【正文】 批量、可靠的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，但網(wǎng)絡(luò)控制機(jī)制復(fù)雜；無(wú)連接方式控制機(jī)制簡(jiǎn)單，適用于突發(fā)性強(qiáng)、數(shù)據(jù)量少的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。使用相應(yīng)交換技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)也依次稱為面向連接型網(wǎng)絡(luò)和無(wú)連接型網(wǎng)絡(luò)。 第 1章 緒 論 下載 (2) 用戶終端業(yè)務(wù)：所有各種面向用戶的業(yè)務(wù)，它在人與終端的接口上提供。該類業(yè)務(wù)所需帶寬差別較大， G4類傳真需要 ～ 64 kb/s的帶寬，而CAD/CAM則需要 64 kb/s～ 34 Mb/s的帶寬。好的業(yè)務(wù)分類有助于運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和運(yùn)營(yíng)管理 (例如對(duì)商業(yè)用戶和個(gè)人用戶制定不同的價(jià)格策略和資源分配策略 )。 第 1章 緒 論 下載 5．環(huán)型網(wǎng) 環(huán)型網(wǎng)的結(jié)構(gòu)如圖 (e)所示。 第 1章 緒 論 下載 3．復(fù)合型網(wǎng) 復(fù)合型網(wǎng)的結(jié)構(gòu)如圖 (c)所示。它是一種完全互連的網(wǎng)，網(wǎng)內(nèi)任意兩節(jié)點(diǎn)間均由直達(dá)線路連接， N個(gè)節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)需要 N(N1)/2條傳輸鏈路。 另外，從網(wǎng)絡(luò)的物理位置分布來(lái)劃分，通信網(wǎng)還可以分成用戶駐地網(wǎng) CPN、接入網(wǎng)和核心網(wǎng)三部分，其中用戶駐地網(wǎng)是業(yè)務(wù)網(wǎng)在用戶端的自然延伸，接入網(wǎng)也可以看成傳送網(wǎng)在核心網(wǎng)之外的延伸，而核心網(wǎng)則包含業(yè)務(wù)、傳送、支撐等網(wǎng)絡(luò)功能要素。 目前主要的傳送網(wǎng)有 SDH/SONET和光傳送網(wǎng) (OTN)兩種類型。 構(gòu)成一個(gè)業(yè)務(wù)網(wǎng)的主要技術(shù)要素有以下幾方面內(nèi)容：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、交換節(jié)點(diǎn)技術(shù)、編號(hào)計(jì)劃、信令技術(shù)、路由選擇、業(yè)務(wù)類型、計(jì)費(fèi)方式、服務(wù)性能保證機(jī)制等，其中交換節(jié)點(diǎn)設(shè)備是構(gòu)成業(yè)務(wù)網(wǎng)的核心要素。 第 1章 緒 論 下載 (3) 信令機(jī)制。例如電話網(wǎng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等。 (2) 實(shí)現(xiàn)對(duì)交換節(jié)點(diǎn)呼叫建立的控制。通常由交換矩陣完成任意入線到出線的數(shù)據(jù)交換。 第 1章 緒 論 下載 1) 終端節(jié)點(diǎn) 最常見(jiàn)的終端節(jié)點(diǎn)有電話機(jī)、傳真機(jī)、計(jì)算機(jī)、視頻終端和 PBX等，它們是通信網(wǎng)上信息的產(chǎn)生者，同時(shí)也是通信網(wǎng)上信息的使用者。 應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，網(wǎng)絡(luò)不是目的，只是手段。 第 1章 緒 論 下載 通信網(wǎng)的定義和構(gòu)成 1．定義 什么是通信網(wǎng)？對(duì)于這樣一個(gè)復(fù)雜的大系統(tǒng)，站在不同的角度，應(yīng)該有不同的觀點(diǎn)。 第 1章 緒 論 下載 另一方面，為了提高中繼線路的利用率，降低通信成本，現(xiàn)代通信網(wǎng)采用復(fù)用技術(shù)，即將一條物理線路的全部帶寬資源分成多個(gè)邏輯信道，讓多個(gè)用戶共享一條物理線路。因此從資源分配的角度來(lái)看，不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之間的差異，主要體現(xiàn)在分配、管理網(wǎng)絡(luò)資源策略上的差異，它們直接決定了網(wǎng)絡(luò)中交換、傳輸、控制等具體技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式。然而該方法并不適用于構(gòu)建大型廣域通信網(wǎng)，其主要原因如下： (1) 用戶數(shù)目眾多時(shí)，構(gòu)建網(wǎng)狀網(wǎng)成本太高，任意一個(gè)用戶到其他 N1個(gè)用戶都要有一個(gè)直達(dá)線路，技術(shù)上也不可行。 (4) 接收器：負(fù)責(zé)將從傳輸系統(tǒng)中收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換成信宿可以接收的信息形式。為了更好地理解通信網(wǎng)，我們從點(diǎn)到點(diǎn)的通信系統(tǒng)開(kāi)始介紹。 第 1章 緒 論 下載 圖 簡(jiǎn)單通信系統(tǒng)模型 (a) 模型圖； (b) 實(shí)例 信源 發(fā) 送 器工 作 站 M o d e m公 共 電 話 網(wǎng)M o d e m信 息 服 務(wù) 器信道源 系 統(tǒng)接 收 器 信宿目 的 系 統(tǒng)( a )( b )第 1章 緒 論 下載 (1) 信源：產(chǎn)生各種信息的信息源，它可以是人或機(jī)器 (如計(jì)算機(jī)等 )。 (5) 信宿：負(fù)責(zé)接收信息。 為解決上述問(wèn)題，廣域通信網(wǎng)采用了交換技術(shù)，即在網(wǎng)絡(luò)中引入交換節(jié)點(diǎn)，組建交換式網(wǎng)絡(luò)，如圖 (b)所示。 第 1章 緒 論 下載 在交換式網(wǎng)絡(luò)中，用戶終端至交換節(jié)點(diǎn)可以使用有線接入方式，也可以采用無(wú)線接入方式；可以采用點(diǎn)到點(diǎn)的接入方式，也可以采用共享介質(zhì)的接入方式。靜態(tài)復(fù)用技術(shù)包括頻分多路復(fù)用和同步時(shí)分復(fù)用兩類；動(dòng)態(tài)復(fù)用主要指動(dòng)態(tài)時(shí)分復(fù)用 (統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用 )技術(shù)。 第 1章 緒 論 下載 這里，我們?yōu)橥ㄐ啪W(wǎng)下一個(gè)通俗的定義：通信網(wǎng)是由一定數(shù)量的節(jié)點(diǎn) (包括終端節(jié)點(diǎn)、交換節(jié)點(diǎn) )和連接這些節(jié)點(diǎn)的傳輸系統(tǒng)有機(jī)地組織在一起的，按約定的信令或協(xié)議完成任意用戶間信息交換的通信體系。例如，網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、管理、監(jiān)控、信令、路由、計(jì)費(fèi)、服務(wù)質(zhì)量保證等都是由此而派生出來(lái)的。 第 1章 緒 論 下載 2) 交換節(jié)點(diǎn) 交換節(jié)點(diǎn)是通信網(wǎng)的核心設(shè)備，最常見(jiàn)的有電話交換機(jī)、分組交換機(jī)、路由器、轉(zhuǎn)發(fā)器等。 (4) 其他控制功能。 第 1章 緒 論 下載 4) 傳輸系統(tǒng) 傳輸系統(tǒng)為信息的傳輸提供傳輸信道，并將網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)連接在一起。 第 1章 緒 論 下載 上述網(wǎng)絡(luò)雖然在傳送信息的類型，傳送的方式，所提供服務(wù)的種類等方面各不相同，但是它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、基本功能、實(shí)現(xiàn)原理上都是相似的，它們都實(shí)現(xiàn)了以下四個(gè)主要的網(wǎng)絡(luò)功能： (1) 信息傳送。它負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)管理、維護(hù)管理、資源管理，以保證網(wǎng)絡(luò)在正常和故障情況下的服務(wù)質(zhì)量。傳送網(wǎng)獨(dú)立于具體業(yè)務(wù)網(wǎng)，負(fù)責(zé)按需為交換節(jié)點(diǎn) /業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)之間的互連分配電路，在這些節(jié)點(diǎn)之間提供信息的透明傳輸通道，它還包含相應(yīng)的管理功能，如電路調(diào)度、網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)視、故障切換等。它處于數(shù)字通信網(wǎng)的最底層，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備之間和節(jié)點(diǎn)設(shè)備與傳輸設(shè)備之間信號(hào)的時(shí)鐘同步、幀同步以及全網(wǎng)的網(wǎng)同步，保證地理位置分散的物理設(shè)備之間數(shù)字信號(hào)的正確接收和發(fā)送。 第 1章 緒 論 下載 3．按信號(hào)傳輸方式分 按信號(hào)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 2．星型網(wǎng) 星型網(wǎng)的結(jié)構(gòu)如圖 (b)所示。 由于復(fù)合型網(wǎng)絡(luò)兼具了星型網(wǎng)和網(wǎng)狀網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)，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(jí)的復(fù)合型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但應(yīng)注意在設(shè)計(jì)時(shí)要以轉(zhuǎn)接設(shè)備和傳輸鏈路的總費(fèi)用最小為原則。環(huán)網(wǎng)可以是單向環(huán)，也可以是雙向環(huán)。該類業(yè)務(wù)不需要復(fù)雜的終端設(shè)備，所需帶寬小于 64 kb/s，采用電路或分組方式承載。 目前通信網(wǎng)業(yè)務(wù)存在的主要問(wèn)題是：大多數(shù)業(yè)務(wù)都是基于舊的技術(shù)和現(xiàn)存的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此除了基本的話音和低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)外，大多數(shù)業(yè)務(wù)的服務(wù)性能都與用戶實(shí)際的要求存在不小的差距。 (3) 補(bǔ)充業(yè)務(wù)：又叫附加業(yè)務(wù)，是由網(wǎng)絡(luò)提供的，在承載業(yè)務(wù)和用戶終端業(yè)務(wù)的基礎(chǔ)上附加的業(yè)務(wù)性能。三個(gè)階段中最復(fù)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(yīng)走的路由，并在沿途的交換節(jié)點(diǎn)中保存該連接的狀態(tài)信息，這些連接狀態(tài)信息說(shuō)明了屬于該連接的信息在交換節(jié)點(diǎn)應(yīng)被如何處理和轉(zhuǎn)發(fā)。為便于敘述，我們將交換節(jié)點(diǎn)中存儲(chǔ)的到每一個(gè)目的地的路由信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)稱為“路由表”，路由表可以簡(jiǎn)單地理解為一張網(wǎng)絡(luò)地圖，交換節(jié)點(diǎn)依靠它來(lái)進(jìn)行尋址選路。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(shù)，后來(lái)發(fā)展起來(lái)的幀中繼、 ATM以及近來(lái)的各種 IP交換技術(shù)和 MPLS技術(shù)都是基于這兩種技術(shù)綜合或改進(jìn)的，本節(jié)將不介紹 MPLS技術(shù)，相關(guān)的內(nèi)容在后續(xù)章節(jié)有詳細(xì)介紹。在整個(gè)通信期間，不管實(shí)際有無(wú)數(shù)據(jù)傳輸，沿途的交換節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)保持、監(jiān)視該連接，直到用戶明確地發(fā)出通信結(jié)束的信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)才釋放被占用的資源，撤銷該連接。 (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(yán)格同步，不適應(yīng)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)中終端間異步、可變速率的通信要求?？梢?jiàn)數(shù)據(jù)報(bào)不適用于大數(shù)據(jù)量、實(shí)時(shí)性要求高的業(yè)務(wù)。換句話說(shuō)，虛電路建立成功后，假如源端沒(méi)有分組傳輸，虛電路不占用網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，因?yàn)殚_(kāi)始就沒(méi)有為虛電路預(yù)留帶寬；當(dāng)源端有分組要發(fā)送時(shí)，交換節(jié)點(diǎn)一般先對(duì)收到的分組進(jìn)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(zhuǎn)發(fā)表將分組轉(zhuǎn)發(fā)至輸出端口排隊(duì)等待，一旦信道空閑，就將其發(fā)送出去，因而這樣一個(gè)連接被加上“虛擬”兩字。為充分利用當(dāng)代網(wǎng)絡(luò)高速度、低差錯(cuò)和終端計(jì)算成本低的特點(diǎn)，幀中繼技術(shù)被提出，其主要設(shè)計(jì)思想如下： 第 1章 緒 論 下載 (1) 將原來(lái)由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)承擔(dān)的非常耗時(shí)的逐段差錯(cuò)控制功能和流量控制功能刪除，網(wǎng)絡(luò)只進(jìn)行差錯(cuò)的檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)差錯(cuò)就簡(jiǎn)單地丟棄分組，糾錯(cuò)工作和流量控制由終端來(lái)完成，使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)專注于高速的數(shù)據(jù)交換和傳輸，通過(guò)簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)功能來(lái)提高網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度。 第 1章 緒 論 下載 為達(dá)到對(duì)綜合業(yè)務(wù)優(yōu)化的設(shè)計(jì)目標(biāo)，在技術(shù)上， ATM采用了以下設(shè)計(jì)策略。 第 1章 緒 論 下載 表 主要廣域網(wǎng)交換技術(shù)的特點(diǎn)比較 分組交換 電路交換 數(shù)據(jù)報(bào) 虛電路 幀中繼 A T M 連接方式 面向連接 無(wú)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(cuò)控制 不具備 具備 具備 只檢錯(cuò)，不糾錯(cuò) 只對(duì)控制信息差錯(cuò)控制 信道資源使用方式 靜態(tài)復(fù)用，利用率低 統(tǒng)計(jì)復(fù)用，利用率高 統(tǒng)計(jì)復(fù)用，利用率高 統(tǒng)計(jì)復(fù)用，利用率高 統(tǒng)計(jì)復(fù)用，利用率高 流量控制 無(wú) 較好 好 無(wú) 好 實(shí)時(shí)性 很好 差 較好 好 好 終端間的同步關(guān)系 要求同步 異步 異步 異步 異步 最佳應(yīng)用 實(shí)時(shí)話音業(yè)務(wù) 小批量，不 可靠的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 大批量、可靠的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 局域網(wǎng)互連 綜合業(yè)務(wù) 第 1章 緒 論 下載 通信網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)化組織 網(wǎng)絡(luò)分層的概念 1．網(wǎng)絡(luò)分層的原因 目前，現(xiàn)代通信網(wǎng)均采用了分層的體系結(jié)構(gòu)，主要的原因有以下幾點(diǎn)： (1) 可以降低網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度。分層思想的精髓要開(kāi)放，任何制造商的產(chǎn)品只要遵循接口標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，就可以在網(wǎng)上運(yùn)行，這打破了以往專用設(shè)備的易于形成壟斷性的缺點(diǎn)。對(duì)等層之間的通信使用相應(yīng)層協(xié)議，但實(shí)際上，一個(gè)系統(tǒng)上的第 N層并沒(méi)有將數(shù)據(jù)直接傳到另一個(gè)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(guò)程一直進(jìn)行到信息被送到第一層，實(shí)際的通信發(fā)生在連接兩個(gè)對(duì)等的第一層之間的物理媒介上。要注意的是，實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)和接口的詳細(xì)規(guī)范并不屬于網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的一部分，因?yàn)樗鼈兺ǔｋ[藏在一個(gè)系統(tǒng)的內(nèi)部，對(duì)外是不可見(jiàn)的。 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(yīng)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(huì)出現(xiàn)在目的端的第 N+1層。實(shí)體可以是一個(gè)軟件實(shí)體，也可以是一個(gè)硬件實(shí)體，位于不同系統(tǒng)的同一層中的實(shí)體叫做對(duì)等層實(shí)體。一個(gè) IDU由 SDU和一些控制信息 (ICI)組成，其中 SDU是要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳到對(duì)等層的業(yè)務(wù)信息， ICI主要包含協(xié)助下一層進(jìn)行相應(yīng)協(xié)議處理的控制信息，它本身并不是業(yè)務(wù)信息的一部分。 TCP/IP體系結(jié)構(gòu)以網(wǎng)絡(luò)互連為基礎(chǔ)，提供了一個(gè)建立不同計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)間通信的標(biāo)準(zhǔn)框架。第四層為運(yùn)輸層，它是下三層與上三層之間的隔離層，負(fù)責(zé)解決高層應(yīng)用需求與下三層通信子網(wǎng)提供的服務(wù)之間的不匹配問(wèn)題。 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(cuò)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?Inter中的路由器通常實(shí)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(shí)現(xiàn)；電話網(wǎng)中的交換機(jī)通常要實(shí)現(xiàn)一至三層的功能，但話音交換則在第一層實(shí)現(xiàn)；在局域網(wǎng)中的交換機(jī)通常要實(shí)現(xiàn)一、二層的功能，交換則在第二層實(shí)現(xiàn)。 (2) 運(yùn)輸層：為應(yīng)用層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制。實(shí)踐中可以看到，一個(gè)獨(dú)立于任何物理網(wǎng)絡(luò)的邏輯網(wǎng)絡(luò)層的存在，使得上層應(yīng)用與物理網(wǎng)絡(luò)分離開(kāi)來(lái)，網(wǎng)絡(luò)層在解決互連問(wèn)題時(shí)無(wú)需考慮應(yīng)用問(wèn)題，而應(yīng)用層也無(wú)須考慮與計(jì)算機(jī)相連的具體物理網(wǎng)絡(luò)是什么，從而使得網(wǎng)絡(luò)的互連和擴(kuò)展變得容易了。 (3) ITUD：電信發(fā)展部門，負(fù)責(zé)組織和協(xié)調(diào)技術(shù)合作及援助活動(dòng)，以促進(jìn)電信技術(shù)在全球的發(fā)展。 ISO的宗旨是“促進(jìn)國(guó)際間的相互合作和工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一”，其目的是為了促進(jìn)國(guó)際間的商品交換和公共事業(yè)，在知識(shí)、科學(xué)、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中發(fā)展相互合作，促進(jìn)世界范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)化及有關(guān)活動(dòng)