浙江传媒学院《宽带网络技术》重点归纳(修改版)

1 宽带网络技术宽带网络技术 重点内容归纳重点内容归纳 第一章第一章 数据通信基数据通信基础础 一 数据通信网一 数据通信网 1 数据通信网的组成 两种设备 一条链路 数据通信系数据通信系统统主要由中央主要由中央计计算机系算机系统统 数据 数据终终端端设备设备和数据和数据电电路三部分构成路三部分构成 2 数据通信系统的构成 DTE DCE DSU 二 数据通信的主要性能指二 数据通信的主要性能指标标 1 有效性指标 码元速率 RB Bd 信息速率 Rb bps 数据传送速率 归一化信噪比 Eb N0 dB 频带利用率 bps Hz 2 可靠性指标 误码率 误比特率 误字符率 误码组率 三 数据通信网三 数据通信网传输传输技技术术 1 有线传输介质 双绞线 UTP STP 同轴电缆 基带同轴电缆 宽带同轴电缆 光缆 SM MM 无线传输介质 微波 红外线 激光 2 信道容量 定义 香农公式 三个要素 连续连续信道的信道容量是在信道的信道容量是在给给定条件 定条件 给给定通信路径上的最大信息速率 信道容量的定通信路径上的最大信息速率 信道容量的 三要素三要素 是是 S n0 B 信道 信道带宽带宽 B 趋趋于无于无穷穷大大时时 信道容量的极限 信道容量的极限值为值为 1 44S n0 3 通信方式 单工 半双工 全双工 串行传输 并行传输 同步传输 异步传输 基带传输 频 带传输 数字调制 4 信道复用技术 FDM TDM CDM SDM SCM 四 数据通信网交四 数据通信网交换换技技术术 1 交换技术分类 电路交换 存储转发交换 报文交换 分组交换 2 逻辑信道 数据报 虚电路 PVC SVC 的概念 逻辑逻辑信道信道 LC 在物理信道上以在物理信道上以逻辑逻辑通道号命名的通道号命名的传递传递不同不同标识标识符分符分组组构成的抽象信道构成的抽象信道 2 数据数据报报是一种独立数据分是一种独立数据分组组 它包含源地址和目的地址 可沿不同路由到达 它包含源地址和目的地址 可沿不同路由到达终终点 点 终终点需重新点需重新 进进行排列 行排列 交交换换虚虚电电路路 由用 由用户户向网向网络络呼叫才在源呼叫才在源节节点和目的点和目的节节点之点之间间建立的建立的临时连临时连接的 也即要求呼接的 也即要求呼 叫建立和清除叫建立和清除规规程程动态动态建立的虚建立的虚连连接 接 五 数据差五 数据差错错控制技控制技术术 1 差差错错信道 随机信道 突信道 随机信道 突发发信道 混合信道信道 混合信道 2 差错控制方式 FEC ARQ IF HEC 差差错错控制的基本方式可分控制的基本方式可分为为前向前向纠错纠错 FEC 检错检错重重发发 ARQ 信息反 信息反馈馈 IF 和混合和混合纠错纠错 HEC 3 纠错编码的基本原理 码长 码重和码距 分组码的纠错能力与最小码距关系 4 纠错编码的分类 分组码 卷积码 循环码 第二章第二章 计计算机网算机网络络基基础础 一 一 计计算机网算机网络组络组成与分成与分类类 1 计算机网络逻辑结构 通信子网 资源子网 2 网络体系结构相关概念 体系结构 层 子系统 实体 进程 服务 协议 语法 语义 同步 服务访问点 SAP 服务原语 请求 指示 响应 证实 数据单元 SDU PDU IDU 网网络络体系体系结结构构 计计算机网算机网络络的的层层次 次 协议协议和接口及服和接口及服务务的集合的集合 网网络协议络协议的三个的三个组组成成 1 语义语义 2 语语法法 3 语语序 定序 定时时同步 同步 四种服四种服务务原原语语是 是 1 请请求 求 2 响 响应应 3 指示 指示 4 证实证实 协议协议数据数据单单元元 PDU 在在 OSI 参考模型中 参考模型中 对对等等层协议层协议之之间间交交换换的信息的信息单单元 元 层层次名称次名称 PDU 互互联设备联设备 应用层报文 网关 表示层报文 网关 3 会话层报文 网关 传输层 段网关 网络层分组 路由器 数据链路层 帧 网桥 交换机 物理层 比特 中继器 集线 器 传输层传输层以上的以上的 PDU 是是报报文 网文 网络层络层的的 PDU 是分是分组组 数据 数据链链路路层层的的 PDU 是数据是数据帧帧 进进程程 一个程序与数据一起一个程序与数据一起顺顺序序执执行行时时所所发发生的一系列生的一系列动动作作组组成的运行活成的运行活动动 接口数据接口数据单单元元 IDU 相 相邻层实邻层实体在体在 SAP 处处一次交互一次交互传传送的数据送的数据单单元 元 二 网二 网络络体系体系结结构构 1 OSI RM 网络体系结构 三级抽象 参考模型 服务定义 协议规范 七层模型 名称 功能 数据协议单元 互连设备 2 TCP IP 网络体系结构 四个层次 名称 功能 主要协议 三 局域网技三 局域网技术术 1 决定局域网特性的三个因素 拓朴决定局域网特性的三个因素 拓朴结结构 构 传输传输介介质质和媒体和媒体访问访问控制方法控制方法 2 局域网分类 按拓朴结构 按 MAC 子层协议 3 局域网分层参考模型 LLC 子层 MAC 子层 PHY 层 物理物理层协议层协议主要定主要定义义接口的机械特性 接口的机械特性 电电气特性 功能特性和气特性 功能特性和规规程特性程特性 4 CSMA CD 原理 原理 发发前先听 前先听 边发边边发边听 冲突停止 随机延听 冲突停止 随机延迟迟后重后重发发 5 以太网 定义 MAC 帧格式 物理层 4 个特性 6 VLAN 定义 4 种划分模式 交换机端口 MAC 地址 IP 地址 应用 虚虚拟拟局域网局域网 VLAN 将一将一组组物理上彼此分开的用物理上彼此分开的用户户和服和服务务器按性器按性质质及需要划分成与物理位置及需要划分成与物理位置 无关的无关的 逻辑逻辑工作工作组组 也即一个跨接在不同物理局域网网段内 也即一个跨接在不同物理局域网网段内节节点所形成的点所形成的逻辑逻辑局域网段 由一局域网段 由一 4 些局域网段构成的可跨越不同物理网段 不同网些局域网段构成的可跨越不同物理网段 不同网络类络类型的型的逻辑逻辑网网络络 VLAN 的的实现实现方法方法 1 按 按协议协议划分 划分 2 按 按 MAC 地址划分 地址划分 3 按端口划分 按端口划分 4 按 按应应用划分 用划分 7 三种高速局域网 FE GE 10 GE 四 广域网技四 广域网技术术 1 WAN 概念 组成 通信子网 地址 路由 2 DDN 定义 作用 组成 DDN 利用数字信道 提供数字利用数字信道 提供数字电电路半永久性路半永久性连连接 建立用于接 建立用于传输传输数据信号数据信号为为主的数字主的数字传输传输网网 络络 3 FR 定义 帧中继业务特点 典型设备 FRS FRAD DLCI 带宽控制策略 Bc Be CIR Tc 帧帧中中继继 FR 在在 OSI 第二第二层层上以上以简简化的化的帧帧方式方式传传送和交送和交换换数据数据单单元的一种数字交元的一种数字交换换技技术术 分组 交换的升级技术 在中间节点对数据无误码纠错 提供用户信息流的双向传送 且保持原顺序不变 的一种分组交换技术 使用使用帧帧中中继继的两个最基本的条件的两个最基本的条件 1 优质优质的的链链路条件路条件 能保证优良的传输性能 通信误码率 很低 出错的概率很小 无需网络进行点对点的纠错重发 2 高智能 高高智能 高处处理速度的用理速度的用户设备户设备 也 即计算机终端系统的差错恢复能力 一旦网络出现错误 几率很小 可以由终端的用户设备纠错 4 ISDN 定义 7 个功能群 通路类型 B 通路 D 通路 H 通路 接口结构 BRI PRI ISDN 定定义义的通路的通路类类型包括型包括 B 通路 通路 D 通路和通路和 H 通路通路 我国我国 ISDN 接口接口结结构构 BRI 称称为为基本速率接口 由基本速率接口 由 2B D 组组成 速率成 速率为为 144kbps 5 NGN 的功能架构 业务应用层 控制层 传输服务层 媒体接入层 6 NGB 网络架构 城间骨干网路 3Tnet 技术 城域网 大容量宽带接入汇聚路由器 ACR 技 术 接入网 PON 缆桥技术 PON 以太交换机技术 PON 光纤到桌面技术 下一代广播下一代广播电视电视网网 NGB 中中 3Tnet 所指的含所指的含义义是指是指 T 比特的路由比特的路由 T 比特的交比特的交换换和和 T 比特的比特的传输传输 5 第三章第三章 TCP IP 网网络络技技术术 一 一 TCP IP 技技术术 1 四个层次 各层的协议 功能 2 相关概念 信息格式 帧 数据包 数据报 虚电路 段 数据单元 两类服务 面向连接 面向无连接 地址 MAC 地址 IP 地址 端口地址 二 网二 网络层协议络层协议 1 IP 协议功能 IP 数据报的格式 各个字段的含义 2 IP 地址 网络 ID 和主机 ID 的规则 IP 地址的分类 特殊地址 私有地址 子网划分 VLSM 和子网掩码 CIDR 3 域名 定义 域名与 IP 地址的关系 4 ICMP 四项功能 报告错误 测试网络 拥塞控制 路由控制 三 三 传输层协议传输层协议 1 TCP 作用 特点 数据格式 建立连接 3 次握手 终止连接 4 次握手 2 UDP 作用 特点 报文格式 套接字套接字 socket 是包含了网 是包含了网络络地址和端口号的网地址和端口号的网络进络进程的程的 ID 号号 3 TCP 和 UDP 的比较 四 路由四 路由选择协议选择协议 1 自治系统 AS 定义 特点 自治系自治系统统 AS 由由拥拥有同一有同一选选路策略并由同一管理机构路策略并由同一管理机构进进行管理与行管理与维护维护的一的一组组路由器路由器组组成的成的 网网络络系系统统 2 路由协议分类 域内路由 内部网关 协议和域间路由 外部网关 协议 外部网关路由外部网关路由协议协议 EGP 用于自治域 用于自治域 AS 之之间间路由器交路由器交换换路由信息所使用的路由路由信息所使用的路由协议协议 6 3 路由选择算法 距离距离 向量 向量 链链路路 状状态态 4 典型路由选择协议 RIP 定义 要点 OSPF 定义 要点 BGP 定义 要点 五 五 资资源源预预留留协议协议 RSVP 定义 要点 3 种数据流传输类型 业务质量 QoS 六 六 IPv6 协议协议 IPv6 3 类类地址地址 地址格式 IPv4 向 IPv6 的三种过渡策略 双协议栈 隧道技术 首部转换 IPv6 地址有三地址有三类类 单单播地址 任意播地址和播地址 任意播地址和组组播地址 播地址 IPv4向向IPv6过过渡渡时时采用的策略采用的策略 1 双双协议栈协议栈 使一部分主机 或路由器 装有两个协议栈 一个IPv4和一个IPv6 双协议栈主 机 或路由器 在交界处同时运行IPv4和IPv6协议 既可以与IPv6的系统通信 又可以与IPv4的系统 通信 2 隧道技隧道技术术 在IPv4网络中开通隧道 进行数据报的封装和解封 可分为自动隧道技术和配置 隧道技术 3 首部首部转换转换 将IPv6分组的首部转换为IPv4首部 第四章第四章 ATM 网网络络技技术术 一 一 ATM 基本概念基本概念 1 IP 和 ATM 的特点比较和主要差别 2 相关概念 传送模式 定义 STM ATM 信元 异步 传传送模式送模式 通信网中数据通信网中数据传输传输 复用 交 复用 交换换方式的整体方式的整体规规定定 异步异步传传送模式送模式 ATM 以信元以信元为为信息信息传输传输 复接和交 复接和交换换的基本的基本单单位的位的转转送方式 送方式 3 ATM 的定义 ATM 信元格式 ATM 两种接口 VP VC VPC VCC VPI VCI ATM 信元信元长长度度为为 53 个字个字节节 信 信头长头长度是度是 5 个字个字节节 信息域 信息域长长度是度是 48 个字个字节节 ATM 三个基本概念 三个基本概念 7 1 ATM 传输传输通道通道 由不同的虚通道 VP 组成的传输通道 2 虚通道虚通道 VP ATM 网络中一捆有相同端点的虚通路连接 VCC 所组成的传输通道 虚通道 识别符 VPI 用于标识属于同一 VP 的不同 VC 3 虚通路虚通路 VC ATM 网络中的基本交换单位 是在两个端用户之间通过网络建立起来的全双 工的通信连接 虚通路识别符 VCI 用于标识属于同一 VC 的信元群 ATM 路由信息路由信息是由虚通道标识 VPI 和虚通路标识 VCI 两者的组合 VPI VCI 标识标识 ATM 信元的交换既可以在 VP 级进行 也可以在 VC 级进行 二 二 ATM 协议协议参考模型参考模型 1 协议组成 三个平面三个平面 控制平面 用户平面 管理平面 四层结构和主要功能 ATM 分分层层参考模型参考模型规规定定层层次 次 物理物理层层 ATM 层层 AAL 层层和和高高层层 2 物理层 2 个子层 TC PM ATM 信元定界 3 ATM 层 4 项具体功能 4 AAL 适配层 2 个子层 CS SAR 3 个业务参数 定时关系 比特率 接续方式 4 类业务 A B C D 和 4 个 AAL 适配层协议 AAL 1 AAL 2 AAL 3 4 AAL 5 划分划分 ATM 业务业务的三个参数的三个参数 1 源和目的之 源和目的之间间的的定定时时要求 要求 2 源和目的之 源和目的之间间的的比特率要求比特率要求 3 源和目的之 源和目的之间间的的接接续续方式方式 5 ATM 信元的传输方式 三种传输方式 三 三 ATM 的交的交换换方式方式 1 ATM 交换机 组成模块 接口单元 控制单元 交换单元 ATM 网网络络中的主要中的主要设备设备是是 ATM 交交换换机机 它有两种接口 它有两种接口 1 用 用户户 网网络络接口 接口 UNI 2 网 网络络 节节点接口 点接口 NNI ATM 交交换换机中的三个工作步机中的三个工作步骤骤 8 1 根据已知的 根据已知的 VPI VCI 接收信元 接收信元 2 根据 根据链链接表中接表中规规定的定的值值确定本次确定本次连连接的接的输输出端口 一个或多个 并更新下一次出端口 一个或多个 并更新下一次连连接的接的 VPI VCI 值值 3 以正确的 以正确的链链接接标识标识符将信元重新符将信元重新发发送到送到输输出出链链路上 路上 2 ATM 交换结构 空分交换 时分交换 总线交换 令牌环交换 ATM 信元的信元的空空间间交交换换 在在 ATM 交交换换机中将信元从一条机中将信元从一条传输线传输线上交上交换换到另一条上 又叫路由到另一条上 又叫路由 选择选择 信元的信元的时间时间交交换换 在 在 ATM 交交换换机中将机中将输输入信元从一个入信元从一个时时隙隙转转移到另一移到另一时时隙成隙成为输为输出信元的出信元的 交交换换方式 方式 四 四 ATM 网网络络管理管理 1 OAM 作用作用 操作 操作 维护维护 管理 管理 5 级 ATM 的信元 第五章第五章 IP OVER ATM 一 一 IP 与与 ATM 相相结结合的两种模型合的两种模型 1 IP 技技术术与与 ATM 技技术术的的显显著差著差别别 序号 比比较项较项目目 IPATM 1 连连接方式接方式面向非连接面向连接 2 选选路依据路依据 IP 地址VPI VCI 3 信息信息结结构构IP 包不定长固定长度信元 4 服服务质务质量量没有服务质量保证提供服务质量保证 5 通信支持通信支持 支持广播与组播支持点对多点的单向通信 2 重叠模型重叠模型的要点和技术 集成模型集成模型的要点和技术 两个模型的基本差两个模型的基本差别别 地址解析地址解析过过程程和和 ATM 虚虚连连接的建立接的建立过过程 程 9 二 二 CIPOA 三 三 MPOA 四 四 LANE 第六章第六章 MPLS 技技术术 一 一 MPLS 技技术术 1 MPLS 的基本概念 MPLS 定义 MPLS 体系结构 关键想法 5 个显著特点 多多协议标签协议标签交交换换 MPLS 一种将二一种将二层层交交换换和三和三层层路由技路由技术术相相结结合的多合的多层层交交换换技技术术 2 5 层层 2 MPLS 网络的两种路由器 LER LSR 3 MPLS 交换 4 个操作步骤 数据包的数据包的标记标记交交换换流程流程 建立标记路径 入口加上标记 网内 标记交换 出口去掉标记 MPLS 网网络络中的中的转发转发机制机制 1 添加添加标记标记 IP 分组进入 MPLS 网络后 由 LER 将其映射到一个等效前传类 FEC 中 并添 加标记 然后转发 2 标记标记替替换换 网络核心的 LSR 读取每个分组的标记 并根据标记转发表以一个新的标记替换 旧的标记 3 去除去除标记标记 在到达出口 LER 后 标记被除去 并按照传统的路由策略转发到最终目的地 4 MPLS 的的 5 个关个关键键要素要素 1 标记边缘标记边缘路由器 路由器 LER 进行初始数据包处理 分类 并加上和去除标记 2 标记标记交交换换路由器 路由器 LSR 交换加上标记的数据包 3 标记标记分分发协议发协议 LDP 在设备之间提供通信与路由选择协议 建立标记交换通道 4 标记标记交交换换通道 通道 LSP 由两个端点之间分配的所有标记定义的动态或静态通道 5 标记标记 Label LSP 用于转发数据包的报头 二 二 标记标记交交换换 三 三 标记标记分分发协议发协议 LDP 10 1 LDP 定定义义 提供提供标标准的准的 MPLS 信令机制 分配和分信令机制 分配和分发标记发标记的的协议协议 第七章第七章 IP Over SDH 技技术术 一 一 SDH 基本原理基本原理 1 SDH 定定义义 由若干由若干 SDH 网元 网元 NE 组组成 在光成 在光纤纤或微波上或微波上进进行同步信息行同步信息传输传输 复用 分插和 复用 分插和 交叉交叉连连接的网接的网络络 2 PDH 相关概念 准同步含准同步含义义 PCM 30 32 系统 PCM 群路速率等级 PCM30 32 系系统统 我国数字复接系列中速率我国数字复接系列中速率为为 2 048Mbps 共分 共分 32 个路个路时时隙来隙来传传送送 30 路路话话音音 信号的基群系信号的基群系统统 PCM30 32 系系统传统传送送话话音信号使用音信号使用 30 个路个路时时隙 隙 TS0 时时隙隙为帧为帧同步同步时时隙 隙 TS16 时时隙隙为为信令信令 时时隙 隙 3 SDH 相关概念相关概念 SDH 三个核心特点 SDH 的速率等速率等级级 SDH 基本帧结帧结构构 SDH 的复用和映 射结构 各种信号复用进 SDH 帧的步骤 映射 定位 复用 SDH 复用复用单单元元 C VC TU TUG AU AUG SDH 系统 再生段再生段 复用段 通道复用段 通道 SDH 的三个核心特点 的三个核心特点 同步复用 同步复用 标标准光接口和准光接口和强强大的网管能力 大的网管能力 各种各种业务业务信号复用信号复用进进 STM N 帧帧要要经历经历映射 定位 复用映射 定位 复用三个步三个步骤骤 4 SDH 网网络设备络设备 网元 TM ADM REG SDXC SDH 的四种网元 的四种网元 1 终终端复用器 端复用器 TM 在通道两端把多路低速信号复用成一路高速信号 或反 在通道两端把多路低速信号复用成一路高速信号 或反过过来把一路高来把一路高 速信号分接成多路低速信号速信号分接成多路低速信号设备设备 2 分插复用器 分插复用器 ADM 在高速信号 在高速信号传输链传输链路中途分接或插入部分低速信号的路中途分接或插入部分低速信号的设备设备 3 数字交叉数字交叉连连接接设备设备 DXC 在高速信号 在高速信号传输链传输链路中具有一个或多个信号端口 可以路中具有一个或多个信号端口 可以对对任意任意 端口之端口之间间的信号的信号进进行可控行可控连连接 包括再生接 包括再生连连接 的接 的设备设备 4 再生中再生中继继器 器 REG 在 在传输链传输链路中途接收路中途接收 STM N 信号并信号并经过经过适当的适当的处处理使信号按照理使信号按照规规定定 11 的幅度 波形和定的幅度 波形和定时时特性特性继续继续向前向前传传送的送的设备设备 自愈网自愈网 指在网指在网络发络发生故障生故障时时 在极短的 在极短的时间时间内 无需人内 无需人为为干干预预 就能自 就能自动发现动发现和和选择选择替代替代传传 输输路由 重新配置路由 重新配置业务业务 恢复通信能力的网 恢复通信能力的网络络 5 SDH 同步网 SDH4 种时钟 4 种同步方式 6 SDH 管理网 TMN 定义 组成 管理 5 大功能 SMN 功能 二 二 IP Over SDH 1 IP Over SDH 网络体系结构 协议栈层协议栈层次 次 2 PPP 名称和功能的协议模型 3 HDLC 名称和功能 三 三 DWDM 技技术术 1 DWDM 传输系统 DWDM 的定义 特点 WDM 的分的分类类 波分复用波分复用 WDM 使用不同的波使用不同的波长长在同一光在同一光纤纤上承上承载载数十个以至上百个通路的信号的复用技数十个以至上百个通路的信号的复用技 术术 2 DWDM 系统 工作方式工作方式 双纤单向传输 单纤双向传输 两种两种结结构构 开放式系统 集成式系 统 系统五个组成部分 发射 接收 传输 监控 网管 DWDM 系统网网络单络单元元 OMU ODU OUT OA OBA OLA OPA OADM OXC 名称和作用 3 IP Over DWDM 技术 定义 两种模式 层叠模式和对等模式 第八章第八章 宽带宽带接入网技接入网技术术 一 接入网的基本概念一 接入网的基本概念 1 接入网的定义和定界 三个接口三个接口 重要特征 接入网由接入网由业务节业务节点接口点接口 SNI 用 用户户网网络络接口接口 UNI 和和电电信管理接口信管理接口 Q3 所定界 所定界 二 有二 有线线接入网接入网 1 铜线铜线接入网接入网 XDSL 技术 ADSL HDSL VDSL 的名称 原理 特点 四种线路编码 12 2B1Q QAM CAP DMT 离散多音离散多音 DMT 编码编码 一种并行数据一种并行数据传输结传输结合合频频分复用 分复用 FDM 的正交多 的正交多载载波波调调制技制技术术 2 光光纤纤接入网接入网 定义 分类 AON PON 网络结构 FTTC FTTB FTTH 光接入网的功能光接入网的功能 参考配置参考配置 4 个基本功能模块 5 个参考点 3 个接口 双工技术 复用技术 多址技术 光接入网光接入网设备组设备组成和作用成和作用 1 光光线线路路终终端端 OLT 为光接入网提供网络侧与本地交换机和服务器之间的接口 并经一个 或多个 ODN 与用户侧的 ONU 通信 2 光配光配线线网网 ODN 为 OLT 和 ONU 之间提供光传输手段 3 光网光网络单络单元元 ONU 处于 ODN 的用户侧 为 OAN 提供直接的或远端的用户侧接口 4 适配适配设备设备 AF ONU 和用户设备之间的适配设施 3 EPON 技术 1 EPON 定定义义 一种基于高速以太网和一种基于高速以太网和 TDM 时时分分 MAC 媒体媒体访问访问控制方式 采用点到多点控制方式 采用点到多点 网网络结络结构 无源光构 无源光纤传输纤传输 提供多种 提供多种综综合合业务业务的的宽带宽带接入技接入技术术 2 EPON 系统结构 基本组成 拓扑结构 3 EPON 工作原理 下行工作原理 上行工作原理下行工作原理 上行工作原理 4 多点控制多点控制协议协议 MPCP 涉及涉及 ONU 发发送送时时隙的分配 隙的分配 ONU 的自的自动发现动发现和加入 向高和加入 向高层报层报告告