1-通信网基础概述

2024/8/171现代通信网络张冬梅(zhangdm@)北京邮电大学计算机学院2024/8/172课程简介教师：张冬梅

zhangdm@

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2024/8/173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2024/8/174第一部分通信网基础2024/8/175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2024/8/1761.1通信网的发展变化通信技术发展的三次革命百年前电话问世，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？？2024/8/1771.2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2024/8/1781.2.1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12543用户A用户BA、B用户通信路由用户C用户D用户E2024/8/179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2024/8/1710通信网的功能网络的物理连通性终端与网络的接口2024/8/1711通信网的功能（续）网络传输资源的充分使用—复用2024/8/1712通信网的功能（续）协议变换流量控制2024/8/1713通信网的功能（续）报文格式差错控制（差错检测和纠正）2024/8/1714通信网的功能（续）路由寻址和转发安全和网络管理2024/8/1715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、交互式网络等按网络覆盖的地域范围：局域网、城域网、广域网、互联网等2024/8/17161.2.2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2024/8/17171.2.3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2024/8/1718典型网络拓扑结构网状拓扑星型拓扑(a)星型拓扑(b)树型拓扑环型拓扑总线拓扑2024/8/17191.3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

通信网体系结构涉及功能结构系统结构2024/8/1720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)2024/8/1721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2024/8/1722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……2024/8/1723开放系统互连(OSI)参考模型2024/8/1724TCP/IP分层体系结构应用层TCP层IP层网络接口层数据链路层物理层2024/8/1725TCP/IP协议栈结构硬件设备驱动程序和媒体接入协议IPICMPRSVP等ARPRARPRIPOSPFBGP

TCP

UDPSMTPFTPTELNETHTTPDNSSNMPASN.1TFTPBOOTP&DHCPRTP&RTCP2024/8/1726

OMAPINAPMAPTCAPSCCPTUPDUPISUPMTP-3(信令网功能级)MTP-2(信令链路功能级)MTP-1(信令数据链路功能级)4级结构物理层数据链路层网络层应用层No.7信令网络体系结构2024/8/17271.4通信网协议1.4.1网络协议概述1.4.2OSI参考模型2024/8/17281.4.1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

2024/8/1729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2024/8/17301.4.2OSI参考模型

2024/8/1731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2024/8/1732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：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2024/8/1733

2024/8/1734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2024/8/1735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2024/8/1736原语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,…)2024/8/1737服务