计算机网络基础网格计算

Item Data rate Mode Distance Lifetime Temperature sensitivity Cost
LED Low Multimode Short Long life Minor Low cost
Semiconductor Laser High Multimode or single mode Long Short life Substantial Expensive
IPv6协议的优点
✓ 巨大的地址空间：128位长的地址，拥有2128巨大的地址空间， 理论上能够对地球表面的每一平方米提供6.651023个网络地 址，即使地址空间分配的利用率不高，也能够支持上百亿台 计算机。
✓ 提供更好的安全性（身份认证和隐私权） ✓ 增加对服务类型的支持，特别是实时服务 ✓ 让移动主机可以不改变地址实现漫游 ✓ 减小路由选择表的长度，简化协议，使路由器处理分组更加
计算机网络基本知识
计算机网络的分类
✓ 局域网与广域网(LAN & WAN)
✓ 公众网与专有网...
路由器 R
集线器
Internet
集线器 WAN
路由器 R
计算机网络基本知识
网络传输介质
✓ 同轴电缆(BNC/10Base-2, AUI/10Base-5) ✓ 双绞线(UTP/10Base-T, 100Base-T, 1000Base-T) ✓ 光缆(Fiber-optic/100Base-FX) ✓ 微波(扩频/跳频无线传输) ✓ 卫星通信 ✓ 红外线
计算机网络基本知识
基本组网技术
✓ 共享式以太网(Ethernet)，10Mbps (淘汰) ✓ 交换式快速以太网(Switched Ethernet)，
10/100Mbps ✓ 千兆交换以太网(Gigabit Ethernet), 1000Mbps ✓ 万兆交换以太网(10 G) ✓ FDDI(光纤分布数据接口)，100Mbps (淘汰) ✓ ATM(异步转换模式)，155M, 622M (淘汰)
Fiber Optics
Principle: Rather than using electrical signals, we use optical ones that are passed through optical fiber. Principal working is based on the refraction property of light:
NAT-Network Address Translation
Placement and operation of a NAT box Pros and corns
下一代互联网：从IPv4到IPv6
IPv4协议的缺陷
✓ 地址资源接近枯竭(32位长的地址) ✓ 没有服务质量保证(QoS) ✓ 没有足够的安全性(Security)
The reserved ranges are:
✓ 10.0.0.0
-10.255.255.255/8
(16,777,216 hosts)
✓ 172.16.0.0
-172.31.255.255/12 (1,048,576 hosts)
✓ 192.168.0.0 -192.168.255.255/16 (65,536 hosts)
CERNET与CERNET2
大学IPv6网络的国际互联
CERNET2：广阔的应用前景
大规模科学计算：建设拥有高性能计算资源的计算网格、拥有海量 数据的数据网格，实现网格之间大容量、高可靠性的数据传输，实 现分布式高速安全交易和全网计费审计，为具有大规模、多站点分 布式计算和数据挖掘技术特性的重大应用提供服务。
(a) Three examples of a light ray from inside a silica fiber impinging on the air/silica boundary at different angles. (b) Light trapped by total internal reflection.
第二代中国教育和科研计算机网CERNET2是中国下一代互 联网示范工程中最大的核心网和唯一的全国性学术网，是采 用纯IPv6技术的下一代互联网主干网。它将实现全国200余 所高校下一代互联网的高速接入，同时为全国其他科研院所 和研发机构提供下一代互联网接入服务。
CERNET2试验网的开通可以大大促进中国下一代互联网的 研发，科技人员可以首先利用这一试验网进行下一代互联网 的科学实验和应用的开发，为我们进一步建设更大规模的下 一代互联网打下基础。
迅速。
下一代互联网：从IPv4到IPv6
到2003年IPv4地址的分配
下一代互联网协议－IPv6
Support billions of hosts. Reduce the size of routing tables. Simplify the protocol to enable faster routers. Provide (better) security. Better support for type of service. Support scopes with multicasting. Support roaming hosts without address changes. Coexistence of the old and new protocol, and
evolution of the new one.
IPv6 – Header
IPv6 – Address Space
Big difference: IPv6 uses 16-byte addresses.
This is really a lot: 7x1023addresses per square meter. It does allow us to be less efficient with address allocation: 72% is unassigned.
使用最广泛的是：交换快速以太网
计算机网络基本知识
集线器(hub)与交换机(Switch)的区别
hub switch
模拟和数字传输的转换
以太网的两种形态
使用交换机和集线器的中心布线方案
典型的校园网络
计算机网络基本知识
广域网组网技术
SONET/SDH
✓ DDN
✓ PAC(X.25) ✓ PSTN
SC：568A标准，方形，插入锁定
ST：插入锁定
光耦合器（ST）
计算机网络基本知识
网络传输设备
✓ 网卡（网络适配器） ✓ 收发器（信号转换装置） ✓ 集线器（Hub, 物理层共享式设备） ✓ 交换机（Switch, 第2层或第3层交换设备） ✓ 路由器(Router)和路由交换机 ✓ 调制解调器(Modem) ✓ 拨号服务器 ✓ 其他
大规模点到点的视频通信：提供端到端高性能传输和无线/移动接 入服务，实现大规模点到点的视频通信。
大规模视频会议、高清晰度电视：建设纯组播环境，提供服务质量 控制，实现基于组播、具有网络性能保障的大规模视频会议和高清 晰度电视广播应用。
远程仪器控制、虚拟实验室：建立具有实时远程控制功能的虚拟现 实环境，实现远程仪器控制和虚拟实验室，以及远程控制信息传输 的高可靠性、安全性和实时性。
CERNET2：吹响我国下一代互联网建设号角
2001年，CERNET提出建设全国性下一代互联网CERNET2 计划。2003年8月，CERNET2计划被纳入由国家发改委、 信息产业部、教育部等8部委联合领导的中国下一代互联网 示范工程CNGI。
2004年3月19日，CERNET2试验网作为我国第一个下一代 互联网主干网正式开通并提供服务。
功能代码 Rx+ RxTx+
Tx-
计算机与交换机间连线架构
计算机-计算机间连线架构
Coaxial Cable Exactly like the one you use for your TV Set:
✓ Baseband Coax 基带 50-ohm cable for digital transmission 10Base-2, BNC, Thin-LAN, 185m/per segment 10Base-5, AUI, Thick-LAN, 500m/ per segment At most 5 segments, up to 945m/2500m. ✓ Broadband Coax 宽带 75-ohm cable for analog transmission, like cable TV.
最广泛使用的是：双绞线和光缆
双绞线、同轴电缆和光纤
无线和卫星通信
Connection standard: 568A/568B
✓ 568B:
8 7 6 5 4 3 2 1
Brown
棕8
White/Brown 白棕 7
Green
绿6
白兰
White/Blue 5
兰
Blue
4
白绿
White/Green 3
Orange
橙2
白橙
White/Orange 1
非屏蔽双绞线UTP
非屏蔽双绞线UTP与RJ45连接头
将UTP与RJ45压制成网络连接线
UTP与RJ45插座
EIA/TIA 568 A/B标准
568B pin
568A pin
测试网络连接线
网络接口卡RJ45管脚功能
管脚位 1 2 3 4 5 6 7 8
As it turns out, attenuation is extremely well in optical fiber. This means that they can be used for long distances. In addition, the bandwidth is enormous.
功能
发送 发送 接收 保留(Reserved) 保留(Reserved) 接收 保留(Reserved) 保留(Reserved)
功能代码 Tx+ TxRx+
Rx-
网络交换机插口管脚功能
管脚位 1 2 3 4 5 6 7 8
功能
接收 接收 发送 保留(Reserved) 保留(Reserved) 发送 保留(Reserved) 保留(Reserved)
Internet
PSTN
✓ ISDN
✓ ATM
ISDN
✓ FR
PAC
✓ SONET/SDH
DDN
ຫໍສະໝຸດ BaiduFR
ATM
下一代互联网：从IPv4到IPv6
Internet Model
An application offers a data stream to the transport layer, using either connection-oriented or connectionless services.
The transport layer breaks up the data stream into datagrams, and passes these to the network layer.
The datagrams are routed through the internet, occasionally fragmented when needed.
The IP Protocol
IP Header
IP Addresses
NAT-网络地址翻译
NAT is a quick fix for the problem of running out of IP address
NAT is to assign each company a single IP address for Internet traffic. Within the company, every host gets a unique IP address, which is used for routing for intramural traffic. When a packet exits the company and goes to the ISP, an address translation takes place. To make this scheme possible, three ranges of IP addresses have been declared as private.