光纤分层
高速电信网络系统的结构
随着数据网络的商业用户和Internet用户的飞速发展,网络运营商试图构建一种在公共平台上支持多种业务的网络,即在单一网络平台上集成话音、视频和数据业务,此外,目前许多企业还希望在公共承载网络上开设虚拟专用网络。
任何网络均由接入、交换、传输和网络控制/管理四部分组成,这四个部分的综合是构建综合平台的基础,这是一个理想化和最终发展目标。就目前而言,一个以支持数据业务为核心的网络如图1所示,网络可由以下设备构成:
接入层:在用户端支持多种业务的接入,由于接入环路成本昂贵以及期望局端/用户业务接入接口的单一化,接入设备应能向上连接高速传输线路,向下支持多种业务的接口。这样的接入设备具体有支持PPP协议的综合接入设备IAD(Integrated Access Device)、通过数字用户线接入复用器DSLAM(Digital Subscriber Line Access Multiplexer)的ASDL接入设备以及第3代无线接入设备。
传输层:面向用户端支持透明的TDM线路的接入,在网络核心提供大带宽的数据传输能力,并替代传统的配线架,构建灵活和可重用的长途传输网络。传输层设备包括用于低速率接入和会聚的异步分叉设备(ADM-Asynchronous De-Multiplexer)和用于速率静态交换的数字交叉连接设备(DCS-Digital Cross System)。
媒体层:这里采用媒体层,而不是综合网络体系中的“交换层”,是因为IP数据网络的核心设备采用路由器,虽然逐步引入第2层交换能力,但毕竟和交换机是有区别的,故不拟采用交换机的提法。 这里媒体层主要指网络为完成端到端的数据传输进行的路由判决和数据转发的功能。它是网络的交换核心,目的是在传输层基础上构建端到端的通信过程,这里可能包括的技术有ATM和IP。具体设备分成网络核心单元(交换机)和异种网络互连单元(网关)。其中,交换设备又可细分为支持各种媒体接入的媒体交换机(MSW-Media switch)和用于长途传输的骨干交换机(CSW-Core switch),实际网络中交换机也可由直接支持第3层功能的路由器或具有2/3层功能的交换路由设备替代;网关则又划分成完成相应功能的各种设备,如数据网关(DGW-Data gateway)、接入网关(AGW-Access gateway)、中继网关(TGW-Trunk gateway)和无线网关(wireless gateway)。
控制层:用于媒体层的网络设备的控制,在传统电信网络中由No.7信令支持网络控制操作;但在IP网络中,协议框架中控制能力比较弱,因此需要额外的设备完成类似信令网络的功能,这里包括支持不同网络信令互通的信令网关(SGW-Signaling gateway)、用于控制媒体交换机的媒体网关控制器(MGC-Media Gateway Control)以及用于加强广域网中基于QoS路由选择的路由控制器(RC(Routing Controller)。
业务层:在电信网络环境中,通过智能网络平台提供各种增值服务;而在多媒体网络环境中,也需要相应的业务生成和维护环境,即业务执行节点(SEN-Service Execution Node)。
注意,图1中传统网络和数据网络互联互通时,信息传输和信令传输分别在不同层次上进行交流,这和网络分层概念是相符合的。
现有高速数据网络的构建尚处于传输层和媒体层,主要完成网络物理平台的构建,侧重于高速网络的传输和交换平台。高速网络的构建包括骨干网络和边缘接入,其中骨干网络包括网络高速自愈能力和端到端交换能力,而接入网络则需支持多种媒体接入。接入网部分除了直接用户的接入,另外还可作为与其他网络的网关接入。随着Internet网络的普及并逐步过渡到其他网络的汇接网络,网关接入其他网络的功效将引起人们的重视。
控制层和网络业务层作为网络的逻辑控制体系,应能支持新业务的引入和构成,但目前这方面尚处于非常薄弱状态,只能实现如何与其他网络的互联互通的功能。这是因为传统的IP网络主要支持基于站点的各种服务,如WWW、FTP和电子邮件等,但随着人们对Internet业务的期望以及高速IP网络的建设,将引入诸如话音和视频等信息服务,Internet网络也将逐步转化成一个电信级的运营网络,这就要求网络逐步从“无政府”状态向可控制、保证质量的状态转化,这就要求网络在不同层次上作相应的改进。特别是在控制层和网络业务层,应在网络控制体系增加各种网络设备的环境中,能够更方便地提供各种策略服务、完备的用户管理,而这些服务和管理本身的工作难度和复杂度可能会超过网络本身支持业务的复杂度,对应网络的开销也是如此,有关这方面的许多问题还处于研究阶段。在IP网络协议并不完善的今天,为满足这方面的需求,不同的厂商也提出了有限解决方案。我们认为,传统电信网络虽然在其媒体层上运作方式和高速IP网络有所不同,但在网络管理和业务实现,甚至许多控制方法方面值得高速IP网络平台借鉴。
媒体层和传输层网络结构
数据网络的媒体层和传输层作为物理骨干平台,20年前产业界就期望将多种类型的业务合成,可在单一平台上传输单一流,人们提出基于ATM的综合业务数字网络(B-ISDN),将音频、视频和数据信息转化成ATM信元承载格式,以便通过SDH网络传输。时至今日,网络期望的业务种类和运作模型均有所不同,应重新评估基于ATM的B-ISDN网络。与此同时,几乎所有桌面的计算机均支持以太网络和IP协议,而在企业网络环境中,ATM技术并不支持端到端通信过程,另外,帧中继技术仍然是目前支持广域数据的主要接入方式。因此,在新的网络体系构架中必须考虑到IP业务的支持,图2给出了目前可能的,由若干种网络组成的技术方案。
图2给出的若干功能设备和实际产业界推出的设备可能有所不同,如有些厂商推出的ATM交换机是ATM传输设备,而有些厂商的IP设备实际上是ATM和IP的混合设备。图2中给出不同层次的网络设备的功能和相应局限性。
网络层提供端到端的传输路由,在多跳通信网络中,为实现从发送端将信息传送到接收端,网络层的路由设备必须能够在网络中根据通信过程的需求,建立一条传输路由。IP路由器充分体现了现有Internet网络工作准则:网络协议可自动适配网络拓扑的变化、网络协议开销比较大,适合中低速数据传递、无连接工作方式限制了Internet支持连续媒体信息的传输。1997年后,IETF提出了一系列协议用于改善Internet网络的服务质量问题,但是无连接的工作模式导致通信过程中信息传输路由根据网络拓扑状态的变化而变化,这样在网络中很难进行资源预留、流量控制以及接入控制等操作。Internet网络若想支持实时连续媒体通信必须改变整个运作框架。可以看到,Internet协议的最大优势在于广泛的互联性,这意味着基于现有的IP路由设备无法建立多业务传输平台。
链路层支持网络中相邻节点间信息的可靠传输,链路层的网络设备是交换机,如ATM交换机和帧中继交换机。但是,ATM技术的定位主要来自其运作的机制,ATM技术综合电路交换和分组交换技术,迄今为止,还没有比ATM在传输、交换和复用等方面更先进的技术。虽然广域网络中的分组交换、DDN网和帧中继网络在不同层次上可以支持不同数据率的通信业务,但实际上各种网络目前都已经不堪重负,市场迫切需要更强大的通信网络支持计算机通信。
物理层主要支持比特流的传输,在大容量数据传输中保证传输的可靠性,网络出现线路和设备故障时,能够在50ms范围内实现无中断的线路切换。这和OSI协议层的物理层的功能是不完全相同的,另外在物理层还需支持丰富的网络管理和控制信令传送通道。在目前环境下, SDH是在物理层提供可靠通信的设备。
光纤层用于实现以往常规光缆/电缆所不能提供的高速传输能力,例如,目前在光纤上采用多波长复用方式提供多达400Gb/s传输能力,甚至太比特级传输速率。但是,目前DWDM传输还只限于点到点的传输,在光层上未能实现强有力的自愈网络和未能提供强大的管理和控制能力。
根据以上的分层网络分析,重新估计图2给出的6种组网方式,如表1所示。
显然,越来越多的新兴网络运营商更看重IP市场,IP市场包括了Internet上网访问业务以及基于传统数据网络的IP业务互联。其中,前者面向将来的业务服务市场,而后者则占现有数据市场的绝大多数份额,代表了商业社会的网络应用。因此,网络运营商期望能在IP路由设备增加ATM的QoS机制和SDH的自愈保护功能,大幅度降低网络构建和运维成本,从而增加其在市场上的竞争能力。
业务层和控制层网络
随着运营商之间的竞争日益加剧,营运的费用和设备的投资同样受到网络运营者的关注。传统的数据网络未能支持类似于电话网络完备的管理和控制功能,在新兴的综合网络中有关控制和业务生成/管理的功能层是必不可少的。目前,网络运营商和设备提供商正在协同制定有关的标准,期望在水平方向将原有的集中交换机功能扩展到数据网络核心的交换和路由设备,从网络分层的垂直方向将相应的业务功能生成环境控制操作分布于媒体层和业务层相应设备中。从而可简化业务流量控制并优化网络中的用户操作。图3给出了在PSTN和IP网络间的网络视图。基于分组的高速IP网络可提供网络、传输和终端用户间的协议转换、网络和业务的管理以及与传统通信网络的互联互通。
在媒体层和传输层将融入更多的现有网络结构,同时逐步过渡到统一的交换和传输平台;特别在媒体控制层和业务生成层将引入更多的网络控制单元和业务生成单元,并能和现有的智能网络平台更好地融为一体,以提供电信的管理和服务。图中的网关完成IP网络和PSTN网络的信息传输转换功能,关口设备通过媒体网关控制协议(MGCP)完成多个网关的管理,并支持点到点的呼叫控制过程,关口的业务管理中心(SMC)模块完成各种网络增值业务,并通过信令网关(SGW)和智能网络平台连接,提供功能更强大的附加业务。业务控制点(SCP)和信令交换点(SSP)均归属于电信的智能网络平台,其中SCP执行由业务生成环境(SCE)生成的数据驱动的代码程序,这些程序将完成特定业务流程;SSP实现对具体交换设备的业务控制和操作以及信令采集。所有网络中各种设备的控制均可由SMC和网管中心(NMC)通过SNMP协议予以完成。另外,网络整体的安全性可通过各个平台的防火墙予以保证。
高速电信级数据网络体系结构主要是以电信级IP网络为主要目标,有关各层次的技术正在逐步成熟,许多标准化组织正在推出相应信令和业务生成环境的协议。可以预测,将来的通信网络不是一个完全脱离于现有技术的实体,而是能够很好地融合现有各种技术和各种网络的综合性网络
资料引用:http://www.knowsky.com/8639.html
『贰』 0OSI分层体系结构中,物理层是指
OSI/RM
开放系统互联参考模型。
物理层规定:为传输数据所需要的物理链路建立、维持、内拆除,而提供具有容机械的,电子的,功能的和规范的特性。简单的说,物理层确保原始的数据可在各种物理媒体上传输。
具体来说比如:传输介质是导向的还是非导向的,如光纤,双绞线,微波等。接口的物理接口形状,电气规范。比如rj45接口。里面传输信号的调制方法等。
『叁』 光纤交换机划分ZONE 的作用、意义是什么
划分空间作用是不同的空间作用在不同的网络内进行 可以达到多点连接,分层交换
『肆』 网络分层路由协议原理
网络分层
网络分层就是将网络节点所要完成的数据的发送或转发、打包或拆包,控制信息的加载或拆出等工作,分别由不同的硬件和软件模块去完成.这样可以将往来通信和网络互连这一复杂的问题变得较为简单.
[编辑本段]网络层次的划分
ISO提出的OSI(Open System Interconnection)模型将网络分为七层,即物理层( Phisical )、数据链路层(Data Link)、网络层(Network)、传输层(Transport)、会话层(Session)、表示层(Presentation)和应用层(Application).
1. 物理层(Physical layer)是参考模型的最低层.该层是网络通信的数据传输介质,由连接不同结点的电缆与设备共同构成.主要功能是:利用传输介质为数据链路层提供物理连接,负责处理数据传输并监控数据出错率,以便数据流的透明传输.
2. 数据链路层(Data link layer)是参考模型的第2层. 主要功能是:在物理层提供的服务基础上,在通信的实体间建立数据链路连接,传输以“帧”为单位的数据包,并采用差错控制与流量控制方法,使有差错的物理线路变成无差错的数据链路.
3. 网络层(Network layer)是参考模型的第3层.主要功能是:为数据在结点之间传输创建逻辑链路,通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径,以及实现拥塞控制、网络互联等功能.
4. 传输层(Transport layer)是参考模型的第4层.主要功能是向用户提供可靠的端到端(End-to-End)服务,处理数据包错误、数据包次序,以及其他一些关键传输问题.传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节,因此,它是计算机通信体系结构中关键的一层.
5. 会话层(Session layer)是参考模型的第5层.主要功能是:负责维扩两个结点之间的传输链接,以便确保点到点传输不中断,以及管理数据交换等功能.
6. 表示层(Presentation layer)是参考模型的第6层.主要功能是:用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式,主要包括数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能.
7. 应用层(Application layer)是参考模型的最高层.主要功能是:为应用软件提供了很多服务,例如文件服务器、数据库服务、电子邮件与其他网络软件服务.
[编辑本段]对网络分层的理解
许多所谓的网络课程都是从教你记住OSI模型中的每一个层的名字和这个模型中包含的每一个协议开始的.这样做是不必要的.甚至第5层和第6层是完全可以忽略的.
国际标准组织(ISO)制定了OSI模型.这个模型把网络通信的工作分为7层.1至4层被认为是低层,这些层与数据移动密切相关.5至7层是高层,包含应用程序级的数据.每一层负责一项具体的工作,然后把数据传送到下一层.
物理层(也即OSI模型中的第一层)在课堂上经常是被忽略的.它看起来似乎很简单.但是,这一层的某些方面有时需要特别留意.物理层实际上就是布线、光纤、网卡和其它用来把两台网络通信设备连接在一起的东西.甚至一个信鸽也可以被认为是一个1层设备(参见RFC 1149).网络故障的排除经常涉及到1层问题.我们不能忘记用五类线在整个一层楼进行连接的传奇故事.由于办公室的椅子经常从电缆线上压过,导致网络连接出现断断续续的情况.遗憾的是,这种故障是很常见的,而且排除这种故障需要耗费很长时间.
第2层是以太网等协议.请记住,我们要使这个问题简单一些.第2层中最重要的是你 应该理解网桥是什么.交换机可以看成网桥,人们现在都这样称呼它.网桥都在2层工作,仅关注以太网上的MAC地址.如果你在谈论有关MAC地址、交换机或者网卡和驱动程序,你就是在第2层的范畴.集线器属于第1层的领域,因为它们只是电子设备,没有2层的知识.第2层的相关问题在本网络讲座中有自己的一部分,因此现在先不详细讨论这个问题的细节.现在只需要知道第2层把数据帧转换成二进制位供1层处理就可以了.在往下讲之间,你应该回过头来重新阅读一下上面的内容,因为经验不足的网络管理员经常混淆2层和3层的区别.
如果你在谈论一个IP地址,那么你是在处理第3层的问题,这是“数据包”问题,而不是第2层的“帧”.IP是第3层问题的一部分,此外还有一些路由协议和地址解析协议(ARP).有关路由的一切事情都在第3层处理.地址解析和路由是3层的重要目的.
第4层是处理信息的传输层.第4层的数据单元也称作数据包(packets).但是,当你谈论TCP等具体的协议时又有特殊的叫法,TCP的数据单元称为“段(segments)”而UDP的数据单元称为“数据报(datagrams)”.这个层负责获取全部信息,因此,它必须跟踪数据单元碎片、乱序到达的数据包和其它在传输过程中可能发生的危险.理解第4层的另一种方法是,第4层提供端对端的通信管理.像TCP等一些协议非常善于保证通信的可靠性.有些协议并不在乎一些数据包是否丢失,UDP协议就是一个主要例子.
现在快要到7层了,我们很想知道第5层和第6层有些什么功能.可以说,它们都是没有用的.有一些应用程序和协议在5层和6层.但是,对于理解网络问题来说,谈论这些问题没有任何益处.请大家注意,第7层是“一切”.7层称作“应用层”,是专门用于应用程序的.如果你的程序需要一种具体格式的数据,你可以发明一些你希望能够把数据发送到目的地的格式,并且创建一个第7层协议. SMTP、DNS和FTP都是7层协议.学习OSI模型中最重要的事情是它实际代表什么意思.
假设你是一个网络上的操作系统.在1层和2层工作的网卡将通知你什么时候有数据到达.驱动程序处理2层帧的出口,通过它你可以得到一个发亮和闪光的3层数据包(希望是如此).作为操作系统,你将调用一些常用的应用程序处理3层数据.如果这个数据是从下面发上来的,你知道那是发给你的数据包,或者那是一个广播数据包(除非你同时也是一个路由器,不过,暂时不用担心这个问题).如果你决定保留这个数据包,你将打开它,并且取出4层数据包.如果它是TCP协议,这个TCP子系统将被调用并打开这个数据包,然后把这个7层数据发送给在目标端口等待的应用程序.这个过程就结束了.当要对网络上的其它计算机做出回应的时候,每一件事情都以相反的顺序发生.7层应用程序将把数据发送给TCP协议的执行者.然后,TCP协议在这些数据中加入额外的文件头.在这个方向上,数据每前进一步体积都要大一些.TCP协议在IP协议中加入一个合法的TCP字段.然后,IP协议把这个数据包交给以太网.以太网再把这个数据作为一个以太网帧发送给驱动程序.然后,这个数据通过了这个网络.这条线路中的路由器将部分地分解这个数据包以获得3层文件头,以便确定这个数据包应该发送到哪里.如果这个数据包的目的地是本地以太网子网,这个操作系统将代替路由器为计算机进行地址解析,并且把数据直接发送给主机.这个过程确实简化了.但是,如果你能够按照这个进程来做,并且理解数据包在每一个阶段都会发生什么事情,你就征服了理解网络的相当大的一部分问题.当你开始讨论每一个协议实际上做什么的时候,一切都会变得非常复杂.如果你刚刚开始学习,在你理解复杂的事情在设法完成什么任务之前,请你先忽略这些复杂的事情.这样会提高你的学习热情.
小结
1. 与其苦钻OSI模型中的各协议不如好好理解路由器和主机如何利用网络栈传输数据
2. 2层数据称作帧,不包含IP地址.IP地址和数据包在3层,MAC地址在2层.
3. 除非你是一台路由器,通过网络栈向上发来的数据是给你的,通过网络栈向下发送的数据是你发送的
『伍』 网络分层的原理
网络分层
网络分层就是将网络节点所要完成的数据的发送或转发、打包或拆包,控制信息的加载或拆出等工作,分别由不同的硬件和软件模块去完成。这样可以将往来通信和网络互连这一复杂的问题变得较为简单。
[编辑本段]网络层次的划分
ISO提出的OSI(Open System Interconnection)模型将网络分为七层,即物理层( Phisical )、数据链路层(Data Link)、网络层(Network)、传输层(Transport)、会话层(Session)、表示层(Presentation)和应用层(Application)。
1. 物理层(Physical layer)是参考模型的最低层。该层是网络通信的数据传输介质,由连接不同结点的电缆与设备共同构成。主要功能是:利用传输介质为数据链路层提供物理连接,负责处理数据传输并监控数据出错率,以便数据流的透明传输。
2. 数据链路层(Data link layer)是参考模型的第2层。 主要功能是:在物理层提供的服务基础上,在通信的实体间建立数据链路连接,传输以“帧”为单位的数据包,并采用差错控制与流量控制方法,使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。
3. 网络层(Network layer)是参考模型的第3层。主要功能是:为数据在结点之间传输创建逻辑链路,通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径,以及实现拥塞控制、网络互联等功能。
4. 传输层(Transport layer)是参考模型的第4层。主要功能是向用户提供可靠的端到端(End-to-End)服务,处理数据包错误、数据包次序,以及其他一些关键传输问题。传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节,因此,它是计算机通信体系结构中关键的一层。
5. 会话层(Session layer)是参考模型的第5层。主要功能是:负责维扩两个结点之间的传输链接,以便确保点到点传输不中断,以及管理数据交换等功能。
6. 表示层(Presentation layer)是参考模型的第6层。主要功能是:用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式,主要包括数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。
7. 应用层(Application layer)是参考模型的最高层。主要功能是:为应用软件提供了很多服务,例如文件服务器、数据库服务、电子邮件与其他网络软件服务。
[编辑本段]对网络分层的理解
许多所谓的网络课程都是从教你记住OSI模型中的每一个层的名字和这个模型中包含的每一个协议开始的。这样做是不必要的。甚至第5层和第6层是完全可以忽略的。
国际标准组织(ISO)制定了OSI模型。这个模型把网络通信的工作分为7层。1至4层被认为是低层,这些层与数据移动密切相关。5至7层是高层,包含应用程序级的数据。每一层负责一项具体的工作,然后把数据传送到下一层。
物理层(也即OSI模型中的第一层)在课堂上经常是被忽略的。它看起来似乎很简单。但是,这一层的某些方面有时需要特别留意。物理层实际上就是布线、光纤、网卡和其它用来把两台网络通信设备连接在一起的东西。甚至一个信鸽也可以被认为是一个1层设备(参见RFC 1149)。网络故障的排除经常涉及到1层问题。我们不能忘记用五类线在整个一层楼进行连接的传奇故事。由于办公室的椅子经常从电缆线上压过,导致网络连接出现断断续续的情况。遗憾的是,这种故障是很常见的,而且排除这种故障需要耗费很长时间。
第2层是以太网等协议。请记住,我们要使这个问题简单一些。第2层中最重要的是你 应该理解网桥是什么。交换机可以看成网桥,人们现在都这样称呼它。网桥都在2层工作,仅关注以太网上的MAC地址。如果你在谈论有关MAC地址、交换机或者网卡和驱动程序,你就是在第2层的范畴。集线器属于第1层的领域,因为它们只是电子设备,没有2层的知识。第2层的相关问题在本网络讲座中有自己的一部分,因此现在先不详细讨论这个问题的细节。现在只需要知道第2层把数据帧转换成二进制位供1层处理就可以了。在往下讲之间,你应该回过头来重新阅读一下上面的内容,因为经验不足的网络管理员经常混淆2层和3层的区别。
如果你在谈论一个IP地址,那么你是在处理第3层的问题,这是“数据包”问题,而不是第2层的“帧”。IP是第3层问题的一部分,此外还有一些路由协议和地址解析协议(ARP)。有关路由的一切事情都在第3层处理。地址解析和路由是3层的重要目的。
第4层是处理信息的传输层。第4层的数据单元也称作数据包(packets)。但是,当你谈论TCP等具体的协议时又有特殊的叫法,TCP的数据单元称为“段(segments)”而UDP的数据单元称为“数据报(datagrams)”。这个层负责获取全部信息,因此,它必须跟踪数据单元碎片、乱序到达的数据包和其它在传输过程中可能发生的危险。理解第4层的另一种方法是,第4层提供端对端的通信管理。像TCP等一些协议非常善于保证通信的可靠性。有些协议并不在乎一些数据包是否丢失,UDP协议就是一个主要例子。
现在快要到7层了,我们很想知道第5层和第6层有些什么功能。可以说,它们都是没有用的。有一些应用程序和协议在5层和6层。但是,对于理解网络问题来说,谈论这些问题没有任何益处。请大家注意,第7层是“一切”。7层称作“应用层”,是专门用于应用程序的。如果你的程序需要一种具体格式的数据,你可以发明一些你希望能够把数据发送到目的地的格式,并且创建一个第7层协议。 SMTP、DNS和FTP都是7层协议。学习OSI模型中最重要的事情是它实际代表什么意思。
假设你是一个网络上的操作系统。在1层和2层工作的网卡将通知你什么时候有数据到达。驱动程序处理2层帧的出口,通过它你可以得到一个发亮和闪光的3层数据包(希望是如此)。作为操作系统,你将调用一些常用的应用程序处理3层数据。如果这个数据是从下面发上来的,你知道那是发给你的数据包,或者那是一个广播数据包(除非你同时也是一个路由器,不过,暂时不用担心这个问题)。如果你决定保留这个数据包,你将打开它,并且取出4层数据包。如果它是TCP协议,这个TCP子系统将被调用并打开这个数据包,然后把这个7层数据发送给在目标端口等待的应用程序。这个过程就结束了。当要对网络上的其它计算机做出回应的时候,每一件事情都以相反的顺序发生。7层应用程序将把数据发送给TCP协议的执行者。然后,TCP协议在这些数据中加入额外的文件头。在这个方向上,数据每前进一步体积都要大一些。TCP协议在IP协议中加入一个合法的TCP字段。然后,IP协议把这个数据包交给以太网。以太网再把这个数据作为一个以太网帧发送给驱动程序。然后,这个数据通过了这个网络。这条线路中的路由器将部分地分解这个数据包以获得3层文件头,以便确定这个数据包应该发送到哪里。如果这个数据包的目的地是本地以太网子网,这个操作系统将代替路由器为计算机进行地址解析,并且把数据直接发送给主机。这个过程确实简化了。但是,如果你能够按照这个进程来做,并且理解数据包在每一个阶段都会发生什么事情,你就征服了理解网络的相当大的一部分问题。当你开始讨论每一个协议实际上做什么的时候,一切都会变得非常复杂。如果你刚刚开始学习,在你理解复杂的事情在设法完成什么任务之前,请你先忽略这些复杂的事情。这样会提高你的学习热情。
小结
1. 与其苦钻OSI模型中的各协议不如好好理解路由器和主机如何利用网络栈传输数据
2. 2层数据称作帧,不包含IP地址。IP地址和数据包在3层,MAC地址在2层。
3. 除非你是一台路由器,通过网络栈向上发来的数据是给你的,通过网络栈向下发送的数据是你发送的
『陆』 网络分层的理解
许多所谓的网络课程都是从教你记住OSI模型中的每一个层的名字和这个模型中包含的每一个协议开始的。这样做是不必要的。甚至第5层和第6层是完全可以忽略的。
国际标准组织(ISO)制定了OSI模型。这个模型把网络通信的工作分为7层。1至4层被认为是低层,这些层与数据移动密切相关。5至7层是高层,包含应用程序级的数据。每一层负责一项具体的工作,然后把数据传送到下一层。
物理层(也即OSI模型中的第一层)在课堂上经常是被忽略的。它看起来似乎很简单。但是,这一层的某些方面有时需要特别留意。物理层实际上就是布线、光纤、网卡和其它用来把两台网络通信设备连接在一起的东西。甚至一个信鸽也可以被认为是一个1层设备(参见RFC 1149)。网络故障的排除经常涉及到1层问题。我们不能忘记用五类线在整个一层楼进行连接的传奇故事。由于办公室的椅子经常从电缆线上压过,导致网络连接出现断断续续的情况。遗憾的是,这种故障是很常见的,而且排除这种故障需要耗费很长时间。
第2层是以太网等协议。最重要的是应该理解网桥是什么。交换机可以看成网桥,人们当前都这样称呼它。网桥都在2层工作,仅关注以太网上的MAC地址。如果你在谈论有关MAC地址、交换机或者网卡和驱动程序,你就是在第2层的范畴。集线器属于第1层的领域,因为它们只是电子设备,没有2层的知识。第2层的相关问题在本网络讲座中有自己的一部分,因此当前先不详细讨论这个问题的细节。当前只需要知道第2层把数据帧转换成二进制位供1层处理就可以了。在往下讲之前,你应该回过头来重新阅读一下上面的内容,因为经验不足的网络管理员经常混淆2层和3层的区别。
如果你在谈论一个IP地址,那么你是在处理第3层的问题,这是“数据包”问题,而不是第2层的“帧”。IP是第3层问题的一部分,此外还有一些路由协议和地址解析协议(ARP)。有关路由的一切事情都在第3层处理。地址解析和路由是3层的重要目的。
第4层是处理信息的传输层。第4层的数据单元也称作数据包(packets)。但是,当你谈论TCP等具体的协议时又有特殊的叫法,TCP的数据单元称为“段(segments)”而UDP的数据单元称为“数据报(datagrams)”。这个层负责获取全部信息,因此,它必须跟踪数据单元碎片、乱序到达的数据包和其它在传输过程中可能发生的危险。理解第4层的另一种方法是,第4层提供端对端的通信管理。像TCP等一些协议非常善于保证通信的可靠性。有些协议并不在乎一些数据包是否丢失,UDP协议就是一个主要例子。
第5层和第6层的功能。有一些应用程序和协议在5层和6层。但是,对于理解网络问题来说,谈论这些问题没有任何益处。请大家注意,第7层是“一切”。7层称作“应用层”,是专门用于应用程序的。如果你的程序需要一种具体格式的数据,你可以发明一些你希望能够把数据发送到目的地的格式,并且创建一个第7层协议。 SMTP、DNS和FTP都是7层协议。学习OSI模型中最重要的事情是它实际代表什么意思。
『柒』 什么是光纤信道
光纤信道是一种高速网络技术标准(T11),主要应用于SAN(存储局域网)。
中文名
光纤信道
外文名
Fibre Channel
类 别
高速网络技术标准
简称FC(Fibre Channel),是一种高速网络技术标准(T11),主要应用于SAN(存储局域网)。
Fibre Channel 是网状通道的意思。
光纤和铜制电缆都可以作为FC的传输介质。
从分层协议栈的角度看,FC仅仅包含了从物理层到传输层的规范。它的上层定义了把其他协议作为应用层协议进行封装的接口,如SCSI或IP协议。而将SCSI3封装起来后整个协议,就是FCP(FC Protocol)。
FC物理层具有很高的传输带宽,从1Gb/s、2Gb/s、4Gb/s到8Gb/s,采用NMb的编码方式,同步串行方式传输。
FC被译为光线通道有点扯,它的传输介质可以是光纤也可以用铜制电缆,一般情况下用光纤,用光纤的话还要在接收端加GBIC设备 转换成电信号。
『捌』 高压电缆与通信光缆同沟分层敷设时哪个在下面,哪个在上面,查什么规范能找到这个啊
高压电缆在下面,通信电缆在上面。
最好有一定的间隔,否则通讯比较容易受电场干扰。
可以查电气施工和验收规范
『玖』 传说中的光纤是怎么回事多少兆怎么区分
是光导纤维的简写,是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。光导纤维由前香港中文大学校长高锟发明。
微细的光纤封装在塑料护套中,使得它能够弯曲而不至于断裂。通常,光纤的一端的发射装置使用发光二极管(light emitting diode,LED)或一束激光将光脉冲传送至光纤,光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。
在日常生活中,由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多,光纤被用作长距离的信息传递。
通常光纤与光缆两个名词会被混淆.多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为光缆.光纤外层的保护结构可防止周遭环境对光纤的伤害,如水,火,电击等.光缆分为:光纤,缓冲层及披覆.光纤和同轴电缆相似,只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中,芯的直径是15μm~50μm, 大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8μm~10μm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套, 以使光纤保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套,用来保护封套。光纤通常被扎成束,外面有外壳保护。 纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体,它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。
[编辑本段]光导纤维的发明和使用
1870年的一天,英国物理学家丁达尔到皇家学会的演讲厅讲光的全反射原理,他做了一个简单的实验:在装满水的木桶上钻个孔,然后用灯从桶上边把水照亮。结果使观众们大吃一惊。人们看到,放光的水从水桶的小孔里流了出来,水流弯曲,光线也跟着弯曲,光居然被弯弯曲曲的水俘获了。
人们曾经发现,光能沿着从酒桶中喷出的细酒流传输;人们还发现,光能顺着弯曲的玻璃棒前进。这是为什么呢?难道光线不再直进了吗?这些现象引起了丁达尔的注意,经过他的研究,发现这是全反射的作用,即光从水中射向空气,当入射角大于某一角度时,折射光线消失,全部光线都反射回水中。表面上看,光好像在水流中弯曲前进。实际上,在弯曲的水流里,光仍沿直线传播,只不过在内表面上发生了多次全反射,光线经过多次全反射向前传播。
后来人们造出一种透明度很高、粗细像蜘蛛丝一样的玻璃丝——玻璃纤维,当光线以合适的角度射入玻璃纤维时,光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。由于这种纤维能够用来传输光线,所以称它为光导纤维。
光导纤维可以用在通信技术里。1979年9月,一条3.3公里的120路光缆通信系统在北京建成,几年后上海、天津、武汉等地也相继铺设了光缆线路,利用光导纤维进行通信。
利用光导纤维进行的通信叫光纤通信。一对金属电话线至多只能同时传送一千多路电话,而根据理论计算,一对细如蛛丝的光导纤维可以同时通一百亿路电话!铺设1000公里的同轴电缆大约需要500吨铜,改用光纤通信只需几公斤石英就可以了。沙石中就含有石英,几乎是取之不尽的。
另外,利用光导纤维制成的内窥镜,可以帮助医生检查胃、食道、十二指肠等的疾病。光导纤维胃镜是由上千根玻璃纤维组成的软管,它有输送光线、传导图像的本领,又有柔软、灵活,可以任意弯曲等优点,可以通过食道插入胃里。光导纤维把胃里的图像传出来,医生就可以窥见胃里的情形,然后根据情况进行诊断和治疗。
[编辑本段]光纤系统的运用
多股光导纤维做成的光缆可用于通信,它的传导性能良好,传输信息容量大,一条通路可同时容纳十亿人通话。可以同时传送千套电视节目,供自由选看。光导纤维内窥镜可导入心脏和脑室,测量心脏中的血压、血液中氧的饱和度、体温等。用光导纤维连接的激光手术刀已在临床应用,并可用作光敏法治癌。
光导纤维可以把阳光送到各个角落,还可以进行机械加工。计算机、机器人、汽车配电盘等也已成功地用光导纤维传输光源或图像。如与敏感元件组合或利用本身的特性,则可以做成各种传感器,测量压力、流量、温度、位移、光泽和颜色等。在能量传输和信息传输方面也获得广泛的应用。
高分子光导纤维开发之初,仅用于汽车照明灯的控制和装饰。现在主要用于医学、装饰、汽车、船舶等方面,以显示元件为主。在通信和图像传输方面,高分子光导纤维的应用日益增多,工业上用于光导向器、显示盘、标识、开关类照明调节、光学传感器等,同时也用在装饰显示、广告显示。
[编辑本段]光纤的历史
1880-AlexandraGrahamBell发明光束通话传输
1960-电射及光纤之发明
1977-首次实际安装电话光纤网路
1978-FORT在法国首次安装其生产之光纤电
1990-区域网路及其他短距离传输应用之光纤
2000-到屋边光纤=>到桌边光纤
2005 FTTH(Fiber To The Home)光纤直接到家庭
[编辑本段]光纤的分类特征
按材质分,有无机光导纤维和高分子光导纤维,目前在工业上大量应用的是前者。无机光导纤维材料又分为单组分和多组分两类。单组分即石英,主要原料为四氯化硅、三氯氧磷和三溴化硼等。其纯度要求铜、铁、钴、镍、锰、铬、钒等过渡金属离子杂质含量低于10ppb。除此之外,OH-离子要求低于10ppb。石英纤维已被广泛使用。多组分的原料较多,主要有二氧化硅、三氧化二硼、硝酸钠、氧化铊等。这种材料尚未普及。高分子光导纤维是以透明聚合物制得的光导纤维,由纤维芯材和包皮鞘材组成。芯材为高纯度高透光性的聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯抽丝制得的纤维,外层为含氟聚合物或有机硅聚合物等。
光导通信的研究和实用化,与光导纤维的低损耗密切相关。光能的损耗可否大大降低,关键在于材料纯度的提高。玻璃材料中的杂质产生的光吸收,造成了最大的光损耗,其中过渡金属离子特别有害。目前,由于玻璃材料的高纯度化,这些杂质对光导纤维的损耗影响已很小。
石英玻璃光导纤维的优点是损耗低,当光波长为1.0~1.7μm(约14μm附近),损耗只有1dB/km,在1.55μm处最低,只有0.2dB/km。高分子光导纤维的光损耗较高,1982年,日本电信电报公司利用氘化甲基丙烯酸甲酯聚合抽丝作芯材,光损耗率降低到20dB/km。但高分子光导纤维的特点是能制大尺寸,大数值孔径的光导纤维,光源耦合效率高,挠曲性好,微弯曲不影响导光能力,配列、粘接容易,便于使用,成本低廉。但光损耗大,只能短距离应用。光损耗在10~100dB/km的光导纤维,可传输几百米。
光纤主要分以下两大类:
1)传输点模数类
传输点模数类分单模光纤(Single Mode Fiber)和多模光纤(Multi Mode Fiber)。单模光纤的纤芯直径很小, 在给定的工作波长上只能以单一模式传输,传输频带宽,传输容量大。多模光纤是在给定的工作波长上,能以多个模式同时传输的光纤。 与单模光纤相比,多模光纤的传输性能较差。
2)折射率分布类
折射率分布类光纤可分为跳变式光纤和渐变式光纤。跳变式光纤纤芯的折射率和保护层的折射率都是一个常数。 在纤芯和保护层的交界面,折射率呈阶梯型变化。渐变式光纤纤芯的折射率随着半径的增加按一定规律减小, 在纤芯与保护层交界处减小为保护层的折射率。纤芯的折射率的变化近似于抛物线。
[编辑本段]光纤结构及种类
光及其特性:
1.光是一种电磁波
可见光部分波长范围是:390~760nm(毫微米)。大于760nm部分是红外光,小于390nm部分是紫外光。光纤中应用的是:850,1300,1550三种。
2.光的折射,反射和全反射。
因光在不同物质中的传播速度是不同的,所以光从一种物质射向另一种物质时,在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且,折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时,折射光会消失,入射光全部被反射回来,这就是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的(即不同的物质有不同的光折射率),相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。
1.光纤结构:
光纤裸纤一般分为三层:中心高折射率玻璃芯(芯径一般为50或62.5μm),中 间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125μm),最外是加强用的树脂涂层。
2.数值孔径:
入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输,只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同(AT&T CORNING)。
3.光纤的种类:
A.按光在光纤中的传输模式可分为:单摸光纤和多模光纤。
多模光纤:中心玻璃芯较粗(50或62.5μm),可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重。例如:600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。单模光纤:中心玻璃芯较细(芯径一般为9或10μm),只能传一种模式的光。因此,其模间色散很小,适用于远程通讯,但其色度色散起主要作用,这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求,即谱宽要窄,稳定性要好。
单模光纤(Single-mode Fiber):一般光纤跳线用黄色表示,接头和保护套为蓝色;传输距离较长。
多模光纤(Multi-mode Fiber):一般光纤跳线用橙色表示,也有的用灰色表示,接头和保护套用米色或者黑色;传输距离较短。
B.按最佳传输频率窗口分:常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。
常规型:光纤生产厂家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上,如1300nm。
色散位移型:光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上,如:1300nm和1550nm。
C.按折射率分布情况分:突变型和渐变型光纤。
突变型:光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。其成本低,模间色散高。适用于短途低速通讯,如:工控。但单模光纤由于模间色散很小,所以单模光纤都采用突变型。
渐变型光纤:光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小,可使高模光按正弦形式传播,这能减少模间色散,提高光纤带宽,增加传输距离,但成本较高,现在的多模光纤多为渐变型光纤。
4.常用光纤规格:
单模:8/125μm,9/125μm,10/125μm
多模:50/125μm,欧洲标准
62.5/125μm,美国标准
工业,医疗和低速网络:100/140μm,200/230μm
塑料:98/1000μm,用于汽车控制
[编辑本段]光纤的衰减
造成光纤衰减的主要因素有:本征,弯曲,挤压,杂质,不均匀和对接等。
本征:是光纤的固有损耗,包括:瑞利散射,固有吸收等。
弯曲:光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉,造成的损耗。
挤压:光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。
杂质:光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光,造成的损失。
不均匀:光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。
对接:光纤对接时产生的损耗,如:不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8μm),端面与轴心不垂直,端面不平,对接心径不匹配和熔接质量差等。
[编辑本段]光纤传输优点
直到1960年,美国科学家Maiman发明了世界上第一台激光器后,为光通讯提供了良好的光源。随后二十多年,人们对光传输介质进行了攻关,终于制成了低损耗光纤,从而奠定了光通讯的基石。从此,光通讯进入了飞速发展的阶段。
光纤传输有许多突出的优点:
1。频带宽
频带的宽窄代表传输容量的大小。载波的频率越高,可以传输信号的频带宽度就越大。在VHF频段,载波频率为48.5MHz~300Mhz。带宽约250MHz,只能传输27套电视和几十套调频广播。可见光的频率达100000GHz,比VHF频段高出一百多万倍。尽管由于光纤对不同频率的光有不同的损耗,使频带宽度受到影响,但在最低损耗区的频带宽度也可达30000GHz。目前单个光源的带宽只占了其中很小的一部分(多模光纤的频带约几百兆赫,好的单模光纤可达10GHz以上),采用先进的相干光通信可以在30000GHz范围内安排2000个光载波,进行波分复用,可以容纳上百万个频道。
2.损耗低
在同轴电缆组成的系统中,最好的电缆在传输800MHz信号时,每公里的损耗都在40dB以上。相比之下,光导纤维的损耗则要小得多,传输1、31um的光,每公里损耗在0.35dB以下若传输1.55um的光,每公里损耗更小,可达0.2dB以下。这就比同轴电缆的功率损耗要小一亿倍,使其能传输的距离要远得多。此外,光纤传输损耗还有两个特点,一是在全部有线电视频道内具有相同的损耗,不需要像电缆干线那样必须引人均衡器进行均衡;二是其损耗几乎不随温度而变,不用担心因环境温度变化而造成干线电平的波动。
3.重量轻
因为光纤非常细,单模光纤芯线直径一般为4um~10um,外径也只有125um,加上防水层、加强筋、护套等,用4~48根光纤组成的光缆直径还不到13mm,比标准同轴电缆的直径47mm要小得多,加上光纤是玻璃纤维,比重小,使它具有直径小、重量轻的特点,安装十分方便。
4.抗干扰能力强
因为光纤的基本成分是石英,只传光,不导电,不受电磁场的作用,在其中传输的光信号不受电磁场的影响,故光纤传输对电磁干扰、工业干扰有很强的抵御能力。也正因为如此,在光纤中传输的信号不易被窃听,因而利于保密。
5.保真度高
因为光纤传输一般不需要中继放大,不会因为放大引人新的非线性失真。只要激光器的线性好,就可高保真地传输电视信号。实际测试表明,好的调幅光纤系统的载波组合三次差拍比C/CTB在70dB以上,交调指标cM也在60dB以上,远高于一般电缆干线系统的非线性失真指标。
6.工作性能可靠
我们知道,一个系统的可靠性与组成该系统的设备数量有关。设备越多,发生故障的机会越大。因为光纤系统包含的设备数量少(不像电缆系统那样需要几十个放大器),可靠性自然也就高,加上光纤设备的寿命都很长,无故障工作时间达50万~75万小时,其中寿命最短的是光发射机中的激光器,最低寿命也在10万小时以上。故一个设计良好、正确安装调试的光纤系统的工作性能是非常可靠的。
7.成本不断下降
目前,有人提出了新摩尔定律,也叫做光学定律(Optical Law)。该定律指出,光纤传输信息的带宽,每6个月增加1倍,而价格降低1倍。光通信技术的发展,为Internet宽带技术的发展奠定了非常好的基础。这就为大型有线电视系统采用光纤传输方式扫清了最后一个障碍。由于制作光纤的材料(石英)来源十分丰富,随着技术的进步,成本还会进一步降低;而电缆所需的铜原料有限,价格会越来越高。显然,今后光纤传输将占绝对优势,成为建立全省、以至全国有线电视网的最主要传输手段。
结构原理 光导纤维是由两层折射率不同的玻璃组成。内层为光内芯,直径在几微米至几十微米,外层的直径0.1~0.2mm。一般内芯玻璃的折射率比外层玻璃大1%。根据光的折射和全反射原理,当光线射到内芯和外层界面的角度大于产生全反射的临界角时,光线透不过界面,全部反射。这时光线在界面经过无数次的全反射,以锯齿状路线在内芯向前传播,最后传至纤维的另一端。这种光导纤维属皮芯型结构。若内芯玻璃折射率是均匀的,在界面突然变化降低至外层玻璃的折射率,称为阶跃型结构。如内芯玻璃断面折射率从中心向外变化到低折射率的外层玻璃,称为梯度型结构。外层玻璃具有光绝缘性和防止内芯玻璃受污染。另一类光导纤维称自聚焦型结构,它好似由许多微双凸透镜组合而成,迫使入射光线逐渐自动地向中心方向会聚,这类纤维中心的折射率最高,向四周连续均匀地减少,至边缘为最低。
[编辑本段]生产方法
①管棒法:将内芯玻璃棒插入外层玻璃管中(尽量紧密),熔融拉丝;
②双坩埚法:在两个同心铂坩埚内,将内芯和外层玻璃料分别放入内、外坩埚中;
③分子填充法:将微孔石英玻璃棒浸入高折射率的添加剂溶液中,得所需折射率分布的断面结构,再进行拉丝操作,它的工艺比较复杂。在光导纤维通信中还可用内外气相沉积法等,以保证能制造出光损耗率低的光导纤维。光导纤维应用时还要做成光缆,它是由数根光导纤维合并先组成光导纤维芯线,外面被覆塑料皮,再把光导纤维芯线组合成光缆,其中光导纤维的数目可以从几十到几百根,最大的达到4000根
[编辑本段]光网络的结构
光网络的基本结构类型有星形、总线形(含环形)和树形等3种,可组合成各种复杂的网络结构。光网络可横向分割为核心网、城域/本地网和接入网。核心网倾向于采用网状结构,城域/本地网多采用环形结构,接入网将是环形和星形相结合的复合结构。光网络可纵向分层为客户层、光通道层(OCH)、光复用段层(OMS)和光传送段层(OTS)等层。两个相邻层之间构成客户/服务层关系。
客户层:由各种不同格式的客户信号(如SDH、PDH、ATM、IP等)组成.
光通道层:为透明传送各种不同格式的客户层信号提供端到端的光通路联网功能,这一层也产生和插入有关光通道配置的开销,如波长标记、端口连接性、载荷标志(速率、格式、线路码)以及波长保护能力等,此层包含OXC和OADM相关功能.
光复用段层:为多波长光信号提供联网功能,包括插入确保信号完整性的各种段层开销,并提供复用段层的生存性,波长复用器和高效交叉连接器属于此层.
光传送段层:为光信号在各种不同的光媒体(如G.652、G.653、G.655光纤)上提供传输功能,光放大器所提供的功能属于此层。
从应用领域来看,光网络将沿着"干线网→本地网→城域网→接入网→用户驻地网"的次序逐步渗透。