通信网络-1：绪论

1、课程名称：现代计算机网络原理教材：宽带通信网络原理 龚向阳等 北京邮电大学出版社 高速网络与互联网性能与服务质量 美William Stallings 电子工业出版社教师：冯穗力 87112490 FengSL成绩分布：实验大作业占30 期末考试占702008 Copyright 1SCUT DT&P Labs主要内容：1、通信与计算机网络技术的发展2、ATM（异步传输模式）网络原理3、TCP/IP协议体系结构4、TCP/IP网络层与传输层主要技术5、IP的组播技术6、IP的服务质量（QoS）控制技术7、IP交换技术2008 Copyright 2SCUT DT&P Labs主要内容（续）：8

2、、多协议标签交换（MPLS）技术9、移动IP10、IPv611、网络的性能分析仿真建模12、拥塞控制与通信量管理2008 Copyright 3SCUT DT&P Labs主要参考书目1、A. S. Tanenbaum, Computer Networks （英文） Prentice Hall & 清华大学出版社 2、B. A. Forouzan & S. C. Fegan, TCP/IP Protocol Suite （TCP/IP协议族） （英文、中文（谢希仁译） Prentice Hall & 清华大学出版社3、P. T. Ammann, Managing Dynamic IP Netw

3、orks （管理动态IP网络） （英文） McGrawHill & 清华大学出版社4、J. D. Solomon Mobile IP （移动IP） Prentice Hall & 清华大学出版社 （英文）5、C. Huitema IPv6 The New Internet Protocol Prentice Hall & 清华大学出版社 （英文）2008 Copyright 4SCUT DT&P Labs通信网络_1绪 论2008 Copyright 5SCUT DT&P Labs1、数据通信与计算机网络的发展历史 1960s：以计算机为核心的网络的建立和应用； 1970s：计算机互联网的实验

4、与TCP/IP协议的创立； 1980s：国际互联网的发展，综合服务业务网概念的提出； 1990s：ATM（异步转移模式）网络与高速宽带网络技术的 应用与发展； 2000s：下一代网络（NGN）和下一代互联网的发展；第一章 绪论2008 Copyright 6SCUT DT&P Labs 2、数据通信网络技术发展的有关状况 基于波分复用单根光纤的传输速率实验室结果已经可达 Tbps（1000Gbps1000000Mbps1012bps）的水平。 实际使用的光纤的传输速率已经达到几十Gbps。 高速路由器和交换机的端口速率也已经达到几十Gbps。 采用超宽带技术的无线个域网的速率可达几百兆bps的

5、水平。 无线局域网的速率达到约50Mbps的水平。 无线城域网的速率达到接近100Mbps的水平。 第一章 绪论2008 Copyright 7SCUT DT&P Labs 3、宽带通信网络 宽带网络：用户与网络之间的接口速率大于PCM一次群速率的网络。(传输多媒体信息所要求的基本速率) 一次群（基群）速率： 中国、欧洲等国家和地区：2.048Mbps； 北美、日本等国家和地区：1.54Mbps。 一般认为：宽带网络的接口速率大于等于：2Mbps 视频图像传输要求： MPEG1：1.5Mbps MPEG2: 46Mbps MPEG4/H.264: 1-2Mbps第一章 绪论2008 Copyr

6、ight 8SCUT DT&P Labs 4、ATM与IP网络 宽带网络的主流技术：ATM网络技术和IP网络技术 ATM（Asynchronous Transfer Mode）网络技术：一种在网络层采用面向连接方式的通信技术，该技术融和了电路交换和分组交换两种技术。主要特点： 面向连接工作机制； 采用虚电路工作方式； 采用固定长度的数据分组（信元） 可保证服务质量（QoS） 技术复杂、建设成本高。 第一章 绪论2008 Copyright 9SCUT DT&P Labs 4、ATM与IP网络 IP（Internet Protocol）网络技术：一种在网络层采用非面向连接方式的通信技术，是一种典

7、型的包交换传输网络。 主要特点： 无连接的工作机制； 数据包独立寻址传输方式； 数据包的大小不固定； 服务质量较难控制（主要依赖足够的带宽来保证） 建网成本较低，运行维护相对简单。第一章 绪论2008 Copyright 10SCUT DT&P Labs 4、ATM与IP网络 ATM网络通常是一个单纯的通信传输网络，它遵循一条完善严谨的技术路线。 基于IP网络技术构建的互联网（Internet）是一个集通信功能与信息数据库功能的信息网络。 ATM网络的技术逐渐融入高速路由器和IP交换机的设计实现之中。宽带的核心网络逐步趋于一种基于IP的软交换网络。 基于光纤构建IP的宽带网络的服务质量物理层的

8、控制机制趋于简单，服务质量主要依赖网络有足够的带宽提供保证。第一章 绪论2008 Copyright 11SCUT DT&P Labs 5、目前IP网络的主要问题 地址枯竭：主流的IPv4协议网络面临地址枯竭，下一代的IPv6协议的互联网的应用尚有各种设备的研制、建设费用和IPv4网向IPv6网平滑过渡问题。 服务质量保证：非面向连接的包交换技术在传输的QoS保证上有先天的缺陷，现有的IP网上的资源预留协议（RSVP）、差别业务协议目前尚难以有效推广应用。 网络和信息安全问题：IP网开放和非面向连接的结构和通信方式在网络和信息安全方面仍存在很多问题，网络防火墙、入侵检测技术、信息加密安全等仍有

9、待完善。 支持移动问题：移动IP(v4)技术还有待完善，另外IPv4的地址枯竭问题使移动IP难以实施（移动IP要求用户有固定的IP地址）。第一章 绪论2008 Copyright 12SCUT DT&P Labs 5、目前IP网络的主要问题 管理和运营问题：如何收费与户使用的资源建立关系。另外，目前网络上大量的P2P业务使维系其工作机制所需的、用户数据以外的控制信息的传输大量增加。第一章 绪论2008 Copyright 13SCUT DT&P Labs 6、下一代网络 下一代互联网（NGI：Next Generation Internet） ： 新一代的互联网体系，主要特征 采用IPv6协议

10、； 提供服务质量（QoS）保证； 具有较好的安全协议和机制； 支持移动（在移动的环境下保证通信的连续性）； 可管理和运营。 第一章 绪论2008 Copyright 14SCUT DT&P Labs 6、下一代网络 下一代网络（NGN：Next Generation Networks） ： 国际电联定义的新一代网络，主要特征 分组化：基于IP网络实现多种业务融合； 开放性：各种应用层的协议接口标准化； 多业务：业务与控制分离、控制与承载分离（各种业务均采用统一的“信令机制”，如SIP）； 保证服务质量； 有良好的网络安全机制； 普遍接入能力：有线无线，固定移动等。 第一章 绪论2008 Cop

11、yright 15SCUT DT&P Labs 6、下一代网络 中国下一代互联网（CNGI：ChinaNGI）情况： 中国是互联网的后发展国家，地址资源严重匮乏，对推广IPv6最为迫切； NGI的发展为中国在互联网领域设备的研制和有关应用协议和相关软件的开发提供了历史机遇； 国家发展和改革委员会建立CNGI的发展基金，投入巨大的财力支持CNGI的研究与开发； 中国已经构建起全国范围的IPv6实验网，如中国教育科研网2：CERNET2，华南理工大学是CERNET2的主节点之一。 第一章 绪论2008 Copyright 16SCUT DT&P Labs7、无线通信网络的基本形式 移动通信系统的无

12、线接入网 蜂窝结构：基站用户间采用点到多点(MPM)无线工作方式； 基站与核心网之间采用有线(或无线)的连接方式。 互联网的无线接入网 作为有线连接的局域网的无线扩展，通过AP(Access Point) 设备使用户通过无线的方式接入网络，构成无线局域网。 无线网状网(无线Mesh网) 节点间通过无线互联的方式构成可实现区域覆盖的网状结 构的网络。如Ad Hoc网络、无线回程网等。 第一章 绪论2008 Copyright 17SCUT DT&P Labs 7、无线通信网络基本形式 无线传感器网络 由无线传感器通过无线方式互连构成的网络； 网络结构：点到多点(MPM)方式、网状网方式； 主要关

13、注问题：低功耗、轻量级协议栈。 第一章 绪论2008 Copyright 18SCUT DT&P Labs 7、无线通信网络的规模划分 无线广域网：全国范围，如运营商的移动通信网络； 无线城域网：方圆几公里到几十公里范围，如802.16网络； 无线局域网：若干百米范围，如802.11网络； 无线个域网：若干米范围，如802.15篮牙、超宽带(UWB)。第一章 绪论2008 Copyright 19SCUT DT&P Labs 7、无线通信网络的主要发展方向 宽带化(物理层技术)：3G2Mbps；WLAN54Mbps； LTE、802.16100M-300M；UWB500M-1Gbps。 支持移动性(物理层、链路层技术)： 终端移动环境下的高 传输速率；终端高速移动下的通信