【文章內(nèi)容簡介】 目前，還有另外一種廣泛使用的業(yè)務分類方式，即按照網(wǎng)絡提供業(yè)務的方式，將業(yè)務分為三類：承載業(yè)務、用戶終端業(yè)務和補充業(yè)務。 (1) 承載業(yè)務：網(wǎng)絡提供的單純的信息傳送業(yè)務，具體地說，是在用戶網(wǎng)絡接口處提供的。網(wǎng)絡用電路或分組交換方式將信息從一個用戶網(wǎng)絡接口透明地傳送到另一個用戶網(wǎng)絡接口，而不對信息做任何處理和解釋，它與終端類型無關。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。 第 1章 緒 論 下載 (2) 用戶終端業(yè)務：所有各種面向用戶的業(yè)務，它在人與終端的接口上提供。它既反映了網(wǎng)絡的信息傳遞能力，又包含了終端設備的能力，終端業(yè)務包括電話、電報、傳真、數(shù)據(jù)、多媒體等。一般來講，用戶終端業(yè)務都是在承載業(yè)務的基礎上增加了高層功能而形成的。 (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。補充業(yè)務不能單獨存在，它必須與基本業(yè)務一起提供。常見的補充業(yè)務有主叫號碼顯示、呼叫轉移、三方通話、閉合用戶群等。 第 1章 緒 論 下載 圖 承載業(yè)務和用戶終端業(yè)務 終端用戶網(wǎng)絡接口網(wǎng)絡用戶網(wǎng)絡接口承載業(yè)務終端用戶終端業(yè)務第 1章 緒 論 下載 未來通信網(wǎng)提供的業(yè)務應呈現(xiàn)以下特征： (1) 移動性，包括終端移動性、個人移動性； (2) 帶寬按需分配 (3) 多媒體性； (4) 交互性。 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。使用相應交換技術的網(wǎng)絡也依次稱為面向連接型網(wǎng)絡和無連接型網(wǎng)絡。 第 1章 緒 論 下載 在面向連接型的網(wǎng)絡中，兩個通信節(jié)點間典型的一次數(shù)據(jù)交換過程包含三個階段：連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接釋放。其中連接建立和連接釋放階段傳遞的是控制信息，用戶信息則在數(shù)據(jù)傳輸階段傳輸。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)。連接建立創(chuàng)建的連接可以是物理連接，也可以是一個邏輯連接，但這種區(qū)別用戶并不關心，它本身也不是影響服務質(zhì)量的主要因素。數(shù)據(jù)傳輸完畢后，網(wǎng)絡負責釋放連接。 第 1章 緒 論 下載 在無連接型的網(wǎng)絡中，數(shù)據(jù)傳輸前，不需要在源端和目的端之間先建立通信連接，就可以直接通信。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。 兩種方式各有優(yōu)缺點，面向連接方式適用于大批量、可靠的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務，但網(wǎng)絡控制機制復雜；無連接方式控制機制簡單，適用于突發(fā)性強、數(shù)據(jù)量少的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務。 第 1章 緒 論 下載 2．交換節(jié)點的功能結構 交換式網(wǎng)絡總是以交換節(jié)點為核心來組建的。一個交換節(jié)點要完成任意入線的信息到指定出線的交換功能，基本的前提是網(wǎng)絡中的每一個交換節(jié)點都必須擁有當前網(wǎng)絡的拓撲結構的信息。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。 無連接型網(wǎng)絡和面向連接型網(wǎng)絡中交換節(jié)點的交換實現(xiàn)有較大差別，圖 。 第 1章 緒 論 下載 在面向連接型的網(wǎng)絡中，連接建立階段傳遞的控制數(shù)據(jù)中包含目的地址和連接標識，沿途交換節(jié)點以目的地址為關鍵字，查找路由表，就可以確定目的地，相應入端口的信息應該交換到哪一個出端口，交換節(jié)點同時將該信息保存到一張轉發(fā)表中，在用戶數(shù)據(jù)傳輸階段，用戶數(shù)據(jù)無需攜帶目的地址，只需攜帶一個短的連接標識，交換節(jié)點根據(jù)連接標識和轉發(fā)表就可實現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)交換。實際上，轉發(fā)表記錄的是一個交換節(jié)點當前維持的所有的連接狀態(tài)信息，這些信息指明了一個連接上的用戶信息在交換節(jié)點上應該如何轉發(fā)，根據(jù)交換實現(xiàn)技術的不同，該表的內(nèi)容和物理形式也不相同。 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。但要求每一個分組都攜帶目的地址，交換節(jié)點只需要根據(jù)路由表就可以完成從入端口到出端口的交換。 相比較而言，面向連接型的交換節(jié)點設備要比無連接型的復雜。 第 1章 緒 論 下載 主要的交換技術 目前在廣域通信網(wǎng)上使用的交換技術主要有電路交換、分組交換、幀中繼、 ATM技術。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。圖 。 第 1章 緒 論 下載 圖 通信網(wǎng)的主要交換技術 電 路 交 換廣 域 網(wǎng)多 速 率 電 路 交 換(N I S D N )分 組 交 換 ( 虛 電 路 )( X . 2 5 分 組 交 換 的 使 用 )幀 中 繼分 組 交 換 ( 數(shù) 據(jù) 報 )( 路 由 器 的 使 用 )各種 I P o v e r A T MA T M 交換M P L S 交換第 二 層 交 換( 網(wǎng) 橋 的 使 用 )第 二 層 交 換( 局 域 網(wǎng) 交 換 機 的 使 用 )第 三 層 或 多 層 交 換( 路 由 器 的 使 用 )？局 域 網(wǎng)第 1章 緒 論 下載 需要說明的是，圖 ，它在 1970年以前曾廣泛用于數(shù)據(jù)通信，然而很快就被性能更好、更靈活的分組交換技術所取代。而分組交換又形成了兩個分支：在傳統(tǒng)電信領域以 ，采用面向連接的虛電路技術；在計算機領域則以 TCP/IP協(xié)議和路由器組網(wǎng)，使用無連接的數(shù)據(jù)報技術，并最終形成了目前的 Inter。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?？偟膩碚f，交換技術的發(fā)展趨勢是：信道利用率越來越高，支持可變速率和多媒體業(yè)務，并且有復雜的協(xié)議體系來保證服務質(zhì)量。 第 1章 緒 論 下載 1．電路交換 電路交換方式主要用于目前的電話通信網(wǎng)，它是一種面向連接的技術，一次通信過程分為連接建立、數(shù)據(jù)傳輸和連接釋放三個階段。 在連接建立階段，網(wǎng)絡要完成兩項工作：第一，確定本次通信從源端到目的地端，用戶業(yè)務信息應走的路由；第二，在該路由途經(jīng)的交換節(jié)點進行全程的資源預留，預留的資源包括交換節(jié)點中從入端口到出端口的內(nèi)部通道和交換節(jié)點間中繼線路上的帶寬資源，以這種方式建立一條端到端的專用通信連接，這個連接通常占用固定的帶寬或時隙，有固定的傳輸速率。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。電路交換在連接建立時，預先分配固定帶寬資源的方式被稱為靜態(tài)復用方式。 第 1章 緒 論 下載 電路交換的主要特點是：在連接建立階段，為用戶靜態(tài)地分配通信所需的全部網(wǎng)絡資源；并且在通信期間，資源將始終保持為該連接專用；在數(shù)據(jù)傳輸階段，交換節(jié)點只是簡單將用戶信息在預先建立的連接上進行轉發(fā)，節(jié)點處理時延可忽略不計，效率極高。電路交換很適合實時性要求高的通信業(yè)務，傳統(tǒng)電話通信網(wǎng)就采用這種方式，它很好地解決了實時話音通信問題。它的主要缺點是信道資源的利用率低。 第 1章 緒 論 下載 2．分組交換 分組交換方式主要用于計算機間的數(shù)據(jù)通信業(yè)務，它的出現(xiàn)晚于電路交換。采用分組交換而不是電路交換來實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，主要基于以下原因。 (1) 數(shù)據(jù)業(yè)務有很強的突發(fā)性，采用電路交換方式，信道利用率太低。 (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。 (3) 話音傳輸對時延敏感、對差錯不敏感，而數(shù)據(jù)傳輸則恰好相反，用戶對一定的時延可以忍受，但關鍵數(shù)據(jù)細微的錯誤都可能造成災難性后果。 第 1章 緒 論 下載 (4) 分組交換是針對數(shù)據(jù)通信而設計的，主要特點是：數(shù)據(jù)以分組為單位進行傳輸，分組長度一般在 1000～ 20xx字節(jié)左右；每個分組由用戶信息部分和控制部分組成，控制部分包含差錯控制信息，可以用于對差錯的檢測和校正；交換節(jié)點以“存儲－轉發(fā)”方式工作，可以方便地支持終端間異步、可變速率的通信要求；為解決電路交換方式信道資源利用率低的缺點，分組交換引入了統(tǒng)計時分復用技術。 第 1章 緒 論 下載 根據(jù)網(wǎng)絡處理分組方式的不同，分組交換分為兩種類型，即數(shù)據(jù)報和虛電路。 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。同時由于每一分組在網(wǎng)上都獨立尋路，因而抵抗網(wǎng)絡故障的能力很強，特別適合于突發(fā)性強，數(shù)據(jù)量小的通信業(yè)務。實際上，數(shù)據(jù)報方式最先是在冷戰(zhàn)時期美國軍方的計算機通信網(wǎng) ARPANet上實現(xiàn)的，是現(xiàn)代 Inter的前身。 第 1章 緒 論 下載 數(shù)據(jù)報的主要缺點是：由于沒有為通信建立相應的連接，并預留所需的帶寬資源，因此分組在網(wǎng)絡上傳輸時，需要攜帶全局有效的網(wǎng)絡地址，在每一個交換節(jié)點，都要經(jīng)歷一次存儲、選路、排隊等待線路空閑，再被轉發(fā)的過程，因而傳輸時延大，并存在時延抖動問題?？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。目前，通信網(wǎng)上該方式主要用于信令、控制管理信息和短消息等 (例如 SS SNMP、 SMS等 )的傳遞， Inter的 IP技術也屬于此類。 第 1章 緒 論 下載 2) 虛電路 虛電路是一種面向連接的分組交換方式，其設計目標是將數(shù)據(jù)報和電路交換這兩種技術的優(yōu)點結合起來，以達到最佳的數(shù)據(jù)傳輸效果。 采用虛電路技術，用戶之間在通信之前，需要在源端和目的地端先建立一條連接，分組交換中把它叫做虛電路，我們隨后解釋原因。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。建立連接是它與電路交換的相同之處，也是它與數(shù)據(jù)報的不同之處。 第 1章 緒 論 下載 虛電路的一次通信過程也分為三個階段：虛電路建立、數(shù)據(jù)傳輸和虛電路釋放。與電路交換不同之處在于：虛電路建立階段，網(wǎng)絡完成的工作只是確定兩個終端之間用戶分組傳輸應走的路由，并不進行靜態(tài)的帶寬資源預留，沿途的交換節(jié)點只是將屬于該連接的分組應如何進行轉發(fā)的信息填寫到轉發(fā)表中。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。分組交換中，這種對物理線路帶寬資源的分配使用方式，稱為統(tǒng)計時分復用。相應地，電路交換中對物理線路帶寬資源的分配使用方式叫靜態(tài)時分復用。 第 1章 緒 論 下載 3．幀中繼 幀中繼技術主要用于局域網(wǎng)高速互連業(yè)務。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。例如 64 kb/s。 20世紀 80年代