第4章 网络架构与组网
网络设备及组网方式
1.4 交换机工作原理
A
0260.8c01.1111
MAC 地址表
F0/1: 0260.8c01.1111
F0/2: 0260.8c01.2222
F0/3: 0260.8c01.3333 F0/4: 0260.8c01.4444
F0/1
F0/3
B
0260.8c01.3333
C
0260.8c01.2222
A
B
0260.8c01.1111
F0/1
C
0260.8c01.2222
F0/2
F0/3 F0/4
0260.8c01.3333
D
0260.8c01.4444
主机之间互相发送数据，交换机会学习数据帧 的源MAC地址。
1.4 交换机工作原理
A
0260.8c01.1111
C
0260.8c01.2222
MAC地址表
1.4 交换机互联方式
➢级联： 通过交换机的普通端口通过普通线缆简单 联接起来
➢堆叠: 通过堆叠线缆将交换机的背板连接起来， 扩大级联带宽
1.4 交换机转发方式
直通式 存储转发式 无碎片直通式（更高级的直通式转发）
直通式
直通式（Cut Through）方式在输入端口检测到一个数 据包后，只检查其包头，取出目的地址，通过内部的 地址表确定相应的输出端口，然后把数据包转发到输 出端口．这样就完成了交换。因为它只检查数据包的 包头（通常只检查14个字节）。
2. 应用代理型
代理服务器位于客户机与服务器之间，完全 阻挡了二者间的数据交流。从客户机来看，代理 服务器相当于一台真正的服务器；而从服务器来 看，代理服务器又是一台真正的客户机。当客户 机需要使用服务器上的数据时，首先将数据请求 发给代理服务器，代理服务器再根据这一请求向 服务器索取数据，然后再由代理服务器将数据传 输给客户机。由于外部系统与内部服务器之间没 有直接的数据通道，外部的恶意侵害也就很难伤 害到企业内部网络系统。
4G LTE组网架构说明
LTE组网架构说明1.组网架构组网架构，就是指LTE网络具体组成网元，以及它们之间通过什么样的方式连接在一起的，各个部分分别发挥了什么样的作用。
1.1网元架构组成LTE网络的网元内容包括：UE，eNodeB和EPC。
LTE的网络架构具有扁平化、分组域化、IP化、多制式融合化、用户面和控制面分离化等特点[1]。
LTE的网络架构可以表示成图1所示的层级结构。
图1. LTE网络架构LTE的网络架构是在缩减UTRAN的网络架构的基础上发展而来的，这种三层的扁平化的网络架构，缩短了用户终端到核心网元之间的距离。
除此之外它代来的好处还包括：●节点数量减少，用户平面的时延大大缩短；●简化了控制平面从睡眠状态到激活状态的过程，减少了状态迁移的时间；●降低系统的复杂性，减少接口类型，系统内部相应的互操作随之减少。
1.2职能划分为了协调工作，更加高效的管理用户终端，需要明确各个网元的职责，通信网络中eNodeB和EPC的职能进行划分如图2所示：图2. eNodeB和EPC功能划分图2中，eNodeB和EPC分别承担这不同的作用。
①eNodeB的功能eNodeB主要承担的是基层用户的服务和资源管理功能，除了提供和管理区域内用户的空中接口功能之外，还要提供一些资源管理功能，资源调度功能，接入控制，承载控制，移动性管理等功能；②MME的功能MME主要功能右寻呼，切换，漫游，鉴权，对NAS信令加密和完整性保护，对AS安全控制，空闲状态移动性控制。
③SGW的功能SGW是EPC和eUTRAN的一个边界网关，不和其他系统网关，如GGSN，PDG直接相连，主要功能包括LTE系统内的分组数据路由及转发，合法监听，计费。
④PGW的功能PGW主要功能包括分组包深度检查，分组数据过滤及筛选，转发，路由选择等。
此外，PGW还负责UE的IP地址分配，速率限制，上/下行业务级计费等功能。
网络架构与设计教程
网络架构与设计教程随着互联网的快速发展，网络架构和设计成为了不可忽视的重要环节。
网络架构是指一个互联网系统的结构组织，包括服务器、网络设备、协议等等。
而网络设计则是指根据业务需求，选择合适的网络架构，并进行设计和搭建。
网络架构的设计要考虑多种因素，如可靠性、可扩展性、性能、安全等。
在开始设计之前，首先需要明确的是网络的需求。
比如，一个大型的电子商务平台需要处理海量的用户请求，那么网络架构就需要具备高可扩展性和高性能；而一个企业的内部网络，则需要更注重安全性和稳定性。
在设计网络架构时，首先需要考虑的是网络的拓扑结构。
常见的网络拓扑结构有星型、总线型、环形等。
拓扑结构的选择需要考虑数据传输的效率和可靠性。
例如，星型拓扑结构可以更好地解决单点故障问题，但是对于大规模网络来说，成本较高；而总线型拓扑结构成本较低，但是对于大规模传输数据来说效率较低。
因此，在选择拓扑结构时需要根据具体的情况做出权衡。
除了拓扑结构，网络架构还需要考虑网络设备的选择和部署。
常见的网络设备有路由器、交换机、防火墙等。
路由器用于转发数据包，交换机用于连接不同的局域网，防火墙用于保护网络安全等。
在选择网络设备时，需要考虑设备的品牌、型号、性能和价格等因素。
同时，还需要合理规划网络设备的布局和连接方式，以达到最佳的传输效果。
在网络设计中，还需要充分考虑性能和可扩展性。
性能是指网络传输数据的速度和延迟，而可扩展性则是指网络是否能够满足日益增长的用户需求。
为了提高网络的性能和可扩展性，可以采用负载均衡技术和缓存技术。
负载均衡技术可以将用户请求均衡地分发到不同的服务器上，从而提高服务的并发处理能力；缓存技术可以将经常访问的数据缓存在离用户更近的位置，减少网络延迟。
此外，还可以采用分布式存储和分布式计算等技术来提高网络的可扩展性。
安全性是网络设计中一个非常重要的考虑因素。
互联网的发展给了黑客和恶意攻击者很多机会，因此保护用户数据的安全至关重要。
网络设备与组网技术详解
网络设备与组网技术详解在当今数字时代，网络设备和组网技术对于现代社会的运行至关重要。
无论是家庭、企业还是学校，网络设备和组网技术的应用都起到了不可或缺的作用。
本文将详细介绍网络设备和组网技术的相关知识，帮助读者更好地理解和应用于实际生活中。
一、网络设备的基本组成网络设备是指用于传输和交换数据的硬件设备，主要包括以下几个方面的组成部分。
1. 路由器（Router）路由器是连接不同网络之间的设备，它能够根据源和目的地的IP地址，在不同网络之间转发和传输数据包。
它既能传输数据，又能过滤数据，可以有效地保护网络的安全性。
2. 交换机（Switch）交换机是用于建立局域网（LAN）的设备，在局域网内通过MAC地址来识别和转发数据包。
它可以将数据包发送到目标设备处，以实现设备之间的高速通信。
3. 防火墙（Firewall）防火墙是网络安全设备的一种，用于保护网络免受网络攻击和未经授权的访问。
通过设定规则和策略，防火墙可以监测和过滤网络流量，确保网络的安全和稳定。
4. 无线接入点（Wireless Access Point）无线接入点是一种无线网络设备，用于提供无线网络连接。
它能够将有线网络信号转换成无线信号，并在覆盖范围内提供无线网络访问功能。
二、组网技术的分类组网技术用于将多个网络设备连接起来，形成一个整体的网络结构。
根据网络规模和需求的不同，组网技术可以分为以下几种：1. 局域网（LAN）局域网是一种在小范围内连接计算机和设备的网络，通常用于家庭、学校和办公室等场所。
局域网可以通过交换机或无线接入点来连接多个设备，并实现设备之间的高速通信。
2. 广域网（WAN）广域网是一种覆盖范围较大的网络，通常用于连接不同地区或不同城市的网络。
广域网可以通过路由器连接多个子网, 实现网络之间的远程通信。
3. 无线局域网（WLAN）无线局域网是一种基于无线技术的网络，通过无线接入点将计算机和移动设备连接在一起。
无线局域网具有灵活性和便捷性，适用于小范围内的网络连接。
5G宽带通信设备的网络架构和组网方式
5G宽带通信设备的网络架构和组网方式随着移动通信技术的不断发展，5G成为当前热门话题之一。
5G（第五代移动通信）作为一种全新的通信技术标准，将为用户提供更快的数据传输速度、更低的延迟和更高的接入性能。
为实现这一目标，5G宽带通信设备采用了一种新的网络架构和组网方式，以适应高速、低延迟、大容量的通信需求。
一、5G宽带通信设备的网络架构5G宽带通信设备网络架构主要分为两个部分，即核心网（Core Network）和无线接入网（Wireless Access Network）。
核心网是整个5G网络的关键部分，负责处理用户数据，实现业务连接和控制功能。
核心网由多个网络节点组成，包括用户验证节点（Authentication Server）、会话管理节点（Session Manager）和移动边缘计算节点（MEC）。
这些节点通过高速光纤连接，提供传输速度快、处理能力强的数据传输环境。
无线接入网是连接移动终端和核心网之间的关键环节，主要由基站和无线传输设备构成。
基站通过无线信号覆盖区域，将用户终端传输的无线信号转化为数字信号，并传送给核心网。
5G无线接入网采用了更高频率的无线信道（mmWave）和更高密度的基站布局，以提供更大的带宽和更高的数据传输速率。
二、5G宽带通信设备的组网方式为了实现全面覆盖和高质量的通信服务，5G宽带通信设备采用了多种组网方式，包括非独立组网（NSA）和独立组网（SA）。
非独立组网（NSA）是5G网络的最早部署方式，它在现有的4G网络基础上增加了一些5G组件，以提供更高的数据传输速率和更低的延迟。
在NSA组网中，5G基站与4G基站之间共享资源，通过4G网络将用户数据连接到5G核心网。
这种方式可以快速实现5G金属，但由于依赖于4G网络，无法充分发挥5G的全部潜力。
独立组网（SA）是5G网络的最终目标，它独立于现有的4G网络，完全由5G 设备构成。
在SA组网中，5G基站之间直接传输数据，无需依赖4G网络。
《网络体系结构》课件
网络安全的未来发展
人工智能在网络安 全中的应用
人工智能可用于预测网络攻击
行为，加强网络安全防御。
区块链技术的网络 安全应用
区块链技术可以确保数据的安
全性和不可篡改性，用于加强
网络安全。
云安全的挑战与解决 方案
云安全面临着数据隐私和访问 控制等挑战，而安全监控和加 密技术则是解决这些挑战的关 键。
网络安全Байду номын сангаас决方案
谢谢观看！下次再见
网络体系结构的 演变
网络体系结构的演变从早期的单一主机到分布式计算，从 局域网演变到互联网，从传统的中心化体系结构到边缘计 算。
网络体系结构的演变
单一主机
网络仅由单一主机 组成
互联网
连接全球各地网络
边缘计算
在数据源附近进行 计算
分布式计算
多台计算机共同完 成任务
● 02
第2章 OSI参考模型
OSI参考模型概 述
防火墙
用于控制网络流量， 保护内部网络免受
外部攻击
加密技术
用于保护数据的机 密性和完整性
入侵检测系统
监控网络流量，及 时发现异常行为
01 网络攻击
包括DDoS攻击、恶意软件、黑客攻击等
02 数据泄露
包括敏感数据泄露、隐私泄露等
03 合规要求
如GDPR、HIPAA等要求的合规性
网络安全的未来发展
未来，人工智能将被广泛应用于网络安全领域，帮助提高网 络安全的智能化水平。区块链技术的发展也将为网络安全带 来更多创新。同时，云安全将面临挑战，但也必将迎来更多 解决方案。
网络体系结构的分类
分布式体系结 构
多个网络间互相连 接
对等体系结构
网络架构方案说明
网络架构方案说明1. 引言网络架构是指一个企业、组织或机构的网络环境和基础设施的设计和部署方案。
一个稳定可靠的网络架构能够满足组织的业务需求，并提供安全、高效的网络连接和数据传输。
本文将介绍一个网络架构方案的设计和实施过程。
2. 设计目标网络架构设计的目标是为了满足组织的业务需求，并提供以下功能和特性：•可靠稳定：网络架构需要确保网络的可靠性和稳定性，以避免由于网络故障导致的业务中断。
•安全性：网络架构需要考虑数据的安全性，采取合适的安全措施以保护数据的机密性和完整性。
•扩展性：网络架构需要具备良好的扩展能力，能够适应组织业务的增长和变化。
•性能：网络架构需要提供高性能的网络连接和快速的数据传输能力，以满足组织的业务需求。
3. 网络架构设计网络架构设计是根据组织的业务需求和设计目标来确定网络的拓扑结构、设备配置和网络协议等方面的内容。
以下是一个常见的网络架构设计方案：3.1 网络拓扑结构本方案采用三层架构的网络拓扑结构，包括核心层、汇聚层和接入层。
核心层负责网络的路由和交换；汇聚层用于连接核心层和接入层；接入层提供用户接入和数据传输。
3.2 设备配置在核心层，采用高性能的三层交换机，支持高速路由和交换功能。
在汇聚层和接入层，采用二层交换机，用于连接各个子网和用户设备。
3.3 网络协议本方案采用TCP/IP协议作为网络通信协议。
在核心层和汇聚层使用动态路由协议（如OSPF、BGP）来实现网络的动态路由；在接入层使用静态路由来实现子网之间的通信。
4. 实施过程网络架构的实施过程包括以下步骤：4.1 需求分析和规划首先需要对组织的业务需求进行分析和规划，确定网络的功能和特性。
4.2 网络设计根据需求分析的结果，进行网络架构的设计，包括拓扑结构、设备配置和网络协议的选型。
4.3 设备采购和部署根据网络设计的结果，进行设备的采购和部署，确保设备能够满足网络架构的需求。
4.4 网络配置和测试完成设备的部署后，进行网络的配置和测试，确保网络的正常运行和满足设计要求。
网络的构造与解析
星型拓扑：以中央节点为中心，其他节点连接在中央节点上 环形拓扑：节点在环路上依次连接，数据沿一个方向传输 总线型拓扑：所有节点连接在一条总线上，数据沿一个方向传输 网状拓扑：节点之间的连接是自由的，没有固定的结构
PART TWO
TCP/IP协议族定 义了网络通信的 规则和标准
TCP/IP协议族包 括TCP、IP、 UDP等协议
大数据在网络 中的应用：数 据挖掘、流量 分析、用户行
为分析等
人工智能在网 络中的应用： 智能推荐、智 能客服、智能
网络安全等
大数据与人工 智能的结合： 提升网络性能、 优化用户体验、 增强网络安全
等
未来发展趋势： 随着技术的不断 发展，大数据与 人工智能在网络 中的应用将更加
广泛和深入
物联网技术的普及， 使得智能家居设备 之间的连接和互动 成为可能。
功能：提供域名解析服务，将用户友好的域名转换为计算机能够理解的IP地址
工作原理：采用客户端/服务器架构，通过递归查询或迭代查询的方式实现域名的解析
重要性：DNS协议是互联网的基础设施之一，保障了用户能够通过域名访问到对应的网站或 服务
定义：文件传输协议，用于在网络上进行文件的传输
工作原理：基于客户端-服务器架构，客户端通过FTP协议与服务器建立连接，进行文 件上传或下载
随着人工智能技术的进 步，智能家居设备将更 加智能化，能够自主地 完成更多的任务。
未来，智能家居将更 加注重用户体验，通 过优化设备之间的连 接和交互方式，提高 用户的生活质量。
安全性将成为一个重要 的发展趋势，智能家居 设备将采用更高级的安 全技术来保护用户的隐 私和数据安全。
5G技术的普及将进一步加速移动互联网的发展 人工智能与移动互联网的结合将带来更多创新应用 物联网的发展将推动移动互联网在智能家居、智能交通等领域的应用 区块链技术有可能为移动互联网的安全和隐私保护提供新的解决方案
组网技术与网络管理 (4)
组网技术与网络管理
组网技术是指基于计算机网络的构建和管理过程中所涉及
的各种技术，包括网络设备的选择、网络拓扑的设计、网
络协议的配置和管理等。
常见的组网技术包括：
1. 局域网（LAN）：用于连接办公室或企业内部计算机和
设备的网络。
2. 广域网（WAN）：用于连接不同地区、不同组织或不同国家的计算机和设备的网络。
3. 无线局域网（WLAN）：使用无线技术连接设备的局域网。
4. 虚拟专用网（VPN）：通过公用网络建立加密的专用网络，实现较安全的远程访问。
5. 云计算网络（Cloud Networking）：基于云计算的灵活、可扩展和虚拟化的网络架构。
网络管理是指对网络资源进行规划、配置、监控和维护的
过程，以保证网络的高性能、高可用性和安全性。
网络管理的主要任务包括：
1. 设备管理：对网络设备（如交换机、路由器、防火墙等）进行配置、监控和故障排除。
2. 配置管理：对网络设备和服务器进行配置管理，确保配
置的准确性和一致性。
3. 性能管理：监控网络的性能指标，识别和解决性能问题。
4. 安全管理：管理网络的安全策略，防止未经授权的访问
和攻击。
5. 故障管理：对网络故障进行排查和修复，确保网络的高
可用性。
网络管理一般使用网络管理软件来实现，例如SNMP（简
单网络管理协议）被广泛用于监控和管理网络设备。
此外，还有一些专门的网络管理工具和平台，提供更强大、综合
的网络管理功能。
5G网络架构与组网技术教程
5G网络架构与组网技术教程随着科技的不断进步，人们对于网络速度和稳定性的要求也越来越高。
因此，5G网络作为下一代移动通信技术，成为了全球范围内的热门话题。
本文旨在为读者详细介绍5G网络的架构和组网技术，并探讨其对未来通信行业的影响。
一、5G网络架构1. 5G网络的核心架构5G网络的核心架构主要包括以下组成部分：- 用户设备（UE）：是指连接到5G网络的移动设备，如智能手机、平板电脑等。
- 无线接入网（RAN）：是指连接用户设备和核心网的无线网络，其主要功能是提供无线接入服务。
- 核心网（CN）：是指支持移动通信系统的主干网，负责处理用户身份识别、接入控制、数据传输等核心服务。
- 业务支持系统（BSS）和运营支持系统（OSS）：是指支撑整个网络运营的管理和计费系统。
通过以上几个组成部分的协同工作，5G网络能够提供超高速率和低延迟的通信服务。
2. 5G网络的多层次架构为了实现更好的网络覆盖和服务质量，5G网络采用了多层次架构，包括以下几个层次：- 蜂窝层（Cellular Layer）：是指由基站和相关网络设备组成的网络层次，负责提供基础的无线接入服务。
- 基站层（Base Station Layer）：是指由一组蜂窝基站组成的网络层次，负责提供对用户设备的接入服务。
- 边缘计算层（Edge Computing Layer）：是指将计算和存储资源放置在网络边缘，提供更快速、更低延迟的服务。
- 云计算层（Cloud Computing Layer）：是指采用云计算技术来提供更大规模、更复杂的计算和存储服务。
- 应用层（Application Layer）：是指提供各种应用服务的网络层次，如视频通话、物联网等。
通过这种分层架构，5G网络能够更好地适应不同的应用需求和网络环境。
二、5G网络组网技术1. 射频技术射频技术是5G网络中非常重要的组网技术，它包括以下几个关键方面：- 大规模天线阵列（Massive MIMO）：通过使用大规模天线阵列来增加网络容量和覆盖范围，提供更好的用户体验。
第4章-5G无线接入网和接口协议图文图文课件
处理功能；狭义上，基于实际设备的实现，DU仅负责基带处理功能， RRU(Remote Radio Unit，远端射频单元)负责射频处理功能，DU和RRU之间通过 CPRI(Common Public Radio Interface，通用无线协议接口)或eCPRI(enhance Common Public Radio Interface，增强通用无线协议接口)相连。
5G移动通信技术
CONTENTS 第四章
5G无线接入网和接口协议 5G无线接入网整体架构和节点 接口协议和功能 无线协议架构 无线接入架构中的几个典型流程
【本章内容】 无线接入网是移动通信的主要组成部分，其各种
接口用来实现接入网中不同功能单元之间以及接入网和核 心网之间的数据处理与交互。5G无线接入网的根本特征是 CU和DU分离，通过CU和DU在物理位置上的灵活部署来实现 不同的业务功能。5G的接入网除了有空中接口、和核心网 之间的接口、基站之间的接口之外，还新增了F1接口和E1 接口。本章还介绍了5G的无线协议架构和5G几个独有的业 务信令流程，比如F1接口启动等。
核桃AI
4
5G无线接入网和接口协议
4.1 5G无线接入网整体架构和节点
核桃AI
4.1.1 基本架构和节点功能 5G RAN是5G的无线接入网，简称NG-RAN，全称New Radio Access TechnoG RAN，它发生了巨大变化，如图4-1 所示。
对于NG-RAN，由gNB-CU和gNB-DU组成的gNB的NG和Xn-C接口(gNB和gNB之间的接 口的控制面)终止于gNB-CU；gNB-CU和连接的gNB-DU仅对其他gNB可见，而5GC仅对 gNB可见。 gNB包括以下功能： · 无线资源管理功能：无线承载控制，无线接纳控制，连接移动性控制，上行链 路和下行链路中UE的动态资源分配及调度； · IP报头压缩，加密和数据完整性保护； · 在UE提供的信息不能确定到AMF的路由时，为UE在UE附着的时候选择AMF； · 将用户面数据路由到UPF； · 提供控制面信息向AMF的路由； 核桃AI
04-第四章 5G网络架构1
§4.1 5G网络整体架构
• Option 3系列的控制面锚点为4G基站，3个细分 选项的区分主要在于分流控制点的不同
§4.1 5G网络整体架构
• Option 7系列的控制面锚点为4G基站，3个细分 选项的区分主要在于分流控制点的不同
§4.1 5G网络整体架构
• Option 4系列的控制面锚点为5G基站，2个细分 选项的区分主要在于分流控制点的不同
Option 3 Option 3a Option 3x
细分选项区别 所有的控制面信令都 经 由 eNB 转 发 ， eNB 将数据分流给gNB 所有的控制面信令都 经 由 eNB 转 发 ， EPC 将数据分流至gNB 所有的控制面信令都 经 由 eNB 转 发 ， gNB 可将数据分流至eNB
示意图
网络注册功能
5G新增，类似增强DNS功能
§4.2 5G核心网
• 5G的核心网应用的两种技术：
• 网络虚拟化NFV（Network Functions Virtualization）：将各种类型的 网络设备，如服务器、交换机、磁盘阵列，构建成为一个DCN网， 通过借用IT的虚拟化技术虚拟化形成VM（虚拟机，Virtual Machine），然后将传统的CT业务部署到VM上
4 Option 1 -> Option 7/7a -> Option 2 Option 1 -> Option 3/3a/3x -> Option 1 + Option 2 + Option 7/7a->
5 Option 2 + Option 5
6 Option 1 -> Option 3x -> Option 7x -> Option 4 -> Option 2
网络架构与网络协议课件
网络架构的分类
基于规模
可以分为局域网、城域网、广域网和互联网等 。
基于连接方式
可以分为有线网和无线网。
基于拓扑结构
可以分为星型、树型、环型、网状等。
网络架构的发展历程
早期网络架构
如ARPANET，主要用于学术和军事领域。
TCP/IP架构
随着互联网的发展，TCP/IP协议成为主流协议，实 现了不同网络之间的互联互通。
会话层
负责建立、管理和终止会话。
表示层பைடு நூலகம்
用于数据表示、加密和压缩等。
应用层
提供用于特定应用程序的接口和服务。
OSI模型的应用
网络设计和规划
OSI模型有助于理解网络需求，规划和设计 网络架构。
故障排除
OSI模型有助于分析和解决网络故障，确定 问题所在层。
协议开发
OSI模型为协议开发者提供了分层设计的概 念和框架。
云计算和SDN架构
随着云计算的兴起，网络架构逐渐向虚拟化 、软件定义的方向发展，如SDN（软件定义 网络）架构。
02
OSI模型
OSI模型简介
开放系统互联参考模型（OSI模型）是一个用于描述计算机网络协议的分 层框架。
它由国际标准化组织（ISO）制定，将网络协议划分为七个独立但相互关 联的层，以便更好地理解和开发网络应用程序。
，负责实现数据的传输和控制。
DNS协议
DNS协议用于将域名转换为IP地址，实现 域名的解析。
HTTP协议
HTTP协议是互联网上应用最广泛的协议 之一，用于实现网页的请求和响应。
SMTP协议
SMTP协议用于实现电子邮件的发送和接 收。
网络协议的未来发展
云计算协议
组网知识点总结
组网知识点总结网络是现代社会中必不可少的一部分，而组网是构建网络的关键步骤。
本文将以“组网知识点总结”为标题，从基本概念、网络拓扑结构、网络设备和网络协议等方面对组网进行详细介绍。
一、基本概念 1. 网络：网络是指多个计算机互相连接在一起，可以共享资源和信息的系统。
2. IP地址：IP地址是网络中计算机的唯一标识符，用于在网络中进行寻址和路由。
3. 子网掩码：子网掩码用于划分网络中的子网，以确定IP地址的网络部分和主机部分。
4. 网关：网关是连接不同网络的设备，用于实现不同网络之间的通信。
5. DHCP：动态主机配置协议(DHCP)是一种自动分配IP地址的协议，可以简化网络管理。
二、网络拓扑结构 1. 总线型拓扑：所有设备都通过一条共享线缆连接在一起，数据传输通过总线进行。
2. 星型拓扑：所有设备都连接到中央设备，如交换机或集线器。
3. 环型拓扑：设备通过一条环形线缆连接在一起，数据沿着环形路径传输。
4. 网状拓扑：所有设备都直接连接到其他设备，形成一个网状结构。
三、网络设备 1. 路由器：路由器是一种网络设备，用于在多个网络之间进行数据包转发和路由选择。
2. 交换机：交换机是一种网络设备，用于在局域网中实现设备之间的通信。
3. 防火墙：防火墙是一种网络设备，用于保护网络免受未经授权的访问和攻击。
4. 网桥：网桥是一种网络设备，用于连接两个或多个局域网，实现数据包的转发和隔离。
四、网络协议 1. TCP/IP协议：TCP/IP协议是互联网中最常用的协议套件，包括TCP、IP、UDP等协议。
2. DNS：域名系统(DNS)是一种将域名解析为IP地址的分布式数据库系统，用于实现域名和IP地址之间的映射。
3. HTTP：超文本传输协议(HTTP)是一种用于在Web浏览器和服务器之间传输数据的协议。
4. FTP：文件传输协议(FTP)是一种用于在网络上进行文件传输的协议，支持上传和下载文件。
网络体系结构和基本概念
2021/11/14
13
4.4 ISO/ OSI网络体系结构
国际标准化组织（International Standards Organization，ISO）于1981年颁布了开放系 统互连OSI参考模型（Open System Interconnection Reference Model，OSI/RM） 的格式，通常简称为“七层模型”，参见下图
① 各层之间相互独立。这样，某一高层只需知道如何通过接口（界面）向 下一层提出服务请求，并使用下层提供的服务，并不需要了解下层执行 时的细节。
② 结构上独立分割。由于各层独立划分，因此，每层都可以选择最合适的 实现技术。
③ 灵活性好。如果某一层发生变化，只要接口的条件不变、则以上各层和 以下各层的工作均不受影响，这样，有利于技术进步和模型的修改。
发信者
通信者活动 界面
收信者
通信者活动 界面
信箱取信 阅读邮件
收集信件 加盖邮戳 邮件分检
邮局服务业务
邮局服务业务
邮件投递 邮件分检
邮件打包 转送运输 部门
邮局转运业务
邮局转运业务
接收邮件 邮件拆包
选择运输 路径（路由）
运输部门的（邮件）运输业务
转送邮局 接收邮件
2021/11/14
12
计算机网络体系结构的特点
地址。 物理地址：真正完成数据的传输与接受的地址。
2021/11/14
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各种地址之间的关系
IP地址的构成
用户地址与IP地址间的关系
IP地址与物理地址
2021/11/14
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4.9服务模式
1. 面向连接的服务 2. 三个阶段：建立连接 传输数据 拆除连接 3. 2. 无连接服务 4. 只有传输数据这一个过程
网络架构和网络规划
Emerging Campus Structure
Remote Services
80% NonLocal Traffic
Local Services
Enterprise Services
• Traffic patterns dictate the placement of services
10
Local Services
6
5
4 Transport Layer
3 Network Layer
• High-performance packet switching
• High-speed scalability
• Low latency • Lower per-port cost • Flow accounting • Security • QoS
7 6 5 4 3 Network Layer 2 1
backbone
12
Enterprise Services
• Common to all users • Traffic crosses subnet/VLAN • Traffic crosses the backbone • Segregated by Layer 3 • May be grouped by Layer 2
13
Layer 2 Switching
• Hardware-based bridging • Wire-speed performance • High-speed scalability • Low latency • MAC address • Low cost
7
6
5
4
3
Data Link
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网络技术与架构入门教程
网络技术与架构入门教程第一章：计算机网络概述1.1 什么是计算机网络1.2 计算机网络的分类和应用领域1.3 互联网的发展历程第二章：网络通信原理2.1 数据通信的基本概念2.2 信号传输方式2.3 数据的编码与解码2.4 传输介质与调制解调器第三章：网络协议3.1 什么是网络协议3.2 OSI模型和TCP/IP协议族3.3 常见的网络协议3.4 IP地址和子网划分第四章：局域网技术4.1 局域网的定义和特点4.2 以太网技术4.3 无线局域网技术4.4 局域网的扩展与互联第五章：广域网技术5.1 广域网的定义和特点5.2 长距离传输技术5.3 虚拟专用网（VPN）技术5.4 光纤通信技术第六章：网络安全与管理6.1 网络安全的概念和重要性6.2 防火墙和入侵检测系统6.3 虚拟专用网络（VLAN）6.4 网络性能监测和优化第七章：云计算和大数据7.1 什么是云计算7.2 云计算的服务模型和部署模式7.3 大数据的概念和应用7.4 云计算和大数据的关系与优势第八章：网络架构设计8.1 网络架构设计的基本原则8.2 三层和五层网络架构8.3 服务器虚拟化和负载均衡8.4 数据中心的架构设计第九章：应用层协议与服务9.1 HTTP协议和Web服务9.2 DNS解析和域名管理9.3 邮件传输协议（SMTP/POP3/IMAP）9.4 文件传输协议（FTP）和远程登录协议（SSH）第十章：未来网络技术趋势10.1 5G技术与物联网10.2 软件定义网络（SDN）10.3 区块链技术在网络中的应用10.4 人工智能与网络的结合通过以上章节的介绍，读者可以系统性地了解网络技术与架构的基本知识和应用。
从计算机网络的概念和分类开始，逐步深入了解网络通信原理、协议、局域网和广域网技术、网络安全与管理、云计算和大数据、网络架构设计、应用层协议与服务，以及未来网络技术的趋势。
这些内容不仅为初学者提供了全面的概览，也为有一定基础的读者提供了系统进阶的机会。
网络架构与设计指南
网络架构与设计指南随着互联网技术的快速发展和普及，网络架构和设计变得越发重要。
良好的网络架构能够提高网络的性能、安全性和可扩展性。
在本文中，我们将探讨网络架构的基本原则和设计指南。
1. 网络层次结构一个好的网络架构应该建立在清晰的层次结构之上。
这样的层次结构可以帮助设计师更好地组织网络组件，降低复杂性并提高可管理性。
常见的网络层次结构包括三层结构、五层结构和七层结构。
在三层结构中，网络被分为核心层、汇聚层和接入层。
核心层处理高速广域网连接，汇聚层将流量从接入层引导到核心层，接入层是用户接入网络的地方。
这种结构适用于小型网络。
五层结构在三层结构的基础上增加了分布层和服务层。
分布层用于负责流量的分发和负载均衡，服务层处理一些特殊服务，如防火墙和VPN等。
七层结构基于五层结构进一步增加了网络应用层和表示层。
这种结构适用于大型企业网络和数据中心。
2. 网络拓扑网络拓扑是网络中设备和节点之间的物理或逻辑连接方式。
常见的网络拓扑有总线型、环形、星形和网状等。
在总线型拓扑中，所有设备都连接到一个共享的通信介质上，如以太网。
这种拓扑便于扩展，但是一个节点的故障会影响整个网络的可用性。
环形拓扑中，每个设备都与相邻的两个设备直接相连，形成一个闭环。
这种拓扑具有良好的可扩展性，但是如果一个节点故障，整个环路都会受影响。
星形拓扑以一个集线器或交换机为中心，其他设备通过独立的链路与之相连。
这种拓扑易于管理和诊断问题，但是依赖中心设备的可靠性。
在网状拓扑中，每个设备都与其他设备直接相连。
这种拓扑具有高度的可靠性和冗余性，但是也需要更多的物理连接。
3. 网络安全网络安全是任何网络设计中至关重要的因素。
良好的网络架构应该包含适当的安全措施来保护网络和数据免受恶意攻击和未经授权的访问。
基本的网络安全措施包括防火墙、入侵检测和防御系统、访问控制和身份验证等。
此外，网络架构师还应该考虑数据加密和安全通信协议以保护数据的机密性和完整性。
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场景1
场景2
场景3
4-15
4.3 超密集组网
网络侧干扰管理--空域干扰协调CoMP
（1） JT （Joint Transmission，联合传输）
从多个发射节点通过相同的时间/频率资源上传输单 个UE的数据，传输节点到单个UE的数据传输可以是相 干的或非相干的，可以改善接收信号质量和/或主动地 消除对于其他UE的干扰。
CU/DU分离
3GPP 确定了 CU-DU 划分方案，即 PDCP 层及以上的无线协议功能由CU实现， PDCP以下的无线 协议功能由DU实现。
F1
eCPRI
5G
（中传）
（前传）
CU
DU
AAU
EPC/5GC
4G
RRC
PDCP
RLC
MAC
HighPHY
LowPHY
RF
BBU
RRU
CPRI
（前传）
4-8
4.2 网络云化
满足多种应用场景
广域及室内覆盖
CU/DU灵活的架构，匹配各种组网场景的需求
站址困难的微覆盖 Small Cell覆盖
D-RAN场景： CU+DU合设
C-RAN场景： CU云化，DU集中
仅CU云化场景： DU+AAU集中部署
小基站场景： CU+DU+AAU集中部署
➢ 5G建网初期采用 CU/DU合设部署方案 ，可节省网元，减 少规划与运维复杂度，降低部署成本， 减时延 （无需中传 ）， 缩短建设周期。
，从而达到提高微基站的使用效率的目的。
4-17
4.3 超密集组网
网络侧干扰管理--时域干扰协调
（2）FeICIC （Further enhanced Inter-cell Interference Coodination，进一步增强小区间干扰 协调技术）
LTE R10版本中，增加了FeICIC技术，为解决eICIC技术中未能解决的CRS的干扰和弱小区信号检 测问题，主要包括：
动态切换
（2） DPS （Dynamic Point Selection，动态 节点选择） 从单个发射节点在对应的时间时间/频率资源上传输 单个UE的数据，单个UE的数据传输可以由一个发射 结点从一个传输时间间隔动态切换至其他发射节点。
（3）CS/CB（Coordinated Scheduling/Coordinated Beamforming，协作调度/协作波束赋形） 单个UE的数据仅在一个发射节点上并且始终保持在该发射节 点传输，协作小区在调度上或波束上进行干扰规避。
CPRI
eCPRI
RF RRU
PHY-L RF
AAU
PHY-L RF
AAU
4-10
目录
4.1 5G网络架构与选项 4.2 网络云化 4.3 超密集组网 4.4 网络切片 4.5 边缘计算 4.6 其他
4-11
4.3 超密集组网
5G系统对超密集组网的技术需求
香农公式
通过超密集组网 技术，提高小区数
CRE（Cell Range Expansion，小区范围扩展），CRE的目的是尽量使微基站吸收更多的用户，起到更
大的小站分流效果。系统需要设置合适的偏移门限Bias，并且结合ABS技术消除干扰，获得最大的CRE增
益，使得整网的覆盖和流量性能更好。在小区选择时，通过增加偏移门限Bias，提高微基站用户接入比例
4-12
4.3 超密集组网
超密集组网的概念及关键技术
➢ UDN（Ultra Dense Network，超密集组网） 超密集组网是微小区增强技术（Small cell enhancements）的进一步演进，包括TP（
Transmission Point，低功率传输节点）的密集化和终端侧的密集化。TP的密度进一步提高，TP的站 间距由4G系统的200-300米减小到10-20米，同时也拉进了TP与终端的距离，使得TP的发射功率大大 降低。终端设备的数量和种类将极大的增加，带来更为复杂的干扰环境。
以NR提供宏覆盖为前提，在5G网络部署初期 NR存在覆盖受限问题，因此短期内不会考虑； 在NR可以实现宏覆盖的情况下，LTE作为SeNB
的意义有限。1-4
LTE需升级为eLTE以支持5GC 的相关功能
4-4
4.1 5G网络架构与选项
欧美运营商演进的考虑
Docomo
AT&T
Telecom Italia
➢ 5G建设中后期，根据uRLLC，mMTC业务需求情况，逐步向CU/DU/AAU三层分离架构演进。
4-9
4.2 网络云化
CU云化（Cloud RAN）
EPC/5GC S1/NG
5G建设后期根据业务需求情况 进行虚拟化平台建设，然后再
软硬件解耦，可部署 在通用硬件平台上
Cloud RAN
eNB-CU RRC PDCP
第四章 网络架构与组网
内部资料 注意保密
中国通信建设集团设计院有限公司 2018年10月
目录
4.1 5G网络架构与选项 4.2 网络云化 4.3 超密集组网 4.4 网络切片 4.5 边缘计算 4.6 其他
4-1
4.1 5G网络架构与选项
多网络融合候选网络（8系，14种）
SA
Option1
Option2
4G+5G双连接增益
困难
要求高，支持4G/5G双连接
对4G的传输新 要求
3,3x，高。需需支持Xn互通。 3a，低。需要支持Xn控制面互 通
4，高。需支持Xn互通。 4a，低。需要支持Xn控制面互通
优点
无能需够部将署NR5最GC快，速标引准入化现完网成最早，同时引入5GC和NR，可以提供5G全业务支持
需要。升级很大，支持eLTE 不需要 切换时延最小 支持各种5G业务。4G接入下 性能有缺陷。 4G+5G双连接增益
困难
要求高，支持4G/5G双连接
7,7x，高。需需支持Xn互通。 7a，低。需要支持Xn控制面 互通
同时引入5GC和NR，可以提 供5G全业务支持
缺点
对5G业务的支持有限，无法支 持uRLLC业务； LTE或EPC需要较大的升级。
架构图
Option5
Option6
架构描述 NSA
UE连接到4G E-UTRA，核心 网沿用EPC。即为现有的LTE
网络架构。
UE连接到5G NR，核心网采 用5GC。为5G系统演进的目
标架构。
UE连接到4G E-UTRA， 核心网采用5GC。与选项 7类似，但没有与NR的双连
接。
Option3系
Option4系
➢ 移动性问题：超密集组网带来的频繁切换问题，需要以用户为中心的小区虚拟化技术解决信令开销 大、系统效率低的问题。
4-14
4.3 超密集组网
网络侧干扰管理--空域干扰协调CoMP
➢ 协作多点传输（CoMP） 下行链路协调传输和上行链路协调接收，即下行由多个传输点在相同的时频资源上协作为同一个用户 发送数据，或者上行由多个传输点在相同的时频资源上协作接收同一个用户的数据。 ➢ 3种CoMP场景
gNB-CU RRC PDCP
VNF功能的网元
MEC
UPF
进行Cloud RAN的统一部署， 实现CU的集中化和云化。
遵从NFV架构，具备 资源池化，可伸缩，
云化的特征
eNB-DU RLC MAC PHY
gNB-DU RLC MAC
PHY_H
F1
gNB-DU RLC MAC
PHY_H
专用硬件平台
后期LTE BBU可以通 过软件升级升级为 eNB-DU
OPTION3--->OPTION2
OPTION3--->OPTION7 --->OPTION4--->OPTION2
LTE/EPC ‐> Option 5 and Option 7/7a ‐> Option 5 and Option 7/7a and Option2
4-5
目录
4.1 5G网络架构与选项 4.2 网络云化 4.3 超密集组网 4.4 网络切片 4.5 边缘计算 4.6 其他
干扰管理与抑制
接入与回传 联合设计
小区虚拟化
➢ 干扰问题：超密集组网带来严重的基站间干扰，需要干扰管理与抑制技术解决基站间实时信息交互 ，高速的干扰协调的问题。
➢ 回传问题：由于站址原因很难全部采用理想回传，补充无线回传等非理想回传技术，需要接入与回 传联合设计技术解决管理和优化不同的回传方式组网的问题。
ABS子桢 非ABS子桢
微基站
无线桢(10ms)
eICIC通过配置ABS （Almost Blank Subframe，几乎空白子帧）来避免对被干扰小区的PDCCH， PDSCH的干扰，提高被干扰小区用户的SINR。
LTE R10版本中，为避免传统小区检测方法引起的LPN覆盖范围较小，使用效率偏低的问题，引入了
2个子项，Option8/8a
4-2
4.1 5G网络架构与选项
SA（独立组网 ）
Option1+2
Option2+5
架构图
4G无线升级
需要。仅需支持邻区配置等。
需要。升级较大，支持eLTE
4G EPC升级
需要，支持与5GC的互操作
不需要
业务连续性
切换时延大；初期切换频繁；VoLTE可能有 影响
切换时延比Option1+2好；初期切换频繁
4-6
4.2 网络云化
CU/DU分离
基带非实时处理位于集中单元节点（Central•Unit，CU），而基带实时处理位于分布单元节点 （Distributed•Unit，DU）。