1-通信网基础概述

网络系统
11100
终端
2021/2/16
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通信网的功能（续）
报文格式 差错控制（差错检测和纠正）
报文
数据
控制 地址
终端
网络系统
终端
2021/2/16
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通信网的功能（续）
路由寻址和转发 安全和网络管理
站B
站C 站A
2021/2/16
站D
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通信网分类
按照网络提供的通信业务：
单媒体网络、多媒体网络、实时通信网 络、非实时通信网络、单向网络、交互 式网络等
终端
信号适合在网络上传 输吗（逻辑接口）？
网络系统
终端
2021/2/16
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通信网的功能（续）
网络传输资源的充分使用—复用
如何充分利用传输资源？
终端需要的 带宽小
物理介质提 供的带宽大
终端
网络系统
终端
2021/2/16
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通信网的功能（续）
协议变换 流量控制
终端
11100
现代通信网络
张冬梅 ()
2021/2/16
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课程简介
教师：张冬梅
新科研楼1110房间 课程总成绩评定：作业和平时40%、期末考试60% 课件获取方式: 邮件
2021/2/16
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2
课程简介
主要内容 第一部分（通信网基础） 介绍通信网的基本概念和技术 第二部分（典型通信网络） 介绍目前存在的典型通信网络 第三部分（新型通信网络） 介绍最近研究活跃的通信网络
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通信网构成
硬件(网络物理结构)
节点
有基础架构的网络：端节点(终端设备)
无基础架构的网络：转节点与端节点 (交换设备、传输设备等)
链路：传输信息
软件(网络体系结构)
标准、信令和协议等
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通信网的功能
网络的物理连通性 终端与网络的接口
终端如何与网络连接 （物理接口）？
通信网体系结构涉及
功能结构
系统结构
2021/2/16
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通信网体系结构（续）
建立通信网体系结构的三个工作
划分网络 建立参考模型 标准化接口
通信网体系结构组成
硬件：网络拓扑结构 软件：规则、标准和协议等(协议体系结构)
2021/2/16
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TCP/IP分层体系结构
数据链路层 物理层
应用层
TCP层 IP层
网络接口层
2021/2/16
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TCP/IP协议栈结构
SMTP FTP TELNET HTTP DNS
SNMP
ASN.1 TFTP
BOOTP RTP
&
&
DHCP RTCP
TCP
UDP
IP ICMP RSVP等
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服务的时序关系
服务用户 （N层）
X.request
X.confirm
服务用户 （N层）
X.request
服务提供者 （N-1层） t1
t2
t3 t4
(a)证实服务
服务提供者 （N-1层）
t1 t2
服务用户 （N层） X.indication X.response
2021/2/16
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协议的三要素
语法：数据块的格式 语义：包含用于相互协调和差错处
理的控制信息 定时：速率匹配和排序
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1.4.2 OSI参考模型
用户A 应用层 表示层 会话层 传送层 网络层 链路层 物理层
物理媒质
用户B 应用层 表示层 会话层 传送层 网络层 链路层 物理层
百年前电话问世，电话网主要传输话音 业务，也可传送传真、中速数据等非话 业务
半世纪前电视和有线电视网出现，电视 网主要提供视频通信服务
因特网的迅速崛起引发的IP通信技术， 支持各种数据通信业务
传感器与物联网？？
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1.2 通信网的概念与功能
1.2.1 通信网的基本概念 1.2.2 通信网的质量要求 1.2.3 通信网的拓扑结构
表示层
会话层
会话层
传送层
传送层
网络层
网络层
链路层
链路层
物理层
物理层
物理媒质
AH 用户数据
PH A-PDU
SH P-PDU
TH
S-PDU
NH
T-PDU
LH
N-PDU
DL-PDU
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服务
下层实体向上层实体提供服务；
上层实体通过服务访问点使用下层提供 的服务
ARP RARP
RIP OSPF BGP
硬件设备驱动程序和媒体接入协议
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No.7信令网络体系结构
应用层
OMAP INAP
MAP
TCAP
ISUP TUP DUP
网络层 数据链路层
SCCP MTP-3(信令网功能级) MTP-2(信令链路功能级)
物理层
2021/2/16
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第一部分 通信网基础
2021/2/16
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主要内容
1.1 通信网的发展历程 1.2 通信网的概念与功能 1.3 通信网络体系结构 1.4 通信网协议 1.5 通信网相关理论
2021/2/16
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1.1 通信网的发展变化
通信技术发展的三次革命
相邻层之间的服务通过原语和参数来表达 原语定义了要执行的功能 服务原语类型
请求(request)原语 指示(indication)原语 响应(response)原语 证实(confirm)原语
原语的表示：XX-名称.类型.参数 举例：N-ONNECT.request(callee,caller,qos,…)
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协议
位于不同系统中同一层上的两个实 体之间通过协议互相合作并且交互 作用
n 实体
n-PDU
n 实体
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协议数据单元(PDU)
PDU由数据单元和控制信息组成，也 可以只有控制而没有数据。
控制信息一般包括三部分：
按网络覆盖的地域范围：
局域网、城域网、广域网、互联网等
2021/2/16
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1.2.2 通信网的质量要求
接通的任意性与快速性 信号传输的透明性与传输质量的一
致性 网络的可靠性与经济合理性
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1.2.3 通信网拓扑结构
网络拓扑结构是指用传输媒体互联 各种设备的物理布局
基本拓扑结构 网状、总线型、环型、星型、树型 分布式等
2021/2/16
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典型网络拓扑结构
网状拓扑
星型拓扑(a)
星型拓扑(b)
树型拓扑
2021/2/16
环型拓扑
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总线拓扑 18
1.3 通信网体系结构
网络的体系结构指的是通信系统的 整体设计，它的目的是为网络硬件、 软件、协议、存取控制和拓扑提供 标准
MTP-1(信令数据链路功能级)
4级结构
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1.4 通信网协议
1.4.1 网络协议概述 1.4.2 OSI参考模型
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1.4.1 网络协议概述
协议的概念
网络协议是通信双方应共同遵守的约 定的集合
协议体系结构的特点：分层结构
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典型网络举例
互联网
分为核心和边缘,整个网络是扁平的，所有 网元基本处于同一层次
引入网络区域概念，区分内部路由和外部路 由
传统电话网
采用“树状模型”
严格分层，处于不同层次的网元在网络中的 功能和作用差别较大
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通信网协议体系结构
通信网的功能需要由一组结构化的 模块来完成，这种模块结构称为协 议体系结构
典型协议体系结构
开放系统互连(OSI)参考模型 TCP/IP分层结构 No.7信令网络体系结构
……
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开放系统互连(OSI)参考模型
应用层
信息处理 表示层
会话层
运输层
信息传输
网络层
数据链路层
物理层
2021/2/16
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连通问题
流量分配问题
2021/2/16
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谢 谢！
2021/2/16
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服务用户 （N层）
X.indication
(b)非证实服务
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理论与模型
数学模型
预测模型：对未来可能发生的事情进行预 测，一般采用数理统计。
描述模型：可靠性理论、排队论等。
优化模型：网络模型(图论)、数学规划模 型
评价模Hale Waihona Puke Baidu：决策论、对策论、价值理论
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1.2.1 通信网的基本概念
通信网定义
由一定数量的节点和连接节点的传输 链路相互有机地组合在一起
实现两个或多个规定点间信息传输的 通信系统
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A、B用户通信路由
用户A 用户C 用户D
2 3
5
用户B
4
用户E
2021/2/16
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n+1 实体
n+1 实体
n实体
n实体
n-SDU H
2021/2/16
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数据单元的传递过程
PDU协议数据单元 SDU服务数据单元 PCI协议控制信息
(n+1)层
(n+1)-PDU
n-PCI
n-SDU
n层
n-PDU
2021/2/16
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原语
地址 指出发送或接收端的地址；
错误监测码 某种校验序列，对接收信 息段校验；
协议控制 对流量和差错进行控制的信 息
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AH 用户数据
PH A-PDU
SH P-PDU
TH
S-PDU
NH
T-PDU
LH
N-PDU
DL-PDU
应用X
应用Y
应用层
应用层
表示层