现代通信网络复习总结.doc

通信网的分类：（1）业务种类分：电话网、数据通信网、广播电视网等（2）所传输的信号形式分：数字网、模拟网（3）服务范围分：本地网、长途网和国际网（4）运营方式分：公共通信网、专用通信网（5）所采用的传输媒介分：有线通信网、无线通信网通信网的基本结构（拓扑）（1）网形网：网内任何两个节点之间均有线路相连（2）星形网：又称辐射网，即一个节点作为辐射点，该点与其他节点均有线路相连（3）复合型网：由网形网和星形网符合而成（4）总线型网：所有节点都连接在一个公共传输通道总线上（5）环形网：（6）线形网：（7）树形网：可以看成是星形拓扑的扩展，节点按层次进行连接，信息交换主要在上、下节点之间进行。通信网的组成1）信息传送 它是通信网的基本任务，传送的信息有三大类：用户信息、信令信息、管理信息，信息传输主要由交换节点、传输系统来完成。（2）信息处理 网络对信息的处理方式对最终用户是不可见的，主要目的是增强通信的有效性、可靠性和安全性。3）信令机制 它是通信网上任意两个通信实体间为实现某一通信任务，进行控制信息交换的机制，如NO.7信令、TCP/IP协议等。（4）网络管理它负责网络的运营管理、维护管理、资源管理，以保证网络在正常和故障情况下的服务质量。是整个网络中最具有智能的部分，已形成的网络管理标准有：电信管理网标准TMN系列，计算机网络管理标准SNMP等。交换技术类型（一）电路交换；（二）分组交换；（三）快速分组交换ATM；（四）IP交换（五）广义交换软交换、光交换、P2P交换“交换”(switching)的含义就是转接把一条电话线转接到另一条电话线，使它们连通起来。（电话网）从通信资源的分配角度来看，“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。 1） 电路交换（Circuit Switching）ITU定义为：“根据请求，从一套入口和出口中，建立起一条为传输信息而从指定入口到指定出口的连接”。电路交换是一种电路间的实时交换，所谓实时，是指任意用户呼叫另一用户时，应立即在两用户之间建立通信电路的连接，这时通信网内的相关设备和线路都被这一对用户占用着，不能再为其他用户服务，这种在一次呼叫中由通信网根据用户要求在指定的呼叫路由上固定分配设备的交换方式，称之为电路交换方式。采用电路交换的通信网工作方式：为任一个发起呼叫的主叫用户提供一条临时的专用的物理通路，它是由通路上各交换设备内部在空间上或时间上完成电路交换而构成的（空分和时分），为主叫和被叫之间建立起来的一条直通线路。 由电路交换而实现通信的三个阶段：呼叫建立阶段、话音传输或数据传输阶段、连接释放阶段。 电路交换的主要特点：话音或数据的传输时延小且无抖动，“透明”传输。无需存储、分析和处理、传输效率比较高；但是，电路的接续时间较长，电路资源被通信双方独占，电路利用率低。时分复用（TDM）与频分复用（FDM）（2）分组交换（Packet Switching） 分组交换也称包交换，它将用户的一整份报文分割成若干数据块，即分组。 分组交换是一种综合电路交换和报文交换的优点而又尽量避免两者的缺点的第三种交换方式。它的基本原理是“存储转发”，是以更短的、被规格化了的“分组”为单位进行交换、传输。 分组交换相对于电路交换的方式来说，具有高效、灵活、迅速、可靠等特点。分组交换的最基本思想是实现通信资源的共享，但是，分组交换会造成较大的时延及其抖动，不能很好的满足实时通信的需要。分组在发送端，先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段。 每一个数据段前面添加上首部构成分组分组交换网以“分组”作为数据传输单元。依次把各分组发送到接收端（假定接收端在左边）每一个分组的首部都含有地址等控制信息。分组交换网中的节点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个节点交换机。用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。接收端收到分组后剥去首部还原成报文。最后，在接收端把收到的数据恢复成为原来的报文。这里我们假定分组在传输过程中没有出现差错，在转发时也没有被丢弃在路由器中的输入和输出端口之间没有直接连线。 路由器处理分组的过程是：把收到的分组先放入缓存（暂时存储）；查找转发表，找出到某个目的地址应从哪个端口转发；把分组送到适当的端口转发出去。分组交换带来的问题分组在各结点存储转发时需要排队，这就会造成一定的时延。 分组必须携带的首部（里面有必不可少的控制信息）也造成了一定的开销。 分组交换的两种形式:数据报和虚电路面对新的用户需求及通信环境，尤其是光纤通信技术的巨大成就，分组交换也在不断地进步，出现了帧中继、ATM等快速分组交换技术，其应用领域也从数据通信的领域延伸到传统的视频、电话通信领域。 快速分组交换是一个概念，它包含多种不同的实现方式，且所有的方式都有一个共同的特征，就是具有最小网络功能的分组交换。即：通过定义一个短而固定长度的分组，简化网络内部节点对分组的识别与转发、差错检验、流量控制等操作，提高了转发的效率和业务的吞吐量，支持业务对时间透明性和语义透明性的要求。 ATM（异步转送方式）是ITU-T使用的正式名称，ATM交换技术是以固定长度的信元作为信息传输单位，以统计复用的方式占用信道资源，支持宽带信息交换、不同速率的各种业务，以面向连接的方式保持了电路交换实时性的优点，以短分组化的方式保持了分组交换网络资源利用率高的优点，它是一种适合话音、数据与图像业务的综合交换技术。ATM优缺点优点：高速、高吞吐率、低时延、Qos保证,适合话音、数据与图像业务综合交换。缺点：技术复杂、桌面业务开发欠缺导致应用缓慢应用：骨干交换网、VLAN、电路仿真等IP交换 是Internet的基本思想，建立统一协调的、能够共享服务的通信系统，其实现方法是在低层网络技术与高层应用程序之间采用TCP/IP协议，从而抽象和屏蔽硬件细节，向用户提供通用的网络服务，由于提供了统一的IP地址，从而屏蔽了下层物理网络地址的差异性，统一了异种网络地址，保证了异种网络的互通。 目前，Internet正在向宽带IP网络发展，提供数据、语音、视频等多媒体综合业务。为了克服传统分组交换不能保证服务质量的缺点，宽带IP网络借鉴了ATM等快速分组交换的思想，通过在IP分组上打标记、用硬件实现标记交换、智能流量管理等方法，达到快速转发分组、提高服务质量的目的。1.2.1 网络互连的基本概念与基本形式1） 基本概念 网络互连是现代通信网络的核心内容，也是现代通信网络的重要技术基础。互连是由各种网络参照一定的规范标准，使用一定的连接设备而构成新的更大的网络，实现最大限度的互连。 互连在一起的网络要能进行通信才有价值，而要实现通信又必须解决传输、交换、终端三大要素的问题。 不同的寻址方式、不同的分组最大长度、不同的网络接入机制、不同的超时控制、不同的差错恢复方法、不同的状态报告方法，不同的路由选择技术、不同的用户接入控制、不同的服务（面向连接服务或无连接服务），不同的管理与控制方式等，都是为了解决网络的连接、网络的互连、互通问题。 开放的系统互连参考模型（OSI-RM）是网络互联的理论基础，两个网络可以在不同层次上的互连。2） 基本形式 网络互连要通过一个中间系统，OSI的术语称之为中继（relay）系统，根据中继系统所在的层次，可以有以下几种方式： 物理层中继系统，即转发器（Repeater），是最简单的网络连接设备，不具有过滤功能，只对所连接的网段进行信息流的简单复制，在OSI的第一层实现局域网（LAN）的连接。 数据链路层中继系统，即网桥和桥接器（Bridge），网桥具有过滤功能，能对输入的数据帧进行分析，并根据信宿的MAC地址来决定数据的传送，另外，还具有高协议的透明性，适合广域网WAN的连接。 网络层中继系统，即路由器（Router），其实就是一台专用计算机，是一种主要的网络节点设备，工作在IP层，具有互连多个子网、网络地址的判断、最佳路由的选择、数据处理和网络管理功能，可以提供不同的类型（LAN、WAN）、不同速率的链路或子网接口。 在网络层以上的中继系统，即称网关（Gateway），又称网间连接器、信关或联网机，用于连接不同工作协议的主机设备，能通过在各种不同协议间的转换，实现网络间的互连。与其他互连网络设备不同的是，网关只需要在某一高层的协议相同，不需要关心低层的协议，若高层协议不同则需要进行协议的转换。1） 速率比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。Bit 来源于 binary digit，意思是一个“二进制数字”，因此一个比特就是二进制数字中的一个 1 或 0。速率即数据率(data rate)或比特率(bit rate)是计算机网络中最重要的一个性能指标。速率的单位是 b/s，或kb/s, Mb/s, Gb/s 等速率往往是指额定速率或标称速率。 “带宽”(bandwidth)本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或 b/s (bit/s)。 吞吐量(throughput)表示在单位时间内通过某个网络（或信道、接口）的数据量。吞吐量更经常地用于对现实世界中的网络的一种测量，以便知道实际上到底有多少数据量能够通过网络。吞吐量受网络的带宽或网络的额定速率的限制。 传输时延（发送时延 ） 发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。也就是从发送数据帧的第一个比特算起，到该帧的最后一个比特发送完毕所需的时间。 发送时延 = 数据块长度（比特）/信道带宽（比特/秒）传播时延 电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。 信号传输速率（即发送速率）和信号在信道上的传播速率是完全不同的概念。 处理时延 交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。 排队时延 结点缓存队列中分组排队所经历的时延。 排队时延的长短往往取决于网络中当时的通信量。总时延 = 发送时延+传播时延+排队时延+处理时延对于高速网络链路，我们提高的仅仅是数据的发送速率而不是比特在链路上的传播速率。 提高链路带宽减小了数据的发送时延。时延带宽积 = 传播时延带宽链路的时延带宽积又称为以比特为单位的链路长度。 信道利用率指出某信道有百分之几的时间是被利用的（有数据通过）。完全空闲的信道的利用率是零。网络利用率则是全网络的信道利用率的加权平均值。信道利用率并非越高越好。时延与网络利用率的关系根据排队论的理论，当某信道的利用率增大时，该信道引起的时延也就迅速增加。 若令 D0 表示网络空闲时的时延，D 表示网络当前的时延，则在适当的假定条件下，可以用下面的简单公式表示 D 和 D0之间的关系： U 是网络的利用率，数值在 0 到 1 之间。 通信网络中，协议的定义是通信网络中实体之间有关通信规则约定的集合。协议有三个要素，即：（1）语法（Syntax）：数据与控制信息的格式、数据编码等。（2）语义（Semantics）：控制信息的内容，需要做出的动作及响应。（3）时序（Timing）：事件先后顺序和速度匹配。将网络层次结构模型与各层协议的集合定义为通信网络体系结构 关于开放系统互连参考模型OSI/RM层数多少要适当 若层数太少，就会使每一层的协议太复杂。层数太多又会在描述和综合各层功能的系统工程任务时遇到较多的困难。网络的体系结构(architecture)是网络的各层及其协议的集合。 体系结构就是这个网络及其部件所应完成的功能的精确定义。实现(implementation)是遵循这种体系结构的前提下用何种硬件或软件完成这些功能的问题。体系结构是抽象的，而实现则是具体的，是真正在运行的计算机硬件和软件。 TCP/IP 是四层的体系结构：应用层、运输层、网际层和网络接口层。但最下面的网络接口层并没有具体内容。因此往往采取折中的办法，即综合 OSI 和 TCP/IP 的优点，采用一种只有五层协议的体系结构 。 应用层(application layer) 运输层(transport layer) 网络层(network layer) 数据链路层(data link layer) 物理层(physical layer) 应用进程数据先传送到应用层加上应用层首部，成为应用层 PDU应用层 PDU 再传送到运输层加上运输层首部，成为运输层报文运输层报文再传送到网络层加上网络层首部，成为 IP 数据报（或分组）IP 数据报再传送到数据链路层加上链路层首部和尾部，成为数据链路层帧数据链路层帧再传送到物理层最下面的物理层把比特流传送到物理媒体电信号（或光信号）在物理媒体中传播从发送端物理层传送到接收端物理层物理层接收到比特流，上交给数据链路层数据链路层剥去帧首部和帧尾部取出数据部分，上交给网络层网络层剥去首部，取出数据部分上交给运输层运输层剥去首部，取出数据部分上交给应用层应用层剥去首部，取出应用程序数据上交给应用进程服务质量总体要求（1）可访问性：网络保证合法用户随时能够快速、有保证的接入到网络获取信息服务，并在规定的时延内传递信息的能力，影响其主要的因素有：网络的物理拓扑结构、可用资源、设备的可靠性等，实际中常用接通率、接续时延等指标来评定。（2）透明性：网络保证用户业务信息准确、无差错传送的能力，实际中常用用户满意度和信号的传输质量来评定。（3）可靠性：整个通信网连续、不间断的稳定运行的能力，网络的可靠性设计不是追求绝对可靠，而是在经济性、合理性的前提下，满足业务服务质量即可2） 电话网的服务质量接续质量：反映了接续用户通话的速度和难易程度，用接续损失（呼叫损失率-呼损）和接续时延来度量。传输质量：反映了传输话音的准确程度，用响度、清晰度、逼真度来衡量。稳定性质量：反映了电话网的可靠性，使用可靠性指标。3） 数据网的服务质量服务可用性：用户与网络间服务连接的可靠性。传输时延和时延变化（抖动）吞吐量（平均和峰值速率）分组丢失率和分组差错率可靠性指标主要有以下几种：失效率：单位时间内发生故障的概率，用 表示。平均无故障时间（MTBF）：相邻两个故障发生的间隔时间的平均值， 平均修复时间（MTTR）：修复一个故障的平均处理时间， 系统不可利用度（PU）：在规定时间和条件内，系统丧失规定功能的概率，通常设系统稳定运行时：（1）ITU-T：电信标准化部门，前身为CCITT，负责研究通信技术准则、业务、资费、网络体系结构等。（2）ITU-R：无线电通信部门，研究无线通信的技术标准、业务等，同时也负责登记、公布、调整会员国使用的无线频率。（3）ITU-D：电信发展部门，负责组织和协调技术合作及援助活动，以促进电信技术的全球发展。 ISO 专门的国际标准化组织，电话网的特点有以下几点： (1) 同步时分复用。在电话网中，广泛采用同步时分复用方式。它是将多个用户信息在一条物理传输媒介上以时分的方式进行复用，来提高线路利用率。在复用时，每个用户在一帧中只能占用一个时隙，且是固定的时隙，因此每个用户所占的带宽是固定的。这一点与话音通信的恒定速率是相适应的。 (2) 同步时分交换。在交换时，直接将一个用户所在时隙的信息同步地交换到对端用户所在时隙中，以完成两用户之间话音信息的交换。 (3) 面向连接。在用户开始呼叫时，要为两用户之间建立起一条端到端的连接，并进行资源的预留(预留时隙)。这样，在进行用户信息传输时，不需要再进行路由选择和排队过程，因此时延非常小。电路交换的基本过程包括呼叫建立、信息传输(通话)和连接释放三个阶段，(4) 对用户数据透明传输。透明是指对用户数据不做任何处理，因为话音数据对丢失不敏感，因此网络中不必对用户数据进行复杂的控制(如差错控制、流量控制等)，可以进行透明传输A电话网的等级结构 网络的等级结构是指对网中各交换中心的一种安排。从等级上考虑，电话网的基本结构形式分为等级网和无级网两种。等级网中，每个交换中心被赋以一定的等级，不同等级的交换中心采用不同的连接方式，低等级的交换中心一般要连接到高等级的交换中心。在无级网中，每个交换中心都处于相同的等级，完全平等，各交换中心采用网状网或不完全网状网相连。B我国电话网结构 我国电话网采用分级网结构，包括长途电话网和本地电话网两大部分。我国电话通信网过去长期采用五级网结构，其中长途电话网采用四级网络结构。随着通信技术的发展、长途骨干光缆的敷设和本地电话网的建设，我国长途电话网的等级结构已由四级逐步演变为两级，整个电话网相应地由五级演变为三级，即两级长途交换中心和一级本地交换中心。而且，将来的长途电话网将进一步演变为动态无级网，整个电话网也将由长途电话网、本地电话网和用户接入网三个层面组成。在这种组网结构中，长途网将采用动态路由选择，本地网也可采用动态路由选择，用户接入网将采用环状结构并实现光纤化和宽带化。长途通信网国内长途电话网 长途电话网由各城市的长途交换中心、长市中继线和局间长途电路组成，用来疏通各个不同本地网之间的长途话务。长途电话网中的节点是各长途交换局，各长途交换局之间的电路即为长途电路。 A长途网等级结构 二级长途网的结构如图2.5所示。二级长途网由DC1、DC2两级长途交换中心组成，为复合型网络。DC1为省级交换中心，设在各省会城市，由原C1、C2交换中心演变而来，主要职能是疏通所在省的省际长途来话、去话业务，以及所在本地网的长途终端业务。 DC2为市级中心，设在各地区城市，由原C3、C4交换中心演变而来，主要职能是汇接所在本地网的长途终端业务。 A路由的概念 电话网中的路由，是指在电话网中，源节点和目的节点之间建立的一个传送信息的通路。它可以由单段链路组成，也可以由多段链路经交换局串接而成。而所谓链路，是指两个交换中心节点间的一条直接电路或电路群。B路由的分类 电路是根据不同的呼损指标进行分类的。所谓呼损，简单讲，是指在用户发起呼叫时，由于网络或中继的原因导致电话接续失败，这种情况叫做呼叫被损失，简称呼损。它可以用损失的呼叫占总发起呼叫数的比例来描述(这只是表述呼损的方法之一)。按链路上所设计的呼损指标不同，可以将电路分为低呼损电路群和高效电路群。 低呼损电路群上的呼损指标应小于1%，低呼损电路群上的话务量不允许溢出至其他路由。所谓不允许溢出，是指在选择低呼损电路进行接续时，若该电路拥塞，不能进行接续，也不再选择其他电路进行接续，故该呼叫就被损失，即产生呼损。因此，在网络规划过程中，要根据话务量数据计算所需的电路数，以保证满足呼损指标。而对于高效电路群则没有呼损指标，其上的话务量可以溢出至其他路由，由其他路由再进行接续。 A路由选择概述 路由选择也称选路(Routing)，是指一个交换中心呼叫另一个交换中心时在多个可能的路由中选择一个最优的。对一次呼叫而言，直到选到了可以到达目标局的路由，路由选择才算结束。 B路由选择原则 不论采用什么方式进行选路，都应遵循一定的基本原则，主要有以下几方面： (1) 要确保信息传输质量和信令信息的可靠传输； (2) 有明确的规律性，确保路由选择中不会出现死循环； (3) 一个呼叫连接中串接的段数应尽量少； (4) 不应使网络设计或交换设备过于复杂； (5) 能在低等级网络中疏通的话务量，尽量不在高等级交换中心疏通 A长途网路由选择 我国长途网采用等级制结构，选路也采用固定等级制选路。这里，请注意区分这两个不同的概念，等级制结构是指交换中心的设置级别，而等级制选路则是指在从源节点到宿节点的一组路由中依次按顺序进行选择。依据有关体制，在我国长途网上实行的路由选择规则有： (1) 网中任一长途交换中心呼叫另一长途交换中心时所选路由局向最多为三个。 (2) 路由选择顺序为先选直达路由，再选迂回路由，最后选最终路由。 (3) 在选择迂回路由时，先选择直接至受话区的迂回路由，后选择经发话区的迂回路由。所选择的迂回路由，在发话区是从低级局往高级局的方向(即自下而上)，而在受话区是从高级局往低级局的方向(即自上而下)。 (4) 在经济合理的条件下，应使同一汇接区的主要话务在该汇接区内疏通，路由选择过程中遇低呼损路由时，不再溢出至其他路由，路由选择即终止。2.7 公用数据网PSTN的构成（公用电话交换网） PSTN有市内电话网和长途电话网两部分组成，通过拨号自动接通线路，可进行市内（本地）之间的通信，也可实现不同城市和地区间的通信在PSTN上进行数据传输的限制1）传输速率低（2）传输差错率高，比特误码率在10-310-5之间（3）受传输距离的限制，多段转接的长途线路，群延时失真叠加使信道恶化，需采用大量的均衡电路，来保证传输质量，另外，经济上不一定合算，受距离长短，费率不一致（4）接通率低电路交换网（CSDN）直接电路切换方式分组交换网（PSDN）存储转发方式电路交换的特征： 使用物理连接来实现信号通路的接续（如：空分方式的开关接点的闭合和断开；时分方式中的时间片的分配等） 传输通路接通后，控制电路与信息传输无关 电路接通后，传输延时固定不变 网络所提供的服务是比较低级的，仅提供透明传输比特流的功能，面对传输中出现的差错、对用户信息的编译码方法、信息格式等不加任何限制 对于数据“断续”传输时，线路利用率低，费用高 电路交换受到两方面的限制： A、B两个站必须同时可用 A、B两个站之间的网络部分必须有资源可用，且专用 根据以上情况，需要寻找另一种适合数据传输交换的方法，就是交换数据的逻辑单位称之为报文。 其基本思想是：“存储转发”。 其特点是：没有拨号呼叫建立电路的过程，报文完全由报头中的终点地址控制到达地点，交换机收到一份报文后，首先对包头进行分析处理以确定路由。链路效率较高不要求两端的设备同时可用在电路交换中，通信量变得很大时，某些呼叫将会被阻塞，而报文交换，仍可以接收报文，只是转发延时会增加报文交换可以一发多收可建立优先级别在网络中可以建立对报文的差错等控制过程还可以执行速率和码制的转换随着报文长短的不一致，造成报文传输时延不确定，同时过长的报文的差错控制的能力和传输效率将产生下降，同样报文交换不适应于会话型的业务2） 分组交换（packet) 分组交换是一种将报文交换和电路交换的优点结合起来，同时又将两者的缺点减少到最小的一种交换方式。分组与报文最大差别：是分组交换网中入网的数据单元的长度是受限制的，最大长度通常是1000比特到几千比特，对于大于最大长度的报文，必须将它们分成较小的数据单元（数据包），然后逐次发出。分组交换也属于“存储转发”交换方式只是传输的是短得多的、规格化的“分组”。 ITU-T规定：分组包含了数据和呼叫控制信号（地址）的二进制数，将它们作为一个整体加以转送，这些数据、控制信号以及可能附加的差错控制信息是按照规定格式排列的。 交换过程：交换机收到一个分组后就把它暂存起来，然后根据分组中的地址信息、中继电路的忙闲、队列的长短等，选择一条最佳的路由，将该分组在此路由的队列中排队等待，轮到该分组时就将它按预定的路由发送到下一个交换机，直至将分组交给收信终端。 在分组交换网中处理信息的传输存在两种不同的方式： 数据报（datagram） 虚电路（Virtual circuit)（1）数据报在这种方式中，单独处理每一个分组（2）虚电路 A与E之间建立一条逻辑连接虚电路每个分组都包含了一个虚电路标识符，表明了所走的虚电路。 （3）数据报与虚电路两种方式的比较 a虚电路方式是面向连接的通信方式，开始时，需发送一个呼叫请求分组已建立端到端的网络层的连接；而数据报不是面向连接的通信方式，无需先建立连接。数据报方式要求每一个分组都带有源地址和目的地址，以便网络为每一个分组选择路由，对节点的处理能力要求较高；而虚电路仅在连接阶段才需要全套地址，虚电路建立后，使用虚电路标识符逻辑信道号来区别不同的虚电路上的分组，开销比较省。虚电路各分组按原有的顺序到达终点；而数据报则不能保证这一点。d. 当节点和链路发生故障时，或局部地区流量过大，节点不胜负载时，数据报各分组可根据当时情况绕过这一点，从安全性和均衡网络负载方面来看是较理想的；而虚电路一开始就确定了路由，因而灵活性就较差。虚电路和数据报可以应用于通信子网的内部和外部，所谓的内部是指网络内部交换节点之间的连接，外部是指用户到网络的接口，可有四种不同的组合方式： 外部虚电路，内部虚电路；外部虚电路，内部数据报；外部数据报，内部虚电路；外部数据报，内部数据报。统计时分复用技术：时分复用分为：同步时分复用和统计时分复用，同步时分复用中，每一帧的中的时隙固定的分配给某一终端，但对于某一终端来说，部分时间内可能并没有数据传输，这是的一帧中的很多时隙被浪费；提高信道利用率的方法是采用统计时分复用，也称为异步时分复用或智能时分复用，在统计时分复用中，把时隙动态的分配给各个终端，即当终端有数据传输时，才会分配到时隙。 X.31协议：ISDN对分组式终端的支持协议。 X.32协议：分组方式操作和经过交换电话网、综合业务数字网或电路交换公用数据网接入PSDN时的DTE和DCE之间的接口。 X.75协议：在不同分组网之间的通信接口。 ITI（交互终端接口），它是基于ITU-T建议X.3，X.28，X.29基础上的异步交互终端通信标准。 X.3：有关公用数据网的分组装拆设备（PAD）的协议。 X.28：起止式数据设备接入处于同一国家的公用数据网的分组装拆设备（PAD）所使用的DTE/DCE接口协议。 X.29：在分组装拆设备（PAD）与分组型DTE或另一PAD之间交换控制信息和用户数据的协议。第三章 公众数据网 所谓公众数据网就是采用分组交换技术实现数据在连入网络的DTE间传输、处理的通信网。在网络中，一个分组从源节点传送到目的节点过程中，不仅涉及到该分组在网络内所经过的每个节点交换机之间的通信协议，还涉及到发送DTE、接收站与所连接的节点交换机之间的通信协议。ITU-T为分组交换网制定了一系列通信协议。其中最著名的标准是X.25协议，因此通常将分组交换网简称X.25网。 它为利用分组交换的数据传输系统在DTE和DCE之间交换数据和控制信息规定了一个技术标准（规程）。该规程包含数据传输通路的建立、保持和释放，数据传输的差错控制和流量控制，具体定义了帧（Frame）和分组（Packet）结构，循环码校验（CRC）和确认过程，逻辑信道号（LCN）和虚电路（VC），帧序列控制和窗口（Window）机制，基本业务和可选业务等，但X.25中不包含路由计算。 X.25是数据终端设备（DTE）和数据电路设备（DCE）之间建立通信联系的接口，要求通过数据网进行通信的DTE与网络接入设备DCE之间建立X.25接口，网络则处理两个DCE之间的数据传送。3.1.2 X.25层次结构和PDU X .25建议是国际上第一个使用层次结构概念的通信协议，它将公用数据网的通信功能划分为三个相互独立的层次，分别称为物理层、数据链路层和分组层，与OSI模型的下三层一一对应。X .25的每一层的通信实体只利用下一层所提供的服务。每一层接收到上一层的信息后，加上控制信息（如分组头、帧头），最后形成在物理媒体上传送的比特流。在接口的对等层之间的通信是通过对等层间的协议来实现的。X .25的三层协议为DTEDCE之间的高层通信协议提供了可靠的基础 。GFI通用格式识别符LCGN逻辑信道群号LCN逻辑信道号分组头可以分为三个部分组成：（） 通用格式识别符（GFI），由分组头的第一个字节的第85位组成，它为分组定义了一些通用的功能，GFI的格式如图2.11所示。其中Q比特用来区分传输的分组包含的是用户数据还是控制信息，前者Q=0，后者Q=1。D=0，表示数据分组由本地确认（DTEDCE接口之间确认），D=1表示数据分组进行端到端（DTE和DTE）确认。第6、5比特SS=01表示分组的顺序编号按模8方式工作，SS=10表示按模128方式工作。（）逻辑信道群号和逻辑信道号（LCGNLCN）共12比特，用以区分DTEDCE接口中许多不同的逻辑子信道。其中LCGN为高4比特，LCN为低8比特。可提供4095个逻辑信道号。（）类型识别符的内容指定了分组的类型。 对于某些分组它也指出了分组的顺序编号（即发送顺序号和接收顺序号），用这种编号可以在分组之间建立逻辑连接，通过对编号分组的确认保证分组传输的正确性和实现分组层的流量控制。3.2 帧中继(FR)帧中继特点（1）帧中继对协议进行了简化，取消了第二层的流量控制和差错控制，这部分功能由高层协议实现。（2）由于取消了原来的第二层处理，原来的第三层的对于逻辑连接的复用和交换移到了第二层。（3）通过独立于用户数据的逻辑通道传送呼叫控制信令，因此在中间节点不需要与呼叫控制相关的状态和处理信息。 帧中继提供的逻辑连接分为永久虚电路和交换虚电路。永久虚电路是指帧中继终端之间建立永久的虚电路连接；交换虚电路是指在两个帧中继终端之间通过呼叫建立的虚电路，终端通过呼叫清除操作来拆除该虚电路。C/R：命令/响应比特，该比特通过FR网络被透明传递；EA：地址字段扩展比特，按照字节扩展，最后一个字节的EA置“1”，前面的字节的EA均置“0”；FECN：前向拥塞通知，用于通知用户启动拥塞控制程序，说明与载有FECN指示的帧同方向的信息量情况；BECN：后向拥塞通知，用于拥塞控制，说明与BECN载有指示的帧反方向的信息量的情况；DE：可丢弃指示比特，置“1”，说明该帧在网络发生拥塞时，可考虑丢弃，便于网络执行带宽管理；DLCI：数据链路连接标识符，用于识别用户一网络接口或网络间接口上的虚电路（PVC）连接；信息字段（I）：应能支持协商的帧信息字段最大字节数至少为1600。1）ISDN的基本概念DSPC数字交换程序控制IDN综合数字网，IDN的交换节点为DSPC，节点间采用数字传输，用户接入网络节点的一端为模拟信号传输，它们是一种业务一种网。ISDN人们希望提供一种技术，是各种用户业务，均通过一种通信网来实现，用户只需一次申请，仅用一条用户线将多种或多功能的终端接入网内同时进行通信，并且以全数字的信号形式进行传输、交换。定义： 由电话综合数字网演变而成，提供端到端的数字连接，以支持一系列广泛的业务（话音和非话音），它为用户进网提供一组有限的标准多用途用户网络接口。ITU-T在1984年提出的I系列建议归纳为以下几点：（1）是在电话IDN的基础上发展起来的，是一种可用不同方式向用户提供多种业务的电信网络。（2）实现端到端的数字连接。（3）用户可用一组标准多用途的用户/网络接口接入网络。（4）具有信息处理、综合的网络功能，可根据需要选择网络功能。定义：低层的信息传送业务，是网络向用户提供信息传送（话音、数据、图像等）业务，与终端类型无关。承载业务类型：电路方式：话音业务，二类/三类传真业务以及超高速传真和电视图像业务等 分组方式：虚呼叫和永久虚电路 用户终端业务定义：由网络和特定的终端向用户提供的各种应用业务。ISDN提供的用户终端业务：1、数字电话；2、智能用户电报；3、4类传真； 4、可视图文.附加业务定义：在承载业务和终端业务之外提供的补充性业务；提供的附加业务：来电显示、呼叫转移、遇忙转移、三方通信、收费通知等N-ISDN存在着两个局限性：用户接入网络通信的速率只能限制在2Mbps以下信息交换的方式是固定时隙（带宽）的TDM方式 应该说B-ISDN是N-ISDN的发展，由于B-ISDN采用了STDM的方式，能处理高速率的用户信息的交换设备，ATM技术就是目前较流行的一种，是将时分交换与统计复用融合在一体的新的转送方式。1）ATM的基本概念传递模式：在电信网络中使用的传输、处理、复接和交换方式的整体传统的程控交换机采用的是同步、时隙为单位的电路传递模式；分组交换机则是一种“Packet”为单位的分组交换传递模式；而ATM是一种新型的传递模式，其结合了前两种传递模式的优点的一种演进，在这一模式中信息被组成固定的长度的信元，来自某用户一段信息的各信元并不需要周期性的出现，即异步。ATM的信元（Cell）是一种固定长度的数据分组信头为此信元的路径信息和其它的控制信息ATM也使用了虚电路的概念，以提高信息的使用效率，面向连接方式 虚路径 VPATM系统中的虚电路 STM和ATM同步传送方式(STM)由N路原始信号复合成的时分复用信号各路原始信号都是按一定时间间隔周期性出现，所以只要根据时间就可以确定现在是哪一路的原始信号。异步传送方式(ATM)各路原始信号不一定按照一定的时间间隔周期性出现，需要另外附加一个标志来标明某一段信息属于哪一段原始信号。 在电路交换网中、在分组交换网中、在ATM交换网中各自的实质：在电路交换网中：用户使用固定的通信速率（64Kbps），并且延时不大于某定值；在分组交换网中，一条虚电路的数据吞吐量随时可变，时延也不相同 ；在ATM中，用户占用一条虚电路（VP或VC）前可以申请自己所需要的业务质量（如最大通信率、平均通信速率以及时延要求等），ATM系统接受了用户的申请后，将按照这个业务质量来提供VP和VC。 ATM存在的缺点 ATM 的一个明显缺点就是信元首部的开销太大，即 5 字节的信元首部在整个 53 字节的信元中所占的比例相当大。ATM 的技术复杂且价格较高。ATM 能够直接支持的应用不多。10 千兆以太网的问世，进一步削弱了 ATM 在因特网高速主干网领域的竞争能力。 虚通道 VC（b）ATM的体系结构 ATM的协议参考模型不同于OSI参考模型，也不同于TCP/IP模型，它是由有用户、控制面，层管理面，面管理面组成：用户面：提供用户数据传输功能控制面：负责连接的建立的呼叫控制和负责连接建立后的 监督与维护的连接控制管理面：面管理协调各层面的运行；层管理执行有关各协定实体内资源与参数的管理ATM 连接用两级标号来识别虚电路。虚信道标识 VCI (Virtual Channel Identifier)虚通路标识符 VPI (Virtual Path Identifier) IP5.3 子网络的分割5.3.1 目的 子网络的分割就是将A、B、C类IP地址分割成较小的地址块，以便更有效地使用它们。 IP地址空间的利用率有时很低，一个A类地址网络可连接的主机数超过1000万，而每一个B类地址网络可连接的主机数也超过6万，然而有些网络的对连接在网络上的主机数是有限制的，如10BASE-T规定了最大节点数只有1024个。 给每一个物理网络分配一个网络号会使路由表变得太大而使得网络性能变 两级IP地址不够灵活，有些情况，需要开通一个新的网络，在没有申请到新的IP地址前，新增的网络是无法接到Internet上去的。从1985年起的IP地址中又增加了一个“子网号字段”，是两级IP地址变为三级IP地址，这就是划分子网，或子网寻址或子网路由选择。划分子网，增加了灵活性，但减少了能够连接在网络上的主机总数 划分子网的思路：可将所属的物理网络划分为若干子网，且这是一个内部的事情，本单位以外的网络是看不见这个网络是由多少个子网组成的，对外仍表现为一个网络，这样两级IP地址在本单位就变为三级IP地址： IP地址:=,1 传送网基本概念传送网是由线路设施、传输设施等组成的，是为信息业务提供所需传送承载能力的通道。长途传输网、本地传输网、接入网均属于传送网。2 支撑网的介绍包括同步网、信令网和管理网。通过支撑网可传递和处理相应的监测和控制信号。 信令就是通信设备(包括用户终端、交换设备等)之间传递的除用户信息以外的控制信号。任何通信网都离不开信令，信令系统是通信网的神经系统。信令按其传送方式分为随路信令和共路信令。 信令网就是传输信令信号的网络信令网的组成包括：信令点(SP)，信令转接点(STP)，信令链路。 同步网是在通信设备间提供基准定时信号的网络，以实现交换和传输设备之间时钟信号速率的同步。同步网是通信网正常运行的基础。同步是指信号之间在频率或相位上保持某种严格的特定关系，也就是它们相对应的有效瞬间以同一个平均速率出现。 A. 网同步设备和定时分配链路节点时钟设备有独立型定时供给设备、混合型定时供给设备两种。定时分配有局内定时分配和局间定时分配两种B. 同步技术同步技术分为两类：准同步和同步 准同步方式中各交换节点的时钟是彼此独立的，但它们的频率精度要求保持在极窄的频率容差之中，网络接近与同步工作状态； 主从同步指数字网中所有节点都以一个规定的主节点时钟为基准，主节点之外的所有节点或者是从经过中间节点转发后的数字链路上接收主节点送来上的定时基准，然后将节点的本地振荡器相位锁定到接收的定时基准上，使节点时钟从属于主节点时钟，定时基准由树形结构传输链路的数字信息来传送； 相互同步方式是指数字网中没有特定的主节点和时钟基准，网中的每一个节点的本地时钟通过锁相环路受所有接收到的外来数字链路定时信号的共同加权控制，因此，该锁相环是一个具有多个输入信号的环路，而相互同步网构成是将多输入锁相环相互连接的一个复杂的多路反馈系统，在相互同步网中各节点时钟的相互作用下，如果网络的参数选择合适，网中的所有节点时钟最后将达到一个稳定的系统频率，从而实现全网同步。 外时间基准同步方式是指数字通信网中所有节点的时间基准依赖于该节点所能接收到的外来基准信号，通过将本地时钟锁定到外来时间基准信号的相位上，来达到全网定时信号的同步。 我国采用四级主从同步网结构，确定数字同步网中时钟等级的基本原则是该时钟所在通信局（站）数字通信网中的地位和在数字同步网中所处的等级。 第一级：是数字同步网中最高质量的时钟是网内时钟的唯一基准，采用铯原子钟组。 第二级：具有保持功能的高稳定度时钟，可以是高稳定度晶体钟。一级和二级长途交换中心（C1和C2）用二级A类时钟，三级和四级长途交换中心（C3和C4）采用二级B类时钟。二级B类时钟应受二级A类时钟的控制。 第三级：具有保持功能的高稳定度晶体时钟，设置在本地网中的汇接局（Tm）和端局（C5）。 第四级：一般晶体时钟。设置在远端模块局和用户交换机（PABX）。