01-数据通信网络概述-20040213

通信网络
通信网络是用来在位于不同空间位置的设备或用户之间交换信息的硬件和软件构架环境。交 换的信息可能是语音、声音、图形、影像、数据等，为了减少传输错误，现代通信网络系统大多 使用数字传输的传输方法。
数据通信系统的4个部分中，对我们所关心的传送网络而言，重点是数据和通信链路；
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数据通信网络概述
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课程目标
在本课程结束时，学员应能够： 在本课程结束时，学员应能够：
1、陈述数据通信的发展历程 陈述数据通信的发展历程 2、比较几种主流的数据通信技术 比较几种主流的数据通信技术 3、区分LAN、WAN、MAN三种网络 区分LAN、WAN、MAN三种网络 LAN
Host
Host Network
Low Speed Lines
Local Network
Internet Network
网络间互联 1980`S－NOW －
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Branch. Network
pc
WAN
Branch. Network
pc
Branch. Network
pc
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讨论：Internet快速发展的原因 讨论：Internet快速发展的原因
Internet得以发展的几个原因： Internet得以发展的几个原因： 得以发展的几个原因 1、对于连接在局域网上的用户，Internet接入所增加的费用只是局域网费用的一小部 分；越来越多的用户拥有电脑，内置有MODEM及软件，这此用户只需向ISP支付少量的 费用，随着网络的增长每个人使用网络的费用都会降低；(临界值) 2、网络积级的外部特性：电子邮件、Web访问、网络特别兴趣小组的形成导致了网络 的急速增长，当两个独立的网络互连，对两个网络用户而言，网络的重要性增加了； 3、新的、低速率、对延迟不敏感的应用程序的出现，比如WWW，Internet能够以非常 低的价格提供一些基本应用
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Data
数据业务量是 语音的5倍 语音的 倍
Voice 1995 Year 2000 2005
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MAN的兴起 的兴起
随着网络的普及与发展，城市内部的数据业务越来越复杂，同时带宽的需求不断增 长，如何高效、平滑、低成本的实现用户数据业务的接入、汇聚和调度，成为了设 备厂商和运营商最热的话题之一。此时，MAN逐步从WAN中独立出来，形成了一个新 的网络体系。
目前，DDN和FR网络共存
思考：从技术角度分析DDN与帧中继哪个资费要贵些。 文档密级：内部公开 华为文档，未经许可不得扩散
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WAN技术的发展 技术的发展
90年代中期以来，伴随 Internet的高速发展，全球对 网络带宽的要求以超过“摩尔 定律”300%的速度飙升，上 一代的数据通信网络已不能满 足需要，在带宽需求的推动下， 诞生了IPOA和POS技术。
数据传送速率与频谱
数据通信是关于数据从一个地方到另一个地方的传送，数据必须以一种能够传送的形式快速 有效地传送。 比特率 比特率是指在网络上每秒钟传送多少个比特（bps）。比特（Bit）是二进制数字的缩 写，它是计算机使用最小数据单位，是一个字符的一部分。 频带宽度 频带宽度指的是一个频率范围，用Hz表示。传送通道的频带越宽，传送数据的速度就 越快。例如：一根电话线的传送频率范围是0到4000Hz，则频带宽度为4kHz。 对于人类不同的服务需求，需要有不同的比特率和数据传送通道。
数字通信技术的完善，为数据通信时代的来临奠定了技术基础。随着计算机的 规模应用，数据通信技术得到了飞速发展。
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数据通信的基本概念
数据通信
数据通信是指通过某种类型的介质（如网线、光纤）从一个地点向另一个地点传送数据。
数据通信系统
通常，一个数据通信系统应当包括4个部分：数据、数据终端设备（DTE）、数据电路终接设 备（DCE）和通信链路，这些设备相互配合实现数据终端之间的数据通信。 数据通信技术十分注重数据的格式和传输方式，因为它们在很大程度上决定了通信的成功与 否以及效率；
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WAN链路技术 链路技术
先介绍两个链路控制协议：HDLC和PPP HDLC：High-level Data Control HDLC高级数据链路控制协议，
在70年代提出，可作为X.25网络接口标准的一部分。与RS-232C相比，HDLC将数据比特比特组成一个一个 的分组，以提升发送效率，同时采用CRC（Cyclic Redundancy Check 循环冗余校验）进行错误检测。 HDLC协议具较高的数据传输可靠性和数据传输效率以及使用上的灵活性，适用于点到点和多点链路；
用于导弹的激光 无线局域网络 短波无线电 蜂窝式电知 微波 电视遥控 宇宙射线
可见光
人的声音
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通信发展历程
近代的通信史
1840年，美国人莫尔斯发明了有线电报机； 1876年，BELL发明了有线电话，人类由此进入了实时语音通信时代； 1890年，电话网络中的机械交换机出现，取代手工接续； 1907年，德·福雷斯特在纽约进行了无线电广播实验。 1936年，英国广播公司在世界上率先开办电视广播。 1960’s，通信工程师开始提出存储转发的分组交换（store-and-forward packet-switching ），以 实现多台计算机的互连； 1969年，ARPANET开始运作，同年适于短距低速的RS-232-C计算机串口通信标准发布； 1970’s，以太网技术出现，大大降低了局域网的互连成本； 1980年，电话网络的传输链路开始使用同步光纤网络(SONET)，随后于1988年，ITU-T通过SDH标准； 1983年， ARPANET 和MILNET共同组成Internet，采用TCP/IP协议软件； 1988前后，电话网络的交换机之间的语音信号由以前模拟信号更新为数字信号（比特流，bit stream）。
每种情况下，用户也有其它办法达到目的，各种选择的价格和便利程度将影响派生需求。
在过去50年中，数据通信发展迅速，现代意义上的数据通信与计算机的应用密不可分， 所以通常也可以把数据通信称为计算机通信。
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数据通信网络的发展 主流网络技术 数据网络热点技术
路由器
WAN技术对比 技术对比
X.25 FR 严格的逐跳检错、重传、流量控制，导致设备负担沉重、效 率低下。 简化处理过程，实现快速转发；能提供高速接口。
因此，FR（帧中继）正逐步取代了X.25 DDN FR 点对点通信；静态连接，带宽利用率低。 点对多点通信；具有带宽管理和防止拥塞的机制，带宽统计 复用。
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数据通信网络的发展 主流网络技术 数据网络热点技术
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数据网络
从网络的演进可以看出，数据网络主要分为用于本地互联的局域网（LAN）和用于网间互联的广域网 （WAN）。 LAN：局域网是属于一个组织或机构，网络存在于办公室或是相对较小的范围内，完全由企业自身负责； ： 典型的LAN技术有： 以太网（Ethernet）:拓扑灵活、配置简单、成本低； 1972，Xerox发布最早版本。 令牌环（Token Ring）：拓扑单一、配置复杂、成本高，优势在于网络效率高、可管理性强，衍生出了 FDDI（光纤分布式数据接口）； 80年代初，IBM开发，并由IEEE802.5标准化。
X.25： X.25：最早的分组交换网络，由ITU-T定义的关于主机系统和分组交换网络之间接口的标准，分
组交换网也俗称X.25网。X.25作为接入层路由器的广域接口，典型速率为64K，广泛应用早期的 Internet网络中；分组交换数据网的突出优点是可以在一条电路上同时开放多条虚电路，为多个 用户同时使用，
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数据业务量是 语音的5倍 语音的 倍
VoBiblioteka Baiduce 2005
IPOA：IP OVER ATM POS：IP(PACKET) OVER SDH 共同的特点：大带宽、大容量、低时延，较上一代技术有质的飞跃
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WAN:广域网由广泛分布的终端构成，一般由政府或拥有通信线路的公司调控； 第一代：HDLC、PPP、X.25、DDN、FR 第二代：ATM、POS
一般来说，公司的局域网内部传输数据的速率比它们接入Internet广域网的速度要快很多， 这种设计是合理的，因为局域网必须支持组织中服务器和工作站之间的高速通信，而广域网 支持电子邮件和不频繁的文件传输，这并不需要太高的速率。
同轴电缆 微波传送 人听到的声音（20~20kHz） 音频级线路（0~4kHz） 文档密级：内部公开
激光通信 卫星传送 7
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X光
数据通信网络的演进
最早的计算机不是相互通信的，人们从远处带来数据，将数据输入计算机并打印结果，然后再由人带回 到远处地点，效率低下。
简单的连接 1960`S－1970`S － 网络化连接 1970`S－1980`S －
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通信是人类生存的一部分。
对通信服务的需求从很大程度上讲是一种派生需求。使用通信服务的人需要的不是通 信服务本身，而是因为通信服务提供了使用户到达目的地的通道。 通过访问在线数据库获取新闻； 用户 通过视频点播观赏一场电影； 实现在家办公； 通过看报纸、听广播或看电视获取新闻； 可在一家商场中租到录像； 可以到办公点地点去上班。
PPP：点到点数据链路协议，广泛应用于Internet网络，可实现将个人用户的PC通过拨号连接 到ISP的Internet服务器。
PPP具有差错检测功能、支持多种网络层协议(如Novell)，PPP的帧格式基本上采用HDLC的帧格式。
Modem/CSU/DSU WAN
Modem/CSU/DSU 路由器
路由器
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HDLC、PPP、X.25、DDN、FR、ATM、POS
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WAN网络技术 网络技术
Modem： Modem：由于电话系统的普及和标准化，很自然地，数据通信系统开始时使用电话系统作为传送数据
的方式。Modem可以将数据转换为模拟信号转换为数字信号，这样广域上，两台计算机就可以通过电 话网络进行通信了。
MAN的应用与特点
城域网有别于普通窄带话音网络、能在城市范围内提供宽带数据及多媒体业务的 网络。 城域传输网是数据骨干网和长途电话网在城域范围内的业务延伸和区域覆盖，它 以宽带光传输为开放平台，通过各类网关实现话音、数据、图像、多媒体、IP和各 种增值业务及智能业务的接入，并与各运营商的长途网和PSTN互通的本地综合业务 网络。因此可以认为城域传输网最大的特点是宽带。 另外，城域传输网和长途干线网有所不同，城域传输网连接着低速接入网、高速 长途干线网及局间网，其特点是互联程度高、传送的业务种类多、距离则比长途干 线网短得多。
FR(帧中继)：是对X.25的简化与改进，在链路层实现数据单元的快速交换。 FR DDN（数字数据网）：采用数字交叉连接复用设备，基于电路交换，传输质量较高： 数字中继大量采用 DDN
光纤传输系统，用户之间专有固定连接，网络时延小。协议简单： 采用交叉连接技术和时分复用技术， 本身不受任何规程的约束，是全透明网，面向各类数据用户。
Modem/CSU/DSU WAN 路由器 HDLC、PPP、X.25、DDN、FR、ATM、POS 在物理层，DDN、X.25、FR普遍采用V.35、V.24等接口，基于2M及更低速率的物理链路，少
文档密级：内部公开 量FR设备能提供更高速率的接口。 华为文档，未经许可不得扩散 12
Modem/CSU/DSU