局域网组建与实例教程第3章

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3.1 局域网连接Internet的方式
目前接入Internet的方式有很多, 如拨号上网,ISDN,Cable Modem,ADSL,千兆位以太网等, 这几种上网方式的网速各不相同, 并且安装费,使用费也各不相同, 用户可根据实际情况和使用要求来 选择接入方式.
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3.1.1 调制解调器拨号接入
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3.1.6 无线接入
无线接入方式有: 1. 微波接入 2. 卫星接入 3. 蓝牙接入 4. 无线 无线USB——WUSB
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3.2 局域网共享Internet连接
一台计算机要连入Internet,必须为其分配 一个正式的IP地址.但由于当初在设计 TCP/IP协议时,没有考虑到计算机网络尤其 是Internet的发展会如此迅速,从而导致目 前IP地址资源十分紧张,不可能为每一台连 入Internet的计算机都分配一个正式的IP地 址.虽然在IPv6中对IP地址进行了扩展,但 目前IPv6的使用还未普及,所以出现了各种 局域网中各计算机共享Internet连接上网的 方法.
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3.1.3 ADSL
Line)技 ADSL(Asymmetrical Digital Subscriber Line)技 术是一种用不对称数字用户线实现宽带接入互联 网的技术, 网的技术 充分利用现有的电话线资源,采用先进的复用技 术和调制技术,将数字数据和模拟电话业务在同 一根电话线上的不同频段同时进行传输,在高速 传输数据的同时不影响现有的电话业务及质量, 它在一对双绞线上提供上行512Kb/s～1Mb/s , 下行1Mb/s～8Mb/s的带宽,从而克服了传统用户 在"最后一公里"的"瓶颈",实现了真正意义 上的宽带接入,如下图所示.
7x Ethernet C 7 8 910 12 11 A 1 2 34 5 6 1x
8x
9x
10x 11x 12x
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Internet
Ethernet
C 7 8 91011 12 A 1 2 34 5 6 1x 2x 3x 4x 5x 6x 1x 2x 3x 4x 5x 6x
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3.1.4 Cable Modem
Cable Modem一般有两个接口,一个连 接有线电视端口,另一个连接计算机 网卡.Cable Modem 本身不单纯是调 制解调器,它集Modem,调谐器,加/ 解密设备,桥接器,网络接口卡, SNMP代理和以太网集线器的功能于一 身.
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3.1.5 FTTX+LAN
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3.铜线接入
铜线接入是指以现有的铜线作为传输介 质,利用各种先进的调制技术,编码技 术和数字信号处理技术来提高铜线的传 输速率和传输距离. 但铜线的传输带宽毕竟有限 传输速率和传输距离一直是一对矛盾
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4.无线接入
无线用户环路是指利用无线技术为固定用户 或移动用户提供电信业务,因此无线接入可 分为固定无线接入(WLAN)和移动无线接入 (GPRS,CDMA1X→3G) 优点:初期投入小,能迅速提供业务,不需 要铺设线路;比较灵活,可以随时按照需要 进行变更,扩容;抗灾难性比较强 缺点:如性能不如有线方式,质量不稳定, 受环境影响大,目前还难以提供高宽带的接 入
调制解调器
ISP/Internet
代理或网关服务器
具有拨号,NAT功能的路由器
Ethernet
Ethernet
打印服务器
打印服务器 PC PC PC 笔记本
PC
PC
PC
笔记本
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代理技术分析
代理的工作原理是:当客户机向位于Internet 上的目的地址发出请求后,代理服务器立即 响应并且将这个请求发送到客户机请求的地 址,当目的地址的计算机响应后,代理服务 器又将该响应返回给客户机. 主机认为所有的Internet请求都来自代理服务 器,代理服务器后面的局域网PC对目的主机 是完全透明的.
NAT技术的应用
(1) 想连接Internet,但不想让网络内的所 有计算机都拥有真正的Internet IP 地址. (2) 不想让外部网络用户知道网络的内部结 构,可以通过NAT 将内部网络与外部 Internet 隔离开,这样外部用户根本不知道 网络内部私有IP地址. (3) 用户申请的合法Internet IP地址很少, 而内部网络用户很多.可以通过NAT 功能实 现多个用户同时公用一个合法IP 地址与外部 Internet 进行通信.
内置式
外置式
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3.1.1 调制解调器拨号接入
调制解调器拨号上网有几个缺点: 一是接入速度慢,连接不稳定; 二是占用电话线路,在拨号上网的同 时使用电话,而且在费用方面除了收 取网络使用费外还要收取电话费.
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3.1.2 ISDN
ISDN(Integrated Service Digital Network,综合业务数字网), 也就是人们通常所说的"一线通", 是以综合数字电话网(IDN)为基础发展 而来的,能提供端到端的数字连接,用 来支持包括语音和非语音在内多种电信 业务.
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3.3.3 NAT技术
所谓地址转换,就是指在一个局域 网内部,各计算机间通过内部私有 IP 地址进行通信,当内部的计算机 要与外部的Internet 进行通信时, 具有NAT 功能的设备负责将其私有 IP地址转换为公用IP地址,即该组 织申请的合法IP 地址进行通信.
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3.3.3 NAT技术
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3.1.2 ISDN
ISDN的传输过程是纯数字的,这与传统的 Modem拨号接入中用户终端到交换机之间的 传输是模拟信号相比,通信质量大大提高. ISDN数据传输比特率比传统电话线改善10倍 以上. ISDN的呼叫连接速度非常快,一般只需要几 秒即可拨通,而传统的Modem拨号可能需要 几十秒. 与普通拨号上网要使用Modem一样,ISDN也 需要专用的终端设备,主要由网络终端NT1+ 和ISDN适配器组成.
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3.1.5 FTTX+LAN
FTTX+LAN接入的特点如下(续):
(3) 用户投资少,价格便宜.用户只需要一 台带有网络接口卡的普通计算机即可上网. (4) 安装方便.小区,大厦内采用综合布线, 用户采用五类网络线连接即可.
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LAN接入示意图
7x 8x 9x 10x 11x 12x 7x 8x 9x 10x 11x 12x
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Internet接入
接入技术要解决的问题是如何将用户连 接到各种网络上. 目前主要的接入技术有以下几种: 1.光纤接入 2.同轴接入 3.铜线接入 4.无线接入
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1.光纤接入
传输速率最高 主干网中已大量采用 宽带业务
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2.同轴接入
目前的CATV网就是一种混合光纤同轴 网络,主干部分采用光纤,用同轴电缆 经分支器接入各家各户. 混合光纤/同轴(HFC)接入技术的一大 优点是可以利用现有的CATV网,从而 降低网络接入成本.
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3.2.2 代理服务器
代理服务器功能
代理服务器通过通信线路,线路路由和 ISP相连,而局域网内的其他主机则通 过代理服务器间接地连接Internet.代 理服务器最基本的功能是连接,此外还 可以进行一些网站的过滤和控制的功能, 甚至可以作为初级的网络防火墙使用.
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网关
网关的功能是根据目的IP地址以及路由 表来决定数据包的转发. 局域网PC由于使用保留IP地址,因此需 要该路由软件或设备具有网络地址转换 (NAT)功能.
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3.1.5 FTTX+LAN
FTTX+LAN接入设备成本低,网络稳定性 强,具有较强的可扩展性,投资规模小, 另有光纤到办公室,光纤到户,光纤到 桌面等多种接入方式可满足不同用户的 需求.
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3.1.5 FTTX+LAN
FTTX+LAN接入的特点如下:
(1) 高速传输.用户上网速率可达传统上网 速率的几十倍,充分满足了远程办公, VOD点播,VPN等工作. (2) 网络可靠,稳定.通信公司局端交换机, 小区中心交换机和楼道交换机之间以光纤 相连,保证了线路的可靠性和信号的低损 耗.
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硬件网关方式
ISP/Internet
具 有 拨 号 , NAT功 能 的 路 由 器 Ethernet
打印服务器
PC
PC
PC
笔记本
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代理和软件网关方式
ISP/Internet
调制解调器
代理或网关服务器 Ethernet
打印服务器
PC
PC
PC
笔记本
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思考
上述两个拓扑结构图有区别吗?
ISP/Internet
FTTX+LAN光纤局域网,是一种高速接 入业务,能实现千兆光纤到小区(大楼) 中心交换机,中心交换机和楼道交换机 以百兆光纤或五类网络线相连,楼道内 采用综合布线,用户上网速率可达 10Mb/s,可以向用户提供高速上网,以 及如视频通信,交互游戏,远程教育, 远程医疗,局域网高速互联之类的宽带 增值业务.
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3.2.1 Internet连接共享
所谓Internet连接共享(Internet Connection Sharing,ICS)是指借助 于一个Internet连接将多台计算机连 接到Internet的方法,非常适合家庭 网络.
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3.2.1 Internet连接共享
用ICS实现共享上网有两种网络拓扑结构, 一种是双机共享上网,另一种是多机共享 上网.双机共享上网拓扑结构是一台ICS主 机,一台客户机,如图所示.
第3章 局域网与Internet连接
学习目的与要求: 学习目的与要求: 通过对本章的学习,要求了解局 域网接入Internet的方式. 掌握通过代理服务器和NAT共享 Internet连接的方法.
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问题的提出?
在计算机网络中,有很多诸如机房,网吧,实验 室,多媒体教室,小型分支机构等之类的网络 (SOHO局域网),具有两个共同的特点: (1)计算机数量>>Internet出口(很多情况下只有 一个出口)——〉要求多台计算机共享上网. (2)ISP分配的合法IP十分有限,意味着局域网内 几乎所有设备不得不使用保留IP(?). ——〉如何让局域网内的计算机同时上网? (共享上网)
A
B
2x
3x
A
4x
5x
6x
1x
2x
3x
B
4x
5x
6x
Building1 Fibre Fibre
Fibre
Building2
User1
UserN 核心交换机
User1
UserN
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3.1.6 无线接入
无线接入技术(Wireless Access Technology)也称无线本地环路 (Wireless Local Loop),主要功能是以 无线技术(大部分是移动通信技术)为传 输媒介向用户提供固定的或移动的终端 用户.
调制解调器(Modem)拨号连接是最传统的 Internet 的接入方式,主要利用电话网络 (PTSN,公共交换电话网),采用拨号方式进 行连接.这是最容易实施的方法,费用低廉, 上网经济,但传输速度低,线路可靠性差. 适于对可靠性要求不高,业务量小的小型企 事业单位和个人使用.
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3.1.1 调制解调器拨号接入
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代理
代理(Proxy),即代理网络用户去取得网络信息. 它是网络信息的中转站. 代理服务器是介于浏览器和Web服务器之间,浏 览器不是直接到Web服务器去取回网页而是向代 理服务器发出请求,Request信号会先送到代理服 务器,由代理服务器来取回浏览器所需要的信息 并传送给你的浏览器. Proxy Server(代理服务器)工作在应用层.
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3.1.3 ADSL
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3.1.3 ADSL
DSL(数字用户线路,Digital Subscriber Line)是以铜质电话线 为传输介质的传输技术组合,包括 HDSL,SDSL,VDSL,ADSL 和RADSL 等,一般称之为xDSL.
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3.1.4 Cable Modem
Cable Modem中文译作"电缆调制解调器" 或者"线缆调制解调器",是通过有线电视 网络进行高速数据接入的装置,也被人们称 为"有线通",如图所示.
要建立拨号连接: 首先要选择Internet 服务商,即ISP,提供接 入服务,申请一个上网账号. 其次选择一款调制解调器,做好硬件安装, 并完成必要的配置. 第三,进行通信软件的安装和配置. 最后,完成拨号网络连接的建立和设置.
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3.1.1 调制解调器拨号接入
调制解调器可以分为两种类型:内置式 和外置式,也就是人们通常所说的内 "猫"和外"猫",两种调制解调器的 外观如图所示.
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3.2.1 Internet连接共享
如果超过两台计算机共享上网,上面的拓 扑结构就不太合适,因为每增加一台计算 机就要增加一块网卡.此时,可用如图所 示的多机共享上网拓扑结构.
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3.2.2 代理服务器
代理服务器(Proxy Server),顾名思 义就是提供网络代理服务的服务器, 是个人网络和Internet服务商之间的 中间代理机构,它负责转发合法的网 络信息,对转发进行控制和登记.