【正文】 以保證通信的服務質(zhì)量。 第 1章 緒 論 下載 3．按信號傳輸方式分 按信號傳輸方式，可以將通信網(wǎng)分為模擬通信網(wǎng)和數(shù)字通信網(wǎng)。 第 1章 緒 論 下載 通信網(wǎng)的拓撲結構 圖 通信網(wǎng)的拓撲結構 ( a ) ( b ) ( c )( d ) ( e )第 1章 緒 論 下載 1．網(wǎng)狀網(wǎng) 網(wǎng)狀網(wǎng)的結構如圖 (a)所示。 第 1章 緒 論 下載 2．星型網(wǎng) 星型網(wǎng)的結構如圖 (b)所示。 通常在傳輸鏈路費用高于轉接設備，可靠性要求又不高的場合，可以采用星型結構，以降低建網(wǎng)成本。 由于復合型網(wǎng)絡兼具了星型網(wǎng)和網(wǎng)狀網(wǎng)的優(yōu)點，因此目前在規(guī)模較大的局域網(wǎng)和電信骨干網(wǎng)中廣泛采用分級的復合型網(wǎng)絡結構，但應注意在設計時要以轉接設備和傳輸鏈路的總費用最小為原則。 總線結構主要用于計算機局域網(wǎng)、電信接入網(wǎng)等網(wǎng)絡中。環(huán)網(wǎng)可以是單向環(huán)，也可以是雙向環(huán)。業(yè)務應根據(jù)所依賴的技術、業(yè)務提供的信息類型、用戶的業(yè)務量特性、對網(wǎng)絡資源的需求特征等方面分類，如圖 。該類業(yè)務不需要復雜的終端設備，所需帶寬小于 64 kb/s，采用電路或分組方式承載。 第 1章 緒 論 下載 3．圖像業(yè)務 圖像業(yè)務主要包括傳真、 CAD/CAM圖像傳送等。 目前通信網(wǎng)業(yè)務存在的主要問題是：大多數(shù)業(yè)務都是基于舊的技術和現(xiàn)存的網(wǎng)絡結構來實現(xiàn)的，因此除了基本的話音和低速數(shù)據(jù)業(yè)務外，大多數(shù)業(yè)務的服務性能都與用戶實際的要求存在不小的差距。一個承載業(yè)務通常用承載方式 (分組還是電路交換 )、承載速率、承載能力(語音、數(shù)據(jù)、多媒體 )來定義。 (3) 補充業(yè)務：又叫附加業(yè)務，是由網(wǎng)絡提供的，在承載業(yè)務和用戶終端業(yè)務的基礎上附加的業(yè)務性能。 第 1章 緒 論 下載 通信網(wǎng)的交換技術 交換技術概述 1．面向連接和無連接 根據(jù)網(wǎng)絡傳遞用戶信息時是否預先建立源端到目的端的連接，我們將網(wǎng)絡使用的交換技術分為兩類：面向連接型和無連接型。三個階段中最復雜和最重要的階段是連接建立，該階段需要確定從源端到目的端的連接應走的路由，并在沿途的交換節(jié)點中保存該連接的狀態(tài)信息，這些連接狀態(tài)信息說明了屬于該連接的信息在交換節(jié)點應被如何處理和轉發(fā)。不管是否來自同一數(shù)據(jù)源，交換節(jié)點將分組看成互不依賴的基本單元，獨立地處理每一個分組，并為其尋找最佳轉發(fā)路由，因而來自同一數(shù)據(jù)源的不同分組可以通過不同的路徑到達目的地。為便于敘述，我們將交換節(jié)點中存儲的到每一個目的地的路由信息的數(shù)據(jù)結構稱為“路由表”，路由表可以簡單地理解為一張網(wǎng)絡地圖，交換節(jié)點依靠它來進行尋址選路。 第 1章 緒 論 下載 圖 交換節(jié)點中交換功能的實現(xiàn) (a) 面向連接型； (b) 無連接型 維護管理管理信息路由表路由信息交換路由協(xié)議U N I信令N N I信令信令信息轉發(fā)控制 轉發(fā)表呼叫處理交換模塊用戶信息( a )維護管理路由表路由信息交換轉發(fā)控制交換模塊( b )用戶信息信令信息管理信息路由協(xié)議用戶信息用戶信息第 1章 緒 論 下載 在無連接型的網(wǎng)絡中，由于無需建立連接，交換節(jié)點也就不需要呼叫處理功能和記錄連接狀態(tài)信息的轉發(fā)表。其中電路交換和分組交換是通信網(wǎng)中最基本的交換技術，后來發(fā)展起來的幀中繼、 ATM以及近來的各種 IP交換技術和 MPLS技術都是基于這兩種技術綜合或改進的，本節(jié)將不介紹 MPLS技術，相關的內(nèi)容在后續(xù)章節(jié)有詳細介紹。我們也可以看到傳統(tǒng)電信網(wǎng)和計算機網(wǎng)最終將基于分組交換技術匯聚在一起。在整個通信期間，不管實際有無數(shù)據(jù)傳輸，沿途的交換節(jié)點負責保持、監(jiān)視該連接，直到用戶明確地發(fā)出通信結束的信號，網(wǎng)絡才釋放被占用的資源，撤銷該連接。它的主要缺點是信道資源的利用率低。 (2) 電路交換只支持固定速率的數(shù)據(jù)傳輸，要求收發(fā)嚴格同步，不適應數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中終端間異步、可變速率的通信要求。 1) 數(shù)據(jù)報 數(shù)據(jù)報屬于無連接方式，主要的優(yōu)點是：協(xié)議簡單，無需建立連接，無需為每次通信預留帶寬資源，電路交換中帶寬利用率低的問題自然也就解決了?？梢姅?shù)據(jù)報不適用于大數(shù)據(jù)量、實時性要求高的業(yè)務。虛電路一旦建立，所有的用戶分組都將在這一虛電路上傳送。換句話說，虛電路建立成功后，假如源端沒有分組傳輸，虛電路不占用網(wǎng)絡帶寬資源，因為開始就沒有為虛電路預留帶寬；當源端有分組要發(fā)送時，交換節(jié)點一般先對收到的分組進行必要的協(xié)議處理，然后根據(jù)虛電路建立階段填好的轉發(fā)表將分組轉發(fā)至輸出端口排隊等待，一旦信道空閑，就將其發(fā)送出去，因而這樣一個連接被加上“虛擬”兩字。以 分組交換技術出現(xiàn)在 20世紀 70年代，當時長途數(shù)據(jù)傳輸還有很高的差錯率，為保證可靠的服務質(zhì)量，分組協(xié)議采用了逐段的差錯控制和流量控制，這使得分組交換網(wǎng)交換時延大，無法為用戶提供更高的速率。為充分利用當代網(wǎng)絡高速度、低差錯和終端計算成本低的特點，幀中繼技術被提出，其主要設計思想如下： 第 1章 緒 論 下載 (1) 將原來由網(wǎng)絡節(jié)點承擔的非常耗時的逐段差錯控制功能和流量控制功能刪除，網(wǎng)絡只進行差錯的檢測，發(fā)現(xiàn)差錯就簡單地丟棄分組，糾錯工作和流量控制由終端來完成，使網(wǎng)絡節(jié)點專注于高速的數(shù)據(jù)交換和傳輸，通過簡化網(wǎng)絡功能來提高網(wǎng)絡的傳輸速度。目前幀中繼主要用于LAN間的高速互連， VPN的組建，遠程高品質(zhì)視頻、圖像信息的傳遞，幀中繼曾被認為是從窄帶到寬帶 ISDN的首選過渡技術。 第 1章 緒 論 下載 為達到對綜合業(yè)務優(yōu)化的設計目標，在技術上， ATM采用了以下設計策略。 第 1章 緒 論 下載 (2) 繼承了傳統(tǒng)分組交換的統(tǒng)計復用和虛電路技術，但 ATM又對傳統(tǒng)分組交換使用的純統(tǒng)計復用技術作了改進。 第 1章 緒 論 下載 表 主要廣域網(wǎng)交換技術的特點比較 分組交換 電路交換 數(shù)據(jù)報 虛電路 幀中繼 A T M 連接方式 面向連接 無連接 面向連接 面向連接 面向連接 比特率 固定 可變 可變 可變 可變 差錯控制 不具備 具備 具備 只檢錯，不糾錯 只對控制信息差錯控制 信道資源使用方式 靜態(tài)復用，利用率低 統(tǒng)計復用，利用率高 統(tǒng)計復用，利用率高 統(tǒng)計復用，利用率高 統(tǒng)計復用，利用率高 流量控制 無 較好 好 無 好 實時性 很好 差 較好 好 好 終端間的同步關系 要求同步 異步 異步 異步 異步 最佳應用 實時話音業(yè)務 小批量，不 可靠的數(shù)據(jù)業(yè)務 大批量、可靠的數(shù)據(jù)業(yè)務 局域網(wǎng)互連 綜合業(yè)務 第 1章 緒 論 下載 通信網(wǎng)的體系結構及標準化組織 網(wǎng)絡分層的概念 1．網(wǎng)絡分層的原因 目前，現(xiàn)代通信網(wǎng)均采用了分層的體系結構，主要的原因有以下幾點： (1) 可以降低網(wǎng)絡設計的復雜度。用戶可以根據(jù)自己的需要決定采用哪個層次的設備實現(xiàn)相應層次的互連，例如終端用戶關心的往往是在應用層的互連，網(wǎng)絡服務商關心的則是在網(wǎng)絡層的互連，它們使用的互連設施必然有所不同。分層思想的精髓要開放，任何制造商的產(chǎn)品只要遵循接口標準設計，就可以在網(wǎng)上運行，這打破了以往專用設備的易于形成壟斷性的缺點。 第 1章 緒 論 下載 2．協(xié)議 在分層體系結構中，協(xié)議是指位于一個系統(tǒng)上的第 N層與另一個系統(tǒng)上的第 N層通信時所使用的規(guī)則和約定的集合。對等層之間的通信使用相應層協(xié)議，但實際上，一個系統(tǒng)上的第 N層并沒有將數(shù)據(jù)直接傳到另一個系統(tǒng)上的第 N層，而是將數(shù)據(jù)和控制信息直接傳到它的下一層，此過程一直進行到信息被送到第一層，實際的通信發(fā)生在連接兩個對等的第一層之間的物理媒介上。要達到這一目標，需滿足以下要求： (1) 為每一層定義的功能應是明確而詳細的； (2) 層間的信息交互應最小化。要注意的是，實現(xiàn)的細節(jié)和接口的詳細規(guī)范并不屬于網(wǎng)絡體系結構的一部分，因為它們通常隱藏在一個系統(tǒng)的內(nèi)部，對外是不可見的。圖 M由運行在第五層的一個應用進程產(chǎn)生，該應用進程將 M交給第四層傳輸，第四層將 H4字段加到 M的前面以標識該消息，然后將結果傳到第三層， H4字段包含相應的控制信息，例如消息序號，假如底層不能保證消息傳遞的有序性，目的地主機的第四層利用該字段的內(nèi)容，仍可按順序?qū)⑾鞯缴蠈印? 第 1章 緒 論 下載 在目的端，消息則逐層向上傳遞，每一層執(zhí)行相應的協(xié)議處理并將消息逐層解包， 即 HN字段只在目的端的第 N層被處理，然后被刪去， HN字段不會出現(xiàn)在目的端的第 N+1層。 另外協(xié)議也必須確定一個連接由幾個邏輯信道組成，以及這些邏輯信道的優(yōu)先級，目前大多數(shù)網(wǎng)絡都支持為一個連接分配至少兩個邏輯信道：一個用于用戶信息的傳遞，另一個用于控制和管理信息的傳遞。實體可以是一個軟件實體，也可以是一個硬件實體，位于不同系統(tǒng)的同一層中的實體叫做對等層實體。 第 N層提供的服務則由用戶或其他實體可以使用的一個原語 (又稱操作 )集合詳細描述。一個 IDU由 SDU和一些控制信息 (ICI)組成，其中 SDU是要通過網(wǎng)絡傳到對等層的業(yè)務信息， ICI主要包含協(xié)助下一層進行相應協(xié)議處理的控制信息，它本身并不是業(yè)務信息的一部分。 (2) 無連接的服務 (Connectionless)：使用服務前，無需先建立連接，但每個分組必須攜帶全局目的地地址，并且每個分組之間完全獨立地在網(wǎng)上進行選路發(fā)送。 TCP/IP體系結構以網(wǎng)絡互連為基礎，提供了一個建立不同計算機網(wǎng)絡間通信的標準框架。 第 1章 緒 論 下載 1． OSI參考模型 OSI(Open System Interconnection開放系統(tǒng)互連 )參考模型是ISO在 1977年提出的開發(fā)網(wǎng)絡互連協(xié)議的標準框架。第四層為運輸層，它是下三層與上三層之間的隔離層，負責解決高層應用需求與下三層通信子網(wǎng)提供的服務之間的不匹配問題。 (2) 表示層：將應用進程與不同的數(shù)據(jù)表示方法獨立開來。 第 1章 緒 論 下載 (6) 數(shù)據(jù)鏈路層：發(fā)送帶有必需的同步、差錯控制和流量控制信息的數(shù)據(jù)塊 (幀 )，保證物理鏈路上數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴Ｆ渲幸粋€原因是 OSI過于復雜，它用七層實現(xiàn)的功能， TCP/IP用很少的層就實現(xiàn)了。 Inter中的路由器通常實現(xiàn)一至三層或一至四層的功能， IP分組交換則在第三層實現(xiàn)；電話網(wǎng)中的交換機通常要實現(xiàn)一至三層的功能，但話音交換則在第一層實現(xiàn)；在局域網(wǎng)中的交換機通常要實現(xiàn)一、二層的功能，交換則在第二層實現(xiàn)。 TCP/IP與 OSI模型不同，并沒有什么組織為 TCP/IP協(xié)議族定義一個正式的分層模型，然而根據(jù)分層體系結構的概念，TCP/IP可以被很自然地組織成相關聯(lián)的五個獨立層次，如圖 所示。 (2) 運輸層：為應用層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸機制。 第 1章 緒 論 下載 (4) 網(wǎng)絡接入層：它負責一個端系統(tǒng)和它所在的網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)交換。實踐中可以看到，一個獨立于任何物理網(wǎng)絡的邏輯網(wǎng)絡層的存在，使得上層應用與物理網(wǎng)絡分離開來，網(wǎng)絡層在解決互連問題時無需考慮應用問題，而應用層也無須考慮與計算機相連的具體物理網(wǎng)絡是什么，從而使得網(wǎng)絡的互連和擴展變得容易了。原則上， ITU只負責為國際間的通信制定標準、提出建議。 (3) ITUD：電信發(fā)展部門，負責組織和協(xié)調(diào)技術合作及援助活動，以促進電信技術在全球的發(fā)展。 第 1章 緒 論 下載 為適應新技術的發(fā)展和電信市場競爭的需要，目前， ITUT的標準化過程已大大加快，從以前的平均 4～ 10年形成一個標準，縮短到 9～ 12個月。 ISO的宗旨是“促進國際間的相互合作和工業(yè)標準的統(tǒng)一”，其目的是為了促進國際間的商品交換和公共事業(yè)，在知識、科學、技術和經(jīng)濟活動中發(fā)展相互合作，促進世界范圍內(nèi)的標準化及有關活動的發(fā)展。在這些委員會中，世界范圍內(nèi)的工業(yè)界代表、研究機構、政府權威、消費團體和國際組織都作為對等合作者共同討論全球的標準