通信网理论基础(虞红芳)lingo课件

通信网理论基础(虞红芳)lingoppt课件通信网基本概念与体系结构信号传输与处理技术交换技术与设备路由选择与拥塞控制策略网络安全与可靠性保障措施未来发展趋势与挑战contents目录通信网基本概念与体系结构CATALOGUE01通信网是由终端设备、传输链路、交换节点等组成的，用以实现信息传递和处理的系统。定义提供信息传递的通道，实现信息的交换、路由和传输等。功能通信网定义及功能通信网通常采用分层结构，各层之间通过接口进行通信，实现不同层次的独立性和互操作性。协议栈是通信网中协议层次的集合，各层协议按照规定的顺序进行组合，实现信息的传递和处理。体系结构概述协议栈分层结构网络层负责路由选择和分组传输，提供网络层上的数据传输服务。物理层负责传输比特流，提供物理媒体上的数据传输服务。数据链路层负责将数据组合成帧进行传输，提供链路层上的数据传输服务。传输层负责提供端到端的数据传输服务，确保数据的可靠传输。应用层负责为用户提供各种应用服务，如电子邮件、文件传输等。协议层次与功能划分信号传输与处理技术CATALOGUE02连续变化的物理量，如电压或电流。模拟信号特性电话线、同轴电缆等。传输媒介通过模拟信道进行传输，信号在传输过程中会受到衰减和噪声的影响。传输方式模拟信号传输原理03传输方式通过数字信道进行传输，具有抗干扰能力强、易于加密和压缩等优点。01数字信号特性离散的、不连续的物理量，由0和1组成的二进制序列。02传输媒介光纤、无线电波等。数字信号传输原理调制技术将基带信号（原始信号）调制到载波上，使其适合在信道中传输。常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）。解调技术从已调信号中恢复出基带信号的过程。解调是调制的逆过程，需要根据调制方式选择相应的解调方法。调制解调技术交换技术与设备CATALOGUE03通过建立一条专用的物理电路实现通信，通信过程中用户始终占用该电路，直到通信结束。电路交换原理电路交换设备电路交换特点主要包括交换机和路由器等，用于实现电路的建立、维持和释放。通信质量稳定，实时性强，但资源利用率低，灵活性差。030201电路交换原理及设备分组交换原理将用户数据分割成若干个固定长度的分组，每个分组携带目的地址等信息，通过分组交换机进行存储转发。分组交换设备主要包括分组交换机和路由器等，用于实现分组的存储、转发和路由选择。分组交换特点资源利用率高，灵活性好，但可能产生时延和抖动等问题。分组交换原理及设备采用异步时分复用技术，将信息分割成固定长度的信元进行传输和交换。ATM交换原理主要包括ATM交换机和路由器等，用于实现信元的传输、交换和路由选择。ATM交换设备具有高速、低时延、多业务支持等优点，但实现复杂度高，成本高。ATM交换特点ATM交换原理及设备路由选择与拥塞控制策略CATALOGUE04静态路由选择算法基于固定规则和手动配置，不依赖于网络状态信息，简单稳定但缺乏灵活性。动态路由选择算法根据网络状态信息动态调整路由，包括距离矢量路由算法和链路状态路由算法，能够自适应网络变化。层次化路由选择算法将大规模网络划分为多个区域，每个区域内部使用动态路由算法，区域间使用静态路由算法，降低了路由计算的复杂性。路由选择算法分类及特点开环控制01通过事先规划和配置网络资源，避免拥塞的发生，如合理设计网络拓扑、分配带宽资源等。闭环控制02通过监测网络状态并动态调整传输参数，以缓解或避免拥塞，如TCP的拥塞控制机制，包括慢启动、拥塞避免、快重传和快恢复等算法。混合控制03结合开环控制和闭环控制的优势，既进行事先规划又进行动态调整，以实现更高效的拥塞控制。拥塞控制策略与方法123在网络边缘对流量进行分类和标记，核心路由器根据标记提供不同等级的服务质量。区分服务（DiffServ）通过资源预留协议（RSVP）为特定流预留网络资源，提供端到端的QoS保障。集成服务（IntServ）利用标签交换技术实现快速转发和灵活的路由控制，同时支持QoS保障和流量工程等功能。多协议标签交换（MPLS）QoS保障机制网络安全与可靠性保障措施CATALOGUE05包括拒绝服务攻击、恶意软件、钓鱼攻击等，防范措施包括使用防火墙、入侵检测系统、定期更新软件补丁等。网络攻击由于黑客攻击、内部泄露等原因导致敏感信息外泄，防范措施包括数据加密、访问控制、安全审计等。数据泄露攻击者冒充合法用户获取网络资源和服务，防范措施包括强密码策略、多因素认证、定期更换密码等。身份冒用网络安全威胁及防范手段在网络关键部位部署备份设备，确保故障发生时能及时切换，保障网络服务的连续性。设备冗余通过部署多条物理或逻辑链路，实现链路的冗余备份，提高网络的可用性。链路冗余将网络流量分配到多个设备或链路上进行处理，避免单点故障，提高网络的整体性能。负载均衡可靠性保障措施和方法利用网络管理系统和故障诊断工具，实时监测网络状态，定位故障发生的位置和原因。故障诊断根据故障诊断结果，采取相应的恢复措施，如重启设备、更换故障部件、调整配置参数等，以尽快恢复网络服务。故障恢复制定全面的灾难恢复计划，包括数据备份、恢复演练、应急响应流程等，确保在极端情况下能快速恢复网络服务和数据。灾难恢复计划故障诊断与恢复策略未来发展趋势与挑战CATALOGUE065G/6G关键技术包括超高速数据传输、大规模天线技术、网络切片、边缘计算等。5G/6G应用场景5G/6G将应用于智能交通、智能制造、智慧城市、虚拟现实等领域，推动数字化、智能化发展。5G/6G通信技术概述5G/6G通信技术是下一代移动通信技术，具有更高的数据传输速率、更低的延迟和更高的可靠性。5G/6G通信技术展望物联网概述物联网是指通过信息传感设备，按约定的协议，对任何物体进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网在通信网中应用物联网将广泛应用于智能家居、智能医疗、智能农业等领域，实现万物互联，推动数字化、智能化发展。物联网技术挑战包括安全性问题、隐私保护问题、异构网络融合问题等。物联网在通信网中应用前景人工智能在通信网中应用人工智能将应用于通信网络的优化、故障预测与诊断、网络安全