通信网络-第1章通信网概述课件

1、通信网络技术2022/10/151通信网络技术2022/10/111第一章：通信网络概述 2学时第二章：传输技术与传输网络 4学时第三章：公用电话网 8学时第四章：X.25分组数据交换网 8学时第五章：计算机网络与网络互连 4学时第六章：ISDN网与ATM技术 6学时第七章：其它网络概述 4学时 合计 36学时 讲授内容与课时分配2022/10/152第一章：通信网络概述 2学时讲授教材与参考书通信网基础，人民邮电出版社电信网，人民邮电出版社数据通信与网络，机械工业出版社数字同步技术，人民邮电出版社数据通信及网络基础，华中理工大学出版社现代通信网，北京邮电大学出版社程控数字交换与交换网，北京邮

2、电大学出版社考试：笔试（70）作业+实验/4小时（30）2022/10/153教材与参考书通信网基础，人民邮电出版社2022/10/1第一章、通信网概述1.1、通信网络发展现状及未来1.2、通信网络构成与网络拓扑1.3、通信网络体系结构与标准2022/10/154第一章、通信网概述1.1、通信网络发展现状及未来2022/11.1、通信网络发展现状与未来1.1.1、通信网络发展历史周朝：峰火、狼烟电的产生：18世纪，静电传送信息电报机：1809年电话：1876年、贝尔2022/10/1551.1、通信网络发展现状与未来1.1.1、通信网络发展历史21.1.1、通信网络发展历史1877年，美国波士

3、顿建设第一条电话线1946年，第一台电子计算机1950年后随着电子技术、计算机技术蓬勃发展，人们交互信息需求增加，通信网络进入了高速发展阶段。话音通信网络：机电交换数字程控移动通信IP话音通信网综合网计算机网络：局域网广域网internet 网络的发展2022/10/1561.1.1、通信网络发展历史1877年，美国波士顿建设第一条1.1.2、通信网络的发展一、终端发展数字化、功能多样化、微型化、智能化二、传输系统发展模拟-数字；窄带-宽带用户传输系统；中继传输系统三、交换系统的发展空分交换时空分交换；报文交换分组交换；快速宽带交换技术（ATM）2022/10/1571.1.2、通信网络的发展

4、一、终端发展2022/10/1171.1.3、通信网络的分类一、按业务电话网数据网图像通信网综合业务数字网(ISDN)2022/10/1581.1.3、通信网络的分类一、按业务2022/10/1181.1.3、通信网络的分类二、按服务对象：专用网、公用网、军用网三、信号传输方式：模拟网、综合数字网（IDN）、综合业务数字网（ISDN）四、信号处理方式交换网、广播网五、按地区规模农村网、市内网、长途网、国际网等 以数字信号传送信息的电信网路，简称数字网。采用数字交换和数字传输的电话网称为综合数字网(Inte-grated Digital Network,缩写IDN）。 2022/10/1591.

5、1.3、通信网络的分类二、按服务对象：以数字信号传送信息1.1.4、下一代通信网络 NGN：Next Generation Network即下一代通信网络。NGN是一个分组网络，它提供包括电信业务在内的多种业务，能够利用多种带宽和具有QoS能力的传送技术，实现业务功能与底层传送技术的分离；它允许用户对不同业务提供商网络的自由接入，并支持通用移动性，实现用户对业务使用的一致性和统一性。下一代网络是以软交换为核心的，能够提供包括语音、数据、视频和多媒体业务的基于分组技术的综合开放的网络架构，代表了通信网络发展的方向。NGN是在传统的以电路交换为主的PSTN网络中逐渐迈出了向以分组交换为主的步伐的。

6、 2022/10/15101.1.4、下一代通信网络 NGN：Next Generat1.2、通信网络构成1.2.1、通信网构成通信网是由一定数量的节点和连接节点的传输链路组成，以实现两个或多个规定点之间信息传输的通信体系。通信网络中所有独立的通信设备，都可统称为节点。主要包括四个部分：通信终端、传输系统、交换系统及规范网络有序运行的各种协议、标准。2022/10/15111.2、通信网络构成1.2.1、通信网构成2022/10/1图1.1通信网络简单方式2022/10/1512图1.1通信网络简单方式2022/10/11121.2.1、通信网络构成一、通信终端：用户与通信网之间的接口设备，实

7、现信息收发与网络接入话音、数据、图像各种媒体用户终端二、传输系统： 包括集中器、连接器、传输线路 传输线路指传输信息的信道，包括有线、无线、光缆等线道；2022/10/15131.2.1、通信网络构成一、通信终端：2022/10/1111.2.1、通信网络构成三、交换系统主要实现路由选择、接续控制，完成信息交换。 四、还要有各种规定（协议、标准、信令等内容）2022/10/15141.2.1、通信网络构成三、交换系统2022/10/11141.2.2、通信网基本功能为网内需要通信的各方提供接续通信路径，使处于不同地理位置的终端用户可以相互通信。具体实现以下功能：1、源与目的地之间提供物理链路2

8、、协议转换。使具有不同字符、码型、格式、信令、协议、控制方法的终端用户能相互听懂对方。2022/10/15151.2.2、通信网基本功能为网内需要通信的各方提供接续通信路1.2.2、通信网基本功能通信网具体实现以下功能3、寻址。信息能正确达到目的地4、路由选择。源节点与目的节点之间选择一条最佳路径5、终端用户接入匹配。物理及协议上的匹配6、差错控制。保证数据可靠的传输，要解决出错怎办问题。7、分组拆装2022/10/15161.2.2、通信网基本功能通信网具体实现以下功能2022/11.2.3、通信网络拓扑假设有4个终端构成通信网络，使两两之间可以进行通信，可以怎样连接?直接连接方式幻灯片 1

9、8转接方式幻灯片 18混合方式(部分直连/部分转接，也称为不完全直连)幻灯片 19To 242022/10/15171.2.3、通信网络拓扑假设有4个终端构成通信网络，使两两之终端A终端B终端C终端D转接终端A终端B终端C终端D图1.2直连方式图1.3转接方式BACKTo 242022/10/1518终端A终端B终端C终端D转接终端A终端B终端C终端D图1.2终端A终端B终端C终端D图1.4不完全直连方式转接终端A终端B终端C终端DBACKTo 242022/10/1519终端A终端B终端C终端D图1.4不完全直连方式转接终端A终端图1.6总线型网络图1.7树型网络结构To 242022/10

10、/1520图1.6总线型网络图1.7树型网络结构To 242022/1图1.5复合型网To 24To 232022/10/1521图1.5复合型网To 24To 232022/10/11211.2.3、通信网络拓扑一、网络拓扑的定义：通信网络中节点与传输链路构成的几何形状，叫做网络拓扑结构。根据拓扑结构通信网中常用连接方式可以分为：1网型网（如图1.2幻灯片 18）2星型网（图1.3幻灯片 18）3复合型网（图1.5幻灯片 21）4总线型网（图1.6幻灯片 20）5环型网（图1.4幻灯片 19）6树型网（图1.7幻灯片 20）2022/10/15221.2.3、通信网络拓扑一、网络拓扑的定义：

11、通信网络中节点与1.2.3、通信网络拓扑二、拓扑结构的特点网型：连接链路长，节点设备较简单，可靠性高星型：传输链路适中，终端节点设备较简单，转接设备复杂，可靠性一般总线型：传输链路短，终端节点设备较复杂（增加链路共享功能）、可靠性较低终端A终端B终端C终端D转接终端A终端B终端C终端D2022/10/15231.2.3、通信网络拓扑二、拓扑结构的特点终端A终端B终端C二、拓扑结构的特点环型：终端设备复杂，可靠性一般，传输链路较短树型：实际是多级星型结构实际通信网络中采用复合型拓扑结构1.2.3、通信网络拓扑终端A终端B终端C终端D2022/10/1524二、拓扑结构的特点1.2.3、通信网络拓

12、扑终端A终端B终端C1.2.4、网络交换技术线路交换（电路交换）报文交换分组交换2022/10/15251.2.4、网络交换技术线路交换（电路交换）2022/10/一、线路交换线路交换又称为电路交换，它应用于电话系统，通信的双方之间必须事先通过信令建立专门的物理线路（或者物理连接），然后在建立好的物理线路上进行数据传输，数据传输完成后释放物理线路。实际上电路交换的过程包括建立线路、占用线路并进行数据传输、释放线路三个阶段。 2022/10/1526一、线路交换线路交换又称为电路交换，它应用于电话系统，通信的线路交换的特点：1、独占性：建立线路之后、释放线路之前，即使站点之间无任何数据可以传输，

13、整个线路仍不允许其它站点共享，因此线路的利用率较低，并且容易引起接续时的拥塞。2、实时性好：一旦线路建立，通信双方的所有资源（包括线路资源）均用于本次通信，除了少量的传输延迟之外，不再有其它延迟，具有较好的实时性；3、线路交换设备简单，不提供任何缓存装置；4、用户数据透明传输，要求收发双方自动进行速率匹配。2022/10/1527线路交换的特点：1、独占性：2022/10/1127b-h之间通信 黑色表示建立链路，蓝色表示传输，黄色表示受阻d-h之间同时通信节点1节点2节点3节点4节点5abcdefgh122022/10/1528b-h之间通信 黑色表示建立链路，蓝色表示传输，黄色表示受阻二、

14、报文交换（存储转发报文交换）工作原理：如果一个站点希望发送一个报文（一个数据块），它将目的地地址附加在报文上，然后将整个报文传递给中间结点；中间结点暂存报文，根据地址确定输出端口和线路，排队等待线路空闲时再转发给下一结点，直至终点。中间结点由具有存储能力，用户信息可以暂时保存在中间结点上，报文交换无需同时占用整个物理线路，采用存储转发机制。2022/10/1529二、报文交换（存储转发报文交换）工作原理：如果一个站点希望报文交换的特点：1、“存储转发”；2、不独占线路，多个用户的数据可以通过存储和排队共享一条线路；3、无线路建立的过程，提高了线路的利用率；4、可以支持多点传输（一个报文传输给多

15、个用户，在报文中增加“地址字段”，中间结点根据地址字段进行复制和转发）；5、中间结点可进行数据格式的转换，方便接收站点的收取；6、增加了差错检测功能，避免出错数据的无谓传输等。2022/10/1530报文交换的特点：1、“存储转发”；2022/10/1130报文交换的不足之处1、由于“存储转发”和排队，增加了数据传输的延迟；2、报文长度未作规定，报文只能暂存在磁盘上，磁盘读取占用了额外的时间；3、任何报文都必须排队等待：不同长度的报文要求不同长度的处理和传输时间，即使非常短小的报文（例如：交互式通信中的会话信息）；4、报文交换难以支持实时通信和交互式通信的要求。2022/10/1531报文交换

16、的不足之处1、由于“存储转发”和排队，增加了数据传节点1节点2节点3节点4节点5abcdefgha-h，b-f，d-g之间通信 红色表示a-h数据，蓝色b-f数据,黄色表示d-g2022/10/1532节点1节点2节点3节点4节点5abcdefgha-h，b-f三、分组交换分组交换（报文交换的改进）是目前应用最广的交换技术。结合了线路交换和报文交换两者的优点，使其性能达到最优。分组交换原理：类似于报文交换，但它规定了交换设备处理和传输的数据长度（称之为分组）。将长报文分成若干个小分组进行传输。2022/10/1533三、分组交换分组交换（报文交换的改进）是目前应用最广的交换技分组交换的特点不同

17、站点的数据分组可以交织在同一线路上传输，提高了线路的利用率。可以固定分组的长度，系统可以采用高速缓存技术来暂存分组，提高了转发的速度。分组交换实现的关键分组越小，冗余量（分组中的控制信息等）在整个分组中所占的比例越大，最终将影响用户数据传输的效率；分组越大，数据传输出错的概率也越大，增加重传的次数，也影响用户数据传输的效率。2022/10/1534分组交换的特点不同站点的数据分组可以交织在同一线路上传输，提分组交换的应用X.25分组交换网： 分组长度为131字节，包括128字节的用户数据和3字节的控制信息。以太网中： 分组长度为1500字节左右（较好的线路质量和较高的传输速率，分组的长度可以略

18、有增加）。2022/10/1535分组交换的应用X.25分组交换网： 分组长度为131字节，包分组交换的分类分组交换采用两种不同的方法来管理被传输的分组流：数据报和虚电路。2022/10/1536分组交换的分类分组交换采用两种不同的方法来管理被传输的分组流1、数据报（Datagram)面向无连接的数据传输,工作过程类似于报文交换。采用数据报方式传输时，被传输的分组称为数据报。数据报的前部增加地址信息的字段，网络中的各个中间结点根据地址信息和一定的路由规则，选择输出端口，暂存和排队数据报，并在传输媒线路空闲时，将数据报发往传输线路，乃至最终站点。当一对站点之间需要传输多个数据报时，由于每个数据报

19、均被独立地传输和路由，因此在网络中可能会走不同的路径，具有不同的时间延迟，按序发送的多个数据报可能以不同的顺序达到终点。因此为了支持数据报的传输，站点必须具有存储和重新排序的能力。2022/10/15371、数据报（Datagram)面向无连接的数据传输,工作过程节点1节点2节点3节点4节点5abcdefgha-h，b-f，d-g之间通信 红色表示a-f数据，蓝色b-h数据,黄色表示d-g2022/10/1538节点1节点2节点3节点4节点5abcdefgha-h，b-f2、虚电路虚电路（Virtual Circuit)的概念：虚电路是面向连接的数据传输，工作过程类似于线路交换，不同之处在于此

20、时的电路是虚拟的。采用虚电路方式传输时，物理媒介被理解为由多个子信道（称之为逻辑信道LC）组成，子信道的串接形成虚电路（VC），利用不同的虚电路来支持不同的用户数据的传输。2022/10/15392、虚电路虚电路（Virtual Circuit)的概念：虚虚电路建立：发送方发送含有地址信息的特定的控制信息块（如呼叫分组），该信息块途经的每个中间结点根据当前的逻辑信道（LC）使用状况，分配LC，并建立输入和输出LC映射表，所有中间结点分配的LC的串接形成虚电路。数据传输：站点发送的所有分组均沿着相同的虚电路（VC）传输，分组的发收顺序完全相同；采用虚电路进行数据传输的过程2022/10/1540

21、虚电路建立：发送方发送含有地址信息的特定的控制信息块（如呼叫采用虚电路进行数据传输的过程虚电路释放：数据传输完毕，采用特定的控制信息块（如：拆除分组），释放该虚电路。通信的双方都可发起释放虚电路的动作。由于虚电路的建立和释放需要占用一定的时间，因此不适宜短小数据的应用。2022/10/1541采用虚电路进行数据传输的过程虚电路释放：数据传输完毕，采用特虚电路的分类永久虚电路: 在两个站点之间事先建立固定的链接，类似于存在一条专用电路，任何时候，站点之间都可以进行通信。呼叫虚电路:用户应用程序根据需要，动态建立和释放虚电路。2022/10/1542虚电路的分类永久虚电路: 在两个站点之间事先建立固定的链接，节点1节点2节点3节点4节点5abcdefghb-f，a-h，d-g之间通信 红色表示a-h数据，蓝色b-f数据,黄色表示d-g呼叫分组2022/10/1543节点1节点2节点3节点4节点5abcdefghb-f，a-h 1.3、通信网