第5章 计算机网络新技术

隧道技术
IPv4/IPv6地址转 换
双协议栈技术
技术特 点
以现有IPv4路由体 系来传递IPv6数据， 是过渡阶段最易于 采用的技术。
在通信中间设备完 成IPv4和IPv6网络 之间分组地址转换 和协议翻译，分组 路由对端节点透明。 IPv4和IPv6网络的 互通。
同 时 运 行 IPv4 和 IPv6两套协议栈。 完 全 兼 容 IPv4 和 IPv6。
5．4 个人局域网和蓝牙技术
• 蓝牙(Bluetooth)技术是由爱立信、诺基亚、 Intel、IBM 和东芝5 家公司于1998 年5 月共同 提出开发的。蓝牙技术的本质是设备间的无线联 接，主要用于通信与信息设备。所谓蓝牙技术， 实际上是一种短距离无线通信技术。人们利用 “蓝牙”技术，能够有效地简化掌上电脑、笔记 本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间 的通信，也能够成功地简化以上这些设备与 Internet 之间的通信，从而使这些现代通信设备 与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效，为 无线通信拓宽道路。
第5章 计算机网络新技术
本章学习重点
• • • • • 计算机网络技术发展的阶段和历史 下一代网络协议IPv6的基本内容。 网络存储基本知识和应用范围。 网格技术的基本应用。 蓝牙技术的概念和使用方法
5．1 下一代网际协议IPv6
• IPv6是“Internet Protocol Version 6”的缩 写，也被称作下一代互联网协议，它是由 IETF（The Internet Engineering Task Force）设计的。 • IPv6的主要优势体现在以下几方面：扩大 地址空间、提高网络的整体吞吐量、改善 服务质量(QoS)、安全性有更好的保证 、支 持即插即用和移动性、更好实现多播功能。
• 1．NAS所使用的协议 • 2．NAS的构成和拓扑结构 •
• • • • •
3．NAS的核心操作系统 4．NAS的主要应用 （1）海量存储 （2）网站存储平台 （3）远程NAS备份容灾
5．2．4 SAN存储结构
• SAN即存储区域网络 (Storage Area NetWork )。SAN是通过专用高速网将一个 或多个网络存储设备和服务器连接起来的 专用存储系统。SAN 技术的最大特点是将 存储设备从传统的以太网中分离了出来， 成为独立的存储区域网络
5．2．2 SAS存储结构
• SAS即串行SCSI技术（Serial Attached SCSI），也得到广泛的应用。
5．2．3 NAS存储结构
• 网络附加存储（Network Attached Storage， NAS）。NAS开始作为一种开放系统技术是由Sun 公司于上个世纪80年代中期推出的NFS开始的。它 是一种向用户提供文件级服务的专用数据存储设 备，直接连到网络上，不再挂接服务器后端，避 免给服务器增加I/O负载。NAS是网络技术在存储 领域的延伸和发展，数据以文件的形式按照网络 协议在客户机与存储设备之间流动，它可以利用 NFS实现异构平台的客户机对数据的共享，集成 在存储设备内的专用文件服务器提高了文件传输 的I/O速度。
5．3．4网格技术的应用
• • • • • 1．实现互联网上所有资源的全面连通 2．实现高性能计算 3．实现协同计算 4．网格的基本类型 根据网格技作用的不同，一般网格技术应 用可以划分成不同的类型，如计算网格、 设备网格、数据网格、远程沉浸网格、信 息网格等
5．网格应用领域
（1）分布式超级计算(Distributed Supercomputing)是指将分布在不同地点的超级计 算机用高速网络连接起来，并用网格中间件软件 “粘合”起来，形成比单台超级计算机强大得多 的计算平台。 （2）分布式仪器系统分布式仪器系统 （Distributed Instrumentation System）是指 用网格管理分布在各地的贵重仪器系统，提供远 程访问仪器设备的手段，提高仪器的利用率，大 大方便用户的使用。
适用范 围
IPv6 主 机 / 网 络 间 的互通。
任何IPv4、IPv6网 络。
Hale Waihona Puke Baidu
存在的 问题
不 能 解 决 IPv4 和 IPv6网络的互通。
许多协议 ， 特别 不能解决IPv4地址 耗尽的问题； 是应用层协议需要 应用层网关的辅助。 需要运行两套协议 栈，增加了网络的 复杂性。
5．2 网络存储
1．SAN的构成和拓扑结构
2．数据传输特点
• （1）服务器到存储设备 • （2）服务器到服务器 • （3）存储设备到存储设备
3．SAN管理
• • • • • （1）资产管理 （2）容量管理 （3）配置管理 （4）性能管理: （5）可用性管理
5．3 网格技术的研究
• 5．3．1 什么是网格 • 简单地讲，网格是一种信息社会的网络基 础设施，网格是把整个互联网整合成一台 巨大的超级计算机，实现计算资源、存储 资源、数据资源、信息资源、知识资源、 专家资源的全面共享。 • 中国科学院计算所所长李国杰院士认为 “网格实际上是继传统互联网、Web之后 的第三次浪潮，可以称之为第三代互联网 应用”
• 目前服务器与存储设备的连接主要有三种 形式: 直连存储 (Direct Attached Storage, DAS)、附网存储 (Network Attached Storage, NAS) 和存储区域网 (Storage Area Network, SAN)。
5．2．1 DAS存储结构
• DAS的适用环境为： • （1）服务器在地理分布上很分散，通过SAN或NAS 在它们之间进行互连非常困难时(商店或银行的分 支便是一个典型的例子)； • （2）存储系统必须被直接连接到应用服务器（如 Microsoft Cluster Server或某些数据库使用的 “原始分区”）上时； • （3）包括许多数据库应用和应用服务器在内的应 用，它们需要直接连接到存储器上，群件应用和 一些邮件服务也包括在内。
5．4 个人局域网和蓝牙技术
• • • • 1．跳频技术 2．纠错技术 3．微微网技术 4．安全性
网格应用领域
• （3）数据密集型并行计算技术往往是由一 些计算密集型应用推动着的，特别是一些 带有重大挑战（Grand Challenge）性质的 应用，它们大大促进了对高性能并行体系 结构、编程环境、大规模可视化等领域的 研究。
5．4 个人局域网和蓝牙技术
• 个人局域网（Personal Area Network， PAN）是近年来，随着各种短距离无线通信 技术的发展，人们关注的一个新的概念。 PAN 核心思想是用无线电或红外线代替传 统的有线电缆，实现个人信息终端的智能 化互联，组建个人化的信息网络。从计算 机网络的角度来看，PAN 是一个局域网； 而从电信网络的角度来看，PAN 是一个接 入网。PAN 定位在家庭与小型办公室的应 用场合
5．1．1 国内外IPv6标准现状
• 目前，国际上主要是由IETF负责IPv6的标 准制订工作。在IETF中，有两个工作组制 订IPv6标准。一个是下一代因特网协议 （Ipng）工作组，或称IPv6工作组，主要负 责IPv6有关的基础协议的制订；另一个是 下一代网络演进（Ngtrans）工作组，主要 负责与下一代网络演进有关的标准制订工 作。
（3）IPv6地址分配
• ——欧洲的RIPE-NCC（www.ripe.net） • ——北美的INTERNIC（www.internic.net） • ——亚太平洋地区的APNIC（www.apnic.net）
5．1．4 从IPv4向IPv6的过渡
• （1）IPv6 网络和IPv4 网络之间的通信； • （2）IPv6“小岛”之间的通信。
5．1．2 IPv6标准特点
• • • • • • • （1）地址容量巨大： （2）报头格式简单 （3）易管理 （4）安全 （5）支持QoS（Quality of Service） （6）支持移动 （7）可扩展性好
5．1．3 IPv6地址分类与表示
• • • • （1）IPv6地址类型 单点传送 任意点传送 多点传送
（2）IPv6地址表示
• 对于128位的IPv6地址，考虑到IPv6地址的长度是原来的 四倍，RFC1884规定的标准语法建议把IPv6地址的128位 （16个字节）写成8个16位的无符号整数，每个整数用四 个十六进制位表示，这些数之间用冒号（：）分开，例如： 3ffe:3201:1401:1:280:c8ff:fe4d:db39 • 为了简化IPv6的地址表示，只要保证数值不变，就可以将 前 面 的 0 省 略 。 比 如 ： 1080:0000:0000:0000:0008:0800:200C:417A • 可以简写为： 1080:0:0:0:8:800:200C:417A • 另外，还规定可以用符号::表示一系列的0。那么上面的地 址又可以简化为：1080::8:800:200C:417A
• 从中国的实际情况出发，我国研究的IPv6 标准将会从以下6个方面进行： • (1) 基本协议类。 • (2 )网络的体系结构和性能指标分配。 • (3) 网络的评估标准和测试方法。 • (4) 网络设备规范和网络设备测试规范。 • (5) 移动通信类标准。 • (6)IPv6的业务和应用的标准。