IP世界的组成元素有很多，这里将对这些组成要素进行相应的描述

一．IP世界的基本组成元素
二.组成要素描述
- 1.以太网的工作原理
- 2.以太网交换机
- 3.路由器
- 4.防火墙
- 5.主机
- 6.调制解调器
- 7.通信电缆
三．无线通信
- 1.超宽带技术
- 2.光模块
- 3.光纤收发器
四．与IP有关的传输技术
五．IP世界的管理体系构造
六．IP世界的应用体系
七．互联网数据中心（IDC）

一．IP世界的基本组成元素

IP世界的组成元素很多，为了便于分析，文章从节点、管线、管理体系、应用体系等几大类组成部分。
节点：是数据信息发生路由、交换、处理、分析、转换的装置，包括路由器、交换机、防火墙、主机、终端，还有一些节点并非为IP设计，如语音网关、3G网络中的GGSN等，在节点里，信息内容及其表现形式将发生或者可能发生人为的或自动的转换。
管线：包括所有有线和无线的传送线路，以及各种电信级、企业级、家庭和个人级的传送网络、Modem、转换器等。数据信息在管线中传送。
管理体系：包括对IP网络进行配置、告警、维护、控制等所需要的所有软件和硬件。IP网络的管理不是强制性的，没有专门的管理体系，IP网络也能处于工作状态，只是没有管理的网络是脆弱和笨拙的。
应用体系：指所有基于IP网络的业务和应用，如www、IM系统、博客、微博等。

二.组成要素描述

20世纪70年代，美国施乐公司提出了很多先锋技术项目，以太网技术就是其中一个。1973年，罗伯特·麦特卡夫提交了以太网潜力的备忘录，三年后，发表相关技术文章。经历一段很艰苦卓绝的时间段，最后成为了局域网中最具代表性的一个网络架构。

1.以太网的工作原理

以太网的接入方法：载波监听多点接入/碰撞检测CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)。
传统的以太网被称为共享式以太网，使用一根总线，被多台主机共享。1990年，交换式以太网技术诞生，它可以提供多条传输路径，从而显著提高网络的整体宽带，也保证了网络的安全性。其核心是以太网交换机，而不是共享总线。

2.以太网交换机

目的是快速地指导所有进入者，你从哪个门走，并将进入者“扭送”至出口。
二层交换机在操作地过程中不断搜集资料，并建立自己的地址表。交换机接收到一个数据包时，会检查该数据包的目的地址，检索自己的地址表，并决定把数据包从哪一个端口发出去。
多个二层交换机用以太网连接起来时，二层交换网络上的所有设备都会收到广播消息，如果这个网络太大，广播信息泛滥，会给网络造成极大的负担。
解决方案是按照部门划分VLAN，同一个VLAN下的设备才能接收到广播信息，因此VLAN也被称为广播域。

3.路由器

路由器是一个能够让进入其中、携带原始信息的数据包选择出口道路的盒子。同时，路由器还是一个数据中转站，它能够将不同制式的网络连接在一起。
核心路由器被部署在网络核心位置，一般接口类型不多，但是速率极高，交换容量一般大于40Gbits/s。
汇聚路由器被部署在核心层和接入层之间，交换容量一般在2.5~40Gbits之间。
接入路由器距离用户最近，是用户网络和骨干IP网络之间的桥梁，容量较小，接口数目不多。交换容量一般在2.5Gbit/s以下。

4.防火墙

防火墙是一个物理盒子，用以协助人们排查非法进入的信息，或者协助人们过滤掉不必要的信息。它具有计算机一样的CPU、操作系统、软件等，同时具备简单的路由功能。至少拥有2到3个以太网接口。

5.主机

IP世界的信息，是在主机之间进行交互的。PC、服务器、工控机，都是主机。
PC：个人计算机。
服务器：一种运行管理软件以控制对网络或网络资源（磁盘驱动器、打印机）进行访问的计算机，并能够为在网络上的计算机提供资源。
工控机：在工业现场用到的计算机，具有防磁防尘防冲击的作用，而且连续工作的能力很强。
虚拟主机：虚拟主机是在网络服务器上划分出一定的磁盘空间供用户放置站点和应用组件，提供必要的站点功能与数据存放，以及必要的传输功能。
以太网卡：是一块插在计算机上的卡，一般插在计算机的PCI插槽上。以太网卡上有自己的MAC地址。
操作系统：操作系统是控制程序运行，管理系统资源，并为用户提供操作界面的系统软件的集合。
数据库：计算机中，专门负责对数据信息进行存储、查询、调用和分析的软件。
应用软件：主机中与业务关系最密切的组成部分，是人机交互的主要介质之一。根据用户端应用软件的界面形态，可以将两者的关系分为Client/Server和Browser/Server两个类型。
Client/Server（C/S）指用户端采用专门的GUI（图形用户界面）软件。大多的即时通讯软件都是这样。Browser/Server（B/S）指的是用户端采用浏览器访问服务器。WWW服务是其中最常见的应用。

6.调制解调器

Modem，中文称“调制解调器”，是Modulator（调制器）和Demodulator（解调器）组合简化后的新词汇。
Modem最大的能力，就是将计算机的数字信号翻译成可沿电话线传送的模拟脉冲信号，这些信号又会被线路的另一端的另一个Modem接收，并翻译成计算机读得懂的数字信号。这一过程可以完成两台主机间的远距离通信。

7.通信电缆

数据通信网络中的通信电缆，最常见的是双绞线和同轴电缆。
双绞线是由若干个“线对”组成的，每个线对（两根包裹着绝缘材料的细铜线）按照一定比率相互缠绕而成的。1对和2对用于电话，4对用于以太网传输，25对以上则是电信大对数电缆。常见的双绞线是电话线和以太网线。按照是否有屏蔽层来划分，分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP），STP性能好，UTP的价格低。
同轴电缆由同轴的内外两个导体组成，内导线是金属线，外导线是圆柱形的套管，一般是细金属线编织的网状结构，内外导体之间由绝缘层。(有线电视的线)
光纤，核心部分是由圆柱形玻璃纤芯和玻璃包层构成，最外层是一种弹性耐磨的塑料护套，整根光纤呈圆柱形。

三．无线通信

无线网络既可以传送模拟信号，也可以传送数字信号，最重要的，有线网络能够提供的业务，无线网络也悉数能够提供。区分无线通信技术体制最主要的参数是无线电频率。
常见的无线通信有微波通信、WiFi、蓝牙技术、卫星通信、2G、3G、4G、甚至5G等都是常见的无线网络技术。

1.超宽带技术

超宽带技术能耗极低，在极宽的频率范围内以极高的速率传输信息。
ZigBee技术是一种耗电极低的短距离无线网络技术，拓展性强、便于部署而且低成本。
Z-Wave是一种低成本、低能耗、高可靠性的短距离双向无线通信技术。
RFID技术利用无线电射频与被识别物体进行双向通信，实现数据交换，从而达到识别物体的目的。电子标签是RFID的核心。

2.光模块

光模块是一种光电转换器，来进行设备和光路之间的广电转换。光模块有光接收模块、光发送模块、光收发一体模块、光转发模块等几大类。

3.光纤收发器

光纤收发器就是以太网光信号和电信号进行转换的装置。

四．与IP有关的传输技术

PDH（准同步数字序列）：所谓准同步，就是被复接的支路信号的时钟来自不同的时钟源（即各自都有自己的时钟）。在准同步中，各支路信号的数码率都可以在标称值上有偏差，各支路信号的时钟和本机的定时信号是异步的，所以准同步复接又称为异步复接。
SDH（光同步数字传输网）：如果被复接的各支路信号的时钟都来自于同一个时钟源，并且各支路的时钟于本机的定时时钟是同步的（即同一时钟源），这样的复接就是同步复接，也就是SDH。
WDM（光波分复用）
ASON（自动交换光网络）
PON（无源光网络）

五．IP世界的管理体系构造

与许多专业网络的网络管理功能一样，ISP或者电信运营商针对自己网络管理，也有相同的五大功能域。
1.故障管理：检测、定位、隔离、修正以及提供服务故障报告。
2.配置管理：收集必要的网络数据，识别网络设备和追踪系统状态，为系统提供初始化数据并提供配置文件的备份。
3.性能管理：分析网络的资源利用率，以及网络满足不同层次用户通信质量要求的能力。
4.安全管理：提供对被管理网络的安全预防、检测、侵害抑制和恢复，主要包括身份鉴别、密钥管理、病毒预防和灾难恢复。
5.计费管理：计费管理是对用户使用的各种资源进行跟踪，统计用户对资源的使用量和时间，计算费用及对已收费的用户进行确认。

六．IP世界的应用体系

IP世界中，最核心的组成部分是信息和应用，而不是路由器和管线。
应用体系首先应该具备人机界面，其次，应用体系应该具备和底层路由、交换及更为基础的管线结合的能力。最后，IP世界的应用体系应该有多个通信实体参与信息交互。为了满足上述三个要求，应用系统必须具备计算、判断、存储和显示能力。

七．互联网数据中心（IDC）

互联网数据中心是提供服务器托管、空间租用、宽带批发、应用服务ASP，电子商务的中心环节，既有实体的物理位置，又有虚拟的网络空间。这是一个庞大的体系，由以下部分构成：
第一类为信息和数据进入IP世界的道路。
第二类是IDC的硬件设施，路由交换设备、服务器和存储设备、机柜、电源、空调等支撑环境。
第三类是IP地址池。
第四类是软件。
第五类是“人”。

【参考书目】：《漫话IP》

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