【网络是怎么连接的】第四章 探索接入网和网络运营商

1.互联网与家庭宽带网络之间的差异和联系

尽管互联网是全世界范围广泛的巨大系统,但基本的工作方式与我们的家庭网路网(英语:Home LAN)无异,它通过路由器装载。

但与互联网相比,数据包传输距离和路由器维护方式的差异是互联网和家庭和企业网络的两个主要差异。

我们上一章讲过，网络包通过开关和路由器逐步接近互联网,最后,它通过一个互联网访问路由器进入互联网。互联网访问路由器和Ethernet路由器基本上是相同的,简单来说，基于路由表中的IP头钟兄弟接收器IP地址匹配,找到下一个目标路由器,将其转发过去。然而, 互联网访问路由器按照互联网访问规则包装.

所谓接入网络是将网络包从主域网传输到互联网的过程。 连接到互联网的多种方式,如ADSL、FTTH等

2. ADSL入网

DSL网络(ADSL Internet Connectivity)是一种DSL技术,又称非均匀数字用户环,是一种结合Ethernet和PP协议的数据传输的新方式。

正如刚才提到的那样,网络包由互联网支持的路由器传输,但一旦传输没有直接进入互联网,仍存在着距离。 如果您只使用ADSL技术访问互联网,随后的访问过程就如图所示

互联网访问路由器将添加多个头条到包的前部,即MA头条、PPoE头条和PP头条。

加上头部后，将发送包到ADSL Modem,我们称之为ADSL调制器。ADSL Modem使用一种叫做ATM的技术,继续将包分解为较小的数据块,这个数据块叫做消息。再然后，ADSM Modem将这些消息转换为电报,这些电报被发送到用户所在的电话局。现在不是双线。相反, 他们通过电话线发送电报.

电话号码到达电话局后,会经过配线盘，然后分离器到达DSLAM,通过将多个ADSL调制器集成到一个壳牌设备来理解这一点。DSLAM将电报转换为消息,然后把它交给一个叫BAS的家伙,你可以理解这是路由器的增强版本。BAS将重新组合接收到的消息到原始数据包中,扔掉MAC头部，PPPoE头部，提取PP头条和后端数据.然后添加一个L2TP头,这个是隧道头部，然后把它送到隧道的出口,这是网络运营商的终端电话站。

到达后,在操作员的终端上有一个专用隧道路由器,该路由器的头部被移除,IP包被移除,最后被转移到互联网。

整个过程的流程图如图所示:

3.光纤输入网络(FTTH)

这玩意就是光纤

只要把包转换成电话号码,再转换为光信号，它可以通过光纤传输到数据.光纤分为单模和多模纤维。单模式纤维只能传输一个光线,通过的光线较少，因此,光源及光学敏感元件的性能要求较高,但信号失真会很小。多模纤维可以传输多个光线,这意味着更多的光通过,光源和光敏元件的需求相对较低,所以成本较低，但信号失真会很大。

多模式光纤通常用于建筑内部的连接,单模式光纤则用于更远的建筑间的连接。

FTTH是通过使用光纤代替ADSL来连接路由器和载体的BAS与用户的方式。光纤网络的优点是它们不需要被捆绑成ADSL,可以假定,以太网包最初是局部转换为光信号。它可以分为两种形式。

一个是直接从用户端连接到最近的电话站,用光纤。在这种FTTH中,用户与电话站之间的连接是通过光纤。连接纤维的另一个方法是安装一个叫做分离器的装置在使用者附近的一根线杆上。通过这个装置,纤维被分开,同时连接多个用户A.在这种方式下，用户端不使用光纤接收器,而不是使用UNB的装置,它将Ethernet信号转换为光信号后,一个叫 OLTC的装置将到达BAS的前面.

4.互联网接入的PP

点到点协议PP)提供了一种标准的方法,用于在点到点连接上传输多协议数据包。PP最初被设计为提供两个互联节点之间IP传输的加密协议。在TCP-IP协议集群中,它是数据链层协议(OSI模式中的第二层),用于同步和部署连接。取代原有的非标准二级协议,即 SLIP。

互联网最初是由多个路由器组成的,因此原则上应该与路由器连接到一个接入网络。随着接入网络演化为ADSL和FTTH,接入网络连接路由器也演化,这些进化类型的路由器被称为BAS。

首先, 用户身份验证和输出函数的配置.在ADSL和FTTH连接中,你必须先输入用户名和密码,你登录后不能上网,BAS是登录窗口。BAS使用PPoE实现此功能。PPoE是由互联网上用于传统的电话拨号的PP协议开发的。这意味着PP消息被载入传输的Ethernet包中。使用旧式拨号上网时,PP就像图所示。

首先，用户呼叫操作员的访问点,输入电话通话后登录的用户名和密码。通过Radius(远程认证拨号用户服务)的用户名和密码,(远程认证拨号用户服务)由RASG发送到认证服务器,身份验证服务器检查信息是否正确. 当确认无误后，身份验证服务器将返回配置信息,例如IP地址,并向用户发送这些信息。用户计算机根据这些信息配置IP地址和其他参数,完成TCP/IP网络包的编写,然后你可以发送TCP/IP包。

ADSL 和 FTTH 访问 方法 也 需要 分配 计算机 连接 到 互联网 的 公共 地址 。这与拨号上网一样。 不过，在DSL和FTTH中,用户和BAS是通过电缆或纤维连接的,因此,无需核查用户身份,因此所有这些功能实际上不是PP所要求的。 然而，用户名和密码登录步骤可以根据用户名更改不同的运营商, 这很方便。 因此，PP也被ADSL和FTTH的访问提供者普遍使用。

隧道是什么

BAS除了是一个用户认证的窗口之外,也可以使用隧道来传输网络包。 所谓隧道，TCP连接与接口之间建立的类似。像这样，如果在BAS和运营商路由器之间的ADSL/FTTH接入提供者网络中建立隧道,将用户连接到BAS的访问网络,它从用户到路由器的通道,网络包通过这个通道,你可以进入互联网。这种机制类似于将访问网络扩展到运营商的路由器。

实施隧道有几种方法,一个是TCP连接,另一个方法是基于封锁的隧道实现方法.这样,整个包,包括头部,在另一个包中运送到隧道的另一端。在这种方式中，包装本身可以到达出口的另一端,而不被密封。结果与TCP连接方法相同。他们 都 设 了 一 个 包装 和 飞船 的 通道 。其实，无论任何机制，只要能把原来的信封带到另一端,原则上, 它可以用于建造隧道.

6. PPoE 访问网 的 整体 过程

网络的连接工作从用户端的互联网访问路由器的连接操作开始。首先，操作员指定的用户名和密码必须在访问路由器中配置。然后，输入路由器将根据PPoE的发现机制搜索BAS.这种机制, 像ARP一样, 基于广播.即，互联网访问路由器通过PPoE的发现机制查询BAS的MAC地址.接下来，输入用户身份验证和部署阶段。BAS输出TCP/IP参数将在互联网访问路由器BAS端口上配置,这样,路由器就可以进入互联网。

接下来，客户端将开始发送网络包来访问互联网,这些包的目的地在互联网上,这个位置可能不在互联网访问路由器的路由表中找到. 这时，路由器将选择默认路径,并将这个包转移到开关地址的默认路由,这是BAS输出的默认路径。只有通过路由表判断后才能转移目标,包不按照Ethernet规则传输,相反,它按照PPoE规则转移,如图所示

随后,数据包到达BAS,它在接收用户路由器发送的数据包后,将MAC头和PPoE头移除,并通过隧道机制发送数据包到网络运营商路由器。

7. 除 PPoE 以外 的 其他 方法

(1)使用PPoA的ADSL连接

当ADSL使用PPoE模式时,首先将PP消息装入以太网包中,然后将Ethernet包分开并插入到消息中,PPoA方法是直接将PP消息载入消息中。即，PPoA方法不添加MA头和PPoE头,相反, 他们直接装进消息中.

(二)使用DHCP

DHCP原理,如图所示,是客户端首先请求配置信息,然后 DHCP服务器发送配置信息。

8.内部网络运营商

网络包穿过隧道,我们到达了这里

互联网实体不是一个由组织管理的单一网络,而是由多个互联的运营商组成。 ADSL和FTTH等接入网络连接到用户订阅的运营商,这些设备被称为 POPs,在中文中,它们被称为接入点,是进入互联网的入口。

通过骨干路由器后，就到达了NOC，中国电话网络运营中心,这是操作员的核心设备。来自POP的网络包将集中在这里,并转移到离目的地更近的 POP,或转交给其他承运商。其实，NOC和POP没有严格的定义。NOC也可以配备连接接口网络路由器,在很多情况下,它与POP共享。从IP协议的传输过程,没有必要区分两者,因为不管哪个路由器,其传输网络包的基本工作原理是相同的.因此,很容易得出结论,NOC是一个扩展的POP。

POP 和 NOC 在 全国 各地 都 存在, 它们 的 大小 不同, 但 在 企业 办公室 似乎 非常 普遍, 所有 都 设 在 一 个 建筑 中 。

9. 营办商 之间 数据 传输

如果服务器的操作员与客户端的操作员不同,则网络包需要发送给服务器的操作员,该信息也可以在路由表中找到,并且网络包将发送给另一个操作员的路由器。

如图所示,一旦收到另一方的路由信息,就可以知道与另一方的路由器连接的所有网络,将其写入自己的路由表,并将其装入这些网络。

收到另一方的路线资料后,我们还需要互相交流我们的路线信息。这样一来，另一方也可以把发送到我们的子网的包转移.该路由信息交换过程由路由器自动完成,这里使用的机制叫做BGP(Border Gateway Protocol)。边界网关协议）。

网络交换中心的设备是网络交换中心(Internet eXchange),通常称为“网络交换中心”。

IX核心是一个具有大量高速Ethernet A端口的双层交换机。 双层交换机的基本原理与一般的交换机相同,人们可以认为IX核心是一个大、高速交换机。

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