计算机网络--接入互联网方式

接入网

指将端系统物理连接到其边缘路由器的网络。边缘路由器是端系统到任何其他远程端系统的路径上的第一台路由器。

1.家庭接入互联网方式

一般通过DSL、电缆、FTTH、拨号和卫星接入。

数字用户线(DSL)

住户通常从提供本地电话接入的本地电话公司处获得DSL因特网接入。因此，当使用DSL时，用户的本地电话公司也是它的ISP。每个用户的DSL调制解调器使用现有的电话线（即双绞铜线）与位于电话公司的本地中心（CO）中的数字用户线接入复用器（DSLAM）交换数据。家庭的DSL调制解调器得到数字数据后将其转换为高频音，以通过电话线传输给本地中心局；来自许多家庭的模拟信号在DSLAM处被转换回数字形式。
如下图：

家庭电话线同时承载了数据和传统的电话信号，它们用不同的频率进行编码：

• 高速下行信道，位于50kHz到1 MHz频段；
• 中速上行信道，位于4kHz到50kHz频段；
• 普通的双向电话信道，位于0到4kHz频段。

这种方法使单根DSL线路看起来就像有3根单独的线路一样，因此一个电话呼叫和一个因特网连接能够同时共享DSL链路。在用户一 侧，一个分配器把到达家庭的数据信号和电话信号分隔开，并将数据信号转发给DSL调制 解调器。在电话公司一侧，在本地中心局中，DSLAM把数据和电话信号分隔开，并将数据送往因特网。数百甚至上千个家庭与同一个DSLAM相连。
DSL标准定义了多个传输速率，包括12Mbps下行和1.8Mbps上行传输速率,以及55Mbps下行和15Mbps 上行传输速率。因为这些上行速率和下行速率是不同的，所以这种接入被称为是不对称的。实际取得的下行和上行传输速率也许小于上述速率，因为当DSL提供商提供分等级的服务（以不同的价格使用不同的速率）时,他们也许有意地限制了住宅速率，或者因为家庭与本地中心局之间的距离、双绞线的规格 和电气干扰的程度而使最大速率受限。工程师特别为家庭与本地中心局之间的短距离接入设计了 DSLS —般而言，如果住宅不是位于本地中心局的5~10英里（1英里=1609. 344米）范围内，该住宅必须采用其他形式的因特网接入。

电缆

电缆互联网接入利用了有线电视公司现有的有线电视基础设施。住宅从提供有线电视的公司获得了电缆互联网接入。
光缆将电缆头端连接到地区枢纽，从这里使用传统的同轴电缆到达 各家各户和公寓。每个地区枢纽通常支持500 -5000个家庭。因为在这个系统中应用了光纤和同轴电缆，所以它经常被称为混合光纤同轴（HFC）系统。电缆因特网接入需要特殊的调制解调器，这种调制解调器称为电缆调制解调器。如同DSL调制解调器，电缆调制解调器通常是一个外部设备，通过一个以太网端口连接到家庭PC。在电缆头端，电缆调制解调器端接系统（CMTS）与DSL网络的DSLAM具有类 似的功能，即将来自许多下行家庭中的电缆调制解调器发送的模拟信号转换回数字形式。电缆调制解调器将HFC网络划分为下行和上行两个信道。如同DSL,接入通常是不对称的，下行信道分配的传输速率通常比上行信道的高。DOCSIS 2.0标准定义了高达42. 8Mbps的下行速率和高达30. 7Mbps的上行速率。如在DSL网络中的情况那样，由于较低的合同数据率或媒体损耗，可能不一定能达到最大可取得的速率。如下图：

电缆因特网接入的一个重要特征是共享广播媒体。特别是，由头端发送的每个分组向下行经每段链路到每个家庭；每个家庭发送的每个分组经上行信道向头端传输。因此，如果几个用户同时经下行信道下载一个视频文件，每个用户接收视频文件的实际速率将大大低于电缆总计的下行速率。而另一方面，如果仅有很少的活跃用户在进行Web冲浪，则 每个用户都可以以全部的下行速率接收Web网页，因为用户们很少在完全相同的时刻请求网页。因为上行信道也是共享的，需要一个分布式多路访问协议来协调传输和避免碰撞。

光纤到户(FTTH)

从本地中心局直接到家庭提供了一条光纤路径。
从本地中心局到家庭有几种有竞争性的光纤分布方案。
1.最简单的光纤分布网络称为直接光纤，从本地中心局到每户设置一根光纤。
2.更为一般的是，从中心局岀来的每根光纤实际上由许多家庭共享，直到相对接近这些家庭的位置，该光纤才分成每户一根光纤。进行这种分配有两种有竞争性的光纤分布体系结构: 主动光纤网络（AON)和被动光纤网络(PON)。

• AON
  AON本质上就是交换因特网。
• PON
  每个家庭具有一个光纤网络端接器(ONT),它由专门的光纤连接到邻近的分配器。该分配器把一些家庭(通常少于100个)集结到一根共享的光纤，该光纤再连接到本地电话和公司的中心局中的光纤线路端接器(OLT)。该OLT提供了光信号和电信号之间的转换，经过本地电话公司路由器与因特网相连。在家庭中，用户将一台家庭路由器(通常是无线路由器)与ONT相连，并经过这台家庭路由器接入因特网。在PON体系结构中，所有从OLT发送到分配器的分组在分配器(类似于一个电缆头端)处复制。
  使用PON分布体系结构的FTTH如下图：
  
  FTTH有潜力提供每秒千兆比特范围的因特网接入速率。然而，大多数FTTH ISP提供多种不同速率选择，较高的速率自然花费更多。

卫星

在无法提供DSL、电缆和FTTH的地方（例如在某些乡村环境），能够使用卫星链路将住宅以超过1Mbps的速率与因特网相连。
StarBand和HughesNet是两家这样的卫星接入提供商。使用传统电话线的拨号接入与DSL基于相同的模式家庭的调制解调器经过电话线连接到ISP的调制解调器。 与DSL和其他宽带接入网相比，拨号接入56kbps的慢速率是令人痛苦的。

2.企业(和家庭)接入互联网方式

一般采用以太网和WiFi。

以太网

在公司和大学校园以及越来越多的家庭环境中，使用局域网（LAN）将端系统连接到边缘路由器。尽管有许多不同类型的局域网技术，但是以太网到目前为止是公司、大学和家庭网络中最为流行 的接入技术。如下图：

如上图所示，以太网用户使用双绞铜线与一台以太网交换机相连，以太网交换机或这样相连的交换机网络，则再与更大的因特网相连。使用以太网接入，用户通常以100Mbps或1Gbps速率接入以太网交换机，而服务器可能具有1Gbps甚至10Gbps的接入速率。

WiFi

越来越多的人从便携机、智能手机、平板电脑和其他物品无线接入因特网。在无线LAN环境中，无线用户从/到一个接入点发送/接收分组，该接入点与企业网连接（很可能使用了有线以太网），企业网再与有线因特网相连。一个无线LAN用户通常必须位于接入点的几十米范围内。基于IEEE 802. 11技术的无线LAN接入,更通俗地称为WiFi,目前几乎无所不在，如大学、商业办公室、咖啡厅、机场、家庭，甚至在飞机上。

3.广域无线接入

一般采用2G,3G,4G,5G和LTE。
iPhone和安卓等设备越来越多地用来在移动中发信息、在社交网络中分享照片、观看视频和放音乐。这些设备应用了与蜂窝移动电话相同的无线基础设施，通过蜂窝网提供商运营的基站来发送和接收分组。与WiFi不同的是，一个用户仅需要位于基站的数万米(而不是几十米)范围内。