《承载网部分》课件

承载网部分承载网是通信网络的骨干，负责连接用户设备和核心网络，实现数据传输。承载网是通信网络的关键基础设施，为各种业务提供可靠的传输保障。课程目标了解承载网概念理解承载网的定义、作用和重要性，以及其在现代网络中的地位。掌握承载网分类学习不同类型的承载网，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。学习承载网组成了解承载网的基本构成，包括网络设备、传输介质和协议等。掌握承载网发展趋势分析承载网未来的发展方向，包括5G承载网、SDN网络和云计算承载网。承载网概述承载网是现代通信网络的核心基础设施，为各种数据和业务提供传输通道。承载网负责连接用户设备、网络设备、数据中心等，实现数据传输和业务的承载，为各种应用提供可靠的网络基础。承载网的分类接入承载网负责将用户设备接入到核心网络，例如家庭宽带、企业专线等。汇聚承载网将来自多个接入承载网的流量汇聚，并进行路由和转发，例如城域网。核心承载网负责承载整个网络的骨干流量，提供高速、稳定的数据传输，例如国家骨干网。承载网的基本构成1网络设备承载网包含各种网络设备，如交换机、路由器和光纤收发器。这些设备连接不同的网络并实现数据传输。2传输介质传输介质负责数据在网络中的物理传输，包括光纤、铜缆和无线信号。3网络协议网络协议定义数据传输的规则，包括IP协议、TCP协议和UDP协议。这些协议确保数据在网络之间正确地传输。4网络管理系统网络管理系统负责监控和控制承载网络，确保其正常运行并提供可靠的网络服务。承载网层次结构1接入层接入层负责将用户终端连接到承载网，提供接入服务。光纤接入无线接入铜缆接入2汇聚层汇聚层负责将来自接入层的流量汇聚，并进行流量控制和调度。流量整形QoS保障网络安全3核心层核心层负责承载网络流量的骨干传输，提供高带宽、低延迟的网络服务。大容量路由流量工程网络优化物理层承载网介绍物理层承载网负责将数据转换为电信号或光信号，并通过物理介质进行传输。物理层是网络的基础，承载着所有其他层的数据传输。物理层的传输速率、传输距离和传输可靠性直接影响网络的性能和成本。以太网物理层以太网电缆以太网电缆用于连接网络设备，传输数据。以太网交换机以太网交换机用于连接多个网络设备，转发数据包。以太网集线器以太网集线器用于连接多个网络设备，广播数据包。以太网网卡以太网网卡用于连接计算机与网络，传输数据。同轴电缆物理层同轴电缆连接器同轴电缆连接器用于连接同轴电缆和其他设备，确保信号传输的可靠性和稳定性。同轴电缆结构同轴电缆由中心导体、绝缘层、屏蔽层和外层护套组成，这种结构可以有效地抑制电磁干扰，确保信号传输的完整性。光纤物理层光纤结构光纤由纤芯和包层组成，纤芯中心的光线在包层中不断反射，实现光信号传输。光纤类型单模光纤和多模光纤是常用的两种类型，它们根据光信号传输方式和光纤尺寸不同。光纤优势光纤具有带宽高、传输距离远、抗干扰能力强等优点，是未来承载网的重要发展方向。无线物理层1电磁波传输无线物理层利用电磁波进行信号传输，覆盖范围广，无需布线。2频率分配不同的无线网络使用不同的频率范围，避免干扰，提高效率。3天线技术天线设计决定了信号覆盖范围和传输质量，例如定向天线、全向天线。4无线信道无线信道容易受到噪声和干扰的影响，需要使用编码和调制技术提高传输可靠性。数据链路层承载网数据链路层是网络协议栈的第二层，主要负责数据帧的封装和解封装，以及介质访问控制。数据链路层协议包括以太网、令牌环网、FDDI等，它们负责将数据分组封装成帧，并在网络中进行传输。数据链路层承载网主要用于连接网络设备，例如路由器、交换机、网卡等，并提供数据帧的传输服务。局域网数据链路层以太网最常用的局域网技术之一，基于IEEE802.3标准。无线局域网使用无线电波进行数据传输，基于IEEE802.11标准。交换机连接局域网设备，并根据MAC地址转发数据帧。集线器将所有设备连接到同一网络，但数据会广播到所有设备。广域网数据链路层广域网数据链路层概述广域网数据链路层负责在不同网络节点之间建立可靠的链路，并进行数据帧传输。它使用各种协议来确保数据完整性和可靠性，例如点到点协议(PPP)和帧中继(FrameRelay)。广域网数据链路层功能主要功能包括：帧封装、地址解析、流量控制、错误检测和纠正、链路管理等。通过这些功能，数据链路层为更高层协议提供可靠的底层传输服务。网络层承载网IP协议网络层IP协议是网络层最重要的协议，它负责数据包的路由和转发，确保数据包在网络中正确传输。MPLS网络层MPLS技术是一种标签交换技术，可以提高网络效率和性能，并提供更好的网络服务质量保障。IP协议网络层互联网协议IP协议是互联网的核心协议，负责数据包在网络中的路由和传输。IP地址每个设备都有唯一的IP地址，用于识别网络中的设备。路由表路由器使用路由表来确定数据包的最佳路径，以到达目标地址。MPLS网络层1多协议标签交换MPLS（MultiprotocolLabelSwitching）是一种数据转发技术，它使用标签来识别和转发数据包，而不是传统的IP地址。2标签路由MPLS网络层使用标签路由，标签路由是一种基于标签的转发方法，它允许网络设备根据标签快速转发数据包，而不需要进行复杂的IP地址查找。3数据包转发MPLS网络层使用标签来识别和转发数据包，它可以提高网络的性能和效率，并简化网络管理。4网络功能MPLS网络层可用于构建高性能的网络，例如企业网络、数据中心网络和运营商网络。传输层承载网传输层承载网负责为上层应用提供端到端的可靠数据传输服务。传输层承载网负责数据包的分段、重组、流量控制和拥塞控制，确保数据在网络中的可靠传输。TCP协议传输层面向连接TCP协议提供可靠的数据传输，建立连接后才能传输数据。数据流TCP将数据流分成数据包，以顺序的方式传输，确保数据完整性。拥塞控制TCP使用拥塞控制机制，避免网络拥塞，提高传输效率。流量控制TCP通过流量控制机制，防止接收方被数据淹没，保证数据传输的稳定性。UDP协议传输层无连接UDP是无连接的，数据包直接发送，无需建立连接，速度快，但不可靠。面向数据报UDP将数据分成数据报，每个数据报独立传输，无需按顺序发送。应用广泛UDP应用于各种应用，如DNS、视频通话、游戏，注重速度和实时性。应用层承载网应用层承载网主要负责提供各种网络服务，例如电子邮件、文件传输、网页浏览等。它位于网络体系结构的最高层，直接与用户交互，将用户的各种需求转化为网络数据，并最终传递给其他用户或服务器。Web服务应用层HTTP协议Web服务应用层主要依赖HTTP协议进行数据传输。HTTP协议定义了客户端和服务器之间通信的格式和规则。HTTP协议使用请求和响应机制来处理数据交互。客户端向服务器发送请求，服务器处理请求并返回响应。视频直播应用层实时性视频直播应用层需要实时传输视频流，以确保观看体验流畅。低延迟为了保证观众与主播之间的互动性，视频直播应用层需要尽可能降低延迟。高并发视频直播应用层需要能够同时处理大量用户的连接和视频流。可扩展性随着用户数量和视频流的增加，视频直播应用层需要能够轻松扩展。文件传输应用层文件传输协议（FTP）FTP是一种常见的协议，用于在网络上传输文件。它可以用于上传、下载和管理文件，并支持各种文件类型。安全文件传输协议（SFTP）SFTP是FTP的加密版本，它使用SSH协议来保护数据传输安全，防止数据被窃取或篡改。简单文件传输协议（TFTP）TFTP是一种简单的协议，用于在网络上传输文件。它主要用于小型文件传输，例如启动文件或配置信息。电子邮件应用层1SMTP协议电子邮件传输协议，负责发送和接收电子邮件，确保邮件的可靠传输。2POP3协议邮件接收协议，允许用户从邮件服务器下载电子邮件，使邮件内容可供离线阅读。3IMAP协议邮件访问协议，允许用户在邮件服务器上管理电子邮件，无需下载，适用于多种设备同步访问邮件。4MIME协议多用途互联网邮件扩展协议，允许电子邮件包含多种格式的附件，例如文本、图片、音频和视频。承载网的发展趋势随着信息技术和网络技术的不断发展，承载网也面临着新的挑战和机遇。未来，承载网将朝着更高带宽、更低延迟、更灵活、更智能的方向发展。5G承载网SDN网络云计算承载网5G承载网高带宽5G承载网提供更高的带宽，以满足日益增长的数据流量需求。低延迟5G网络具有更低的延迟，为实时应用和游戏提供更流畅的体验。高可靠性5G承载网采用先进的技术，确保网络的稳定性和可靠性，提供高质量的服务。SDN网络集中控制SDN将网络控制功能集中到一个控制器中，通过软件定义的方式管理网络资源。可编程性SDN使用开放的编程接口，允许开发者创建应用程序来管理网络行为。灵活可扩展SDN允许网络快速适应变化的需求，并简化网络部署和管理。云计算承载网数据中心云计算承载网通