhǎng)，速率越低，可能低于1.5Mbit/s，但一般平均速率可達(dá)6Mbit/s。ADSL使用普通電話線，只需在普通直線電話兩端安裝相應(yīng)的ADSL終端設(shè)備就可享受寬帶技術(shù)，原有電話線路無(wú)需改造，安裝便捷，使用簡(jiǎn)便，可避免用戶因線路改造而引起的布線困難和破壞室內(nèi)裝修等諸多問題的困擾。

ADSL的帶寬上行最高可達(dá)1Mbps，下行最高達(dá)8Mbps，傳輸距離最大可達(dá)4－5Km，實(shí)際應(yīng)用傳輸距離視線路質(zhì)量和傳輸碼速而定。充分滿足了目前所有的寬帶業(yè)務(wù)對(duì)帶寬的要求。ADSL的雙向速率不對(duì)稱性，完全符合用戶使用互聯(lián)網(wǎng)的業(yè)務(wù)特性—“下載的多，上傳的少”，非常適合高速上網(wǎng)和視頻服務(wù)等寬帶業(yè)務(wù)應(yīng)用。但由于上行速率的限制，所以ADSL不適合于1Mbps速率的雙向?qū)ΨQ的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)高速數(shù)據(jù)傳送應(yīng)用。45HDSLHDSL，高速率數(shù)字用戶線，即HDSL/HDSL2（High-data-rateDigitalSubscriberLine）。這是一種上下行速率相同的DSL技術(shù)，它在兩對(duì)銅雙絞線上的兩個(gè)方面上均勻傳送1.544Mbit/s帶寬的數(shù)據(jù)，若是使用三條雙絞線時(shí)速度還可以提升到E1（2.048Mbps）的傳輸速率。因?yàn)镠DSL的傳送速率剛好與T1管線的速率相匹配，所以在北美本地電信局已經(jīng)在可能的情況下，使用該技術(shù)提供本地接入T1業(yè)務(wù)。HDSL的傳送距離比ADSL的傳送距離短，當(dāng)用戶線長(zhǎng)度超過3.6公里時(shí)，電信局需要安裝信號(hào)再生器以延長(zhǎng)業(yè)務(wù)范圍。由于HDSL需要兩對(duì)雙絞線，它主要用于PBX網(wǎng)絡(luò)連接、數(shù)字環(huán)路載波系統(tǒng)、Internet業(yè)務(wù)和專用數(shù)據(jù)網(wǎng)。HDSL是各種DSL技術(shù)中教較成熟的一種，互連性好，傳輸距離較遠(yuǎn)，設(shè)備價(jià)格較低，所以HDSL技術(shù)適用于企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中邊遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)的連接。HDSL通常采用2B1Q或CAP調(diào)制技術(shù)，可以在普通電話線（2對(duì)或3對(duì)線）上達(dá)到T1（1.54Mbps）或E1（2.048Mbps）的傳輸速率，傳輸質(zhì)量?jī)?yōu)異，誤碼率小于10-7，可以達(dá)到光纖傳輸?shù)恼`碼率，傳輸距離遠(yuǎn)，在0.5mm線徑的現(xiàn)路上無(wú)中繼傳輸距離可達(dá)3.66km，此距離一般能滿足用戶線（從用戶到就近電話局）的距離，并且對(duì)其它線的干擾小，線路無(wú)需改造，線路分岔無(wú)需剪除，安裝簡(jiǎn)便易于維護(hù)與管理。46VDSL超高速數(shù)字用戶線（VDSL）是一種在普通的短距離的電話銅線上最高能以52Mbps的速率傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)，它的速度大大高于ADSL，相當(dāng)于T3的數(shù)據(jù)傳輸速率。它可以大大提高因特網(wǎng)的接入速度，提供本地不同區(qū)域網(wǎng)絡(luò)之間的快速鏈接，并可用來(lái)開展視頻信息服務(wù)。VDSL與ADSL不同，后者的干線連接主要是ATM，而VDSL則對(duì)ATM和IP同時(shí)支持，這主要是源于以太網(wǎng)的成熟和向數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)核心的滲透，EthernetoverVDSL則是在接入網(wǎng)方面延伸了以太網(wǎng)的應(yīng)用范圍，是完美的寬帶接入解決方案。

ITU-TG.993.1規(guī)定了VDSL的頻段劃分框架如圖2?3所示，起始頻率為25kHz，終止頻率為12MHz，下行兩個(gè)（DS1、DS2）和上行兩個(gè)（US1、US2）共4個(gè)頻段，另外fg0～fg1頻段為額外的可選頻段。目前國(guó)際上有兩種頻譜劃分方案，一種是北美地區(qū)提出的所謂Plan998（對(duì)應(yīng)于ITU-TG.993.1的BandplanA），該方案被北美和日本作為本地區(qū)唯一的頻譜劃分方案，而歐洲將其作為本地區(qū)的一個(gè)補(bǔ)充方案，同時(shí)歐洲又提出了作為本地區(qū)的一個(gè)主選方案，即所謂的Plan997（對(duì)應(yīng)于ITU-TG.993.1的BandplanB）。

VDSL使用頻譜較寬，最高可達(dá)12MHz。該頻譜范圍可被分割為若干下行（DS）和上行（US）頻段，國(guó)際上常用的頻段劃分方式主要有Plan997和Plan998兩種，如圖2?3所示。Plan998根據(jù)北美業(yè)務(wù)需求劃分，主要面向非對(duì)稱業(yè)務(wù)；Plan997根據(jù)歐洲業(yè)務(wù)需求劃分，主要面向?qū)ΨQ業(yè)務(wù)。47ADSL2/ADSL2+ADSL2/ADSL2+技術(shù)是在原ADSL（ITUG992.1/ITUG.992.2）規(guī)范的基礎(chǔ)之上，在相關(guān)運(yùn)營(yíng)商、設(shè)備廠商的支持推動(dòng)下，由ITU于2002年6月和2003年1月分別推出的兩個(gè)新一代ADSL標(biāo)準(zhǔn)：ADSL2（G992.3）和ADSL2+（G992.5）。

ADSL2/ADSL2+在第一代ADSL的基礎(chǔ)上增加了一些新的特性，ADSL2/ADSL2+新標(biāo)準(zhǔn)所帶來(lái)的傳輸距離2倍延長(zhǎng)、下行速率3倍增長(zhǎng)、出線率20%提升等優(yōu)化措施，有效解決了當(dāng)前ADSL網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模建設(shè)所面臨的覆蓋盲點(diǎn)、視頻業(yè)務(wù)支撐困難、缺乏開通前預(yù)估等諸多問題。48CableMODEM和HFC接入HFC(HybridFiberCoaxial)網(wǎng)是指光纖同軸電纜混合網(wǎng)，它是一種新型的寬帶網(wǎng)絡(luò)，采用光纖到服務(wù)區(qū)，而在進(jìn)入用戶的“最后1公里”采用同軸電纜，最常見的是有線電視網(wǎng)絡(luò)。49無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)（PassiveOpticalNetwork，PON）技術(shù)是為了支持點(diǎn)到多點(diǎn)應(yīng)用而發(fā)展起來(lái)的光接入技術(shù)。PON的本質(zhì)特征就是光分配網(wǎng)（ODN）全部由無(wú)源光器件組成，即光纖分路器及傳輸光纖，而無(wú)其他放大器、轉(zhuǎn)換器等有源光電器件，所以被稱為無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)。這樣避免了外部設(shè)備的電磁干擾和雷電影響，減少了線路和外部設(shè)備的故障率，簡(jiǎn)化了供電配置和網(wǎng)管復(fù)雜度，提高了系統(tǒng)可靠性，同時(shí)節(jié)省了維護(hù)成本。在PON的兩端，光電有源光器件如光發(fā)射接收器等還是必不可少的。50無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)組成無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)由光線路終端（OLT）、光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）和光分配網(wǎng)絡(luò)（ODN）組成。一般其下行采用TDM廣播方式、上行采用TDMA（時(shí)分多址）接入方式，典型結(jié)構(gòu)為樹形結(jié)構(gòu)，如圖2?5所示。根據(jù)其數(shù)據(jù)鏈路層承接數(shù)據(jù)接入方式的不同，目前主要有APON（ATM

PON）、EPON（EthernetPON）和GPON（GigabitPON）這三種主流技術(shù)。51EPONEPON（EthernetoverPassiveOpticalNetwork）：利用無(wú)源光纖網(wǎng)“1對(duì)多”（PointtoMultipoint，P-to-MP）數(shù)據(jù)傳輸，傳輸速率1Gbps，傳輸距離大于10km。該技術(shù)在同一單模光纖中分別采用不同波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)雙向傳輸（下行1510nm、上行1310nm），還保留了一個(gè)1550nm窗口（1530nm～1560nm）用于傳送下行模擬有線電視信號(hào)或作為DWDM技術(shù)利用PON的載體。52GPON簡(jiǎn)介GPON是在APON基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新型PON技術(shù)。由于APON成本高、速率低、系統(tǒng)復(fù)雜，并且在傳輸IP數(shù)據(jù)時(shí)需要進(jìn)行協(xié)議的轉(zhuǎn)換和格式的轉(zhuǎn)換，ITU-T很快推出了用于代替APON的GPON系列標(biāo)準(zhǔn)：G.984.1、G.984.2、G.984.3。由于GPON是在APON的基礎(chǔ)上專門針對(duì)APON的缺點(diǎn)發(fā)展起來(lái)的，所以GPON保留了APON的許多優(yōu)點(diǎn)，與APON有很多相同之處。但GPON更高效、高速，提供從622.080Mb/s到2.4Gb/s的可升級(jí)的框架結(jié)構(gòu)，支持上、下行不對(duì)稱速率(下行2.488Gb/s，上行1.244Gb/s)，支持多業(yè)務(wù)，特別是以本色模式和極高的效率同時(shí)支持?jǐn)?shù)據(jù)和TDM，提供明確的服務(wù)質(zhì)量保證和服務(wù)級(jí)別，具有電信級(jí)的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)和業(yè)務(wù)管理能力。因此，GPON成為目前最為理想的寬帶光接人網(wǎng)技術(shù)。53WLAN接入目前，無(wú)線接入技術(shù)主要包括IEEE的802.11、802.15、802.16和802.20標(biāo)準(zhǔn)，分別為無(wú)線局域網(wǎng)WLAN、無(wú)線個(gè)域網(wǎng)WPAN、藍(lán)牙、無(wú)線城域網(wǎng)WMAN等。其中基于802.11協(xié)議的無(wú)線局域網(wǎng)接入技術(shù)又被稱為無(wú)線保真技術(shù)WiFi（WirelessFidelity）。54802.11系列標(biāo)準(zhǔn)802.11標(biāo)準(zhǔn)及補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)的制定情況如下：802.11，原始標(biāo)準(zhǔn)（2Mbit/s工作在2.4GHz）；802.11a，物理層補(bǔ)充（54Mbit/s工作在5GHz）；802.11b，物理層補(bǔ)充（11Mbit/s工作在2.4GHz）；802.11c，符合802.1D的媒體接入控制層（MAC）橋接（MACLayerBridging）；802.11d，根據(jù)各國(guó)無(wú)線電規(guī)定所做的調(diào)整；802.11e，對(duì)服務(wù)等級(jí)QoS（QualityofService）的支持；802.11f，基站的互連性（Interoperability）；802.11g，物理層補(bǔ)充（54Mbit/s工作在2.4GHz）；802.11h，無(wú)線覆蓋半徑的調(diào)整，室內(nèi)（indoor）和室外（outdoor）信道（5GHz頻段）；802.11i，安全和鑒權(quán)（Authentification）方面的補(bǔ)充；802.11n，導(dǎo)入多重輸入輸出（MIMO）技術(shù)，基本上是802.11a的延伸版。55局域網(wǎng)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)IEEE標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)制定的IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)在OSI開放系統(tǒng)互連參考模型中，將數(shù)據(jù)鏈路層具體又分為邏輯鏈路子層和媒體接入控制子層，扼要說(shuō)明如下。

①邏輯鏈路控制（LLC）子層

邏輯鏈路控制子層（LogicalLinkControlSub1ayer）涉及信息幀在兩個(gè)以上站之間傳輸，這里不需要中間交換節(jié)點(diǎn)。在發(fā)送站，LLC子層將用戶要發(fā)送的信息、信息源與目的地址、差錯(cuò)控制與端到端的信息流量控制成幀，為數(shù)據(jù)信息結(jié)構(gòu)幀，通過媒體接入控制子層（MAC）傳送到終點(diǎn)用戶。收端站則接收幀信息，并進(jìn)行自動(dòng)糾錯(cuò)恢復(fù)信息。

在現(xiàn)存的有線以太網(wǎng)和無(wú)線以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)范了以太網(wǎng)的各種數(shù)據(jù)幀和功能管理幀的幀結(jié)構(gòu)。例如，在無(wú)線以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)中規(guī)范了幀的長(zhǎng)度、幀控制、接入控制、廣播控制、上/下行數(shù)據(jù)和隨機(jī)接入等信道的時(shí)隙安排。

②媒體接入控制（MAC）子層

MAC子層管理網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)站點(diǎn)對(duì)于接入傳輸介質(zhì)的控制。在始發(fā)站，MAC層將信息幀封裝成媒體接入控制幀，通過物理層實(shí)現(xiàn)在物理介質(zhì)中傳輸。媒體接入控制幀包括用戶數(shù)據(jù)、組幀和分幀的定位比特，以及地址和差錯(cuò)檢測(cè)。媒體接入控制地址用于識(shí)別網(wǎng)中各個(gè)站。關(guān)于媒體接入控制子層的標(biāo)準(zhǔn)目前已有IEEE802.3、IEEE802.4、IEEE802.5、IEEE802.6、IEE802.7、IEEE802.11、IEEE802.12、IEEE802.15、IEEE802.16、IEEE802.16a和IEEE802.20等，分別對(duì)于各種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、各種傳輸介質(zhì)、固定和移動(dòng)LAN、MAN網(wǎng)絡(luò)的媒體接入控制作了規(guī)范。56用戶認(rèn)證與接入運(yùn)營(yíng)商建設(shè)網(wǎng)絡(luò)的根本目的在于能夠通過網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)為用戶提供服務(wù)而獲取利潤(rùn)。因此，必須對(duì)使用網(wǎng)絡(luò)的用戶按照一定的原則進(jìn)行計(jì)費(fèi)。而最簡(jiǎn)單的計(jì)費(fèi)方式莫過于采用包月制方式，但由于用戶的需求不一，隨著競(jìng)爭(zhēng)的加劇，這種包月制計(jì)費(fèi)方式將難以適應(yīng)市場(chǎng)需求，因此網(wǎng)絡(luò)必須能夠支持按照用戶使用網(wǎng)絡(luò)資源的情況進(jìn)行計(jì)費(fèi)，要做到這一點(diǎn)，就必須首先能夠?qū)κ褂镁W(wǎng)絡(luò)的用戶進(jìn)行身份認(rèn)證，以防止非法用戶的盜用。57不需要嚴(yán)格認(rèn)證的方法不需要嚴(yán)格認(rèn)證的方法是將用戶靜態(tài)配置的IP地址或者采用DHCP自動(dòng)獲取的IP地址與用戶終端設(shè)備的MAC地址和基于端口的VIANID捆綁在一起，用戶一開機(jī)就自動(dòng)接入到網(wǎng)絡(luò)中，不需要對(duì)用戶的身份進(jìn)行認(rèn)證，上述IP地址、MAC地址與VLANID的捆綁能夠有效地保證合法的終端才能接入網(wǎng)絡(luò)中，能夠確保用戶信息的安全性。不過，這種方法存在著一個(gè)嚴(yán)重的缺陷，只是保證合法終端接入網(wǎng)絡(luò)，而不是保證合法用戶接入網(wǎng)絡(luò)，不管是集團(tuán)用戶還是家庭用戶，對(duì)此都幾乎難以容忍，這直接導(dǎo)致了DHCP+的出現(xiàn)。而且，這種方式目前還不能做到按用戶進(jìn)行計(jì)費(fèi)。因此，這種方式只能在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期包月制情況下使用。58PPPoE/APPPoE/A技術(shù)既能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)客戶端與多個(gè)遠(yuǎn)程主機(jī)連接的功能，又能夠提供類似于PPP的訪問控制和計(jì)費(fèi)功能。使用PPPoE/A技術(shù)，類似于使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議的撥號(hào)服務(wù)方式，每個(gè)主機(jī)使用自己的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議棧，用戶使用他們所熟悉的撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)用戶接口進(jìn)行撥號(hào)。通過，PPPoE/A技術(shù)，每個(gè)用戶可以有他自己的接入管理、計(jì)費(fèi)和業(yè)務(wù)類型。PPPoE/A技術(shù)有IETF的RPC，技術(shù)與設(shè)備比較成熟，可以防止地址沖突與地址盜用，既可以按時(shí)長(zhǎng)計(jì)費(fèi)也可以按流量計(jì)費(fèi)，能夠?qū)μ囟ㄓ脩粼O(shè)置訪問列表過濾或防火墻功能，能夠?qū)唧w用戶訪問網(wǎng)絡(luò)的速率進(jìn)行控制，能夠利用現(xiàn)有的用戶認(rèn)證、管理和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)寬窄帶用戶的統(tǒng)一管理認(rèn)證和計(jì)費(fèi)，能夠方便地提供動(dòng)態(tài)業(yè)務(wù)選擇特性，而這些都是DHCP+所不具備的。因此，目前應(yīng)該使用這種方法建設(shè)寬帶IP城域網(wǎng)。59DHCP+DHCP+是為了適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要而對(duì)傳統(tǒng)的DHCP協(xié)議進(jìn)行了改進(jìn)，主要增加了認(rèn)證功能，即DHCP服務(wù)器在將配置參數(shù)發(fā)給客戶端之前必須將客戶端提供的用戶名和密碼送往RADIUS服務(wù)器進(jìn)行認(rèn)證，通過后才將配置信息發(fā)給客戶端，與PPPoE/A技術(shù)一樣，DHCP+也需要在客戶端上安裝客戶端軟件。但不同的是，DHCP+客戶端與服務(wù)器可以通過在每個(gè)子網(wǎng)內(nèi)增加中繼代理而跨越三層，不一定要在同一個(gè)二層內(nèi)。而且，服務(wù)器只是在獲得IP配置信息階段起作用，以后的通信完全不經(jīng)過它，而PPPoE/A技術(shù)由于服務(wù)器與客戶端之間存在PPP連接，因此服務(wù)器是所有通信的必經(jīng)之路。DHCP+的主要優(yōu)點(diǎn)是使用DHCP+服務(wù)器只在用戶接入網(wǎng)絡(luò)前為用戶提供配置與管理信息，一般不會(huì)成為瓶頸，并能夠很容易地實(shí)現(xiàn)組播的應(yīng)用。但是，DHCP+還沒有正式的標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品和應(yīng)用很少；不能防止地址沖突和地址盜用；不能按流量進(jìn)行計(jì)費(fèi)；不能對(duì)用戶的數(shù)據(jù)流量進(jìn)行控制；并且，應(yīng)用DHCP+需要改變現(xiàn)有的后臺(tái)管理系統(tǒng)。因此，這種方式目前還不具備實(shí)際應(yīng)用的能力，需要等到進(jìn)一步成熟后才能考慮使用。60用戶管理寬帶IP城域網(wǎng)的用戶主要有兩類，即集團(tuán)用戶和家庭用戶，集團(tuán)用戶一般采用包月制方式，不需要認(rèn)證，而家庭用戶一般希望網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)其實(shí)際需要提供業(yè)務(wù)和計(jì)費(fèi)。因此，用戶管理主要是對(duì)需要進(jìn)行嚴(yán)格認(rèn)證的用戶的管理。

相對(duì)于分散認(rèn)證分散管理方式（即將用戶信息放置在靠近用戶的匯集層上，用戶接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)客戶管理系統(tǒng)不需要到遠(yuǎn)端去就能獲取有關(guān)用戶的信息而完成對(duì)用戶的認(rèn)證），采用集中認(rèn)證集中管理方式（城域網(wǎng)中的用戶集中在一起進(jìn)行管理，用戶接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，客戶管理系統(tǒng)利用RADIUS技術(shù)到用戶管理中心獲取有關(guān)用戶的信息，完成對(duì)用戶的認(rèn)證），管理起來(lái)非常方便，特別是在這種情況下，能夠?qū)拵ADIUS服務(wù)器與窄帶的RADIUS服務(wù)器集中放在一起，甚至將兩者合二為一，實(shí)現(xiàn)寬窄帶用戶統(tǒng)一管理：因此，集中認(rèn)證集中管理方式將成為必然的選擇。但是，要注意的是，在這種方式下客戶管理系統(tǒng)可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的大小放置在不同的位置上。61接入帶寬控制用戶如果以以太網(wǎng)方式接入，則城域網(wǎng)提供給用戶的一般是10/100Mbit/s以太網(wǎng)接口，而從實(shí)際情況來(lái)看，用戶對(duì)這樣的速率并不滿意，主要原因有兩個(gè)：一是城域網(wǎng)目前能夠提供的、需要較高帶寬的、能夠吸引用戶的寬帶業(yè)務(wù)并不多，大部分用戶目前還不需要如此高的速率，他們希望運(yùn)營(yíng)商能夠?qū)捀鶕?jù)他們的實(shí)際需要分成多個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)采用不同的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)；二是目前用戶上網(wǎng)大部分是為了訪問城域網(wǎng)之外的業(yè)務(wù)，而由于匯集層/骨干層/業(yè)務(wù)層設(shè)備的限制，在城域網(wǎng)之外速率并不高，因此用戶希望運(yùn)營(yíng)商能夠提供與匯集層/骨干層/業(yè)務(wù)層相適應(yīng)的接入速率，以降低資費(fèi)。從競(jìng)爭(zhēng)角度和業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，用戶的這種合理要求應(yīng)該予以滿足。目前，這種要求可以采用兩種不同方法實(shí)現(xiàn)。一種是在分散放置的客戶管理系統(tǒng)上對(duì)每個(gè)用戶的接入帶寬進(jìn)行控制，另一種是在用戶接入點(diǎn)上對(duì)用戶接入帶寬進(jìn)行控制。62網(wǎng)絡(luò)管理寬帶IP城域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理的要求與因特網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)管理的要求是一樣的，如支持基于WEB、TELNET、GUI和CLI的網(wǎng)絡(luò)管理方式，支持SNMP、RMON等網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議，支持帶內(nèi)和帶外網(wǎng)絡(luò)管理信息通道等。但其特殊性，主要體現(xiàn)在寬帶IP城域網(wǎng)中集中了多個(gè)廠商的設(shè)備，并直接面向各種不同類型的用戶，因此其網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)也應(yīng)該支持這種特殊性，即支持與其他網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的集成，以方便地實(shí)現(xiàn)多個(gè)廠商設(shè)備的統(tǒng)一管理；支持按時(shí)長(zhǎng)、按流量、包月制等多種計(jì)費(fèi)方式或者針對(duì)不同的策略進(jìn)行計(jì)費(fèi)的功能，以滿足城域網(wǎng)不同用戶的需求。63網(wǎng)絡(luò)管理對(duì)于如何管理寬帶IP城域網(wǎng)，目前有4種方式，即采用帶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)管理、帶外網(wǎng)絡(luò)管理、兩種方式同時(shí)使用或者兩種方式混合使用（即城域匯接層及其以上層次的設(shè)備采用帶外網(wǎng)絡(luò)管理，城域匯接層以下設(shè)備采用帶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)管理）。從網(wǎng)絡(luò)層次劃分來(lái)看，城域網(wǎng)城域部分應(yīng)該采用統(tǒng)一的管理方式，而城域網(wǎng)城域接入部分，應(yīng)該根據(jù)具體情況來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體地說(shuō)就是如果運(yùn)營(yíng)商為自己建設(shè)網(wǎng)絡(luò)，則由于投資少、實(shí)現(xiàn)快，能夠滿足全部管理要求，因此宜采用混合方式。如果運(yùn)營(yíng)商為其他投資者建設(shè)網(wǎng)絡(luò)，則應(yīng)該采用帶內(nèi)網(wǎng)絡(luò)管理比較符合實(shí)際情況64電信機(jī)務(wù)員培訓(xùn)課程第3章IP網(wǎng)提供的業(yè)務(wù)本章要求：了解IP網(wǎng)提供的主要業(yè)務(wù)類型。熟悉電子郵件、遠(yuǎn)程登錄、萬(wàn)維網(wǎng)等傳統(tǒng)IP業(yè)務(wù)的基本工作原理。熟悉IPTV、視頻點(diǎn)播（VOD）、VPN等新型業(yè)務(wù)的基本概念、技術(shù)體制、工作原理及發(fā)展現(xiàn)狀。66VOIP業(yè)務(wù)VOIP電話/VOIP網(wǎng)絡(luò)電話是一種利用Internet技術(shù)或網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行語(yǔ)音通信的新業(yè)務(wù)。從網(wǎng)絡(luò)組織來(lái)看，目前比較流行的方式有兩種：一種是利用Internet網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行的語(yǔ)音通信，我們稱之為網(wǎng)絡(luò)電話；另一種是利用IP技術(shù)，電信運(yùn)行商之間通過專線點(diǎn)對(duì)點(diǎn)聯(lián)接進(jìn)行的語(yǔ)音通信。兩者比較，前者具有投資省，價(jià)格低等優(yōu)勢(shì)，但存在著無(wú)服務(wù)等級(jí)和全程通話質(zhì)量不能保證等重要缺陷。67VOIP電話/VOIP網(wǎng)絡(luò)電話工作過程VOIP電話/VOIP網(wǎng)絡(luò)電話（又稱IPPHONE或VoIP）是建立在IP技術(shù)上的分組化、數(shù)字化傳輸技術(shù)，其基本原理是：通過語(yǔ)音壓縮算法對(duì)語(yǔ)音數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼處理，然后把這些語(yǔ)音數(shù)據(jù)按IP等相關(guān)協(xié)議進(jìn)行打包，經(jīng)過IP網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)包傳輸?shù)浇邮盏?，再把這些語(yǔ)音數(shù)據(jù)包串起來(lái)，經(jīng)過解碼解壓處理后，恢復(fù)成原來(lái)的語(yǔ)音信號(hào)，從而達(dá)到由IP網(wǎng)絡(luò)傳送語(yǔ)音的目的。經(jīng)過VOIP電話/VOIP網(wǎng)絡(luò)電話系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換及壓縮處理，每個(gè)普通電話傳輸速率約占用８～11kbit/s帶寬，因此在與普通電信網(wǎng)同樣使用傳輸速率為64kbit/s的帶寬時(shí)，VOIP電話/VOIP網(wǎng)絡(luò)電話數(shù)是原來(lái)的5～8倍。68基本結(jié)構(gòu)及功能VOIP電話/VOIP網(wǎng)絡(luò)電話的基本結(jié)構(gòu)由網(wǎng)關(guān)（GW）和網(wǎng)守（GK）兩部分構(gòu)成。網(wǎng)關(guān)的主要功能是信令處理、H.323協(xié)議處理、語(yǔ)音編解碼和路由協(xié)議處理等，對(duì)外分別提供與PSTN網(wǎng)連接的中繼接口以及與IP網(wǎng)絡(luò)連接的接口。網(wǎng)守的主要功能是用戶認(rèn)證、地址解析、帶寬管理、路由管理、安全管理和區(qū)域管理。一個(gè)典型的呼叫過程是：呼叫由PSTN語(yǔ)音交換機(jī)發(fā)起，通過中繼接口接入到網(wǎng)關(guān)網(wǎng)關(guān)獲得用戶希望呼叫的被叫號(hào)碼后，向網(wǎng)守發(fā)出查詢信息，網(wǎng)守查找被叫網(wǎng)守的IP地址，并根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資源情況來(lái)判斷是否應(yīng)該建立連接。如果可以建立連接，則將被叫網(wǎng)守的IP地址通知給主叫網(wǎng)關(guān)，主叫網(wǎng)關(guān)在得到被叫網(wǎng)關(guān)的IP地址后，通過IP網(wǎng)絡(luò)與對(duì)方網(wǎng)關(guān)建立起呼叫連接，被叫側(cè)網(wǎng)關(guān)向PSTN網(wǎng)絡(luò)發(fā)起呼叫并由交換機(jī)向被叫用戶振鈴，被叫摘機(jī)后，被叫側(cè)網(wǎng)關(guān)和交換機(jī)之間的話音通道被連通，網(wǎng)關(guān)之間則開始利用H.245協(xié)議進(jìn)行能力交換，確定通話使用的編解碼，在能力交換完成后，主被叫方即可開始通話。69關(guān)鍵技術(shù)傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)主要是用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，采用的是盡力而為的、無(wú)連接的技術(shù)，因此沒有服務(wù)質(zhì)量保證，存在分組丟失、失序到達(dá)和時(shí)延抖動(dòng)等情況。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)此要求不高，但話音屬于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，對(duì)時(shí)序、時(shí)延等有嚴(yán)格的要求。因此必須采取特殊措施來(lái)保障一定的業(yè)務(wù)質(zhì)量。VOIP電話/VOIP網(wǎng)絡(luò)電話的關(guān)鍵技術(shù)包括：信令技術(shù)、編碼技術(shù)、實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)、服務(wù)質(zhì)量（QoS）保證技術(shù)、以及網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)等。70信令技術(shù)

信令技術(shù)保證電話呼叫的順利實(shí)現(xiàn)和話音質(zhì)量，目前被廣泛接受的VoIP控制信令體系包括ITUT的H.323系列和IETF的會(huì)話初始化協(xié)議SIP。H.323

ITU的H.323系列建議定義了在無(wú)業(yè)務(wù)質(zhì)量保證的因特網(wǎng)或其它分組網(wǎng)絡(luò)上多媒體通信的協(xié)議及其規(guī)程。H.323標(biāo)準(zhǔn)為局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、INTRANET和Internet上的多媒體提供技術(shù)基礎(chǔ)保障。H.323呼叫建立過程涉及到三種信令：RAS信令（R=注冊(cè)：Registration、A=許可：Admission和S=狀態(tài)：Status）、H.225.0呼叫信令和H.245控制信令。H.245控制信令信道建立于兩個(gè)終端之間，或是一個(gè)終端與一個(gè)網(wǎng)守之間。

71SIP

與H.323相反，SIP是一種比較簡(jiǎn)單的會(huì)話初始化協(xié)議。它不像H.323那樣提供所有的通信協(xié)議，而是只提供會(huì)話或呼叫的建立與控制功能。SIP可以應(yīng)用于多媒體會(huì)議、遠(yuǎn)程教學(xué)及Internet電話等領(lǐng)域。SIP既支持單點(diǎn)發(fā)送（Unicast）也支持多點(diǎn)發(fā)送，會(huì)話參加者和媒體種類可以隨時(shí)加入一個(gè)已存在的會(huì)議。SIP可以用來(lái)呼叫人或機(jī)器設(shè)備，如呼叫一個(gè)媒體存儲(chǔ)設(shè)備記錄一個(gè)會(huì)議，或呼叫一個(gè)點(diǎn)播電視服務(wù)器向會(huì)議播放視頻信號(hào)。SIP是一種應(yīng)用層協(xié)議，可以用UDP或TCP作為其傳輸協(xié)議。與H.323不同的是：SIP是一種基于文本的協(xié)議，用SIP規(guī)則資源定位語(yǔ)言描述（SIPUniformResourceLocators），這樣易于實(shí)現(xiàn)和調(diào)試，更重要的是靈活性和擴(kuò)展性好。由于SIP僅用作初始化呼叫，而不是傳輸媒體數(shù)據(jù)，因而造成的附加傳輸代價(jià)也不大。SIP的URLL甚至可以嵌入到web頁(yè)或其它超文本鏈路中，用戶只需用鼠標(biāo)一點(diǎn)即可發(fā)出一個(gè)呼叫。與H.323相比，SIP還有建立呼叫快，支持傳送電話號(hào)碼的特點(diǎn)。72編碼技術(shù)話音壓縮編碼技術(shù)是VOIP電話/VOIP網(wǎng)絡(luò)電話技術(shù)的一個(gè)重要組成部分。目前，主要的編碼技術(shù)有ITU－T定義的G.729、G.723(G.723.1)等。G.729可將經(jīng)過采樣的64kbit/s話音以幾乎不失真的質(zhì)量壓縮至8kbit/s。由于在分組交換網(wǎng)絡(luò)中，業(yè)務(wù)質(zhì)量不能得到很好保證，因而需要話音的編碼具有一定的靈活性，即編碼速率、編碼尺度的可變可適應(yīng)性。G.729原來(lái)是8kbit/s的話音編碼標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在的工作范圍擴(kuò)展至6.4～11.8kbit/s,話音質(zhì)量也在此范圍內(nèi)有一定的變化，但即使是6.4kbit/s，話音質(zhì)量也還不錯(cuò)，因而很適合在VoIP系統(tǒng)中使用。G723.1采用5.3/6.3Kbit/s雙速率話音編碼，其話音質(zhì)量好，但是處理時(shí)延較大，它是目前已標(biāo)準(zhǔn)化的最低速率的話音編碼算法。73實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)實(shí)時(shí)傳輸技術(shù)主要是采用實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP。RTP是提供端到端的包括音頻在內(nèi)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送的協(xié)議。RTP包括數(shù)據(jù)和控制兩部分，后者叫RTCP。RTP提供了時(shí)間標(biāo)簽和控制不同數(shù)據(jù)流同步特性的機(jī)制，可以讓接收端重組發(fā)送端的數(shù)據(jù)包，可以提供接收端到多點(diǎn)發(fā)送組的服務(wù)質(zhì)量反饋。74服務(wù)質(zhì)量（QoS）保證技術(shù)VOIP電話/VOIP網(wǎng)絡(luò)電話中主要采用資源預(yù)留協(xié)議(RSVP)以及進(jìn)行服務(wù)質(zhì)量監(jiān)控的實(shí)時(shí)傳輸控制協(xié)議RTCP來(lái)避免網(wǎng)絡(luò)擁塞，保障通話質(zhì)量。75網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)VOIP電話/VOIP網(wǎng)絡(luò)電話中網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)主要是TCP和UDP，此外還包括網(wǎng)關(guān)互聯(lián)技術(shù)、路由選擇技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)以及安全認(rèn)證和計(jì)費(fèi)技術(shù)等。由于實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議RTP提供具有實(shí)時(shí)特征的、端到端的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，因此VOIP電話/VOIP網(wǎng)絡(luò)電話中可用RTP來(lái)傳送話音數(shù)據(jù)。通常RTP協(xié)議數(shù)據(jù)單元是用UDP分組來(lái)承載，而且為了盡量減少時(shí)延，話音凈荷通常都很短。IP、UDP和RTP報(bào)頭都按最小長(zhǎng)度計(jì)算。VoIP話音分組開銷很大，采用RTP協(xié)議的VOIP電話/VOIP網(wǎng)絡(luò)電話格式，在這種方式中將多路話音插入話音數(shù)據(jù)段中，這樣提高了傳輸效率。靜音檢測(cè)技術(shù)和回聲消除技術(shù)也是VOIP電話/VOIP網(wǎng)絡(luò)電話中十分關(guān)鍵的技術(shù)。靜音檢測(cè)技術(shù)可有效剔除靜默信號(hào)，從而使話音信號(hào)的占用帶寬進(jìn)一步降低到3.5ｋbit/s左右；回聲消除技術(shù)主要利用數(shù)字濾波器技術(shù)來(lái)消除對(duì)通話質(zhì)量影響很大回聲干擾，保證通話質(zhì)量。76VPN的概念VPN的基本概念是利用公眾網(wǎng)的資源來(lái)構(gòu)建專用網(wǎng)，供一個(gè)閉合用戶群的成員相互通信，享用VPN提供的各種服務(wù)。IPVPN與傳統(tǒng)VPN的區(qū)別是構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)所使用的承載網(wǎng)的不同。傳統(tǒng)的VPN網(wǎng)是利用公眾基礎(chǔ)數(shù)據(jù)網(wǎng)(ISDN／FR／ATM)構(gòu)建的客戶虛擬專用網(wǎng)絡(luò)。而IPVPN是借助于公用因特網(wǎng)或?qū)Ｓ肐P網(wǎng)而建立的虛擬廣域網(wǎng)。IPVPN就是利用開發(fā)的公眾IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)建立專用數(shù)據(jù)傳輸通道，將遠(yuǎn)程的分支辦公室，商業(yè)伙伴、移動(dòng)辦公人員等連接起來(lái)，并且提供安全的端到端的數(shù)據(jù)通道的一種廣域網(wǎng)技術(shù)77VPN的功能一個(gè)滿足用戶需要的IPVPN應(yīng)當(dāng)能夠具有以下功能。透明的分組傳輸

VPN業(yè)務(wù)量應(yīng)當(dāng)與IP骨干網(wǎng)上的業(yè)務(wù)量無(wú)關(guān)，為VPN所分配的網(wǎng)絡(luò)資源應(yīng)盡可能地與為公共IP網(wǎng)分配的資源分離。數(shù)據(jù)的安全性

在用戶不信任ISP的情況下，使用基于CPE的VPN，通過防火墻來(lái)保證數(shù)據(jù)的安全性，ISP只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸。當(dāng)用戶信任ISP的情況下，可以由ISP提供具有安全管理的VPN，即為基于網(wǎng)絡(luò)的VPN。業(yè)務(wù)質(zhì)量保證

IPVPN解決方案應(yīng)當(dāng)能夠具有一定的QoS機(jī)制，為具有不同服務(wù)質(zhì)量要求的業(yè)務(wù)提供不同的VPN服務(wù)。IPVPN解決方案應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)端到端應(yīng)用透明性，亦即業(yè)務(wù)流所攜帶的QoS信息在VPN兩端應(yīng)當(dāng)是一樣的。隧道機(jī)制

IPVPN通過一定的隧道機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)。隧道機(jī)制的目的是要保證VPN中分組的封裝方式以及使用的地址與傳輸網(wǎng)絡(luò)的封裝方式及使用的地址無(wú)關(guān)。隧道本身能夠提供一定的安全性，而使用一些(如IPSec)協(xié)議可以進(jìn)一步保證安全性。隧道機(jī)制可以映射到IP網(wǎng)絡(luò)的流量管理機(jī)制之中。78VPDN業(yè)務(wù)VPDN業(yè)務(wù)是在IP因特網(wǎng)基礎(chǔ)上開放的基于撥號(hào)方式的虛擬專有網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。它向用戶提供采用PSTN、ISDN、xDSL等接入方式，通過撥號(hào)形式接入IP因特網(wǎng)，利用公共網(wǎng)絡(luò)資源建立虛擬鏈路，訪問企業(yè)網(wǎng)內(nèi)部數(shù)據(jù)資源的服務(wù)。

VPDN是基于撥號(hào)接入和IP隧道實(shí)現(xiàn)的VPN。VPDN采用的隧道協(xié)議主要有L2TP、PPTP、L2F和IPSec等?，F(xiàn)有的VPDN隧道大多采用L2TP協(xié)議構(gòu)建，用戶的接入可以是寬帶撥號(hào)和窄帶撥號(hào)兩種方式。79IPsec技術(shù)IPSec是一組開放的網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議的總稱，提供訪問控制、無(wú)連接的完整性、數(shù)據(jù)來(lái)源驗(yàn)證、防重放保護(hù)、加密以及數(shù)據(jù)流分類加密等服務(wù)。IPSecVPN可作為用戶遠(yuǎn)程接入(remoteaccess)的IPVPN組網(wǎng)方案，或者與其他VPN技術(shù)結(jié)合，提供高安全性的組網(wǎng)方案。IPSec使用兩個(gè)協(xié)議來(lái)保障IP上的安全傳輸：AH(AuthenticationHeader)與ESP(EncapsulatingSecurityPayload)。AH主要通過Hashfunction(例如MD5及SHA-1)的技巧，提供數(shù)據(jù)源身份認(rèn)證、無(wú)連接的數(shù)據(jù)完整性以及內(nèi)容一致性的檢查，同時(shí)具有防重放攻擊的能力。IPsecVPN提供了兩種不同的模式來(lái)傳輸加密數(shù)據(jù)：傳輸模式(transportmode)和隧道模式(tunnelmode)。80L2TP－第二層隧道協(xié)議L2TP(Layer2TunnelingProtocol)定義了利用包交換方式的公共網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施（如IP網(wǎng)絡(luò)、ATM和幀中繼網(wǎng)絡(luò)）封裝鏈路層PPP（點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議）幀的方法。在L2IP（RFC266）中，被封裝的是鏈路層PPP，封裝協(xié)議由L2TP定義。承載協(xié)議首選網(wǎng)絡(luò)層的IP，也可以采用鏈路層的ATM或幀中繼協(xié)議。L2TP可以支持多種撥號(hào)用戶協(xié)議，如IP、IPX和AppleTalk，還可以使用保留IP地址。

L2IP是一種基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議PPP的二層隧道協(xié)議。在由L2TP構(gòu)建的VPN中，有兩種類型的服務(wù)器，一種是L2TP訪問集中器LAC（L2TPAccessConcentrator），它是附屬在網(wǎng)絡(luò)上的具有PPP端系統(tǒng)和L2TP協(xié)議處理能力的設(shè)備，LAC一般就是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器，用于為用戶提供網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)：另一種是L2TP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器LNS（L2TPNetworkServer），是PPP端系統(tǒng)上用于處理L2TP協(xié)議服務(wù)器端部分的軟件。81SSLVPNSSL是指在Internet上保證發(fā)送信息安全的通用協(xié)議，它建立在應(yīng)用層上，是一種高層安全協(xié)議。SSL用公鑰加密，通過SSL連接傳輸?shù)臄?shù)據(jù)來(lái)工作，主要用途是在兩個(gè)通信應(yīng)用程序之間提供私密性和可靠性。這個(gè)過程通過3個(gè)協(xié)議來(lái)完成。

(1)握手協(xié)議。這個(gè)協(xié)議負(fù)責(zé)對(duì)那些被用于客戶機(jī)和服務(wù)器之間會(huì)話的參數(shù)加密。當(dāng)一個(gè)SSL客戶機(jī)和服務(wù)器第一次開始通信時(shí)，它們?cè)谝粋€(gè)協(xié)議版本上達(dá)成一致，選擇加密算法和認(rèn)證方式，并使用公鑰技術(shù)來(lái)生成共享密鑰。2)記錄協(xié)議。這個(gè)協(xié)議用于交換應(yīng)用數(shù)據(jù)。應(yīng)用程序消息被分割成可管理的數(shù)據(jù)塊，還可以壓縮，并產(chǎn)生一個(gè)MAC（消息認(rèn)證代碼），然后結(jié)果被加密并傳輸。接收方接收數(shù)據(jù)并對(duì)它解密，校驗(yàn)MAC，解壓并重新組合，把結(jié)果提供給應(yīng)用程序協(xié)議。(3)警告協(xié)議。這個(gè)協(xié)議用于指示在什么時(shí)候發(fā)生了錯(cuò)誤或兩個(gè)主機(jī)之間的會(huì)話在什么時(shí)候終止。

SSL是一種在應(yīng)用程序協(xié)議和TCP/IP之間提供數(shù)據(jù)安全性分層的機(jī)制，雖然它與IPsec一樣，也提供了加密和身份驗(yàn)證安全方法，但它只對(duì)通信雙方所進(jìn)行的應(yīng)用通道加密，而不是對(duì)整個(gè)通道加密，82MulticastVPNMulticastVPN是BGP/MPLSVPN技術(shù)與Multicast技術(shù)結(jié)合產(chǎn)生的一種旨在解決BGP/MPLSVPN業(yè)務(wù)中多播數(shù)據(jù)傳輸問題的技術(shù)。將BGP/MPLSVPN技術(shù)與MulticastVPN技術(shù)結(jié)合可為BGP/MPLSVPN客戶提供多播服務(wù)。83視頻會(huì)議的標(biāo)準(zhǔn)為了解決不同廠商產(chǎn)品之間的互通問題，建立起全球統(tǒng)一的視頻會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)際電信聯(lián)盟(ITU)的電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(ITU—T)自1990年以來(lái)制訂發(fā)布了一系列有關(guān)視頻會(huì)議的標(biāo)準(zhǔn)，并形成一整套視頻會(huì)議的標(biāo)準(zhǔn)體系。目前，視頻會(huì)議系統(tǒng)的建立可以依據(jù)ITU-T的兩大框架建議H.320和H.323來(lái)進(jìn)行。另外，互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETFMMUSIC)制定了會(huì)話啟動(dòng)協(xié)議(SIP)，該協(xié)議已經(jīng)成為視頻會(huì)議技術(shù)研究的新熱點(diǎn)。84H.320標(biāo)準(zhǔn)1990年推出的H.320標(biāo)準(zhǔn)是第一代視頻會(huì)議標(biāo)準(zhǔn)，主要適用于窄帶ISDN(N—ISDN)網(wǎng)及非撥號(hào)專用網(wǎng)，集中定義了ISDN上的視頻會(huì)議以及速率為56kb／s～2Mb／s的視頻會(huì)議，也是現(xiàn)今發(fā)展最為成熟的技術(shù)和系統(tǒng)。85H.323標(biāo)準(zhǔn)1996年推出的H.323定義了在LAN、Intranet以及Internet上的視頻會(huì)議框架性建議。它使符合標(biāo)準(zhǔn)的不同廠商的系統(tǒng)，可以在IP網(wǎng)上進(jìn)行互聯(lián)互通，是視頻會(huì)議發(fā)展的新方向。H.323定義了在IP網(wǎng)上進(jìn)行視頻通信的設(shè)備、規(guī)程和協(xié)議。H.323使用與Internet協(xié)議兼容的IETFRTP/RTCP標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了交換網(wǎng)絡(luò)上的音頻、視頻、數(shù)據(jù)通信協(xié)議，解決了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)以及多點(diǎn)視頻會(huì)議中諸如呼叫與會(huì)話控制、多媒體與帶寬控制等問題。86組成基于H.323的IP視頻會(huì)議系統(tǒng)主要由MCU（多點(diǎn)控制單元）、H.323Terminal(終端)、Gatekeeper(網(wǎng)閘和關(guān)守)、Gateway(網(wǎng)關(guān))四部分組成87SIP標(biāo)準(zhǔn)目前，大規(guī)模商用VolP網(wǎng)絡(luò)和會(huì)議系統(tǒng)均采用H.323標(biāo)準(zhǔn)，但隨著VoIP技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和視頻會(huì)議系統(tǒng)應(yīng)用的逐漸普及，基于SIP協(xié)議的系統(tǒng)正日益受到業(yè)界的重視。SIP是IETFMMUsIC制定的會(huì)話啟動(dòng)協(xié)議，是用來(lái)建立、修改和終結(jié)多媒體會(huì)話的應(yīng)用層控制協(xié)議，主要完成用戶定位、用戶能力交換、呼叫建立、呼叫處理等功能。它繼承互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的設(shè)計(jì)理念，與H.323協(xié)議相比，具有簡(jiǎn)單靈活、擴(kuò)展方便的特點(diǎn)，可方便地與其他互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議結(jié)合，提供豐富的IP多媒體業(yè)務(wù)，以便在各種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下部署。88三種標(biāo)準(zhǔn)的比較對(duì)于視頻會(huì)議系統(tǒng)的構(gòu)建，H.323采用傳統(tǒng)的電信網(wǎng)信令模式，比較成熟，符合通信領(lǐng)域傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想，集中、層次式的控制模式，便于計(jì)費(fèi)和與傳統(tǒng)的電話網(wǎng)相連，業(yè)已成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但總體較為復(fù)雜。SIP協(xié)議則借鑒了互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的設(shè)計(jì)思想，在風(fēng)格上遵循簡(jiǎn)練、開放、兼容和可擴(kuò)展的原則，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，事實(shí)上可以用于任何基于會(huì)話的應(yīng)用中，但目前在大型組網(wǎng)、計(jì)費(fèi)、服務(wù)質(zhì)量等方面還不完善，必須對(duì)它進(jìn)行補(bǔ)充。今后總的趨勢(shì)是H.323與SIP將不斷融合，在終端一級(jí)實(shí)現(xiàn)互通，而H.320將被H.323取代。899091929394電信機(jī)務(wù)員培訓(xùn)課程第4章IP網(wǎng)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)路由與交換路由器是OSI七層參數(shù)模型的第三層中的設(shè)備，交換機(jī)則在第二層。在網(wǎng)絡(luò)中路由器和交換機(jī)各有優(yōu)缺點(diǎn)，可以互為補(bǔ)充。一個(gè)包（分組）如何送到目的地由路由器決定，在點(diǎn)到點(diǎn)的通信方式中，路由器是能勝任的。但在局域網(wǎng)中，相對(duì)10Mbit/s以太網(wǎng)的路由器速度在處理一定量的以太網(wǎng)互聯(lián)時(shí)便開始力不從心，處理100Mbit/s以太網(wǎng)時(shí)更顯得無(wú)能為力。路由器處理包（分組）的速度很慢，但在阻隔廣播方面卻相當(dāng)有效，所以路由器不僅使得子網(wǎng)間的通信變得可能，其另外派生出的控制廣播的功能則更為可取。96路由與交換當(dāng)交換機(jī)收到一個(gè)以太網(wǎng)的包（分組）時(shí)，它會(huì)看一下地址表以確認(rèn)該從哪個(gè)端口把此包（分組）發(fā)出去，處理速度相當(dāng)快。但萬(wàn)一交換機(jī)收到一個(gè)不認(rèn)識(shí)的包（分組），即目的介質(zhì)訪問層（MAC）地址不能在地址表中找到，所有的交換機(jī)都會(huì)把它廣播出去，就好象收到一個(gè)廣播包（分組）一樣，二層交換機(jī)的弱點(diǎn)正是它處理需要廣播的包（分組）的辦法不太好。第二層的交換機(jī)只在介質(zhì)訪問層處理數(shù)據(jù)包（分組），主要是檢查目的地的MAC地址，這個(gè)工作采用專用集成電路（ASIC）來(lái)做速度是非?？斓?，但由于它不查看數(shù)據(jù)包（分組）里更多的內(nèi)容，無(wú)法作出有關(guān)策略方面的判斷，因而對(duì)數(shù)據(jù)流的控制能力不強(qiáng)。網(wǎng)絡(luò)安全控制要求查看網(wǎng)絡(luò)層以上的數(shù)據(jù)（如目地的的IP地址、TCP端的口令等）。而這些都要求設(shè)備具有第三層交換的功能。97網(wǎng)絡(luò)分段和交換在共享介質(zhì)的一個(gè)以太網(wǎng)中，共享帶寬的區(qū)域成為沖突域，也就是CSMA/CD作用的區(qū)域。在一個(gè)沖突域中，一個(gè)時(shí)間段內(nèi)只能有一對(duì)設(shè)備可以通信，網(wǎng)絡(luò)不適合做得太大，要想把網(wǎng)絡(luò)規(guī)模做得比較大，就必須對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分段，當(dāng)然分段的原因還有管理上的需要，例如，在一個(gè)企業(yè)中不同部門之間的通信可能是相對(duì)獨(dú)立的，它們之間的通信可以通過網(wǎng)絡(luò)分段進(jìn)行控制。98用網(wǎng)橋進(jìn)行分段網(wǎng)橋是最早用于解決網(wǎng)絡(luò)分段的技術(shù)，假如把100臺(tái)計(jì)算機(jī)連成的局域網(wǎng)一分為二，稱為網(wǎng)絡(luò)分段，A、B每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中各有50臺(tái)計(jì)算機(jī)，沖突域就減小了一半，由于沖突的減