第四章Internet接入

nullnull第四章　Internet的接入4.1 Internet接入概述 4.2 利用电话网（PSTN）接入4.3 专线接入4.4 利用有线电视网络接入 4.5 无线网接入 4.6 共享Intemet接入 4.7 动态主机分配协议（DHCP） null4.1 Internet接入概述 4.1.1互联网服务提供商（ISP） ISP (Internet Service Provider)(互联网服务提供商)：即向广大用户综合提供互联网接入业务、信息业务、和增值业务的电信运营商。 所谓“互联网”：就是将世界各地的局域网通过路由器连接起来而形成的覆盖全球的网络。 ISP主要提供局域网接入互联网的服务 null一般来说，一台主机接入Internet有三种情况： 1.某单位的局域网（如企业网、校园网等）中的主机 2.ISP在某区域自行组建了局域网，如小区宽带、园区网络等 3.如果用户所在的地区没有局域网，那么用户可以通过其它用途的线路，如电话线、有线电视线路等接入到ISP的内部局域网 目前我国基础ISP主要是 ：中国电信、 中国移动、 中国联通、 中国教科网（俗称校园网） null4.1.2 PPP协议 PPP协议：Point to Point Protocol的缩写。 是一个点对点的网络通信协议。 PPP协议包括：网络控制协议NCP（Network Control Protocol） 认证协议：链路控制协议LCP（Link Control Protocol）口令验证协议PAP询问握手验证协议CHAP LCP作用：负责创建、维护或终止用户与ISP之间的一次通信连接 NCP作用：负责在用户主机与ISP之间传递IP数据报 nullPPPoE协议 PPPoE的全称是：Point to Point Protocol over Ethernet 基于以太网的点对点通讯协议在WINDOWS中我们常用的“宽带连接”实际上就是PPPoE软件。 null4.2 利用电话网（PSTN）接入 PSTN：Public Switched Telephone Network 即公共交换电话网 电话网接入方式是使用时间最长的网络接入方式 特点：数据传送速度较慢； 设备简单； 使用方便； 最省事 ；null4.2.1调制解调器拨号接入 电话网 模拟信号 计算机网络 数字信号 调制解调器 Modem信号转换调制解调器的功能分为调制和解调两部分 null调制解调器 调制解调器有内置和外置两种。 使用： 1、拨号连接前需要向ISP申请一个帐号，获得用户名和密码 2、安装好调制解调器后将电话线插到调制解调器的“LINE”接口上，将电话机插到“PHONE”接口上。 3、安装Windows的拨号网络适配器、TCP/IP协议和调制解调器的驱动程序 4、在Windows附件的“通讯”中打开“拨号网络”窗口 5、单击“添加新连接”，按照添加连接向导输入连接名称、ISP的电话号码、所使用的调制解调器等信息 缺点：速度慢且不稳定 ，费用高 ，不仅要收取上网费还要收取电话费 ，上网时电话就不能使用 。null4.2.2 ADSL接入ADSL：Asymmetric Digital Subscriber Line，非对称数字线路 ：是在普通电话线上传输高速数字信号的技术 2MHz 带宽的 电话线 0K-4KHz的低频段 （电话） 26KHz - 2MHz的 高频段 （上网） ADSL 过滤器电话交换机 Internet 语音信号 数字信号 nullADSL接入当电话线两端连接ADSL调制解调器时，产生了三个信息通道： 一个速率为 1.5Mbps-9Mbps的高速下行通道：用于用户下载信息 。 一个速率为16Kbps-1Mbps的中速双工通道： 用与ADSL控制信号的传输和上行的信息 。一个普通的电话服务通道 。“非对称”数字线路：用户上网时下载的流量往往远大于上传的流量，ADSL将上行通道和下行通道设计为不同的速率 nullADSL接入模式 null4.3 专线接入4.3.1 DDN专线 DDN（Digital Data Network）也称数字数据网。它是一种纯物理层的网络，它只负责把数据包从A点传送到B点，而不管使用的是什么协议。 主要用在：企业，银行 ，政府，订票系统，证券交易等 null4.3.2 光纤接入(FTTx) 其中x是指：FTTH光纤到户，FTTB光纤到楼，FTTP光纤到驻地，FTTC光纤到路边/小区，FTTN光纤到结点等。 双绞线(100Mbps)单模光纤(1000Mbps)楼内交换机企业、写字楼单模或多模光纤住宅小区局端交换机小区交换机楼层交换机Internet图4-6 光纤接入null4.4 利用有线电视网络接入 4.4.1 HFC概述HFC即Hybrid Fiber－Coaxial的缩写，是光纤和同轴电缆相结合的混合网络。 HFC网络系统是介于全光纤网络和早期CATV同轴电缆网络之间的一个系统，是一种经济实用的综合数字服务宽带网接入技术 特点 ：频带宽， 用户多 ， 传输速率高， 灵活性、扩展性强， 经济实用 null4.4.2 HFC系统组成HFC通常由：光纤干线、同轴电缆支线和用户配线网络三部分组成 它与早期CATV同轴电缆网络的不同之处主要在于：在干线上用光纤传输光信号，在前端需完成电—光转换，进入用户区后要完成光—电转换 HFC 网络结构 null4.4.3 电缆调制解调器 Cable-Modem传输机理与普通Modem相同，不同之处在于它是通过有线电视CATV的某个传输频带进行调制解调的。 Cable Modem连接方式可分为两种：对称速率型和非对称速率型 缺点 ：模式采用的是相对落后的总线型网络结构。 优点：市场潜力很大 HFC 交换机Internet网管服务器计费服务器TVCable Modem图4-8 HFC接入Internet CMISnull4.5 无线网接入 4.5.1、无线局域网接入无线局域网（WLAN）是一种能支持较高数据速率，采用微蜂窝结构、自主管理的计算机局域网络 。WLAN利用常规的有线局域网作为骨干支撑网，利用无线接入点（AP）和无线接入服务器（WAS）来支持移动终端（MT）的移动和漫游。 null与有线网相比，无线局域网有以下显著的益处： 1.移动性：在服务区域，无线局域网用户可随时随地访问信息； 2.设备安装快速、简单、灵活：无线局域网系统消除布线的繁琐工作，网络可遍及有线不能到达的地方； 3.减少投资：无线网络减少了布线的费用，应用在频繁移动和变化的动态环境中，投资回报高； 4.扩展能力强：无线局域网可组成多种拓扑结构，容易从少数用户的对等网络模式扩展到上千用户的结构化网络。 无线接入点AP的作用：与移动终端的无线网卡进行无线通信，并完成WLAN和LAN之间的桥接，实现无线网协议到LAN协议的转换，并实现小区的移动用户管理 null“漫游”功能 对于“固定小区”，当无线终端离开小区后无线通信链路便被断开，而对于“移动小区”，当用户离开某个小区进入另一个小区时，可以实现越区切换和无中断连接，另一个小区的无线接入点可自动接管该用户的连接，即所谓的“漫游”功能。无线网络缺点：无线信号不稳定，易受干扰 ——采用纠错能力较强的编码。 无线网络保密性差 ——对数据进行加密，进行身份的验证。 null4.6共享Internet接入4.6.1 私有地址和NAT原理 Internet上使用的IP地址称为公用地址 私有地址则只能在局域网组织内部使用 NAT:就是在局域网内部网络中使用私有地址，而当内部节点要与外部网络进行通讯时，就在内、外网连接的网关处，将数据报中的私有地址替换成合法的公用地址，从而在Internet上正常传输。 IP:60.223.239.9 Netmask:255.255.255.224 Gateway:60.223.239.1IP:192.168.0.3 Netmask:255.255.255.192 Gateway:192.168.0.1IP:192.168.0.2 Netmask:255.255.255.192 Gateway:192.168.0.1IP:192.168.0.1 Netmask:255.255.255.192网关服务器内部局域网图4-10 NATnullNAT有三种类型： 静态NAT(Static NAT)、 动态地址NAT(Pooled NAT)、 网络地址端口转换NAPT（Port－Level NAT） 由于私有地址的主机对外部网络来说是不可见的，因此NAT能起到对内部网络主机的屏蔽作用，可以作为一种安全 。NATnull4.6.2 网络地址端口转换（NAPT）工作原理： 它将内部主机发送给外部主机的数据报中的源IP地址（是一个私有地址）替换成一个公用IP地址（无论是哪个内部主机的数据报都被替换成这个地址），为了区分数据报是来自哪一个内部主机的，NAT设备将数据报中的源TCP/UDP端口替换成由NAT设备选定的TCP/UDP端口号,并记下这个端口号与哪个主机对应，同时保存好这个主机被替换下来的源端口号。当外部网络的外部主机响应的数据报进入NAT设备时，NAT设备查看这个数据报的目标端口号，找到对应的内部主机，并将这个数据报的目标端口号换回保存的这个主机原来的端口号，同时将数据报中的目标IP地址换成这个主机的私有地址，在最后将数据报发送给这个主机。 null4.6.3 静态NAT和动态NAT 静态NAT：企业多申请几个公用IP地址，拿一个公用地址作NAPT，其余的公用地址可以作为企业网站的地址。当然，这需要将这些公用地址一一对应地映射到作为网站的私有主机地址上。192.168.0.0/24路由器 202.207.130.2/27 202.207.130.3/27 202.207.130.4/27e0Email服务器WWW服务器Internets0图4-11 静态NAT企业内部网null动态NAT： 申请了多个公用地址，这多个地址就组成了一个地址池，当把内部网络的私有IP地址转换为公用IP地址时，可以随机地从地址池中挑一个公用地址，并将这个地址临时映射到那个内部网络的私有地址主机，用户断开连接后，这个公用IP地址就会被收回，重新放回地址池留待以后使用。这就是动态NAT。 null4.6.4 代理服务器 所谓“代理”，就是作为内部网络的“代表”与外部网络的主机进行连接 功能 ：连接和NAT，还包括安全性、缓存、过滤、访问控制管理等功能 代理服务器 代理服务器网页缓存图4-12 代理服务器null4.7 动态主机分配协议（DHCP）4.7.1 DHCP概述DHCP的全名是“Dynamic Host Configuration Protocol” 即动态主机配置协议 地址租用 :DHCP客户机向DHCP服务器发出请求IP广播信息，然后DHCP 服务器接收到了客户机的请求信息后，回应客户机请求信息，然后客户机接到回应后选择第一个DHCP服务器分配给他的IP地址和其它参数，这个过程称为“地址租用”。 因此，使用DHCP至少可以有三个好处： 1. 避免了因手工设置IP地址及子网掩码所产生的错误，同时也避免了把一个IP地址分配给多台工作站所造成的地址冲突。 null2. 大大缩短了配置或重新配置网络中主机参数所花费的时间，即使用户的主机自行移动到另一个网络，也无需作任何人工更新配置。不仅方便了用户，也大大减轻了网络管理员的负担。 3.地址分配更加灵活 DHCP网络 null4.7.2 DHCP工作原理 DHCP协议的工作流程主要分为六个阶段： 1.发现阶段：即DHCP客户机寻找DHCP服务器的阶段 2.提供阶段：即DHCP服务器提供IP地址的阶段 3.选择阶段：即DHCP客户机选择某台DHCP服务器提供的IP地址的阶段 4.确认阶段：即DHCP服务器确认所提供的IP地址的阶段。 5.重新登录：重登网络时，直接发送之前的IP地址信息，若可用则直接连接，若不能用则发送DHCPdiscover信息来请求新的IP地址 。6.更新租约：IP地址都有一个租借期限 ，期满后 则收回，若延长则更新IP期限。null4.7.3 DHCP设置 DHCP客户端的设置非常简单，只需在“本地连接”的属性里的“TCP/IP协议”属性中选中“自动获得IP地址”即可 。DHCP服务器的搭建一般可采用两种方式： 方式一：专门的DHCP服务器 方式二：采用路由器或交换机自带的DHCP服务器功能