第二章 通信网体系结构

第二章
通信网的体系结构
§2百度文库2 OSI参考模型
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计 算 机 A 计 算 机 B
应用程序
通信子网
应用程序
7 6 5 4 3 2 1
应用层 表示层 会话层 运输层 网络层 链路层 物理层 节点 网络层 链路层 物理层
应用层 表示层 会话层 运输层 网络层 链路层 物理层
7 6 5 4 3 2 1
图2.1 OSI参考模型
1. 应用模型 IP网络结构的应用模 型反映了用户与其提 供服务的IP网络之间 的关系。如图2.12所 示。 应用模型定义IP网络 能够支持的各种业务 以及向用户提供的各 种业务的属性。例如 各类应用业务特点、 服务质量和业务类型 的要求。
业务类型
会话型
检索型
消息型
分配型 （用户 参与 控制）
分配型 （用户 不参与 控制） 视 频
IP宽带网的体系结构 主要包括三个方面： 用户模型、系统模型 和技术模型，这三个 模型之间的关系如图2. 11所示。
技术支持 能力要求 标准要求
系统模型 功能与结构
技术要求
技术模型 技术规范
规范支持
图2.11 IP宽带综合网的体系结构框图
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§ 2.4 IP宽带网的体系结构
下面对这三个模型分别加以讨论。
尽力而为 CLS QO S 综合服务 GS EF-PHB 数 据
语 音
差别服务
媒体 AF-PHB
GLS ： 负荷可控业务 GS ： 保证业务
PHB ： 每跳行为 EF ： 快跳前转
AF ： 可确定前转
图2.12 应用模型
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§ 2.4 IP宽带网的体系结构
2. 系统模型 IP网络的系统模型反映了IP网络的网络能力和功能组成，表示IP网 络支持各类应用所需的系统功能要素，互连实体及相互关系，规定了 系统及组成部分的性能参数。 IP网络体系结构的系统模型可以划分为水平方向的实体平面和垂直 方向的逻辑平面， IP网络体系的系统模型从实体平面又进一步可分为核心网(骨干网)、 接入网和用户网。 从逻辑平面可以分为低层能力、IP层能力和高层能力。
CN：用户网
TE：终端设备
图2.14 IP网络基本配置模型的逻辑平面示意图
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§ 2.4 IP宽带网的体系结构
3. 技术模型 IP网络的技术模型是由一系列技术标准和建议构成，技术模型包括用 于规范业务、接口、设备以及相互间关系的参考标准和建议，表述IP 网络中各单元的配置，相互关系和相互作用。 2.4.2 IP网络的基本参考模型 IP网络协议分为高层和底层。底层指电信基础设施提供的传送能力和 IP层提供的交换和路由选择能力。高层则为用户提供多种服务。每一 层协议层都具有自己的用户(U)面、控制(C)面和管理(M)面。 IP层之间需要映射，同等层之间也需要映射，因此需要明确IP网络和 电信网的U、C、M平面之间的关系，以便充分地确定IP网络和电信网融 合后的用户平面、控制平面和管理平面。
高层-U U 第3层（IP） 低层/子层-M
M
低层/子层-C
低层/子层-U
图2.15 IP网络U、C和M之间关系图
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§ 2.4 IP宽带网的体系结构
2. IP网络的分层协议模型 IP网络的协议分层模型如图2.17所 示，这里IP协议是加于各种电信协 议之上的，其中IP协议与下层实际 的电信协议之间的区域表示适配功 能、Qos映射以及所需的汇聚/适配 协议。该模型描述了IP层及其以下 各层之间的叠加关系，IP业务可以 通过帧中继叠加SDH网进行传输也 可以通过ATM的叠加SDH进行传送， 也可以在经过PPP协议处理以后通 过SDH进行传送，物理层则通过 光传送网或无线、卫星、有线 电视传送网对信号进行传送。
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§ 2.4 IP宽带网的体系结构
(1) 实体平面 IP网络的实体平面的 参考框架如图2.13所示， 实体平面划分为核心网、 接入网和用户网。 核心网可进一步划 分为IP层网络功能和电 信网功能，IP能力提供 综合服务和区分服务， 窄带能力包括了3.1kHz 音频信道、电路和分组 模式承载业务，宽带能 力包括异步转移模式， 同步数字系列(SDH)和 光数字系列(PhDH)传送 能力。
或综合控制机制的并行领域中。
2.4.4 IP宽带网络的新发展 传统的IP网络传输技术，是在传统的电信传输技术之上发展(如IP ov er ATM.IP over SHD等)，IP和传统网络之间采用叠加或并行结构， 而新一代IP网络技术，采用全新的集成模型，将第三层IP技术与第二
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§ 2.4 IP宽带网的体系结构
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§ 2.4 IP宽带网的体系结构

由于DWDM光纤通信技术、千兆比高速路由器和ATM交换技术的发展， 使得以IP为基础的计算机网络和以电路交换为基础的电信网络之间业 务相互渗透、相互融合, IP计算机网正在演变成为IP宽带综合网络。
2.4.1 IP宽带网体系结构 的一般框架
业务支持 用户模型 用户需求
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§ 2.4 IP宽带网的体系结构
1. 参考模型中的U，C和M平面之 间的关系、IP网络U、C和M平面的 关系如图2.15所示。 由于IP网络运行在电信基础设施 支持下的IP层协议及相关的协 议(如ICMP)上，IP协议层并没有 特定的用户平面、控制平面和管 理平面。
高层-M
高层-C C
层的硬件交换技术结合在一起，并且使用一个定长的标记作为分 组在网络中传输，它是所需一切处理的唯一的标志。这种技术兼具 了IP的灵活性、可扩展性和ATM等硬件交换技术的高速性能、QoS (服务质量)性能、流量控制性能。这就是新一代IP骨干网络技术— —MPLS(Multiprotocal Label Switching)多协议标记交换技术， 使用这种技术，将不仅能够解决当前网络中存在的大量问题(如N平 方、带宽瓶颈、QoS保证、组播以及VPN支持等问题，而且能够实现 许多崭新的功能(如含量工程、显式路由等)，是一种理想的IP骨干 网技术。
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END
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§2.3 TCP/IP 协议模型
OSI 参考模型 TCP/IP 参考模型
TCP/IP协议模型和OSI
参考模型是目前得到 广泛应用的两种协议
7 应用层 6 表示层 5 会话层 4 运输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层 网络接口层 运输层（ TCP或 UDP） 网络层 IP 应用层（各种 应用层协议如Telnet、 FTP、SMTP等）
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IP （ 现在与未来 ）
帧中继
需要时附 加的 IP 适 配功能 ATM （含ALL ）
SDH/ PDH
光传输网 （OTN ） 或其他物理层技术
图2.17 IP网络的协议分层模式示意图
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2.4.3 IP网和电信网融合的体系结构 IP网和电信网的融合，可以采用两种结构，即叠加体系结构和并行 结构。采用叠加体系结构时，IP叠加在任何下层电信协议之上，如 X.25、帧中继、ATM、ISDN等。IP网络中的不同部分，即不同路由器 之间，可以使用不用的电信协议。 采用并行体系结构时，IP网络与电信网络通过它们内在的应用以 互补和协同工作的方式来提供服务，例如：IP数据业务可以与话音和 /或传真等电信业务并存。基于电信业务的建立是通过一个IP网上的 服务器来触发和控制的，因此，实际的业务被认为存在具有协调
RP 用户网 接入网 RP 骨干网
Z
IP功能 尽力而为
Z
IAPF LAN ANTF IPAF：因特网接入功能 ANTF：接入网传送功能 RP：参考点
综合服务 区分服务
窄带能力 宽带能力
图2.13 IP网络实体平面参考框架示意图
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§ 2.4 IP宽带网的体系结构
(2) 逻辑平面 IP网络体系的系统模型从 逻辑平面可以划分为低 层能力和高层能力，如 图2.14所示。低层能力 又可分为IP网络低层能 力和电信网的低层能力， IP低层能力包括IP地址 的分配和处理及IP网络 中的路由选择能力。电 信能力的低层能力包括 窄带ISDN能力，通过AT M.SDH的宽带传输能力 和公共信道信令传送能 力。
模型，它们之间的对
应关系如图2.10所示。
• 图2.10 TCP/IP模型及与OSI模型的对应关系
• 由图可见OSI模型是一个七层结构，而TCP/IP模型是一个五层结构，其
中TCP/IP的应用层与OSI的应用层相对应，在TCP/IP模型中没有表示层与 会话层，这两层的功能包含在应用层中。TCP/IP层对应于OSI中的传送层， IP层对应于OSI中的网络层，TCP/IP中的网络接入层不能和OSI中的数据 链路层相对应，是指IP网络的接入层，具有独立的通信功能，可以是以 太网、SDH网、ATM网络等。
IP网络的高层能力 号码簿、数据库、 智能代理等
IP网络的低层能力（LLC） IP网络层的LLC 路由器间控制能力 IP能力 TE CN 终端设备 或业务 提供者
LFC
宽带能力
基于64kbit/s的ISDN 能力 交换机间的信令能力
LFC
用户-网络信令
电信网的LLC
LFC：本地功能能力
LLC：低层能力