硬盘是以“块”为单位进行读写的。随着时间的推移,硬盘表面的磁粉 有可能损坏而造成存储数据错误。为了防止这类现象发生,Netware 采用了 热修复及写后读验证技术。
Netware 将服务器硬盘的 20%自动作为坏块修复区(术语称热修复区), 用来备用,作为存放硬盘中的坏块信息。Net-ware 对写入硬盘的数据采取
写后读验证技术,即一个数据写入硬盘后,立即又从硬盘中读到内存,与内 存中的原始数据进行比较。如果二者相等,说明硬盘完好,内存中保留的数 据可以释放;如果二者不相等,说明存储该数据的硬盘区域有损坏。Netware 自动将有缺陷的硬盘块地址写入修复区中,并启动热修复功能,将保存在内 存中的数据写入修复区中,把坏块地址记录下来防止以后再使用。这一过程 如图 4—27 所示。热修复及写后读验证过程是 Netware 系统自动进行的,不 需用户的介入。
(二)Netware 的第二级容错
Netware 的第二级系统容错是针对硬盘或硬盘通道故障而设计的,包括 磁盘镜像与磁盘双工。
1.磁盘镜像 磁盘镜像是在文件服务器的硬盘通道上挂接两个硬盘,一个叫原盘,一
个叫镜像盘。Netware 自动将原盘上的所有数据(卷、目录、文件)复制到 镜像盘上。当文件服务器写原盘时,同时也向镜像盘写。这两个盘上的数据 就像一个实体和它在镜子里的像一样分毫不差,因此称为磁盘镜像。如果原 盘发生故障,文件服务器能从镜像盘上得到相同的数据。文件服务器对两个 硬盘均进行一级容错(双重表、写后读验证、热修复)。磁盘镜像的结构如
图 4—28 所示。
2.磁盘双工 磁盘镜像只能解决因盘体故障而造成的数据丢失,但如果硬盘通道出了
故障,因为镜像盘是连接在同一个通道上的,磁盘镜像将无能为力。硬盘双
工可以解决这样的问题,硬盘是将两个硬盘子系统互为镜像。硬盘子系统包 括硬盘控制器、控制器电源、主机与硬盘的连接电缆以及盘体。硬盘双工在 一个硬盘子系统出现故障时,服务器还能使用另一个硬盘上的数据。磁盘双 工的结构如图 4—29 所示。
(三)Netware 的第三级系统容错
Netware 的第三级系统容错是在提供一、二级容错的基础上,提供文件 服务器镜像功能。
文件服务器镜像如图 4—30 所示。主服务器与从服务器是配置完全相同
的两台计算机。每台服务器除了按常规加插网卡外,还需插入一块 Norell 镜像服务器接口 NMSL(NovellMirror Server link)卡,然后用光缆将两块 NMSL 卡连接起来。
主服务器是当前正在为工作站提供网络服务的服务器,是工作站看到的
文 件 服 务 器 。 Netware 自 动 将 主 服 务 器 的 内
存和硬盘中的数据复制到从服务器。当主服务器发生故障时,从服务器成为
网中的主服务器,使网络不受影响地正常工作。当故障排除后,两台服务器 重新同步。
我们可以看出,Netware 的容错能力是依靠增加硬件而实现的(实际上 这也是容错技术通常采用的作法,当然也有通过增加软件代价而实现的)。 这三级系统容错技术,一级比一级容错能力强,同时也一级比一级的花费高。 具体实现时,也不是容错能力越高这个网络性能就越好,而是要根据具体的 应用及经济条件决定。一般的办公自动化应用采用一级容错就足够了,一些 对可靠性要求比较高的应用,比如电子货币交换可能需要二级容错,只有极 少数对可靠性要求极高的场合才会用到三级容错技术。
第五章 计算机通过广域网通信
上一章介绍了计算机如何通过局域网进行通信。一般用户的计算机只要 购买一块网卡,有某一种连接电缆,再加上一些附加小部件(端接器、收发 器等)就可以互连成局域网了。最后从某个经销商那里购买一套网络操作系 统,那么这些连网的计算机就可以互通有无了。通过局域网进行通信,实现 起来比较简单,也不需太大的投资。但局域网的连网范围受到其自身的制约, 超过几十千米的用户要想进行通信,局域网是无能为力的。
远程计算机之间的通信只有依靠广域网才能实现。广域网由于覆盖范围
极大,因而决定了它要采用比局域网复杂得多的实现技术。广域网的技术复 杂性和昂贵的设备决定了广域网只能以公用网的形态出现(当然也有某个行 业建立起来的专用网,但对绝大多数的普通用户来讲,专用网显得过于遥远, 面对的总是公共网)。所谓公用网,一般指由国家邮电部门或其它专门的通 信公司建立的通信网,任何人都可以使用,但在使用之前必须向该公共通信 网的管理者进行申请,并向网络的管理者交纳费用。从我国的情况看,目前 提供计算机通信服务的公用网有两类:电话网和公共数据网,均由邮电部拥 有并管理。
第一节 计算机通过电话网通信 一、公用电话网简介
电话,对于现代社会的人来讲,变得就像若干年前的纸和笔一样必不可 少,而且随处可见。除了极其偏僻的山村之外,没有使用过电话的人可以说 是微乎其微。对于一个国家来讲,公用电话系统是一个现代化国家基础设施 的重要部分。电话系统起初是为传送话音而设计的,而现在,它除了继续为 传输声音而提供信道外,也为计算机之间的通信提供大量的服务。
1876 年,当贝尔生产了第一部实用电话时,许多人认为世界上再没有比 它更新奇的了。从那以后,国家有了电信局,电话以人们想象不出的发展速 度渗透到了世界的每个角落。
目前全世界的电话机数目早已经超过了 7 亿多部。这样多的电话是如何 有条不紊地进行通信的呢?唯一可行的办法就是进行分级管理。以我国的公
用电话网为例。我国的电话网络分为 5 级,上面 4 级是长途电话网络。最低 一级是市话电话网。(如图 5—1 所示)4 级长途中心从上到下分别是:
(1)一级中心,又称为大区中心或省间中心;
(2)二级中心,又称为省中心;
(3)三级中心,又称为地区中心或县级中心;
(4)四级中心,又称为县中心。 每一个上级中心都按辐射状与若干个下级交换中心连成星型网。在四级
中 心 以 下 则 是 市 话 交 换 局 , 直 接 与 其 管 辖 范
围内的电话用户相连。因此,属于同一个市话局内的两个电话通信,只 需要通过本市话局的转接。但在复杂情况下,两个电话用户之间可能要经过 多个不同级别的交换局的多次转接。如果你要进行通话的电话与你自己的电 话不在一个局里。而在同一个城市,比如你的电话是 62211295,属于 62 局, 被叫电话号码是 64221233,属于 64 局,但这两个电话都在北京。则通信过 程是:你的呼叫先发到 62 局,62 局的交换机检查被叫号码,发现被叫号码 不在本局内,但也不是长途,就把你的呼叫连接到 42 局上,42 局的交换机 再将这一呼叫连
接到你所呼叫的电话线上,这样 62211295 的用户通过 62 局、42 局,就
与 64221233 的电户建立起连接,随后就可以通话了。其建立通路过程如图 5
—2(a)所示。这种呼叫称为本地交换互叫。如果主叫电话和被叫电话属于 同一个交换局,其呼叫建立过程要简单一些。如图 5—2(b)所示,这种呼 叫称为本地呼叫。长途呼叫相对复杂些。通常长途呼叫先从本地交换局连接 到一个专门的叫作长途电话点的交换局上。长途电话点再连到长途电话网 上,依据拨叫号码的具体情况,经过若干级长途交换局,最终进入拨叫号码 所在的市局进入被叫电话。比如,如果在北京的 62211295 用户想拨打上海的
23561256 用户。用呼拨号码(021) 23561256,呼叫到达本地交换局后,得 知是一个长途呼叫,本地局就将这一呼叫发送到长途电信局的交换机,长途 中心交换机根据区号,发送到上海的长途电话点的交换机上,再到达被叫号 码的本地局,最终到达被叫用户,如图 5—3 所示。如果国际长途或者是农村 之间的呼叫则更复杂一些。
市话局内的通信线路叫用户线,用户线采用最廉价的双绞线,其上直接 传输话音信号。用户线采用二线制,即发送信号和接收信号在同一对线上进 行传输。用户线的通信距离约为 1~10km,在电话机较稠密的城市,用户到 市话局的距离比较短;而在电话机分布较稀疏的农村,用户到市话局的距离 可能更长一些。
长途干线最初采用铜线,同样传输模拟信号。随着电话的日益普及以及 长途通信量特别是国际长途通信量的不断增加,传输模拟信号的铜缆长途干 线就远远不够了。目前长途干线正逐步更新为传输数字信号的信号系统,干 线传输介质也逐步由光缆、微波所替代。目前我国长途线路的数字化比例已 达到 90%,今后的长途线路将全部采用数字传输。
由于大量的用户线在相当一段时间内还将保持为现在使用的模拟传输方 式,因此在今后很长时间内,电话系统将是一个模、数混合传输系统,如图
5—4 所示。 模拟话音利用数字话路进行传输都是采用我们在第二章提过的脉码调制
PCM 体制。PCM 最初就是为了解决电话局之间中继线的不够用,而使一条数字 线路可以传输多路电话。
根据 PCM 体制,一个话路的模拟信号(频率为 300~3400Hz)经模数变 换后,变成每秒 8000 个脉冲信号,每个脉冲信号用 8 位二进制表示,这样一 路话音的数字信号传输速率为(8×8000)=64kbps。
为了有效地利用传输线路,总是将许多个话路的 PCM 信号用复用的方法
送往线路上传输。由于历史的原因,PCM 有两个互不兼容的国际标准,即北 美的 T1(24 路 PCM 复用)和欧洲的 E1(30 路 PCM 复用)。我国采用的是 E1 标准。T1 的速率是 1.54Mbps,E1 的速率是 2.048Mbps,不论是 T1 还是 E1 的数据率都要比若干个话路(T1 是 24 路,E1 是 32 路)的数据率总和高一些,
因为复用后还需要增加一些控制位。T1 和 E1 称为一次群。
当需要用到更高的传输速率时,可以采用对一次群(E1 或 T1)复用的方 法。例如,4 个一次群可以构成一个二次群。当然,一个二次群的速率比 4 个一次群的数据率的总和要多一些,因为复用后还需要一些控制位。表 5—1 给出北美和欧洲目前已在使用的高次群的话路数和数据传输率。
表 5 — 1 数字传输系统的高次群话路数
系统类型
一次群
二次群
三次群
四次群
欧
洲 标 准
符号
E1
E2
E3
E4
话路数
30
120
480
1920
数据率( Mbps )
2.048
8.448
33.368
139.264
北
美 标 准
符号
T1
T2
T3
T4
话路数
24
96
672
4032
数据率( Mbps )
1.541
6.312
43.736
273.176
二、计算机通过电话网进行通信
上面我们提到了,虽然电话网干线的绝大部分是数字信道,但面向广大 用户的用户线在今后很长一段时间内仍将采用模拟信道。要想利用遍布全世 界的电话线传输计算机数据(数字信号),首先碰到的问题是如何解决数字 信号的模拟化。完成数字信号模拟化的设备称为调制解调器(Modem)。图 5
—5 是典型的利用公用电话网传输计算机数据的数据通路。
正如在图中所看到的那样,计算机数据通过 Modem 变换成模拟信号;模 拟信号通过用户电话线路传到本地交换局。本地交换局将收到的音频模拟信 号利用 PCM 机制变换成数字信号,同时通过长途交换机送到目的机器所在的 本地交换局。对方的本地交换机再将这些信号经过数/模转换变换成音频信号 并送到应答 Modem。应答 Modem 把音频信号通过解调技术再变换成数字数据, 然后送到主机系统。因此,计算
机 数 据 通 过 公 用 电 话 网 的 传 送 要 经 过 数 字
数字若干次转换。所以必须
这样是因为用户电话线不能传送数字信号。
第二节 调制解调器
通过前面的介绍我们可以得知,对于一般用户来讲,要想利用电话网进 行计算机通信,只要将计算机通过调制解调器接入电话系统就可以了。调制 解调器在通过电话网的通信中不可缺少,因此有必要对调制解调器作更进一 步的介绍。
一、调制解调器的构成
调制解调器的构成框图如图 5—6 所示。调制解调器主要由①基带处理,
②调制解调,③信道形成三部分组成。下面简单加以说明。
(1)基带处理是在调制之前对数字信号进行一些处理,以适应不同调制 方式对数据编码的不同要求。基带处理实际上是一种码型交换。
(2)调制解调是 Modem 的核心。调制完成数据信号与载波的叠加,解调
从收到的信号中还原出数字信号。
(3)信道形成主要由收发滤波器完成。其中,发送滤波器取出适合信道 传输的调制频谱,接收滤波器从收到信号中取出有用频谱并滤除噪音信号。
(4)均衡设备用于消除因为信道不理想而造成的失真,取样判决器用于
正确恢复出原来的数据信号。
二、调制解调器的分类
调制解调器根据应用场合、使用方式、性能指标等可以分成许多类型, 主要有以下几种分类法。
1.按传输速率分
按传输速率可以分为低速、中速和高速。
(1)低速:9600bps 以下
(2)中速:9600bps~14.4kbps
(3)高速:14.4kbPS 以上。
2.按调制方式分类 分为调频、调相及混合调制
3.按使用电路分类
(1)普通交换电路(拨号线路)用 Modem
(2)租用专线话路的 Modem
4.按外型分类
按外型分类可分为独立式和内插式。内插式 Modem 直接装在计算机内 部,外插式则需要用户用专门的电缆将之与计算机的串行口相连。
5.按集成化程度分
分为智能化 Modem 和非智能化 Modem。
智能化 Modem 是内部装有微处理器的 Modem,智能化 Modem 通过微处理 器可以对通信过程编程,具有自动检错、纠错功能,并具有缓冲器及数据压 缩等功能。智能化程度越高,用户所作的操作越少,使用起来越方便、越灵 活。随着智能化 Modem 价格的不断降低,Modem 终将全部智能化。
三、调制解调器与计算机的连接
调制解调器与计算机的连接一般是通过把 Modem 与计算机的串行口连接 起来。这看起来非常简单,但实际上,由于计算机和调制解调器的种类繁多, 不可能是同一厂家所生产,如果没有统一的规定,互联将是非常困难的。可 以庆幸的是,通信界人士从一开始就意识到了这个问题,为计算机与调制解 调器的连接制定出若干标准。其中使用最广泛的莫过手 RS—232—C 接口标
准。
(一)RS—232—C 简介
在数据通信中,计算机或终端设备称为数据终端设备(DTE),调制解调 器称为数据线路设备(DCE)。所以,计算机与调制解调器的接口即为 DTE
和 DCE 的接口,其接线关系如图 5—7 所示。
DTE/DCE 接口标准实际上就是开放系统互连参考模型(OSI/RM)中的物 理层协议,国际标准组织从四个方面对 DTE 和 DCE 之间的接口作了详尽的规 定。
1.机械特性
机械特性规定了 DTE 和 DCE 进行连接时所使用的接插件(插头、插空) 的形状、尺寸,引脚的数量和排列情况等。
2.电气特性
电气特性规定 DTE 和 DCE 的连接线路上二进制信号的电平高低、阻抗大 小,传输速率及距离限制等。
3.功能特性
功能特性规定了 DTE 和 DCE 连接线上各条信号线的名称和功能。信号线 一般分为数据线、控制线、地线等几类。
4.规程特性
规程特性定义了利用 DTE/DCE 连接线在 DTE 和 DCE 之间进行信号传输 时,各信号线的工作规则和时间顺序。
RS—232—C 接口标准是电话网中的 DTE 和 DCE(计算机和 Modem)连接 使用最广泛的一种标准,是美国电子工业协会 EIA 在 1969 年制定的。以后曾 作过一些修改,其基本内容是:
在机械特性方面,RS—232—C 规定使用一个 25D根插针的标准连接器(如
图 5—8 所示),并且规定,其阳面(连接器的插孔)与计算机的串行口相连, 阴面(连接器的插针)与 Modem 相连。
电气特性方面,规定用+5~+15V 表示‘0’,用-5~-15V 表示 1。 功能特性方面,RS—232—C 对连接器中 25 根连接线的 20 根作了规定,
其中最常用的 9 根连接线规定如下:
线编号
功能
数据传输方向
2
3
4
5
6
20
8
22
7
发送数据线
接收数据线 请求发送线 清除发送线 DCE 准备好 DTE 准备好 载波检测线 振铃指示 信号地
计算机→ Modem
Modem →计算机 计算机→ Modem Modem →计算机 Modem →计算机 计算机→ Modem Modem →计算机 Modem →计算机
(二)计算机与 Modem 的连接
标准的计算机与 Modem 连接方式如图 5—9 所示。
其中,发送数据线(2 号线)和接收数据线(3 号线)用于在计算机和 Modem 之间传送数据,即计算机发往 Modem 的数据经由 2 号线送到 Modem,而 通过 Modem 从电话线上
收到对方的数据由 3 号线送回计算机。Modem 的工作是将本地计算机的
数据发往远地 Modem,或接收从远地 Modem 发送来的数据。因此在开始工作 之前,首先要检测连接双方 Mo-dem 的电话线连接是否正常,Modem 之间通 过传送用于线路质量检测的载波信号,当 Modem 检测到对方发送的载波信号 时,将检测结果通过载波检测信号线传送给计算机,报告物理线路连接正常。 通过 Modem 及电话线相连的两台计算机按以下顺序进行工作(以图 5—
10 为例)。
如果计算机 A 希望向 B 计算机发送数据,则它通过 20 号线向 ModemA 发 DTE 准备好信号,如果 ModemA 准备好(电源已接好),ModemA 进行拨号。 ModemB 检测到线路上的载波后,向计算机 B 发出振铃指示,及 DCE 准备
好信号,计算机 B 准备好后向 ModemB 发
出 DTE 准备好信号,ModemB 与计算机 B 之间建立起连接。
随后,ModemB 向 ModemA 发出载波信号,报告线路一切正常,ModemA 检 测到载波信号后,向计算机 A 发出 DCE 准备好信号。至此,从计算机 A→ModemA
→线路→ModemB→计算机 B 之间的通路就建立起来了。 整个通路的建立过程由运行在计算机中的通信软件控制完成,不需要人
工干预。现在的 Modem 面板上都有若干指示灯,用户可以从中看出这一过程。 通路建立起来后,计算机 A 通过发送数据线将数据发送给ModemA,ModemA 将数字信号变成模拟信号,经通信线路传送给 ModemB,ModemB 对信号解调
后,通过接收数据线将数据送往计算机 B。
数据发送完毕,计算机 A 将“DTE 准备好”信号变为无效,以此通知 ModemA
本次通信结束,ModemA 和 ModemB 通过 Modem 内部协议,结束这一次物理连 接。
目前市面上的计算机都提供 RS—232—C 插孔,以微机为例, COM1 口和 COM2 口就是标准的 RS—232—C 接口。这样,微机与 Modem 的连接就变得极 为简单,将买来的 RS—232 连接电缆,插孔的一头插入 COM 口,插针的一头 插入 Modem 背面板上就可以了。有一点应该注意的是,许多微机的 COM 口不
是 25 针插针而是 9 针插针,这是因为实践证明,绝大部分情况下,只要具备 上面列出的 9 根连线,计算机与 Modem 之间的信号交换就可以正确进行,因 此许多机器只提供 9 针的插头。连接这样的微机时,只要购买 9 针插头就可 以了。市面上既提供 9 针插头,也提供 25 针插头。但连接 Modem 一端的插孔 则只有 25 针一种。
连接电缆将计算机与 Modem 连接起来之后,安装在计算机中的通信软件 首先要做的一件事是为这个串行口分配一个口地址及一个中断号。一般情况 下,Intel 80X86 系列机的 COM1 口的口地址为 3F8,中断号(INT)为 4,COM2 口的口地址为 2F8,中断号为 3。
四、Modem 与电话线的连接
Modem 与电话线的连接很简单,购买 Modem 时,随机就会附有一个标准 的电话插头,就如我们在家用电话机上所看到的那样,将这个插头插入电话 机的插孔就可以了,另一头当然是插入 Modem 背后的插孔中。
第三节 计算机通过公共数据网通信
计算机通过电话网进行通信是一种投资少、见效快的计算机通信方式, 但电话网通信有两个缺点:
第一,电话网的传输速率较低;
第二,计算机数据为通过电话网需要经过若干次模/数,数/模转换,造 成的误差比较大。
因此,电话网通信比较适合传输速率不太高、误码率要求不太低的应用
场合。对于那些传输要求比较高的应用,如银行转帐系统、飞机订票系统等, 应该考虑利用提供数字化信道的公共数据网。
公共数据网是在一国范围或国际间提供公用数字化信息服务的数据通信
网,主要用于计算机数据的传输与处理。
一、公共数据网的构成
如图 5—11 所示,公共数据网依然表示为两级子网结构。
公共数据网的设备主要分为三类:用户终端设备、网络接口设备和节点
交换设备。其中,互连成网的节点交换设备(或称通信处理机)组成通信子
网,以分组交换方式完成全网数据的转接。用户终端设备直接面向用户,是 用户子网的主要部分。网络接口设备则为终端设备顺利接入分组交换子网提 供转换。
(一)用户终端设备
用户拥有的数据终端设备(入网设备)可能是多种多样的,但大致可以 分为两类:分组式终端和非分组式终端。
所谓分组式终端,是指用户的入网机器具有足够的智能(一般是可编程
的),能将用户发出的报文装配成通信子网要求的分组,并可以将从通信子 网收到的分组重新装配成完整的报文。此外,它还能够与通信子网交换必要 的控制信息以建立/拆除一次呼叫。简单的说,分组式终端一般指具有独立处 理功能的各类计算机,可以直接和节点交换机进行通信。
所谓非分组式终端,指那些不具备足够智能的设备,比如电传打字机等。
这类终端自身不具备可编程能力,因而也就没有装拆分组的能力及实现通信 协议的能力。这些非智能终端要想入网,必须通过一种称为 PAD(分组装拆 设备)的特殊设备。
(二)网络接口设备 NIE
网络接口设备包括:集中器、多路复用器、分组装拆设备(PAD)等等。 这些设备所具有的功能有多有少,在不同的网络中其叫法也不尽相同,但无 非完成四大功能:①数据集中;②多路复用;③分组装拆;④实现接入网络 的协议。最终的作用是要使一个终端设备能够进入通信子网。
(三)节点交换机 PSE
节点交换机是分组交换通信子网的核心设备,用于对进网的分组进行传 输控制,决定它们的传输路径,并提供差错控制,流量控制等。节点交换机 又弥通信处理机,一般由一台专用计算机担任。
二、公共数据网的工作原理
在第二章我们提到过,数据在通信子网中的转发方式分为两类:线路交 换和存储/转发交换。目前世界上已有的绝大部分数据网都采用存储/转发分
组交换方式,公共数据网也不例外。 所谓分组交换技术,是指进网传送的报文被分割成一定长度的数据块,
然后附加上目的地址、分组编号、呼叫控制以及差错控制等控制信息被打成 一个个数据包(Paclcet),数据包在通信子网内沿着一条逻辑通路传送到目 的地,然后“剥掉”附加的控制信息,卸出分组数据重新组装成报文,递交 给目的用户。
一个分组好像是一封书信,它之所以能够“翻山越岭”、“历尽周折” 最终到达遥远的目的地,是因为这些书信按照约定的规则进行了封装并附上 了为传送、投递所必需的一切指示(就像我们的信封上按照格式要写好收信 人地址、姓名、邮政编码及发信人地址、邮政编码一样)。我们寄信,信件 寄往哪个国家,信封的书写格式就要严格按照那个国家的标准,否则信件将 会下落不明。因为不同的国家有不同的书写格式。同样的道理,一个分组要 想顺利经过网络到达终点,分组的格式必须严格遵守这种网络的规定,不同 的网络有不同的分组格式。这里给大家介绍两种最常见的分组格式。
(一)X.25 网分组格式
X.25 是欧洲大多数国家的公共数据网遵循的网络标准,我国的公共数据 网 CH2NAPAC 也是 X.25 网。
X.25 网的分组可以分成好几种,这里给出的是用来传送用户数据的分组
格式。
P(S)发送分组号 P(R)待接收分组号
(二)因特网(Internet)的分组格式
分组交换通信子网有两种传递分组的方式:①数据报方式;②虚电路方 式。
(三)数据报方式的分组交换
我们根据图 5—12 所示的网络来解释数据报方式的分组交换工作原理。 图中虚线框内属通信子网,子网有 6 个节点,分别标为 1,2,3,4,5,
6。每个节点都连接有若干用户设备(计算
机或终端)。现在假定用户 A 要和用户 C 进行通信,交换报文 M,那么对于 通信子网的这些转接节点来讲,节点 1 是源节点,节点 6 是目的节点,其余 节点是中转节点。为了分组传输,报文 M 进网后,源节点 1 要对它进行如下 处理:
(1)将报文按规定的长度划分成一个分组数据块,并给予编号。这里我 们假定报文 M 划成 5 个数据块。
(2)根据 M 的头部信息(目的地址、源地址、传输控制等)形成分组的 控制信息并与分组数据一起计算出用于差错控制校验码,加到分组的尾部。
这样就将各个分组数据分别装配成分组 P1、P2、P3、P4 和 P5,等待发送。
一般情况下,通信子网中的任何一个节点都有若干条线路与相邻节点相 连。这意味着一个节点中的分组可以发往多个节点。假定任一时刻,每条线 路上只能传送一个分组。本例中各个分组在子网内的传输可以结合表 5—2 和表 5—3 加以说明。
各分组经过的路径分别如下:
P1:(1—2,2—4,4—6)
P2:(1—3,3—4,4—5,5—6)
P3:(1—6)
表 5-2 各分组在各线路段上的时刻
线路段
t0-t1
t1-t2
t2-t3
t3-t4
t4-t5
t5-t6
1-2
P1
P4
1-3
P2
P5
1-6
P3
P1
2-3
P1
2-5
2-6
3-5
3-4
P2
P5
P4
4-5
P2
4-6
P1
P5
P4
5-6
表 5-3 各分组到各节点的时刻
时刻
节点
t1
t2
t3
t4
t5
2
P1
P4
3
P1
P4
4
P1
P5
P4
5
6
P3
P1
P5
P2
P4
P5:(1—3,3—4,4—6)
各个节点可以根据自身的转发业务量和线路段的负荷决定所经过分组的 发送时间和输出线路。这样,由于各个分组经历不同的传输路径,各分组到 达目的节点 6 的顺序为 P3,P1,P5,P2,P4。
目的节点 6 每收到一个分组,立即对分组的头部信息作分析。如果确认 本节点是该分组的目的节点,则对分组作以下处理:
(1)去掉分组的头部和尾部控制信息,获得数据块,并将它存入存储器;
(2)根据分组编号检查构成一个报文的所有分组是否都已到齐;
(3)如果构成一个报文的分组已经全部存储到了存储器(分组全部到 达),立即将它们重新合成一个报文。否则等待其余分组的到达;
(4)所有分组合成一个报文后,一方面通知用户 C 准备接收报文,另一 方面向源节点 1 发回一个确认信息,表示整个报文已经正确收到。
如果目的节点在指定的时间内没有正确收到一个报文的全部分组,就向 源节点发送一个否认信息,要求源节点重新发送该报文的全部分组。
(四)虚电路方式的分组交换
第二章我们介绍数据交换方式时提到过,所谓虚电路交换指通信双方一 次通信所要转送的报文,它的所有分组都按照编号顺序从源节点沿着同一条 路径到达目的节点,就好像收发双方占用这一条通路一样。但它又与线路交 换方式有本质上的区别。线路交换在通信期间,通信双方自始至终地占用这 一条通路上的所有线路段。但虚电路交换采用的仍然是存储转发的分组交 换,所以只是继续占用该通路上的线路段,一个时间段内只占用其中的一个 线路段,通路上其余的线路段仍然可以被其他用户占用。因此这条通路只是 一条逻辑上存在的通路,是一条“虚”通路。
我们用图 5—13 说明虚电路交换的工作过程。假设用户 A 要与用户 C 交 换数据。那么通信子网节点 1 就是源节点,节点 6 就是目的节点。首先,用
户 A 先从节点 1 处取得一个逻辑信道号 CH1,然后发出建立通信线路的呼叫
分组。
呼叫分组中给出发起通信的计算机(主呼站)和目的计算机(被呼站) 的全称网络地址以及主呼逻辑信道号 CH1。为了提供虚电路服务,分组交换 网的每个节点中都有一个虚电路转换表,记录虚电路与进入/输出线之间的对 应关系。各节点上的转换表是在存储/转发呼叫分组时,依据路径选择算法, 边选择路径边动态建立的。呼叫分组到达节点 6 后,它也会取得一个逻辑信 道号(比如 CH3),从而在 CH1 和 CH3 之间通过各中转节点的转换表建立起一 条传输通路,亦即虚电路。
虚电路建立起来之后。通信双方只要使用较短的逻辑信道号而不再使用 网络地址就可在通信双方之间进行分组传输。此后双方要传送的所有分组都 沿着这条通路按照存储/转发方式在 A 与 C 之间传送。
(五)虚电路与数据报的组合应用
虚电路与数据报方式各有其优缺点。数据报方式适合传输短报文(比如 只包含一个分组的报文),而虚电路方式适用于通信时间比较长的应用,特 别是大批量数据传送。数据报方式由于各个分组的传送是独立进行的,到达 终点的分组顺序有可能被打乱,个别分组还可能丢失,因此数据报方式的可 靠性比虚电路方式要差。
刚才我们所说的是分组在通信子网内的两种传输情况。实际上,用户节 点与通信子网的交接口上,同样既可以采用虚电路方式,也可以采用数据报 方式。而且在接口处所采用的方式可以与子网内的传输方式不同。
仍以图 5—12 为例,如果在用户计算机与通信子网的接口上采用虚电路 方式入网,用户 A 通过虚呼叫与被呼用户 C 建立起一条虚电路,并且按序将
分组 P1、P2、P3、P4 和 P5 发送到节点 1,即用户 A 的分组按序进入通信子网。
随后通信子网如何对这五个分组进行传输,完全取决于通信子网的传输策
略,既可按数据报方式发送到节点 6,也可以通过虚电路到达目的节点。目 的节点负责将收到的分组组合成报文递交给用户 C。这样的通信子网称为提 供可靠服务的网络。
如果用户计算机 A 与通信子网的接口采用数据报方式,则用户 A 的分组
P1、P2、P3、P4 和 P5 每一个作为一个单独的处理对象入网,进入通信网的顺
序都有可能被打乱。这种情况下各分组在子网内也按数据报方式进行传输, 最终到达目的节点 6。节点 6 每收到一个分组就转交给用户 C,由用户负责将 各个分组组合成报文。这种传输方式通信子网只负责尽力向前传送分组,不 进行流量控制、差错检验等工作,也不负责将分组合成报文,这样的通信子 网称为提供不可靠服务的网。
总结起来,网内和网外的传输方式可以有以下三种实用的组合。
(1)网外虚电路,网内虚电路:用户之间通过呼叫请求建立起一条穿越 网络的专用逻辑通路,双方所有的分组都沿着同一条通路传输。
(2)网外虚电路,网内数据报:进网的所有分组各自独立地选取传输路 径,但网络要负责将分组装配成报文递交给目的用户。这样就要求网内的目 的节点拥有足够多的缓冲区,以便能够存储足够多的分组,然后完成排序重 新装配成报文。
(3)网外数据报,网内数据报:从用户到网络内部,对每个分组都作独
立的处理。这种方式要求目的主机完成报文的重新装配。 提供(1)或者(2)传输方式的网被称为提供可靠服务的网,提供(3)
传输方式的网被称为提供不可靠服务的网。在目前实用的公共交换数据网
中,这三种方式都有应用。其中遵循 X.25 协议的网提供第一种方式的服务, 遵循 TCP/IP 协议的网提供第三种方式的服务。
第四节 中国公用数据网——CHINAPAC
中国的公用数据网发展虽然较晚,但起步比较高,因而发展比较快。我 国的第一个公用数据网是邮电部于 1993 年开通的 CHINAPAC。CHINAPAC 是一
个 X.25 网,也就是它完全遵循 X.25 标准,向用户提供可靠的虚电路服务。
1993 年 9 月开通的中国公用分组交换网 CHINAPAC 由全国 31 个省会交换
中心(通信控制器)和各省市内所交换中心所组成。其中一级交换中心设在
北京、沈阳、上海、南京、广州、西安和成都,这八个交换中心采用全国网 状结构进行连接,其它各节点之间采用不完全网状结构。目前 CHINA-PAC 已经覆盖了 600 多个城市,传输速率为 256kbps 和 2Mbps,并与多个国家和 地区的几十个分组交换网进行了互连。
一、CHINAPAC 的特点
(1)传输质量高。由于 CHINAPAC 是一个提供可靠服务的网,网内具有 差错控制机制,使整个网络的误码率达到 101-10 以下。
(2)可靠性强。当网内某一节点或某一条传输线路发生故障时,由于节 点之间的连接是网状连接,因此数据分组能自动避开故障点,选择别的路径 传送。
(3)不同种类的终端可以进行通信。由于 CHINAPAC 是一个分组交换网, 每个节点对分组进行存储转发处理,因此通信两端的终端可以工作于不同的
通信速率,不同的控制规程。
(4)可以进行多路通信。CHINAPAC 对传送的信号采用“时分复用”, 一条物理线路上利用复用的方法可以同时传输多路数据信号。
二、CHINAPAC 提供的业务
(一)基本业务
(1)交换型虚电路。用户每次通信时通过呼叫与对方建立通路。
(2)永久型虚电路。CHINAPAC 为申请永久型虚电路的用户分配固定的 虚通道,用户不需通过呼叫就可直接传输数据。
(二)可选业务
可选业务的种类很多,如闭合用户群、虚拟专用网、快速呼叫、反向计 费等。用户可以根据实际情况向邮电部门申请某几种可选业务。
(三)增值业务
增值业务主要有以下三种:
(1)电子信箱。用户可以申请一个电子信箱,每个信箱实际上是一定数 量的存储空间,由 CHINAPAC 的管理机构为申请者进行分配。用户可以利用电 子信箱与交换网中的别的用户进行信息交换。用户可以在任何时间、任何地 点打开自己的信箱,迅速方便地处理信息,收发信件等。别的用户也可以随 时向信箱中投放信息。电子信箱具有极强的安全保密措施。
(2)电子数据交换(EDI)。EDI 是将贸易、运输、保险、海关等行业
信息,通过电子信箱系统实现各有关部门间的数据交换,是一种利用计算机 网络按国际通用惯例进行商务处理的新方法。EDI 又称为无纸贸易,因为使
用 EDI,取消了传统的纸面贸易,代之以电子资料交换。采用 EDI 技术可以
将原料采购与生产制造、订货与库存、市场需求与销售,乃至银行、保险等 各个业务环节利用计算机网络有机地联系起来,增强对外贸易的竞争力。
(3)可视图文。是一种开放式的信息服务系统,为用户提供文字、数字
和图形等信息业务。可视图文实际上是一种信息检索系统,包含丰富的工作 信息与生活信息。用户可以利用 CHINAPAC 提供的可视图文服务,实现全社会 的资源共享。
三、用户进入 CHINAPAC 的方式
用户的计算机可以有以下几种入网方式:
(1)作为 X.25 网的分组式终端入网。一般大中型机直接与通信处理机 通过数字化专线直接相连;微型机可以与通信处理机直接相连,也可以作为 大中型机构一个终端进入 CHI-NAPAC。
(2)租用专线入网。
第六章 Internet 介绍
前两章我们分别给大家介绍了广域网和局域网,随着各类网络的不断涌 现,如何将它们可靠、安全地集成在一起以及对它们进行有效地管理就成了 众人关心的下一个焦点,网络互连技术就是在这样的背景下提出来的。所谓
互连网就是由多个互连着小网所组成的网络,这些互连着的小网遵循共同的 协议标准。图 6—1 给出多个网络互连的示意图。
大家所熟知的 Internet 是世界上规模最大,用户数最多、影响最大的计 算机互连网络。到 1996 年底,全世界已有 100 多个国家和地区正式加入 Internet,连接的网络数已达 5 万多个,全世界约有近几千万人通过Internet 进行信息交换和业务活动,而且这些数字仍在呈直线上升之势。Internet 的 足迹已遍及全球,其应用范围已不限于教育和科研部门,而是广泛应用于政 府、团体、公司、医疗、旅游等许多领域,正在进入寻常百姓之家。
第一节 Internet 的发展 一、什么是 Internet
什么是 Internet 呢?一般认为,Internet 是指以美国国家科学基金会
(Nationd Science Foundation)主干网 NSFnet 为
基础的全球最大的计算机互连网,所有入网的网络及主机共同遵守 TCP/IP 协议。
二、Internet 发展简史
Internet 的历史可追溯到 30 多年前。当时,美国国防部高级计划研究
局 DARPA(Defense Advancde Research ProjectAgency)为了实现异种网(遵 循不同网络体系结构的网)之间的互连,大力资助网络互连技术的研究。1969 年,DARPA 建立了著名的 ARPANET 网。
ARPANET 的成功极大地推进了网络互连技术的发展,到 1983 年,ARPANET 上已连上了 300 多台计算机,供美国的政府部门和研究机构使用。1984 年, ARPANET 分解成两个网路,一个仍称为 ARPANET,用于民用科研;另一个是军
用计算机网络 MILNET。由于这两个网络都是由许多网络互连而成,因此它们 都称为 Internet。后来,ARPANET 成为 Internet 的主干。
美国国家科学基金会认识到计算机网络对科学研究的重要性,因此于
1986 年建立了国家科学基金网 NSFNET,它的主干网由 6 个大型计算中心连接 而成,主干网下属地区网,地区网下属校园网,这样 NSFNET 就覆盖了全美主 要的大学和研究机构。NSFNET 同时也与 ARPANET 相连,并逐渐成为 Internet 中的主要部分。到 1990 年,鉴于 ARPANET 的实验任务已经完成,ARPANET 宣 布正式关闭。
1991 年,NSF 和美国其他政府机构认识到,Internet 终将不会限于大学 和研究机构,而且随着 Internet 上通信量的急剧加大,Internet 的容量也 不够用了。于是美国政府决定将 In-ternet 主干网交由私人公司经营,并开 始对接入 Internet 的单位和个人进行收费。于是,IBM,MERIT 和 MCI 三家 公司合作建立一个新的 Internet 主干网,其中 MCI 公司提供长途传输线路,
IBM 公司提供网络中使用的计算机及软件,MERIT 管理新建立的网络。这个网 络仍然沿用 NSFNET 这一老名称,但其主干网传输速率高达45Mbps。目前,NSF 已和 MCI 签定合同建造另一个更高速率(155Mbps)的主干网。
目前,几乎所有发达的国家都建设有自己国家级的教育和科研计算机网 络,并且都与 Internet 互连在一起,中国也不例外。由于 Internet 上具有 极丰富的资源,它突破了地理位置的限制,为广大的入网人员提供一个很好 的计算机环境,大大加快了人们之间的信息交流和合作。可以说,Internet 拉近了人们彼此之间的距离。
第二节 Internet 的结构
Internet 是由成百上千个大大小小的网络互连而成,如此多的网络要想 协调一致地工作,除了共同遵循 TCP/IP 协议之外,在硬件连接上采用分层连 接的方式,管理上也是按照分层管理的原则进行。
Internet 的结构如图 6—2 所示。整个 Internet 可以分为两部分:主干
与外围。主干的主要部分包括主干网络和连接主干与外围的网关(核心网 关)。为了便于 Internet 的扩充与管理,Internet 的外围部分又划分为若 干个自治系统。自治系统的编号由 Internet 管理机构统一分配和管理。每个 自治系统对下属连接的网络进行独立管理。一般情况下,一个自治系统往往 对应于一个组织实体(比如一个地区,一个公司等),该组织实体内所有网 络的进网、退网以及管理由本实体的管理者进行。不论是主干网络与自治系 统之间,还是自治系统内部各局或网之间均通过一种称为网关(Gateway,G) 的计算机互连起来,网关的作用是使所有的网络都能够按照 TCP/IP 协议进行 通信。
第三节 Internet 的功能
由于 Internet 覆盖全球,再加上高质量通信技术的发展和多媒体技术的 应用,Internet 的功能非常强大,其作用可以说无处不在。归纳起来有以下
8 点功能。
一、传递电子邮件
所谓电子邮件,指通过计算机网络传递的邮件。正如我们平常意义的邮 件一样,电子邮件可以是一封信、一篇学术内容、甚至一个通知、一张名片 等,只要是文本文件写就的都可以作为电子邮件通过计算机网络进行传递。 电子邮件简单快捷,不会丢失,还能做到同时分发给众多的亲友而不需重复 书写,也不需另加邮费。随着 Internet 家庭化的普及,电子邮件在邮件中所 占比重将会越来越大。
二、交换文件
这里的文件指计算机文件(文本文件或可执行文件),通过计算机网络 实现异地计算机之间传输文件是计算机网络的基本功能,其他功能都是以此 为基础推广的。举个简单的例子,我们可以把存放在学校机器里面的 BASIC 程序传送到家里的机器上。
三、远程调用
在 Internet 上,连接了许多的计算机系统,在这些联网的计算机之间, 可以通过自己的键盘使用远地的计算机,也就是说,联网用户可以调用
Internet 上任意地方的计算机系统为自己服务,感觉就像这台机器在自己面 前一样。当然,这种远程调用,必须征得异地计算机主人的同意,而且用户 还必须拥有远程调用权。
四、收看和发送电子新闻
通过网络,可以看到世界各地的网络用户在网络上公开的各种各样的新 闻及图片报道,也能看到世界上的风土民情、商品供求及广告信息,还可以 把自己的信息发布到网上,供其他用户阅读。除此之外,还可以通过 Internet 收看天气预报,看到世界各地的重大体育比赛的新闻报道和情况分析。网络 上既有文字,也有图片,趣味性非常强。如果你的机器带有麦克风,还能从 网上收听到伴随着图片、文字的解说。
五、传递和接收声音、图片、动画和电影
随着计算机多媒体技术的发展,Internet 网上的用户还可以收看、收听 到世界各地的电影、电视和图象资料及有声资料。
六、进行实时“笔谈”
利用计算机与世界各地见过面或未见过面的朋友通过 Internet 进行实 时“笔谈”,在 Internet 世界已经司空见惯。所谓实时“笔谈”,即是通过 键盘键入自己想说的话,很快就能从屏幕上读到对方的回答,十分方便有趣。
七、召开电子会议
可以利用 Internet 进行声音和图象的同步传送。利用这一特性,分散在 世界各地的用户可以召开网络会议。
八、情报检索和学术交流
学术信息包括有关科学研究的课题及论文,图书馆的藏书及各类杂志等 的文字和图象资料。通过网络,Internet 的用户可以检索和查询与网络相连 的世界各地已经公开的学术资料,还可以与对方进行资料交换等。除学术交 流外,也可以通过 Internet 进行商业情报检索,比如专利情报的检索就是 Internet 上比较成功的情报检索。
第四节 连接 Internet 的方式
Internet 是世界上发展最快、容量最多的一个计算机网络,由许多广域 网和局域网组成。不论在哪里,只要连接处有接入 Internet 的节点,就可以 通过该节点加入到 Internet 上去。一台计算机主要可以通过以下三种方式加
入 Internet。
·电话拨号仿真终端方式;
·SLIP/PPP 方式;
·专线连接方式。
一、电话拨号仿真终端方式
电话拨号仿真终端方式是用户加入 Internet 最简单的方法。在这种方式 中,用户的计算机是作为一台正式加入 Inter-net 的计算机的仿真终端工作 的。所谓正式加入 Internet 的计算机指具有 Internet 地址(IP 地址)的计 算机,在电话拨号仿真终端方式中往往指 Internet 服务提供商的主机,又称 为宿主机。以这种方式连入 Internet 的计算机并没有真正加入 Internet,
从 Internet 管理员那里看不到这个节点,也不会给它分配地址。因此,这种 方式属于间接连接方式。
目前提供电话拨号连接服务的计算机大多采用 UNIX 操作系统。以这种方 式连入的计算机实际是作为宿主机的一个终端,只能使用宿主机提供的命令 和功能。电话拨号仿真终端方式的连接如图 6—3 所示。
这种连接方式的用户需要有以下设备: 计算机(PC 286 以上);
调制解调器;
电话线; 普通通信软件。
用户在通信之前,必须在所选择的 Internet 提供商那里申请一个帐户,
这样才会成为宿主机的合法终端。用户若要想往网上发送信息,首先要用电 话拨号进入提供商的联机服务系统,并将信息发送到宿主机上,再由宿主机 把它发往网上。同样,用户如果希望从网上读取信息,只能将请求发往宿主 机,由宿主机调用 Internet 上的信息,然后再传回用户。因为用户只能使用 所连接的宿主机提供的命令和功能,宿主机(Internet 提供商)提供的功 能强,用户得到的网络服务就多;宿主机提供的功能弱,用户得到的网络服 务就少。由于用户与网络间信息的传递总要依赖宿主机的转储,通常宿主机 分配给每个用户的存储空间有限(1~2M 字节),这就限制了用户每次可以 从网上读取的信息量。
这种连接方式的优点是收费最便宜,而且由于提供商的服务系统处理了 大量的连网工作,简化了用户对 Internet 的操作过程,从而使用户的入网连 接工作变得极为简单,用户只要拨号进入联机服务系统就可以使用网络服务 了。因此,电话拨号终端方式适合一般个人用户采用。
目前,几乎所有的 Internet 提供商都向用户提供这种连接方式。
二、SLIP/PPP 方式
SLIP/PPP 方式为用户提供了比联机服务方式更充分的连接。这种方式适 合业务量不太大但又希望以主机方式连入 Internet 的用户使用,是个人用户
经常采用的一种连接方式。 使用这种方式的连接如图 6—3 所示。 使用这种方式,用户需要配备: 计算机(386 以上);
调制解调器; 电话线; 普通通信软件;
附加了 SLIP/PPP 的 TCP/IP 软件。 这种方式所需的硬件与联机服务方式完全一样,唯一不同之处是需要在
用户机上安装带有 SLIP/PPP 的 TCP/IP 软件。由于在用户的计算机上运行了 TCP/IP 软件,用户的计算机与 Internet 就建立了直接联系,成为 Internet 上的一台主机。
这种方式要求用户系统和 Internet 服务提供商的宿主系统在运行 TCP/IP 的同时还要运行 SLIP/PPP 协议。
用户系统与宿主系统之间通过电话线路进行通信,而电话系统只能实行 串行数据通信。SLIP/PPP 的作用就是在串行线路上实现 TCP/IP 所提供的 Internet 功能,使用户能够通过调制解调器和电话线路直接访问 Internet。 当用户以 SLIP/PPP 方式入网时,用户先以终端方式通过 Modem 拨号呼叫 服务提供商的宿主机。宿主机在监听到用户的请求后,要求用户输入正确的 帐号和口令,然后检查程序,设置网络接口,同时在用户的计算机上启动相 应的 SLIP/PPP 程序,并在用户机上设置相应的网络接口。这样,用户机就与 Internet 建立起直接联系,作为 Internet 的一个主机,用户能够从自己的
计算机上直接访问 Internet 提供的全部服务。
用户与宿主机建立起联系后,宿主机在启动 SLIP/PPP 程序时要给用户机 分配一个 Internet 地址。地址的分配分为固定和动态两种。固定方式指用户 的计算机使用一个固定的网络地址,用户每次上网都使用该地址获取网络服 务。用户即使不上网,该地址也不能分配给别人使用。动态方式是指用户的 计算机并没有固定的网络地址。每次用户请求入网时,宿主系统分配一个空 闲地址给这个用户。如果用户退出网络,他所占用的地址宿主系统可能分配 给其他刚上网的用户使用。用户每次上网所使用的网络地址可能不尽相同。 以这种方式入网的用户若想访问 Internet 提供的服务,他的机器上要安 装相应的访问这些服务的工具软件,而以仿真终端方式入网的用户则不需
要。
三、专线连接方式
专线连接方式支持用户以高速方式入网,并可使用 In-ternet 提供的所 有服务功能。但与上两种方式相比,费用要贵得多。因此,专线方式一般适 合某个机构(学校、团体、公司等)连接 Internet 时使用。
用户的专线连接方式如图 6—4 所示。
这种方式用户需要配备:
计算机; 路由器; 通信专线。
用户通过专线连接 Internet 时,专线上可以连接一台计算机(如图 6—
4(a)),更多的时候是连接一个局部网络(如图 6—4(b))。专线的另 一端连接与 Internet 相连的国家级或区域级公共数据网络。一个(或一个局 域网中的多个)用户要想成为 Internet 的一部分,除要有专线连接外,还必 须向相应的 Internet 服务提供商申请正式的 Internet 网络地址。
在专线方式连接下,用户的计算机可以一天 24 小时与 Internet 相连,
并可享受 Internet 提供的全部网络服务。
专线连接适宜大量使用 Internet 服务的用户采用,专线方式的系统响应 服务也是最好的。
第五节 中国与 Internet
中国的 Internet 虽然起步较晚,但发展却是较快的。1994 年,由世界 银行和我国政府共同支持建立的中国国家计算机和网络设施 NCFC(National Computing & Networking Facili-cy of China)代表中国正式加入 Internet。从这时起,中国正式加入了 Internet。随后的几年,中国的 Internet 发展极为迅速,目前已有 6 个网络能够直接连接 Internet 国际通 信线路。而随着中国 Internet 主干网——CHINANET 的开通,并向全社会提 供服务,Internet 在我国已是家喻户晓。下面我们给大家介绍我国主要的几 个拥有直接连接 Internet 国际通信线路的机构及其网络。
一、科学院高能物理研究所计算中心(GLOBANET)
1993 年,中科院高能物理研究所因国际合作的需要,建成了与美国斯坦 福大学直线加速器中心的 64kbps 通信专线。高能所计算中心当时用一台 VAX785 计算机,经过邮电部的公共数据网 CHINAPAC 首先连到北京电信局, 再经微波传送到北京的卫星地面通信站,租用国际卫星信道与斯坦福直线加 速中心的计算机相连,进入 Internet,结束了我国不能同 Internet 联网的
历史。当然,由于我国当时还未申请正式加入 Internet,高能所的计算机是 作为美国能源科学网的节点而存在的。1993 年 5 月,在国家自然科学基金会 的资助下,高能所开始向国内数百名著名的科学家及国家自然科学基金重大 项目负责人提供多项 Internet 服务,首次为科技界的国际间合作交流提供了 现代化手段。
目前,高能所除继续使用 VAX 机向用户提供服务外,还配备了一台 SUN 计算机进行用户服务。另外,高能所还建立了中国首家商业服务器,在美国 建立了它的镜像服务器节点。在北京的服务器上(GLOBANET)提供全球的相 关商业动态,使得国内用户可以很方便地获取和借鉴国外的商业信息。而在 美国的镜像服务器(CHina-Window)则成为全球了解中国的窗口。目前,中 科院高能物理研究所计算中心的 GLOBANET 有 30 多条国际出口线。
用户要想通过 GLOBANET 进入 Internet,可以通过以下方式入网:
(1)通过电话拨号仿真终端方式入网;
(2)通过租用专线与高能所联网;
(3)通过 CHINAPAC 与高能所的计算机相连。
二、中科院计算机网络信息中心(NCFC)
1994 年,由我国政府和世界银行共同支持的中国国家计算机和网络设施 NCFC,正式代表我国加入 Internet。NCFC 是一个具有相当规模,用光纤互连 的计算机网络,最初实施范围为北京中关村地区的北京大学、清华大学及中 科院的几十个研究所,网络中心设于中国科学院计算机网络信息中心,俗称 中关村网络。
NCFC 采用两级网络结构:三个独立的院校网(科学院网 CASNET,北京大
学校园网 PUnet,清华大学校园网 TUnet),连接 3 个院校网的 NCFC 主干网。 主干网与 Internet 相连。3 个院校网内部也有其主干网下连到各个局域网。 比如 CASnet 经集线器和路由器下连到各研究所的局部网上。NCFC 结构如图 6
—5 所示。
目前,NCFC 除了通过高速光纤网以 10Mbps 的速率直接连接 TUnet,PUnet
和 CASnet 之外,还以 64kbps 的速率连接着北京和全国各地的中科院及其他 部委的科研所和大专院校。NCFC 是一个面向科技界的计算机网络。
NCFC 连入 Internet 的方法是经过租用专线到达卫星通信地面站,再经 卫星传送到美国旧金山 Sprint 公司的数据交换中心,从而进入 Internet 的 主干网。目前专线的通信速率是 64kbps。
三、邮电部北京电信管理局(CHINANET)
CHINANET是邮电部门经营管理的中国公用Internet网,是中国Internet 主干网。与前几个网络不同,CHINANET 从一开始就是面向全社会的,而不仅 限于教育界和科技界。CHINANET 于 1995 年开通,从开通至今的短短两年间, 对推动我国 Internet 的发展起到举足轻重的作用。
CHINANET 的结构如图 6—6 所示。由骨干网、接入网和全国网络管理中 心组成。骨干网是主要的信息通路,主要负责转接全网的业务,并为接入网 提供访问端口,同时也为国内众多的Internet服务提供商(Internet Service Provider,ISP)提供高速访问端口;此外,骨干网中配置一定的服务器,为 全网提供 Internet 网络服务。骨干网包括所有的省会城市及直辖市。
接入网由各省接入层网络构成,负责为用户提供接入端口,并与公用电 话网、公用数据网等互联。全国网络管理中心负责 CHINANET 骨干网的管理, 对网络设备的运行情况、业务情况进行实时监控,以保证网络安全可靠地运 行。网管中心设在北京。
CHINANET 分别在北京和上海设两个国际出口点,分别以速率 256kbps 的 专线经在美国旧金山的 Sprint 公司连入 Internet 的主干网。北京出口有 96 条出口线并准备扩充到 160 条,出口带宽北京已经升到 1Mbps,上海升到
2Mbps。另外,广州还有一个连接到香港的出口点,经在香港的节点进入
Internet。CHINANET 的干线速率目前已达到 E1(2.048Mbps)。
四、中国教育科研计算机网络(CERNET)
中国教育科研计算机网络 CERNET 是国家教委正在全力建设的面向教育 界的全国性计算机网络。CERNET 的目标是连通全国所有的大专院校,并将进 一步延伸到中小学。CERNET 也是两级网络结构。CERNET 结构如图 6—7 所
图 6-7 CERNET 结构示意图
设在北京、上海、广州、南京、西安、武汉、成都和沈阳 8 个城市的 10 所大学的网络中心组成 CERNET 的主干网络,由这 10 个网络中心为中心,辐 射该地区的大专院校以至中小学形成全国教育界的联网。这 10 个地区性网络 中心是:清华大学、北京大学、北京邮电大学、上海交通大学、华南理工大 学、东南大学、西安交通大学、华中理工大学、四川联合大学和东北大学。 CERNET 的国际出口设在清华大学网络中心,目前清华大学的国际出口线路已
有 200 条,出口带宽为 2Mbps。
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