1、史忠植 高级计算机网络,1,高级计算机网络,史忠植 高级计算机网络,2,内容提要,史忠植 高级计算机网络,3,1.1 计算机网络的作用,史忠植 高级计算机网络,4,信息化,史忠植 高级计算机网络,5,全球化,史忠植 高级计算机网络,6,三网合一,史忠植 高级计算机网络,7,电信网,计算机电话领域目前是一个年营业额 35 亿美元, 年增长率 35 % 的工业领域,在它的许多业务领域年增长率超过 100 %。 计算机电话领域有两个基本的目标: 其一是让客户满意, 其二是与生产者加强合作。 计算机电话领域包括 6 个大的业务。 消息发送: 把声音、 传真、 电子邮件、 传真服务和传真路线、 分页和统
2、一化的信息( 也叫集成消息 ), 国际互连网络电话信息, 传真和图像信息进行消息发送。,史忠植 高级计算机网络,8,电信网, 实时连接: 处理频内、 频外的电话接通; 预测和预览正在拨的电话号码; 自动寻找接话人; 自动寻找基于屏幕/局域网的呼叫路径; 电话号码重拨; 图像,基于声, 像和基于文本的会议, 个人微机上的 PBX, 合作计算。 通过电话进行事务处理和信息访问: 交互式声音的交流; 文本可视化;客户获取企业的信息; 对数据转换为有声音和图像的形式; 命令式传真;WWW 上的购物; 与外部进行存储合作; 电话上的自层导航。 在接通电话服务中加入智能: 处理频内、 频外的电话接通中的客
3、户事故记录的屏幕弹出; 镜面 Web 页屏幕弹出; 智能体; 基于多种能力的接通路径;智能接通中心; 虚拟接通中心; 计算机群体网络; 智能帮助平台; 基于高级智能的计算机电话服务。,史忠植 高级计算机网络,9,电信网,核心技术: 声音识别; 文本与语音的相互转换; 数字信号处理;应用生成器; 声音可视化, DSVD; 基于计算机的传真二进制文件路径转换;USB ( 广义序列总线 ); GeoPort; 声音、图像压缩; 接通过程; 拨号脉冲信号识别; 送话人的账户和 ANI; 数字网络界面( T-1, E-1, ISDN, BR1, PR1, SS7, ATM), 声音调制解调器, 客户/服
4、务器电话; 逻辑调制解调器界面;多微机同步和合作软件电话; 通讯微机; 国际互连网; 浏览器。新的核心标准: ITU-T 的 T.120 ( 文档会议 ) 和 H.320( 可视会议 );微软公司的 TAPI-一种集成 Window98 和 Window NT 的集成部分, Novell公司的TSAPI- 一种在 NetWare 下的电话开关控制器 NLM; Intel 公司的 USB 和InstantON, 自然太阳公司的 MVIP 和 HMVIP; Dialogic 公司的 SCSA 和ECTF。,史忠植 高级计算机网络,10,计算机网络,史忠植 高级计算机网络,11,计算机网络,史忠植
5、高级计算机网络,12,1.2 计算机网络的发展过程,史忠植 高级计算机网络,13,1.2 计算机网络的发展过程,史忠植 高级计算机网络,14,1.2 计算机网络的发展过程,史忠植 高级计算机网络,15,1.2 计算机网络的发展过程,史忠植 高级计算机网络,16,1.2 计算机网络的发展过程,史忠植 高级计算机网络,17,1.3 协议与体系结构,史忠植 高级计算机网络,18,1.3 协议与体系结构,史忠植 高级计算机网络,19,TCP/IP,史忠植 高级计算机网络,20,1.4 千兆位网络,高性能交互式网络应用需要千兆位（Gigabit）网络。目前，数据网络上的应用对延迟及带宽不太敏感，TCP/
6、IP能够自动识别延迟的变化，E-mail、FTP等都能够动态地适应TCP所提供的带宽。很少有人去计较文件传输快慢的细微区别。然而，对于交互式应用，尤其是基于X-Windows和多媒体的远程应用，需要高速网络来支撑大量报文的传输。对于分布式文件系统，如网络文件系统（NFS），客户经常需要向文件服务器请求一大块数据,客户端的应用紧紧依赖于网络的传输时间。随着处理机速度的提高，根据Amdahl定律所述，每条指令至少需要一个位的I/O。由于处理机周期将接近1ns级，有的研究人员已经提出每条指令需要64位或128位（含指令及数据）的I/O。对于这样的系统，自然需要千兆位以上的千兆位网络。为此，这里将千兆
7、位网络定义为千兆位以上。,史忠植 高级计算机网络,21,国外千兆位网络研究状况,计算机技术、网络通信技术和电信技术的迅猛发展及融合，使三者间的结合更加紧密。最典型的例子是美国的千兆位级验证环境研究小组均是由这三个领域的研究人员共同组成的。另外，ATM也是例证之一，它最早的设计目标是支持话音及数据，而目前使用最广泛的是计算机网络领域。 建立了实验式Gigabit网络，也称为验证环境（Testbed）。其中最著名的是美国的五个验证环境，它们大部分由NSF及ARP资助，构成了美国Gigabit的主要研究活动。,史忠植 高级计算机网络,22,国外千兆位网络研究状况,*德国的RERKOM研究环境中铺设了
8、大量光纤，购置了高速网及高性能工作站。目前主要研究ATM技术。 *AT&T与加利福尼亚大学伯克利分校、Illinois大学和Wisconsin大学等联合启动了实验大学网络（XUNET），研究基于信元的广域网计划。1990年XUNET扩展为Blanca验证环境。其研究内容十分广泛，主要有呼叫、多路复用、拥塞控制、计算机与网络界面（如超级计算机的整合、网络虚拟存储机制）及Gigabit应用等。该工程已产生了不少有趣的结果，包括对多媒体协议的支持、拥塞控制与回避。在XUNET工程中，也有来自哥伦比亚大学、宾夕法尼亚大学的研究人员。NCSA（NationalCenterforSupercomputin
9、gApplications）的Catlell是当今高速应用的专家，AT&T的Fraster是信元网络的专家。,史忠植 高级计算机网络,23,国外千兆位网络研究状况,*德国的RERKOM研究环境中铺设了大量光纤，购置了高速网及高性能工作站。目前主要研究ATM技术。 *AT&T与加利福尼亚大学伯克利分校、Illinois大学和Wisconsin大学等联合启动了实验大学网络（XUNET），研究基于信元的广域网计划。1990年XUNET扩展为Blanca验证环境。其研究内容十分广泛，主要有呼叫、多路复用、拥塞控制、计算机与网络界面（如超级计算机的整合、网络虚拟存储机制）及Gigabit应用等。该工程已
10、产生了不少有趣的结果，包括对多媒体协议的支持、拥塞控制与回避。在XUNET工程中，也有来自哥伦比亚大学、宾夕法尼亚大学的研究人员。NCSA（NationalCenterforSupercomputingApplications）的Catlell是当今高速应用的专家，AT&T的Fraster是信元网络的专家。,史忠植 高级计算机网络,24,国外千兆位网络研究状况,*Aurora是位于美国东部的测试环境，其中配置了BellcoreSunshineATM交换机及IBM的PlaNET交换机。测试环境与工作站连接，进行网络协议、应用、分布式系统方法学、工作站操作系统及性能保证等方面的研究。杰出的工作有A
11、TM纠错、流和拥塞控制、协议体系结构及ATM协议接口等。 *美国的Nettar主要研究Gigabit网络应用，其研究成员来自Pittsburgh。他们利用HIPPI开关及ATM/SONET连接HIPPI开关，并将CMU的各种计算机与Pittsburgh的巨型计算机互连，主要研究异构系统分布处理性能中协议及操作系统的设计。 *美国的CASA建立于1990年，它是美国ARPA/NSF的一个测试试验基地。主要研究分布式超级计算机，并连接了美国西部的主要超级计算机实验室，如LosAlamos国家实验室、California技术学院（CalTech）、SanDigo超级计算机中心（SDSC）及JetPr
12、opulsion实验室（JPC）等。正在研究的应用项目主要包括超级计算机间基于网络的通信、采用大量数据的化学反应计算、交互式地理应用及气象预报等。该工程主要利用SONETOC-3长途线路连接LANL（LosAlamosNationallabortory）、JPC、CalTech及SDSC等。,史忠植 高级计算机网络,25,千兆位网络的基础技术,千兆位网络的发展与光纤通信技术紧密相关，光纤通信技术是千兆位网络的基础。光纤具备长距离的每秒传送若干个千兆位的能力，同时，误码率非常低，这为千兆位网络的发展打下了基础。光纤通信中两个重要的基础技术是SONET与WDN。 SONET是电信标准SDH簇的一个
13、重要组成部分，它的目的是代替传统电缆主干线路的话路信令 与SONET截然不同的另一种技术是波分多路复用（WDM）。它利用光纤的特殊性质来建造新型数据网络。,史忠植 高级计算机网络,26,千兆位网络的基础技术,WDM的基本原理是将光纤带宽分为多个通道，并将欲通信的主机调节到特殊的通道。这种调节可以预分配，也可以将接收器或发送器调节到指定的通道。WDM的主要优势在于，它可以克服光电信号转换目前只能达到千兆位级的局限。WDM的目标是通过不同波长的多种并行光电设备来充分发挥光纤的容量。有人将其称为Tb/s网络。由于数据通信领域的速率一般指单节点能达到的速率。因此，WDM网络也是千兆位网络。WDM的主要
14、的研究课题是：*如何使确认通道所需的时间最少。*如何使用户数据的传输时间最长。*对光纤带宽的有效利用，尽可能压缩不同频率通道。*多跳（Multihop）WDM网络的体系结构。,史忠植 高级计算机网络,27,千兆位级信元网络技术,信元网络技术得到了迅速的发展，尤其是它的特殊形式ATM技术。信元网络可以减少目前电信行业网络种类过多的现状，易于支持多目广播，为ISDN提供更高速率的多路复用机制。 信元网络技术主要分为局域信元网络和广域信元网络技术。 广域信元网络由高速信元交换机互连的高速链路组成。数据链路传送信元，交换机的任务就是路由信元。所以，广域信元网络的主要任务是设计信元交换机。信元交换机主要
15、研究体系结构及缓冲策略，以及端口控制器的性能价格比，这在交换机的价格中占相当比重。 千兆位局域信元网络(LACN)技术旨在连接园区或大楼内的端系统，如计算机磁盘阵列、视频服务器等。LACN主要分为共享介质和局域信元交换网络，前者基于总线或环，后者与广域信元网络的主要区别在于它面向较近距离的端系统。,史忠植 高级计算机网络,28,千兆位级信元网络技术,信元网络技术得到了迅速的发展，尤其是它的特殊形式ATM技术。信元网络可以减少目前电信行业网络种类过多的现状，易于支持多目广播，为ISDN提供更高速率的多路复用机制。 信元网络技术主要分为局域信元网络和广域信元网络技术。 广域信元网络由高速信元交换机
16、互连的高速链路组成。数据链路传送信元，交换机的任务就是路由信元。所以，广域信元网络的主要任务是设计信元交换机。信元交换机主要研究体系结构及缓冲策略，以及端口控制器的性能价格比，这在交换机的价格中占相当比重。 千兆位局域信元网络(LACN)技术旨在连接园区或大楼内的端系统，如计算机磁盘阵列、视频服务器等。LACN主要分为共享介质和局域信元交换网络，前者基于总线或环，后者与广域信元网络的主要区别在于它面向较近距离的端系统。,史忠植 高级计算机网络,29,千兆位网络的主机技术,要实现千兆位网络，主机系统也面临着一系列问题，最重要的是 保持网络带宽； 主机网络软件； 为了实现网络性能保证，操作系统所必
17、须提供的功能； 高速网络协议， 高效实现问题。,史忠植 高级计算机网络,30,1.5 移动计算,Racotek: KeyWare ORACLE: Mobile Agent IBM: Aglet MIT: HIVE ICT: JMAT,史忠植 高级计算机网络,31,1.6 计算机网络在我国的发展,ChinaNet CERNET CSTNet,史忠植 高级计算机网络,32,ChinaNet,CHINANET网络由骨干网、接入网和全国网管中心组成。 CHINANET骨干网是主要信息通道，主要负责转接全网的业务，并为接入网提供接入端口。骨干网节点包括所有省会城市及重庆市。骨干网配置适当的服务器，为全网
18、提供服务。 CHINANET接入网由各省接入层网络构成。接入网负责提供用户接入端口，并与电话网、分组网等互联，以方便用户的接入。接入层节点根据业务需要设置。 CHINANET干线速率根据业务需要确定，初期为64KB/S 、 128KB/S 、256KB/S、2.048MB/S速率，以后将逐步升至E3（34MB/S）速率甚至更高，以适应业务发展的需要。骨干网采用不完全网状结构，接入网节点至骨干网节点至少有两个路由互联。 CHINANET设置两个国际路由实现与国际Internet的互联，视业务需要设立至港澳地区的地区路由。,史忠植 高级计算机网络,33,ChinaNet,CHINANET支持Internet的所有应用，这些应用主要包括：个人间的通信和信息交流（如电子邮件E-mail，网络新闻News）网上资源（如超级计算机资源）的共享（如远程登录Telnet）信息的查询、检索和获取（如FTP、GOPHER、WWW）以及不断涌现的各种科研、教育和商业应用 CHINANET为公众提供了各种接入方式，以满足用户的不同需求，这包括：通过电话拨号入网通过分组网入网通过帧中继入网通过专线入网,
