現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理2通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)原理_2通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展1、通信網(wǎng)絡(luò)

1對1簡單通信系統(tǒng)：發(fā)信端、信道（傳輸介質(zhì)）、接收端通信網(wǎng)絡(luò)：發(fā)收終端、信道、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（交換節(jié)點(diǎn)）局域網(wǎng)（LAN）：終端通常采用集線器（Hub）以星形結(jié)構(gòu)方式接入網(wǎng)絡(luò)，Hub間再以星形方式接入上一級，…

城域網(wǎng)（WAN）、大型電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)：通常由接入網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)絡(luò)兩部分組成：

接入網(wǎng)（AccessNetwork）：面向用戶終端，處理與用戶間的接入控制等；核心網(wǎng)/骨干網(wǎng)（Core/BackboneNetwork），通常以網(wǎng)狀網(wǎng)（Mesh）形式連接成網(wǎng)絡(luò)的主干。第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展1、通信網(wǎng)絡(luò)

一個(gè)典型的網(wǎng)絡(luò)示例第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展AccessVP/VCSwitchingEdgeDevicesEdgeDevicesEdgeDevicesUNIUNICore/BackboneVPCrossconnectPBXPBXUNIUNIUNIFRAMERELAY傳輸距離增大1、通信網(wǎng)絡(luò)

無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展個(gè)域網(wǎng)（PAN：IEEE802.15）：十?dāng)?shù)米范圍內(nèi)使用。（Zigbee、籃牙、超寬帶（UWB））局域網(wǎng)（LAN：IEEE802.11）：若干百米范圍內(nèi)使用。（WiFi/WLAN）城域網(wǎng)（MAN：IEEE802.16）:若干十公里范圍內(nèi)使用。（WiMAX）廣域網(wǎng)（WAN：IEEE802.20）:更大的傳輸距離使用。1、通信網(wǎng)絡(luò)

無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展1、通信網(wǎng)絡(luò)

無線網(wǎng)狀（Mesh）網(wǎng)第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展1、通信網(wǎng)絡(luò)

網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)的主要功能：

接入控制路由選擇與交換信息轉(zhuǎn)發(fā)資源調(diào)配、服務(wù)質(zhì)量控制、業(yè)務(wù)及流量管理擁塞控制運(yùn)行管理、故障處理第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展1、通信網(wǎng)絡(luò)

互聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)

通信功能：網(wǎng)絡(luò)中包含的集線器、交換機(jī)和路由器等組成的通信網(wǎng)絡(luò)部分可實(shí)現(xiàn)信息的傳遞；信息獲取功能：網(wǎng)絡(luò)中包含的大量服務(wù)器可為用戶提供大量的信息?，F(xiàn)代的互聯(lián)網(wǎng)可看成由兩部分組成的網(wǎng)絡(luò)：通信網(wǎng)部分：由集線器、路由器、交換機(jī)和有關(guān)的系統(tǒng)控制服務(wù)器等組成信息網(wǎng)部分：由各類信息服務(wù)器組成第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展2、通信網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)特性及參數(shù)

業(yè)務(wù)特征（1）信息速率分組交換網(wǎng)中的信息速率通常是一個(gè)變化的量，受使用人的行為、傳輸內(nèi)容和信號處理方法等方面的影響：信息速率通常由以下的參數(shù)描述 峰值速率 平均速率突發(fā)度（突發(fā)性）第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展2、通信網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)特性及參數(shù)

業(yè)務(wù)特征第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展2、通信網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)特性及參數(shù)

業(yè)務(wù)特征（2）突發(fā)性業(yè)務(wù)流的突發(fā)性可由突發(fā)度來描述：突發(fā)度＝峰值速率/平均速率

用戶行為通?？捎蓛蓚€(gè)參數(shù)來描述和限定平均速率：

瞬間允許的最大突發(fā)量：通常要求用戶傳輸速率應(yīng)滿足：第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展2、通信網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)特性及參數(shù)

帶寬分配問題帶寬：傳輸速率按照峰值速率來分配帶寬：延時(shí)最小但效率最低；按照平均速率來分配帶寬：延時(shí)很大但效率最高；實(shí)際的帶寬分配方法：取值介于平均速率與峰值速率之間。帶寬資源的動(dòng)態(tài)分配是網(wǎng)絡(luò)的基本研究問題之一。第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展2、通信網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)特性及參數(shù)

通信網(wǎng)絡(luò)的性能要求（1）信息的透明性無論用戶發(fā)送什么信息，保證信息正確地傳送到目的地。不同的場合、不同的業(yè)務(wù)類型，對傳輸?shù)囊笥兴煌：饬啃畔⑼该餍缘闹饕笜?biāo)：誤碼率，分組差錯(cuò)率傳輸出錯(cuò)的原因：信道畸變噪聲和干擾交換/復(fù)用過程出錯(cuò)用戶需求和網(wǎng)絡(luò)可用資源不適配

第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展2、通信網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)特性及參數(shù)（1）信息的透明性典型的誤碼分布特性第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展2、通信網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)特性及參數(shù)（2）時(shí)間透明性：無論用戶發(fā)送什么信息，按照用戶對時(shí)延的要求將信息傳送到目的地。有關(guān)時(shí)延的主要參數(shù)：最大時(shí)延；最小時(shí)延；平均時(shí)延；時(shí)延抖動(dòng)：最大時(shí)延與最小時(shí)延之差。

第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展2、通信網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)特性及參數(shù)（2）時(shí)間透明性（續(xù)）：延時(shí)變化（抖動(dòng)）的調(diào)節(jié)

第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展2、通信網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)特性及參數(shù)（3）改善網(wǎng)絡(luò)性能的基本方法差錯(cuò)控制：檢錯(cuò)重發(fā)：逐段鏈路進(jìn)行操作(鏈路層)端到端進(jìn)行操作(網(wǎng)絡(luò)層)前向糾錯(cuò)資源的有效動(dòng)態(tài)調(diào)度和控制流量控制、資源預(yù)留區(qū)分業(yè)務(wù)類別控制包的大小和結(jié)構(gòu)變化固定包長：ATM信元第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展3、通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與演變主要特征和趨勢（1）數(shù)字化：包括電信網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)的變化、互聯(lián)網(wǎng)

（2）標(biāo)準(zhǔn)化：各類網(wǎng)絡(luò)的核心網(wǎng)IP網(wǎng)（3）智能化：網(wǎng)絡(luò)智能化－將網(wǎng)絡(luò)的交換功能與控制功能分離，為各類業(yè)務(wù)提供靈活的傳輸服務(wù)終端智能化－易于構(gòu)建各種類別服務(wù)

（4）綜合化：業(yè)務(wù)綜合－一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入端口可提供各種業(yè)務(wù)的傳輸服務(wù)

網(wǎng)絡(luò)綜合－各類專用網(wǎng)合并為一個(gè)通用網(wǎng)第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展3、通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與演變主要特征和趨勢（續(xù)）（5）寬帶化：計(jì)算機(jī)上網(wǎng)

有線/無線寬帶接入移動(dòng)通信2G3G3G長期演進(jìn)(LTE)4G

（6）個(gè)性化：無論何時(shí)、何地、何種環(huán)境均能自由接入網(wǎng)絡(luò)，提供特定需求的定制服務(wù)第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展3、通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與演變電報(bào)通信：一種古老的有線/無線數(shù)字通信方式。電話網(wǎng)：人工交換

機(jī)械自動(dòng)交換

程控交換軟交換基于電路交換方式工作電路交換形式：時(shí)分交換空分交換采用專門的控制信令終端信令：用戶/網(wǎng)絡(luò)間信令網(wǎng)絡(luò)信令：共路信令隨路信令第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展3、通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與演變數(shù)據(jù)通信網(wǎng)/計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)早期的公共數(shù)據(jù)通信網(wǎng)：X.25（協(xié)議）網(wǎng)早期應(yīng)用的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：企業(yè)自定協(xié)議，互不兼容

1969年美國國防部開展資助分組交換網(wǎng)絡(luò)的研究，該研究的成果最后演變成現(xiàn)在的國際互聯(lián)網(wǎng)

1984年國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）發(fā)布開放系統(tǒng)互連（OSI）7層參考模型

TCP/IP最終成為網(wǎng)絡(luò)層及網(wǎng)絡(luò)以上層協(xié)議的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)

IEEE802.XX最終成為鏈路層、物理層協(xié)議的事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展

2950s-1960s美國國防部出于保密通信的需要研究語音數(shù)據(jù)分組交換傳輸；

1969美國國防部高級計(jì)劃署（ARPANET）投資建立具有4個(gè)交換節(jié)點(diǎn)，鏈路速率為56kbit/s

的數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)；

1974在美國國防部資助下，美國人

VintonG.Cerf、

RobertE.Kahn設(shè)計(jì)出最早的TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；

1979IPversion4（IPv4）協(xié)議制定，一直沿用到今天。3、通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與演變國際互聯(lián)網(wǎng)（Internet）的發(fā)展簡史

第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展3、通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與演變國際互聯(lián)網(wǎng)（Internet）的發(fā)展簡史（續(xù)）第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展

1991：美國國家自然科學(xué)基金委（NSF）將互聯(lián)網(wǎng)的主干轉(zhuǎn)交給私營的公司，互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入商業(yè)運(yùn)行階段；

1993:互聯(lián)網(wǎng)主干的鏈路速率升級到T3(45Mbit/s)水平；

……TCP/IP成為事實(shí)上的網(wǎng)絡(luò)互連標(biāo)準(zhǔn)，有專門的標(biāo)準(zhǔn)制定管理機(jī)構(gòu)和程序；3、通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與演變中國互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展簡史第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展

1986年，北京計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)研究所實(shí)施的國際聯(lián)網(wǎng)項(xiàng)目--中國學(xué)術(shù)網(wǎng)(Chinese

Academic

Network：CANET)啟動(dòng)；

1988年初，中國第一個(gè)X.25分組交換網(wǎng)建成，當(dāng)時(shí)覆蓋北京、上海、廣州、沈陽、西安、武漢、成都、南京、深圳等城市；

1989年10月，國家計(jì)委利用世界銀行貸款重點(diǎn)學(xué)科項(xiàng)目建設(shè)：中關(guān)村地區(qū)教育與科研示范網(wǎng)絡(luò)（NCFC）；

1992底，清華大學(xué)校園網(wǎng)采用FDDI技術(shù)建成中國第一個(gè)采用TCP/IP體系結(jié)構(gòu)的校園網(wǎng)；3、通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與演變中國互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展簡史（續(xù)）第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展

1993年6月，中國專家在INET‘93會(huì)議上重申了中國連入Internet的要求，獲得大部分到會(huì)人員的支持；

1994年4月初，中美科技合作聯(lián)委會(huì)在美國華盛頓舉行，中國向美國國家科學(xué)基金會(huì)(NSF)重申連入Internet的要求并最終得到認(rèn)可；

1994年7月初，由清華大學(xué)等六所高校建設(shè)的“中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)”試驗(yàn)網(wǎng)開通，連接北京、上海、廣州、南京、西安等五座城市，并通過NCFC的國際出口與Internet互聯(lián)網(wǎng)，成為第一個(gè)全國范圍運(yùn)行TCP/IP協(xié)議的計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；3、通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與演變中國互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展簡史（續(xù)）第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展

1994年8月，由國家計(jì)委投資，國家教委主持的中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)(CERNET)正式立項(xiàng)；

1994年9月，郵電部電信總局與美國商務(wù)部簽訂中美雙方關(guān)于國際互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議，中國公用計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)(CHINANET)的建設(shè)開始啟動(dòng)

1995年12月，由中國自行設(shè)計(jì)“中國教育和科研計(jì)算機(jī)網(wǎng)(CERNET)示范工程”建設(shè)完成。

……2003年8月，國務(wù)院正式批復(fù)啟動(dòng)“中國下一代互聯(lián)網(wǎng)示范工程”——CNGI(China

Next

Generation

Internet)。CNGI是實(shí)施我國下一代互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略的啟步工程.3、通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與演變網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展

ISO七層協(xié)議TCP/IP協(xié)議DATALINKPHYSICALNETWORKTRANSPORTSESSIONAPPLICATIONPRESENTATIONNETWORKINTERFACEIEEE802.XX,FR,ATM)INTERNET(IP,ARP,RARP)TRANSPORT

(TCPorUDP)APPLICATION

(FTP,TELNET,SNMP,DNS)ICMP,IGMP網(wǎng)絡(luò)層：路由、地址解析、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控等傳輸層：流量控制、順序、差錯(cuò)控制等應(yīng)用層：定義具體應(yīng)用的有關(guān)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、規(guī)程等3、通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與演變

TCP/IP協(xié)議的基本功能：第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展OSPFEGPTCPUDPICMPIGMPIPRARPARPRIPBGPEthernet,TokenRing,PPP,andsoonTelnet,FTP,T,andsoonPortNumberProtocolNumberTypecodeApplicationLayerDataLinkLayerInternetLayerTransportLayer3、通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與演變

TCP/IP協(xié)議的基本結(jié)構(gòu)第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展業(yè)務(wù)增加變化大技術(shù)發(fā)展變化大3、通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與演變數(shù)據(jù)通信的方式電路交換：適合于恒定速率業(yè)務(wù)的傳輸，延時(shí)小，無延時(shí)抖動(dòng)用戶獨(dú)占信道，用于互聯(lián)網(wǎng)類別的業(yè)務(wù)效率低，除在接入網(wǎng)部分外，已經(jīng)基本不用電路交換服務(wù)形式的改進(jìn)窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)，一個(gè)端口提供多種服務(wù)多速率電路交換，動(dòng)態(tài)提供電路交換的傳輸服務(wù)速率（N×64kbps）第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展3、通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與演變數(shù)據(jù)通信的方式分組交換：信道統(tǒng)計(jì)復(fù)用，用于互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)效率高可用帶寬、延時(shí)較難預(yù)測，延時(shí)抖動(dòng)通常較大目前服務(wù)質(zhì)量主要依賴足夠大的帶寬來保證第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展3、通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與演變分組交換技術(shù)數(shù)據(jù)以分組形式傳輸，一般采用存儲－轉(zhuǎn)發(fā)的工作方式分組交換的主要類別：數(shù)據(jù)報(bào)方式（Datagram）/無連接方式每個(gè)分組攜帶地址，獨(dú)立傳輸，如IP數(shù)據(jù)包虛電路方式（VirtualCircuit）/面向連接方式每個(gè)分組攜帶標(biāo)簽，沿設(shè)定的路徑傳輸，如ATM信元第2章通信網(wǎng)技術(shù)及發(fā)展3、通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與演變曾經(jīng)廣泛應(yīng)用的數(shù)據(jù)通信的技術(shù)（1）X.25分組交換網(wǎng)采用國際電聯(lián)（原CCITT）X.2