ch01通信网概述课件

第一章 通信网概述参参参参见见教材第一章教材第一章教材第一章教材第一章提纲n通信网与先修课程的关系通信网与先修课程的关系n通信网的类型通信网的类型n通信网的分代及演变通信网的分代及演变n网络体系结构网络体系结构2024/5/42通信网基础通信系统与通信网n通信系统通信系统n点点点，含发端机、信道、收端机点，含发端机、信道、收端机n全双工系统全双工系统 n 用户用户 n(n-1)n半双工系统半双工系统 n 用户用户 n(n-1)/2n单工系统单工系统n目标：在有效性和可靠性之间到达最佳平衡。目标：在有效性和可靠性之间到达最佳平衡。2024/5/43通信网基础交换与通信网n交换系统交换系统n提高传输效率，引入转接、交换设备提高传输效率，引入转接、交换设备 n从通信资源的分配角度来看，从通信资源的分配角度来看，“交换交换”就是按照某就是按照某种方式种方式动态地分配动态地分配传输线路的资源。传输线路的资源。交换机2024/5/44通信网基础各种网络结构n网状网网状网n星形网星形网n复合型网络复合型网络n环形网环形网n2024/5/45通信网基础通信网的组成部件n通信系统的部件是网的部件通信系统的部件是网的部件n交换系统是网的部件交换系统是网的部件n 硬件：终端，信道，路由、交换设备硬件：终端，信道，路由、交换设备n 软件：信令，协议，标准软件：信令，协议，标准2024/5/46通信网基础通信网要达到的目标n转接的任意性与快速性转接的任意性与快速性网的基本要求网的基本要求n可靠性：不可靠，常故障可靠性：不可靠，常故障不可用；绝对可靠不可用；绝对可靠不存在不存在n信道的透明性：所有信息均可在网中传递，对用户不信道的透明性：所有信息均可在网中传递，对用户不提太多的要求提太多的要求n质量的一致性：通信质量指标质量的一致性：通信质量指标得有一致性指标得有一致性指标n网的可发展性（灵活性）：允许新用户，新业务入网网的可发展性（灵活性）：允许新用户，新业务入网及网间互联及网间互联n经济的合理性经济的合理性2024/5/47通信网基础提纲n通信网与先修课程的关系通信网与先修课程的关系n通信网的类型通信网的类型n通信网的分代及演变通信网的分代及演变n网络体系结构网络体系结构2024/5/48通信网基础通信网的类型n早期的公用通信网仅包括电话网和电报网，随早期的公用通信网仅包括电话网和电报网，随着通信技术的发展，通信网的类型以及通信网着通信技术的发展，通信网的类型以及通信网向公众提供的通信业务的类型不断增加，服务向公众提供的通信业务的类型不断增加，服务质量不断提高。划分方法很多，很乱。质量不断提高。划分方法很多，很乱。n通信业务划分：电话网、数据网、有线电视网通信业务划分：电话网、数据网、有线电视网n通信范围划分：公用网通信范围划分：公用网、局部网、专用网、局部网、专用网n信号形式划分：模拟网、数字网、综合网信号形式划分：模拟网、数字网、综合网n信道划分：有线网、无线网、移动网信道划分：有线网、无线网、移动网2024/5/49通信网基础通信网的划分n根据网络功能从水平方向划分：用户驻地网根据网络功能从水平方向划分：用户驻地网CPN、接入网、接入网AN和核心网和核心网CN。2024/5/410通信网基础通信网的划分n根据网络功能从垂直方向划分：业务网、传送根据网络功能从垂直方向划分：业务网、传送网和支撑网（网和支撑网（ITU-T 网络分层的概念）网络分层的概念）2024/5/411通信网基础业务网，传送网和支撑网n业务网是指向公众提供电信业务的网络，包括业务网是指向公众提供电信业务的网络，包括固定电话网、移动电话网、互联网、固定电话网、移动电话网、互联网、IP电话网、电话网、数据通信网、智能网、窄带综合业务数字网数据通信网、智能网、窄带综合业务数字网（N-ISDN）、宽带综合业务数字网（）、宽带综合业务数字网（B-ISDN）等。）等。n传送网是指数字信号传送网，包括骨干传送网传送网是指数字信号传送网，包括骨干传送网和接入网。和接入网。n支撑网包括信令网、数字同步网和电信管理网。支撑网包括信令网、数字同步网和电信管理网。2024/5/412通信网基础2024/5/413通信网基础三大业务网n电信部门：话音、数据电信部门：话音、数据n广电部门：同轴入户（广电部门：同轴入户（700M），但单向），但单向n互联网：互联网：n发展活跃发展活跃n文字、数据、图像、话音文字、数据、图像、话音n问题：速度瓶颈，实时性差问题：速度瓶颈，实时性差n 三网竞争：域名，三网竞争：域名，IP地址地址2024/5/414通信网基础提纲n通信网与先修课程的关系通信网与先修课程的关系n通信网的类型通信网的类型n通信网的分代及演变通信网的分代及演变n网络体系结构网络体系结构2024/5/415通信网基础通信网的分代及演变n按通信网的核心技术分代：按通信网的核心技术分代：n第一代通信网的核心技术：模拟通信技术。第一代通信网的核心技术：模拟通信技术。n第二代通信网的核心技术：基于第二代通信网的核心技术：基于TDM电路交换的数电路交换的数字通信技术。字通信技术。n第三代通信网的核心技术：基于第三代通信网的核心技术：基于IP的分组交换的数的分组交换的数字通信技术。字通信技术。2024/5/416通信网基础第一代通信网 n以模拟通信技术为核心技术的通信网以模拟通信技术为核心技术的通信网，通信网中的全，通信网中的全部设备都是采用模拟通信技术来设计、制造的。部设备都是采用模拟通信技术来设计、制造的。n这一代通信网的业务种类简单这一代通信网的业务种类简单(电话、电报电话、电报)，业务的全，业务的全程全网是模拟信息的处理。电信业务是采用面向连接程全网是模拟信息的处理。电信业务是采用面向连接的工作方式，为每一对用户连接提供的资源都是独占的工作方式，为每一对用户连接提供的资源都是独占的的(一个频段和一组交换触点一个频段和一组交换触点)，从而可保证电信业务的，从而可保证电信业务的服务质量。服务质量。n推动第一代向第二代发展的动力，来自对提高业务质推动第一代向第二代发展的动力，来自对提高业务质量的要求，特别是对提高长途电话质量的要求。量的要求，特别是对提高长途电话质量的要求。在技在技术上，术上，“纳奎斯特纳奎斯特”定理证明了可以从两倍于模拟频定理证明了可以从两倍于模拟频率的抽象中完全无失真地恢复原模拟信号，奠定了数率的抽象中完全无失真地恢复原模拟信号，奠定了数字通信的基础。半导体技术的发展使数字通信技术的字通信的基础。半导体技术的发展使数字通信技术的应用成为可能，于是第二代通信网蓬勃发展起来。应用成为可能，于是第二代通信网蓬勃发展起来。2024/5/417通信网基础第二代通信网 n基于基于TDM电路交换数字通信技术的通信网电路交换数字通信技术的通信网，通，通信网中的全部设备都是采用基于信网中的全部设备都是采用基于TDM电路交换电路交换的数字通信技术来设计、制造的。第二代通信的数字通信技术来设计、制造的。第二代通信网中，终端设备仍采用模拟终端网中，终端设备仍采用模拟终端n第二代通信网的业务种类简单第二代通信网的业务种类简单(电话、电报、用电话、电报、用户电报户电报)，业务的全程全网除了用户环路外，全，业务的全程全网除了用户环路外，全部采用基于部采用基于TDM的数字通信技术，业务是面向的数字通信技术，业务是面向连接的业务，每一对用户间的连接资源在通信连接的业务，每一对用户间的连接资源在通信的全过程中均是独占的的全过程中均是独占的(一个或多个时隙一个或多个时隙)，以，以保证电信业务的服务质量。保证电信业务的服务质量。2024/5/418通信网基础第二代通信网n从第一代到第二代通信网，通信技术由模拟通从第一代到第二代通信网，通信技术由模拟通信技术转向数字通信技术，发生了革命性的变信技术转向数字通信技术，发生了革命性的变化，实现了更新换代。由于第二代通信网的业化，实现了更新换代。由于第二代通信网的业务务(电话、电报电话、电报)类型和业务的工作方式类型和业务的工作方式(面向连面向连接，资源独占接，资源独占)都没有发生变化，特别是用户环都没有发生变化，特别是用户环路与终端设备没有发生改变路与终端设备没有发生改变(仍为模拟工作方式仍为模拟工作方式)，因而过渡进展得很顺利，我国仅用数年就完，因而过渡进展得很顺利，我国仅用数年就完成了全部通信网的数字化工程，建成了第二代成了全部通信网的数字化工程，建成了第二代通信网。通信网。2024/5/419通信网基础第三代通信网（NGN）n基于基于IP的分组交换通信网的分组交换通信网，通信网中的全部设备都是，通信网中的全部设备都是用用IP分组的数字通信技术来设计、制造的。分组的数字通信技术来设计、制造的。n第三代通信网中的所有设备均是用于产生、存储、交第三代通信网中的所有设备均是用于产生、存储、交换、传输数字化电信信息，实现电信信息的通信设备。换、传输数字化电信信息，实现电信信息的通信设备。下一代通信网这个概念并不是现在才有的，而是在上下一代通信网这个概念并不是现在才有的，而是在上世纪世纪80年代末、年代末、90年代初就已经提出来了。电信专家年代初就已经提出来了。电信专家为此作出了不屈不挠的努力，在摸索中不断前进。经为此作出了不屈不挠的努力，在摸索中不断前进。经过过10余年的研究和实践，认识到基于余年的研究和实践，认识到基于IP分组的数字通分组的数字通信技术才是第三代通信网的核心技术。信技术才是第三代通信网的核心技术。2024/5/420通信网基础现阶段网络特点n现阶段通信网处于二代到三代过渡末期，以基现阶段通信网处于二代到三代过渡末期，以基于于IP的分组交换的数字通信技术为主，尚有部的分组交换的数字通信技术为主，尚有部分基于分基于TDM的电路交换方式业务网络，目标是的电路交换方式业务网络，目标是统一的多业务承载网统一的多业务承载网。n从业务上看，它应支持语音、数据、视频和多媒体从业务上看，它应支持语音、数据、视频和多媒体业务。业务。n从网络层面上看，在垂直方向它应包括业务层、传从网络层面上看，在垂直方向它应包括业务层、传送层等不同层面，在水平方向它应覆盖核心网和边送层等不同层面，在水平方向它应覆盖核心网和边缘网。缘网。2024/5/421通信网基础nITU-T定义的“NGN”实际是一把几乎可以覆盖所有通信网络领域的大伞。2024/5/422通信网基础下一代传送网n传送网作为传送层面，为传送网作为传送层面，为NGN业务提供承载，业务提供承载，根据业务对于传送层面的需求来提出对传送网根据业务对于传送层面的需求来提出对传送网的要求。其主要特征有以下几个方面的要求。其主要特征有以下几个方面:（1）高速率、大容量）高速率、大容量 （2）多业务能力）多业务能力 （3）传送网的智能化）传送网的智能化2024/5/423通信网基础下一代交换网n下一代交换网下一代交换网 业务提供和呼叫控制分开；业务提供和呼叫控制分开；呼叫控制和承载连接分开；呼叫控制和承载连接分开；开放的接口，便于第三方提供业务。开放的接口，便于第三方提供业务。2024/5/424通信网基础下一代互联网n下一代互联网具有比当前的互联网更大、更快、更安下一代互联网具有比当前的互联网更大、更快、更安全、更及时和更方便的特征，全、更及时和更方便的特征，IPv6技术是实现这些特技术是实现这些特征的主要技术之一。征的主要技术之一。IPv6将地址空间从将地址空间从IPv4的的32位改位改变为变为128位，并提高网络的可管理性、安全性、可移动位，并提高网络的可管理性、安全性、可移动性、性、QoS能力等。能力等。拥有足够的拥有足够的IP地址资源。地址资源。具有足够宽的带宽，传输速度达到具有足够宽的带宽，传输速度达到2.5Gbit/s到到 10Gbit/s。具有较好的安全性能。具有较好的安全性能。拓宽了业务的应用范围拓宽了业务的应用范围 2024/5/425通信网基础下一代移动网nUMTS的网络结构主要由的网络结构主要由3部分组成，即无线接部分组成，即无线接入网、入网、Iu接口和核心网接口和核心网。2024/5/426通信网基础提纲n通信网与先修课程的关系通信网与先修课程的关系n通信网的类型通信网的类型n通信网的分代及演变通信网的分代及演变n网络体系结构网络体系结构n协议协议nOSI参考模型参考模型nTCP/IP协议模型协议模型n通信网的分层通信网的分层2024/5/427通信网基础网络协议的概念n协议是用来描述进程之间信息交换过程的术语，协议是用来描述进程之间信息交换过程的术语，是通信双方为了实现通信所进行的约定或对话是通信双方为了实现通信所进行的约定或对话规则规则n协议由语义、语法和定时三部分组成协议由语义、语法和定时三部分组成n语义：规定通信双方彼此语义：规定通信双方彼此“讲什么讲什么”，即确定协议，即确定协议元素的类型，如规定通信双方要发出什么控制信号，元素的类型，如规定通信双方要发出什么控制信号，执行的动作和返回的应答执行的动作和返回的应答n语法：语法：规定通信双方彼此规定通信双方彼此“如何讲如何讲”，即确定协议，即确定协议元素的格式，如数据和控制信息的格式元素的格式，如数据和控制信息的格式n定时关系：规定事件执行的顺序，即确定通信过程定时关系：规定事件执行的顺序，即确定通信过程中通信状态的变化中通信状态的变化2024/5/428通信网基础层次性的协议n n网络是非常复杂的！网络是非常复杂的！网络是非常复杂的！网络是非常复杂的！存在许多异质性存在许多异质性存在许多异质性存在许多异质性“部部部部分分分分”：n nhostshostsn nroutersroutersn nlinks of various medialinks of various median napplicationsapplicationsn nprotocolsprotocolsn nhardware,softwarehardware,software问题：问题：有什么方法能合有什么方法能合理的组织网络的理的组织网络的结构？结构？2024/5/429通信网基础n网络体系结构中每一层都要依靠下一层提供的网络体系结构中每一层都要依靠下一层提供的服务。为了提供服务，下层把上层的服务。为了提供服务，下层把上层的PDU作为作为本层的数据封装，然后加入本层的头部（和尾本层的数据封装，然后加入本层的头部（和尾部）。头部中含有完成数据传输所需的控制信部）。头部中含有完成数据传输所需的控制信息。息。n数据自上而下递交的过程实际上就是不断封装数据自上而下递交的过程实际上就是不断封装的过程。到达目的地后自下而上递交的过程就的过程。到达目的地后自下而上递交的过程就是不断拆封的过程。由此可知，在物理线路上是不断拆封的过程。由此可知，在物理线路上传输的数据，其外面实际上被包封了多层传输的数据，其外面实际上被包封了多层“信信封封”。2024/5/430通信网基础数据数据 段头段头数据数据 段头段头数据数据网络头网络头帧头帧头 段头段头数据数据网络头网络头帧尾帧尾数据数据段段数据包数据包帧帧比特比特电脉冲电脉冲011101000011000010100101111010110数据多数据多层封装封装封装封装拆封拆封2024/5/431通信网基础提纲n通信网的组成通信网的组成n通信网的类型通信网的类型n通信网的分代及演变通信网的分代及演变n网络体系结构网络体系结构n协议协议nOSI参考模型参考模型nTCP/IP协议模型协议模型n通信网的分层通信网的分层2024/5/432通信网基础ISO/OSI参考模型应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层链路层链路层物理层物理层应用层应用层表示层表示层会话层会话层传输层传输层网络层网络层链路层链路层物理层物理层接收信息的进程发送信息的进程数据流的物理传输层间的逻辑通信每一层执行功能并将信息送往下一层每一层执行功能并将信息送往上一层2024/5/433通信网基础物理层n完成相邻节点之间原始比特流的传输完成相邻节点之间原始比特流的传输n通过执行建立物理连接和数据传输等功能向数通过执行建立物理连接和数据传输等功能向数据链路层提供服务据链路层提供服务n物理层的设计主要涉及物理层接口的机械、电物理层的设计主要涉及物理层接口的机械、电气、功能和过程特性，以及物理层接口连接的气、功能和过程特性，以及物理层接口连接的传输介质等问题传输介质等问题n物理层由两个主要部分组成：传输媒体和连接物理层由两个主要部分组成：传输媒体和连接策略。典型的传输媒体有双绞线、同轴电缆、策略。典型的传输媒体有双绞线、同轴电缆、光纤、卫星、微波塔和无线电波。连接策略共光纤、卫星、微波塔和无线电波。连接策略共有三种形式：电路交换、报文交换和分组交换有三种形式：电路交换、报文交换和分组交换2024/5/434通信网基础数据链路层n链路和数据链路链路和数据链路n链路：是一条无源的点到点的物理线路链路：是一条无源的点到点的物理线路n数据链路：物理线路和控制传输的协议，也成为逻数据链路：物理线路和控制传输的协议，也成为逻辑链路辑链路n当采用复用技术时，一条链路上可以有多条数据链当采用复用技术时，一条链路上可以有多条数据链路路n数据链路层最重要的作用就是通过数据链路层协议，数据链路层最重要的作用就是通过数据链路层协议，在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输在不太可靠的物理链路上实现可靠的数据传输2024/5/435通信网基础链路与数据链路链路控制节点交换机链路控制节点交换机数据链路ModemModem链路数据传输2024/5/436通信网基础数据链路层的功能n链路管理：数据链路的建立、维持和释放链路管理：数据链路的建立、维持和释放n帧同步：收方能从收到的比特流中区分一帧的开始和帧同步：收方能从收到的比特流中区分一帧的开始和结束结束n流量控制：发送数据的速率必须使收方来得及接收流量控制：发送数据的速率必须使收方来得及接收n差错控制：以帧为单位检错重发差错控制：以帧为单位检错重发n将数据和控制信息分开：使收方区分同一帧中的数据将数据和控制信息分开：使收方区分同一帧中的数据和控制信息和控制信息n透明传输：传输与数据的内容无关透明传输：传输与数据的内容无关n寻址：在多点连接的情况下，保证每一帧都能送到正寻址：在多点连接的情况下，保证每一帧都能送到正确的地址；收方也应知道发方是哪个站确的地址；收方也应知道发方是哪个站2024/5/437通信网基础网络层n网络层为传输层提供建立端对端通信的功能。网络层为传输层提供建立端对端通信的功能。它让传输层可以专注于自己的工作，而不必关它让传输层可以专注于自己的工作，而不必关心两站点间来回传送信息的具体细节心两站点间来回传送信息的具体细节n网络层包含在两点间寻找最佳路径的算法网络层包含在两点间寻找最佳路径的算法n网络层协议规定了网络节点和虚拟线路的一种网络层协议规定了网络节点和虚拟线路的一种标准接口，完成虚拟线路的建立、拆除和通信标准接口，完成虚拟线路的建立、拆除和通信管理管理n网络层一般给传输层提供两种类型的接口：虚网络层一般给传输层提供两种类型的接口：虚电路和数据报电路和数据报2024/5/438通信网基础n虚电路和数据报虚电路和数据报n虚电路服务：虚电路是网络内一对站点之间的逻辑虚电路服务：虚电路是网络内一对站点之间的逻辑连接；虚电路可分为呼叫虚电路和永久虚电路连接；虚电路可分为呼叫虚电路和永久虚电路n虚电路类似于电话拨号呼叫和半永久连接虚电路类似于电话拨号呼叫和半永久连接n数据报服务：报文采取存储数据报服务：报文采取存储-转发传输方式转发传输方式n采用数据报服务时，通信子网不负责错误处理，主采用数据报服务时，通信子网不负责错误处理，主机传输层必须具有差错检测和恢复功能机传输层必须具有差错检测和恢复功能n虚电路是面向连接的服务，数据报是面向无连接的虚电路是面向连接的服务，数据报是面向无连接的服务服务2024/5/439通信网基础传输层n传输层处于网络高层和低层之间，依靠下面的传输层处于网络高层和低层之间，依靠下面的三个层次控制实际的网络操作。通过检测网络三个层次控制实际的网络操作。通过检测网络层发生的差错并加以补偿，为会话层提供可靠层发生的差错并加以补偿，为会话层提供可靠的传输服务的传输服务n传输层提供可靠有效的网络连接，从而允许上传输层提供可靠有效的网络连接，从而允许上面的三个层次不受实际网络结构约束地执行各面的三个层次不受实际网络结构约束地执行各自的任务自的任务n传输层向会话层提供寻址和多路复用以及流量传输层向会话层提供寻址和多路复用以及流量控制服务控制服务n传输层的提供的服务也分为面向连接和面向无传输层的提供的服务也分为面向连接和面向无连接的传输服务连接的传输服务2024/5/440通信网基础传输层的多路复用n向下多路复用：把单个连接分割连接到多个网络层连向下多路复用：把单个连接分割连接到多个网络层连接实现多路复用，改善了网络的吞吐量接实现多路复用，改善了网络的吞吐量n向上多路复用：把多个连接复合到一个网络层实现多向上多路复用：把多个连接复合到一个网络层实现多路复用。当用户需要一个持续的网络连接，但又无法路复用。当用户需要一个持续的网络连接，但又无法承担费用时，这一方法非常有用承担费用时，这一方法非常有用网络传输层网络传输层网络节点传输用户数据传输2024/5/441通信网基础会话层n会话层包括在两个端用户间建立和保持一个连会话层包括在两个端用户间建立和保持一个连接或会话所必需的协议接或会话所必需的协议n一个传输连接一次只为一个会话服务。第二次一个传输连接一次只为一个会话服务。第二次会话必须等待第一次会话结束后才能使用运输会话必须等待第一次会话结束后才能使用运输连接连接n如果传输连接由于一个网络故障而中断，会话如果传输连接由于一个网络故障而中断，会话层将请求另一个传输连接，从而使会话不至于层将请求另一个传输连接，从而使会话不至于被中断被中断n传输层与会话层之间的差别如图所示传输层与会话层之间的差别如图所示2024/5/442通信网基础表示层n数据变换数据变换n把应用层送入的字符变换为相应的代码把应用层送入的字符变换为相应的代码n数据格式化数据格式化n把输入的数据按照一定的格式加以组织和改变把输入的数据按照一定的格式加以组织和改变n语法选择语法选择n对数据和图像语法的变换格式的选择和修改对数据和图像语法的变换格式的选择和修改n数据压缩及数据加密数据压缩及数据加密2024/5/443通信网基础应用层n负责两个应用程序之间的通信，为网络用户之负责两个应用程序之间的通信，为网络用户之间的通信提供专用的服务间的通信提供专用的服务n应用层分为几种不同的子层和应用元素。包括应用层分为几种不同的子层和应用元素。包括公共应用服务元素公共应用服务元素(CASE)和特定应用服务元素和特定应用服务元素(SASE)nCASE为各应用程序提供共同的服务，其本身为各应用程序提供共同的服务，其本身由联系控制服务元素、可靠传输服务元素、远由联系控制服务元素、可靠传输服务元素、远程操作服务元素和委托、并发与恢复元素组成程操作服务元素和委托、并发与恢复元素组成nSAVE完成某一方面的特定应用，如文件传输、完成某一方面的特定应用，如文件传输、访问和管理、虚拟终端协议、作业传送与操作、访问和管理、虚拟终端协议、作业传送与操作、报文处理系统和目录服务等报文处理系统和目录服务等2024/5/444通信网基础总结2024/5/445通信网基础关于OSI/RMn只要遵循只要遵循 OSI OSI 标准，一个系统就可以和位于世界上任标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循这同一标准的其他任何系统进行通何地方的、也遵循这同一标准的其他任何系统进行通信。信。n在市场化方面在市场化方面 OSI OSI 却失败了。却失败了。nOSI OSI 的专家们在完成的专家们在完成 OSI OSI 标准时没有商业驱动力；标准时没有商业驱动力；nOSI OSI 的协议实现起来过分复杂，且运行效率很低；的协议实现起来过分复杂，且运行效率很低；nOSI OSI 标准的制定周期太长，因而使得按标准的制定周期太长，因而使得按 OSI OSI 标准生产的设备标准生产的设备无法及时进入市场；无法及时进入市场；nOSI OSI 的层次划分并也不太合理，有些功能在多个层次中重复的层次划分并也不太合理，有些功能在多个层次中重复出现。出现。2024/5/446通信网基础提纲n通信网与先修课程的关系通信网与先修课程的关系n通信网的类型通信网的类型n通信网的分代及演变通信网的分代及演变n网络体系结构网络体系结构n协议协议nOSI参考模型参考模型nTCP/IP协议模型协议模型2024/5/447通信网基础TCP/IP参考模型nTCP/IP协议族是在协议族是在ARPARNET上研究开发成上研究开发成功的。功的。nTCP/IP协议族的通信任务组织成四个相对独立协议族的通信任务组织成四个相对独立的层次：应用层、运输层、互连网层、网络接的层次：应用层、运输层、互连网层、网络接入层。入层。nTCP/IP协议族重点强调应用层、运输层和互连协议族重点强调应用层、运输层和互连网层，而对网络接入层只要求能够使用某种协网层，而对网络接入层只要求能够使用某种协议来传送互连网层的分组。议来传送互连网层的分组。2024/5/448通信网基础TCP/IP 四层协议应用层运输层网际层网络接口层主机A主机B路由器网络 2网络 1应用层运输层网际层网络接口层网际层网络接口层43212024/5/449通信网基础沙漏计时器形状的TCP/IP协议族 HTTPSMTPDNSRTPTCPUDPIP网际层网络接口层运输层应用层网络接口 1网络接口 2网络接口 3Everything over IP IP 可为各式各样的应用程序提供服务IP over Everything IP 可应用到各式各样的网络上2024/5/450通信网基础网络接入层的主要功能是解决与硬件相关的功能，向互连网层提供标准接口。从网络的角度来讲，它是解决在一个网络中两个端系统之间传送数据的问题，以及一个端系统（计算机）和它连接的网络之间的数据交换。2024/5/451通信网基础如果两台设备连在两个不同的网络上，要使数据穿过多个互连的网络正确地传输，这是互连网层（网际层）要完成的功能。该层采用的协议称为互连网协议（IP），它提供跨越多个网络的选路功能和中继功能。IP解决了网络互连问题，但它是一个不可靠的传输协议。在传输过程中可能会出现IP报文的错误、丢失和乱序等问题。2024/5/452通信网基础TCP为应用程序之间的数据传输提供可靠连接，它是面向连接的传输控制协议。UDP为应用层提供无连接的尽力（Best effort）服务，它并不保证一定传到，也不保证按顺序传输以及不重复传送。2024/5/453通信网基础OSI 与 TCP/IP体系结构的比较 应用层运输层网络层表示层会话层数据链路层物理层7654321OSI 的体系结构应用层网络接口层网际层 IP(各种应用层协议如TELNET,FTP,SMTP 等)运输层(TCP 或 UDP)TCP/IP 的体系结构无连接分组交付服务运输服务(可靠或不可靠)各种应用服务TCP/IP 的三个服务层次2024/5/454通信网基础五层协议的体系结构 nTCP/IP 是四层的体系结构：应用层、运输层、是四层的体系结构：应用层、运输层、网际层和网络接口层。网际层和网络接口层。n最下面的网络接口层并没有具体内容。最下面的网络接口层并没有具体内容。n因此往往采取折中的办法，即综合因此往往采取折中的办法，即综合 OSI 和和 TCP/IP 的优点，采用一种只有五层协议的体的优点，采用一种只有五层协议的体系结构系结构。2024/5/455通信网基础五层协议的体系结构 n应用层应用层(application layer)n运输层运输层(transport layer)n网络层网络层(network layer)n数据链路层数据链路层(data link layer)n物理层物理层(physical layer)数据链路层5 应用层4 运输层3 网络层2 数据链路层1 物理层2024/5/456通信网基础习题一n画图并说明用户驻地网、接入网和核心网地关画图并说明用户驻地网、接入网和核心网地关系。系。n从业务、信息转移方式、核心网承载技术以及从业务、信息转移方式、核心网承载技术以及网络体系架构四个方面说明通信网络的现状。网络体系架构四个方面说明通信网络的现状。n在层次化的网络体系架构中，相邻层的实体之在层次化的网络体系架构中，相邻层的实体之间是什么关系？相邻层之间的服务是如何实现间是什么关系？相邻层之间的服务是如何实现的？的？n画图并说明画图并说明TCP/IP模型中各层的功能和主要协模型中各层的功能和主要协议。议。2024/5/457通信网基础供娄浪颓蓝辣袄驹靴锯澜互慌仲写绎衰斡染圾明将呆则孰盆瘸砒腥悉漠堑脊髓灰质炎(讲课2019)脊髓灰质炎(讲课2019)