仓储作业管理（第五版）-智慧仓储创新与实践 课件 第一章 网络的前世今生

网络的前世今生通过本节学习，您可以：了解数据通信和计算机网络的概念掌握Internet和网络设备的发展史数据通信和计算机网络Internet和网络设备发展史数据通信数据是指以任何格式表示的信息，数据的格式需要信息的创建者和接收者提前达成共识。数据通信是指两台设备之间通过线缆等形式的传输介质进行数据交换的过程。一个完整的数据通信系统由报文、发送方、接收方、介质和协议五个部分组成。协议发送方协议接收方报文介质计算机网络当计算机与通信技术相结合后，对计算机系统的组织方式产生了深远的影响，使计算机之间的相互访问成为可能。计算机网络就是把分布在不同地理区域的计算机以及专门的外部设备通过通信线路互连成一个规模大、功能强的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享信息资源。计算机网络的特点主要有以下三个：①通信设备处于不同地理区域。②实现资源共享，提高效率。③数据集中处理。数据通信和计算机网络Internet和网络设备发展史Internet的发展历史互联网的飞速发展归功于20世纪90年代初的商业化，商业机构一踏入Internet这一陌生世界，很快发现了它在通信、资料检索、客户服务等方面的巨大潜力。世界各地的无数企业纷纷涌入Internet，带来了Internet发展史上的一个新的飞跃。网络设备发展史-计算机计算机的历史始于19世纪初的原始设计，最初由数学家和企业家提出的理论。计算机从最初的数字运算起源发展到强大的现代机器，可以实现上网冲浪、运行游戏和流式传输多媒体等功能。第1代第2代第3代第4代第5代1946~1958年：第一代电子管计算机，应用领域以军事和科学计算为主。1958~1964年：第二代晶体管计算机，应用领域开始进入工业控制领域。1964~1970年：第三代集成电路计算机，应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。1970年~至今：第四代大规模集成电路计算机，应用领域从科学计算、过程控制逐步走向家庭。至今~未来：第五代智能计算机，典型代表有量子计算机、光计算机、生物计算机等。网络设备发展史-交换机在互联网高速发展过程中，网络设备也在逐步进化，从最早期的交换机雏形，到现在高度智能的交换设备，见证了互联网的历史。交换机的前身是中继器或集线器，后来发展到了可以连接不同局域网的网桥，接着就是二层、三层交换机时代，再往后就有了数据中心交换机和集群交换机。网络设备发展史-路由器路由器（Router）：是一种用于实现不同网络互连的设备，它工作在OSI参考模型的第三层（网络层），为不同网络之间的报文选择路径并存储转发。通常路由器还会支持两种以上的网络协议以支持异种网络互联，一般的路由器还会运行一些动态路由协议以实现动态路由选择。数据通信和计算机网络：数据通信的概念，数据通信系统的组成，计算机网络的概念、主要特点Internet和网络设备发展史：Internet的发展史，计算机、交换机、路由器的发展史【多选题】当前网络中常见的网络设备有哪些？（）路由器交换机计算机网络协议答案：ABC谢谢运营商固定网络发展趋势通过本节学习，您可以：了解城域网典型架构掌握固定网络典型业务城域网典型架构固定网络典型业务运营商固定网络固网指的是固定点与点之间的通信网络系统。电信运营商通过对其投资建设基本交换与传输电信设施，以提供基本电信服务(basictelecommunicationservices)。主要电信服务如家庭宽带，IPTV，固定电话，Internet访问等。城域网典型架构IP城域网分为三层：接入层、汇聚层（或业务控制层）、核心层。城域网每一层的功能如下：①接入层主要面向用户提供不同类型的物理接口，使用户能够灵活地接入到网络中。②汇聚层主要完成物理和逻辑上的汇聚功能，同时提供用户的认证、鉴权、计费功能。③核心层主要完成高速交换和转发功能。城域网典型架构固定网络典型业务固定网络典型业务固定网络典型业务应用如PC访问Internet，机顶盒接收电视节目，固定电话之间通话，企业总部与分支之间通信等。城域网典型架构：运营商固定网络概念，城域网典型架构固定网络典型业务：IPTV，语音业务，高速互联网业务，BusinessVPN业务【多选题】

IP城域网分为哪几层？（）转发层接入层汇聚层核心层答案：BCD谢谢运营商移动网络发展趋势通过本节学习，您可以：了解移动网络典型架构掌握未来网络架构发展趋势移动网络典型架构未来网络架构发展趋势移动网络典型架构运营商传统的移动通信网络架构分为无线网、承载网、核心网三个子网。无线网主要包括无线基站设备；承载网主要由固网设备，比如路由器、交换机等组成；核心网则是由具有强大业务处理功能的各类电信专有服务器组成。SDN和NFV技术驱动网络架构变革5G时代，新业务场景的引入，需要通过网络切片技术将物理网络切分成一个个相互隔离的逻辑网络，进而可以满足差异化的业务需求，服务于千行百业。为了实现端到端的网络切片，需要引入SDN和NFV技术对底层物理设施的架构进行变革，形成统一控制平面结合多业务用户平面的云化网络。移动网络典型架构未来网络架构发展趋势4G与5G网络架构对比以4G网络向5G网络发展为例，在网络架构上，核心网首先云化，实现了软硬件解耦；承载网云化，实现了控制与转发分离；无线网云化，实现了CU边缘云集中部署。5G网络整体架构运营商移动网络发展到5G后，架构上发生了较大的变化，整体上分为无线接入网、承载网、核心网三个部分。5G无线接入网在协议栈层面上，将BBU进一步划分成CU和DU俩部分，CU可以云化部署；承载网又分为IP承载网与光传输网络；核心网变为各种位置部署的DC（DataCenter，数据中心）。未来网络架构发展趋势基于SDN/NFV的弹性网络以多级DC架构(中心DC、区域DC和边缘DC)为基础，成为网络架构演进的主要方向，新一代网络将是以DC为核心的网络，DC成为未来电信网络的核心节点。移动网络典型架构：移动网络典型架构，SDN和NFV技术驱动网络架构变革未来网络架构发展趋势：4G/5G网络架构对比，5G网络整体架构，未来网络架构发展趋势【多选题】网络底层物理设施架构变革的驱动技术有哪些？（）SDNCUPSNFVSBA答案：AC谢谢计算机和网络架构发展趋势通过本节学习，您可以：了解计算机时代的演进掌握网络架构的演进计算机时代的演进网络架构的演进计算机时代的演进早期的计算机，垂直集成了专业硬件、专业操作系统以及专业应用的大型机，其接口相对封闭，创新缓慢，适应于小规模的行业。随着IT技术的发展，传统软硬件一体化的大型机逐渐演化成兼容性较强的PC机，其具有硬件、操作系统、应用的分层结构，采用水平集成，同时具有开放的接口，能支持迅速创新，适应于大型工业。计算机时代的演进网络架构的演进网络架构的演进传统的网络，垂直集成了专业的硬件、专业的控制平面以及专业的特性。这样的网络具有封闭的接口，缓慢的创新过程，不适合网络生态的发展。网络生态需要快速革新，必须效仿PC生态，遵循快速革新的三要素：硬件底层化、软件定义网络、开源，所以，未来网络的架构，也是朝着水平集成、开放接口的方向发展。计算机时代的演进：垂直集成→水平集成，封闭接口→开放接口，缓慢创新→快速创新，小规模行业→巨型工业网络架构的演进：垂直集成→水平集成，封闭接口→开放接口，缓慢创新→快速创新【多选题】未来网络架构有哪些典型特征？（）水平集成开放接口缓慢创新垂直集成答案：AB谢谢服务提供商面临的问题通过本节学习，您可以：了解传统网络面临的问题熟悉分布式最短路径算法带来网络拥塞问题熟悉各厂商设备太复杂问题网络拥塞问题厂商设备太复杂传统网络面临的问题传统的IP网络是分布式架构，每个网络设备拥有单独的数据平面、控制平面和管理平面，转发数据时是逐跳转发，设备与设备之间相互独立，各自按照自己的表项转发数据。这种传统网络面临着典型的四大问题：网络太拥塞、设备太复杂、运维太困难、新业务部署太慢。网络拥塞问题问题1:路由器A到路由器B的链路是最短路径并开始接近丢包，其他链路却空闲，为什么不能把部分流量调整到A-C-B路径上？问题2：现在有3个业务需求：①A->E6G；②C->G4G；③C->D8G，所有链路带宽都为10G。按传统方式，按业务顺序部署，业务3会建立失败，为什么不用全局计算方式保证所有业务建立成功？网络拥塞问题厂商设备太复杂各厂商设备太复杂传统分布式网络的做法会引起许多控制平面协议部署和配置在一个设备，包括IGP协议，BGP协议、MPLS协议，IPv6协议等。IETF（互联网工程任务组）已经定义了上千协议的标准化，并持续增长。截至2022年，已经有3000多个RFC系列文件，并且这个数目还在不断增加，这会导致网络工程师需要学习复杂的技术和掌握相关的知识才能操作和维护网络。网络拥塞问题：传统网络面临的四大典型问题，最短路径算法导致的网络拥塞问题、业务建立固定顺序导致的网络拥塞问题厂商设备太复杂：厂商设备差异大，RFC文档数量较多、且逐年增长【多选题】传统网络面临的问题有哪些？（）网络太拥塞设备太复杂运维太困难新业务部署太慢答案：ABCD谢谢SDN驱动网络架构变革通过本节学习，您可以：熟悉网络运维管理困难问题熟悉网络创新业务部署太慢问题了解SDN驱动网络架构变革原理网络运维管理及创新业务部署问题SDN驱动网络架构变革网络运维管理问题当前网络协议众多，网络运维管理困难，以企业部署一个L3VPN示例，在总部与分公司之间，需要架设好多CE、PE等网络设备，而每一个PE设备，又需要配置IGP、MPLS、vpnv4等各类协议，通过完成这些协议的配置，单个PE至少得配置50条以上的命令，所以导致网络运维管理非常困难。网络创新业务部署问题当前的网络架构，当有新业务需要部署的时候，需要按照固定的流程来完成。首先需要用户提出需求，接着要经过2年时间，才能制定相关的标准并冻结。当标准冻结了，各设备厂家要制造出符合标准的设备，又需要1年的时间。最后，运营商需要采购各厂家的设备进行大规模的网络部署，还得需要1年时间。总的来看，一个创新应用一般需要至少3-5年才能真正得到部署。网络运维管理及创新业务部署问题SDN驱动网络架构变革SDN驱动网络架构变革传统网络属于全分布式、对等控制的IP网络，其存在网络利用率低、协议复杂、缺少全局视图，不能全局调优等缺陷。而SDN技术的引入，促成了网络架构的变革，解决了IP面临的本源问题。网络运维管理及创新业务部署问题：网络运维管理困难，网络创新业务部署太慢SDN驱动网络架构变革：传统网络利用率低、协议复杂、缺少全局视图，SDN驱动网络架构变革，实现流量全局调优【多选题】

SDN网络架构的特征有哪些？（）网络利用率低协议复杂全局视图集中控制答案：CD谢谢CT和IT行业融合趋势通过本节学习，您可以：了解CT和IT行业的发展演进趋势掌握CT和IT业务同质化明显的特征CT和IT行业的发展演进CT和IT业务同质化明显CT和IT行业的发展演进CT（CommunicationTechnology，通信技术）行业，也通常叫做电信行业，是指依靠电信运营商网络带动的整条产业链涉及的行业；IT（InformationTechnology，互联网技术）行业，也代表计算机行业，是指依靠计算机软硬件带动的整条产业链涉及的行业。在开始的时候，IT和CT还是泾渭分明的，随着时间的推移，IT行业和CT行业逐步走向融合。CT和IT行业的发展演进CT和IT业务同质化明显CT和IT业务同质化明显CT和IT行业的融合，从最早的IT行业技术向CT行业渗透开始，IP技术取代了传统的ATM承载技术以后，ICT行业就开始了大融合。IT行业的软硬件公司开始大规模向CT行业进军，同时CT行业的公司也开始研发IT技术，传统业务增速暂缓，新业务增长速度变快，CT和IT行业业务逐渐走向同质化。CT和IT行业的发展演进：CT：电信行业，IT：计算机行业，CT和IT泾渭分明→CT和IT融合CT和IT业务同质化明显：传统电信业务萎缩，数据和云服务等IT业务增长，CT和IT业务同质化【多选题】全球电信业务中占比逐步攀升的IT业务类型有哪些？（）语音+短信数据业务云服务FBB家宽业务答案：BC谢谢CT行业发展与挑战通过本节学习，您可以：了解电信网络的发展演进熟悉CT面临的结构性挑战了解互联网服务商带来的竞争电信网络发展及CT面临的挑战互联网服务商带来的竞争电信网络的发展演进CT行业随着CT网络，也即是电信网络的发展而发展。在过去的20年，电信网络的架构发生了革命性的变化。CT面临的结构性挑战当前，我们正在面临电信行业结构性的挑战，在增收、节流、创新等领域，都面临着结构性的挑战。电信网络发展及CT面临的挑战互联网服务商带来的竞争互联网服务商带来的竞争互联网服务商（OTT）可以做到高效运营管理，其背后的理论源自《Promise自制系统理论》一书，其中核心的一句话为：任何系统都可以分为执行和控制，如果控制管全局，就能实现整体调度。OTT业务运营模式的优势如下：①云操作系统把所有的计算、存储、网络等硬件系统资源自动调度；②所有应用都是并行，才能放大和缩小；③所有软件安装、部署自动化才能真正自动化，工作量也大大减少。电信网络发展及CT面临的挑战：多样化的网络协议→IP网络统一承载→NFV网络架构；增收、节流、创新面临结构性挑战互联网服务商带来的竞争：OTT业务运营高效，OTT业务运营模式的优势【单选题】未来电信网络的发展演进目标是哪个？（）多种承载协议承载网络IP化NFV网络架构业务类型单一答案：C谢谢NFV驱动网络设备形态变革通过本节学习，您可以：了解NFV驱动网络设备形态变革了解NFV面向设备形态的创新NFV驱动网络设备形态变革NFV面向设备形态创新NFV驱动网络设备形态变革IT网络的优势是在底层采用相同的硬件，能实现