通信網理論基礎(虞紅芳)lingo課件

通信網理論基礎(虞紅芳)lingoppt課件通信網基本概念與體系結構信號傳輸與處理技術交換技術與設備路由選擇與擁塞控制策略網絡安全與可靠性保障措施未來發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)contents目錄通信網基本概念與體系結構CATALOGUE01通信網是由終端設備、傳輸鏈路、交換節(jié)點等組成的，用以實現(xiàn)信息傳遞和處理的系統(tǒng)。定義提供信息傳遞的通道，實現(xiàn)信息的交換、路由和傳輸等。功能通信網定義及功能通信網通常采用分層結構，各層之間通過接口進行通信，實現(xiàn)不同層次的獨立性和互操作性。協(xié)議棧是通信網中協(xié)議層次的集合，各層協(xié)議按照規(guī)定的順序進行組合，實現(xiàn)信息的傳遞和處理。體系結構概述協(xié)議棧分層結構網絡層負責路由選擇和分組傳輸，提供網絡層上的數據傳輸服務。物理層負責傳輸比特流，提供物理媒體上的數據傳輸服務。數據鏈路層負責將數據組合成幀進行傳輸，提供鏈路層上的數據傳輸服務。傳輸層負責提供端到端的數據傳輸服務，確保數據的可靠傳輸。應用層負責為用戶提供各種應用服務，如電子郵件、文件傳輸等。協(xié)議層次與功能劃分信號傳輸與處理技術CATALOGUE02連續(xù)變化的物理量，如電壓或電流。模擬信號特性電話線、同軸電纜等。傳輸媒介通過模擬信道進行傳輸，信號在傳輸過程中會受到衰減和噪聲的影響。傳輸方式模擬信號傳輸原理03傳輸方式通過數字信道進行傳輸，具有抗干擾能力強、易于加密和壓縮等優(yōu)點。01數字信號特性離散的、不連續(xù)的物理量，由0和1組成的二進制序列。02傳輸媒介光纖、無線電波等。數字信號傳輸原理調制技術將基帶信號（原始信號）調制到載波上，使其適合在信道中傳輸。常見的調制方式有幅度調制（AM）、頻率調制（FM）和相位調制（PM）。解調技術從已調信號中恢復出基帶信號的過程。解調是調制的逆過程，需要根據調制方式選擇相應的解調方法。調制解調技術交換技術與設備CATALOGUE03通過建立一條專用的物理電路實現(xiàn)通信，通信過程中用戶始終占用該電路，直到通信結束。電路交換原理電路交換設備電路交換特點主要包括交換機和路由器等，用于實現(xiàn)電路的建立、維持和釋放。通信質量穩(wěn)定，實時性強，但資源利用率低，靈活性差。030201電路交換原理及設備分組交換原理將用戶數據分割成若干個固定長度的分組，每個分組攜帶目的地址等信息，通過分組交換機進行存儲轉發(fā)。分組交換設備主要包括分組交換機和路由器等，用于實現(xiàn)分組的存儲、轉發(fā)和路由選擇。分組交換特點資源利用率高，靈活性好，但可能產生時延和抖動等問題。分組交換原理及設備采用異步時分復用技術，將信息分割成固定長度的信元進行傳輸和交換。ATM交換原理主要包括ATM交換機和路由器等，用于實現(xiàn)信元的傳輸、交換和路由選擇。ATM交換設備具有高速、低時延、多業(yè)務支持等優(yōu)點，但實現(xiàn)復雜度高，成本高。ATM交換特點ATM交換原理及設備路由選擇與擁塞控制策略CATALOGUE04靜態(tài)路由選擇算法基于固定規(guī)則和手動配置，不依賴于網絡狀態(tài)信息，簡單穩(wěn)定但缺乏靈活性。動態(tài)路由選擇算法根據網絡狀態(tài)信息動態(tài)調整路由，包括距離矢量路由算法和鏈路狀態(tài)路由算法，能夠自適應網絡變化。層次化路由選擇算法將大規(guī)模網絡劃分為多個區(qū)域，每個區(qū)域內部使用動態(tài)路由算法，區(qū)域間使用靜態(tài)路由算法，降低了路由計算的復雜性。路由選擇算法分類及特點開環(huán)控制01通過事先規(guī)劃和配置網絡資源，避免擁塞的發(fā)生，如合理設計網絡拓撲、分配帶寬資源等。閉環(huán)控制02通過監(jiān)測網絡狀態(tài)并動態(tài)調整傳輸參數，以緩解或避免擁塞，如TCP的擁塞控制機制，包括慢啟動、擁塞避免、快重傳和快恢復等算法?；旌峡刂?3結合開環(huán)控制和閉環(huán)控制的優(yōu)勢，既進行事先規(guī)劃又進行動態(tài)調整，以實現(xiàn)更高效的擁塞控制。擁塞控制策略與方法123在網絡邊緣對流量進行分類和標記，核心路由器根據標記提供不同等級的服務質量。區(qū)分服務（DiffServ）通過資源預留協(xié)議（RSVP）為特定流預留網絡資源，提供端到端的QoS保障。集成服務（IntServ）利用標簽交換技術實現(xiàn)快速轉發(fā)和靈活的路由控制，同時支持QoS保障和流量工程等功能。多協(xié)議標簽交換（MPLS）QoS保障機制網絡安全與可靠性保障措施CATALOGUE05包括拒絕服務攻擊、惡意軟件、釣魚攻擊等，防范措施包括使用防火墻、入侵檢測系統(tǒng)、定期更新軟件補丁等。網絡攻擊由于黑客攻擊、內部泄露等原因導致敏感信息外泄，防范措施包括數據加密、訪問控制、安全審計等。數據泄露攻擊者冒充合法用戶獲取網絡資源和服務，防范措施包括強密碼策略、多因素認證、定期更換密碼等。身份冒用網絡安全威脅及防范手段在網絡關鍵部位部署備份設備，確保故障發(fā)生時能及時切換，保障網絡服務的連續(xù)性。設備冗余通過部署多條物理或邏輯鏈路，實現(xiàn)鏈路的冗余備份，提高網絡的可用性。鏈路冗余將網絡流量分配到多個設備或鏈路上進行處理，避免單點故障，提高網絡的整體性能。負載均衡可靠性保障措施和方法利用網絡管理系統(tǒng)和故障診斷工具，實時監(jiān)測網絡狀態(tài)，定位故障發(fā)生的位置和原因。故障診斷根據故障診斷結果，采取相應的恢復措施，如重啟設備、更換故障部件、調整配置參數等，以盡快恢復網絡服務。故障恢復制定全面的災難恢復計劃，包括數據備份、恢復演練、應急響應流程等，確保在極端情況下能快速恢復網絡服務和數據。災難恢復計劃故障診斷與恢復策略未來發(fā)展趨勢與挑戰(zhàn)CATALOGUE065G/6G關鍵技術包括超高速數據傳輸、大規(guī)模天線技術、網絡切片、邊緣計算等。5G/6G應用場景5G/6G將應用于智能交通、智能制造、智慧城市、虛擬現(xiàn)實等領域，推動數字化、智能化發(fā)展。5G/6G通信技術概述5G/6G通信技術是下一代移動通信技術，具有更高的數據傳輸速率、更低的延遲和更高的可靠性。5G/6G通信技術展望物聯(lián)網概述物聯(lián)網是指通過信息傳感設備，按約定的協(xié)議，對任何物體進行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網絡。物聯(lián)網在通信網中應用物聯(lián)網將廣泛應用于智能家居、智能醫(yī)療、智能農業(yè)等領域，實現(xiàn)萬物互聯(lián)，推動數字化、智能化發(fā)展。物聯(lián)網技術挑戰(zhàn)包括安全性問題、隱私保護問題、異構網絡融合問題等。物聯(lián)網在通信網中應用前景人工智能在通信網中應用人工智能將應用于通信網絡的優(yōu)化、故障預測與診斷、網絡安全