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第二章 通信网体系结构

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02 Internet分层体系结构

02 Internet分层体系结构

2.1 网络体系结构 – 基本构成 通信子网
局域网的通信子网由传输介质与网络接口 板组成 广域网的通信子网在以上基础上包括转发 部件， 部件，通常具有交换功能 路由器、网关、协议转换器均属于这类转 路由器、网关、 发部件
Zhang Dongyan
TCP/IP Protocols
6
2.1 网络体系结构 – 基本构成
访与资源共享
终端(Terminal) 终端(Terminal) 个网络上的设备。 网关：网关是连到多于 个网络上的设备 网关：网关是连到多于1个网络上的设备。它有 选择性的将信息从一个网络发到另一个网络。 选择性的将信息从一个网络发到另一个网络。 –直接面对用户，是人机交互环境
–只完成输入输出及通信工作 –可以是简单的输入输出设备
Zhang Dongyan
TCP/IP Protocols
2
2.1 网络体系结构
计算机网络是一个复合系统，由于在型号、线 计算机网络是一个复合系统，由于在型号、 路类型、连接方式、同步方法、通信方式不同， 路类型、连接方式、同步方法、通信方式不同， 尤其就异种机来说其通信极为复杂， 尤其就异种机来说其通信极为复杂，因此需要采 用分而治之的方式， 用分而治之的方式， 将非常复杂的网络通 信问题化为若干个彼 此功能相关的模块来 处理， 处理，各模块之间呈 现明显的层次结构， 现明显的层次结构， 这就是分层结构。 这就是分层结构。
应用层 应用层 应用层 数据 应用层 头信息 数据 应用层 头信息 数据 应用层 头信息 数据 应用层 头信息 数据 应用层 头信息 数据 应用层 头信息 数据 应用层 头信息 数据 应用层 头信息 数据 表示层 头信息 应用层 数据 表示层 头信息 应用层 数据 表示层 头信息 应用层 数据 表示层 应用层 头信息 头信息 数据 表示层 应用层 头信息 头信息 数据 表示层 应用层 头信息 头信息 数据 表示层 应用层 头信息 头信息 数据 表示层 应用层 头信息 头信息 数据 表示层 应用层 头信息 头信息 数据 表示层 应用层 头信息 头信息 数据 会话层 头信息 头信息 表示层 应用层 数据 会话层 头信息 头信息 表示层 应用层 数据 会话层 头信息 头信息 表示层 应用层 数据 头信息 头信息 头信息 会话层 表示层 应用层 数据 头信息 头信息 头信息 会话层 表示层 应用层 数据 头信息 头信息 头信息 会话层 表示层 应用层 数据 会话层 表示层 应用层 头信息 头信息 头信息 数据 会话层 表示层 应用层 头信息 头信息 头信息 数据 会话层 表示层 应用层 头信息 头信息 头信息 数据 会话层 应用层应用层 头信息 头信息表示层 应用层 表示层 应用层 头信息传输层 应用层 数据 会话层 头信息 头信息 会话层 头信息 应用层 会话层应用层头信息 头信息 会话层表示层 数据 传输层 会话层会话层表示层 应用层 会话层 表示层 应用层 会话层 表示层 表示层 会话层 表示层 表示层 应用层 表示层 传输层头信息头信息 头信息 头信息头信息 数据 数据 数据 会话层头信息 头信息 数据 头信息 数据 数据 表示层头信息头信息 数据 应用层 数据 头信息 头信息 头信息 头信息 头信息 头信息 头信息 数据 头信息 头信息头信息头信息 头信息 数据 数据 数据 传输层 头信息头信息 头信息数据 头信息 数据 数据 会话层 头信息头信息 数据 表示层 应用层 头信息 头信息 头信息 应用层 头信息 头信息 头信息 头信息 头信息 头信息 头信息 头信息 传输层 会话层 表示层应用层 头信息 会话层 表示层头信息 数据 传输层头信息 头信息 头信息 数据 头信息 头信息 头信息 头信息 数据 传输层 会话层 表示层 应用层 头信息 会话层 表示层 应用层 数据 传输层 会话层 表示层 应用层 头信息 头信息 头信息 头信息 数据 传输层 会话层 表示层 应用层 头信息 头信息 头信息 头信息 数据 传输层 头信息 头信息 头信息 头信息 网络层输层输层输层输层输层输层输层话层示层用层表示层应用层 数据 数据 网络层 会话层话层话层示层示层示层用层网络层 表示层头信息 输层 表示层 话层话层话层示层用层 表示层应用层 应用层 数据 会话层应用层 用层用层 话层会话层表示层头信息 表示层示层用层 头信息 会话层 用层 应用层 表示层 应用层 传输层头信息 头信息 应用层 传输层 会话层 传输层 示层 话层 传输层 头信息 头信息 输层 网络层输层 示层用层信息信息信息信息信息信息头信息头信息数据 数据 数据 数据 会话层 信息 数据头信息 会话层 信息 数据头信息数据 数据数据数据 数据 数据 数据 数据 头信息 数据 信息头信息 头信息 数据 信息头信息 头信息数据 信息头信息 信息 头信息 数据 数据 头信息信息 信息会话层应用层 头信息头信息头信息头信息 数据 头信息头信息 数据 网络层输层表示层 数据 数据信息 数据 数据 数据 数据 数据 头信息头信息 头信息 数据 头信息 信息头信息 应用层 网络层输层 会话层 头信息头信息 表示层

第二章网络体系结构与协议全解

第二章网络体系结构与协议全解

1、网络层的主要功能 路径选择：指通信子网中，源节点和中间节 点为将报文分组传送到目的节点而对后继节 点的选择。 流量控制：对进入通信子网的数据量加以控 制，以防止拥塞现象的出现。 数据的传输与中继 清除子网的质量差异

2、网络服务 （1）虚电路服务：面向连接的网络服务， 是网络层向传输层提供的一种使所以分 组按顺序到达目的端系统的可靠的数据 传送方式。
2、网络互联层 其主要功能是负责在互联网上传输数据分组， 它是TCP/IP参考模型中最重要一层，它是通 信的枢纽。 在该层，主要定义了网络互联协议，即IP协 议及数据分组的格式。本层还定义了地址解 析协议ARP，反向地址解析协议RARP及网 际控制报文协议ICMP

3、传输层 也被称为主机至主机层，它主要负责端到端 的对等实体之间进行通信。 该层使用了两种协议支持数据的传输，它们 是TCP协议和UDP协议。 TCP协议是可靠的、面向连接的协议。 UDP协议是不可靠的、无连接协议
OSI参考模型将网络的不同功能划分为7层
7 6
应用层Application
表示层Presentation 会话层session 传输层transport 网络层Network 数据链路层Data Link 物理层Physical
处理网络应用
Байду номын сангаас
数据表示
主机间通信 端到端的连接
5
4 3
寻址和最短路径
介质访问（接入） 二进制传输
2.1.2分层设计
为什么要分层

协议分层与问题简化
硬件故障 网络拥塞
“分而治之” 每一层的目的都是向它的上一层提 供一定的服务而把如何实现这一服 务的细节对上层加以屏蔽。

第二章网络体系结构和协议(2013918)

第二章网络体系结构和协议(2013918)
计算机网络
授课教师：袁凌云 Email:yuan_ling_yun@ 2013年9月-2014年1月
云南师范大学信息学院
计算机网络（第 3 版）
吴功宜 编著
云南师范大学信息学院
同步练习》，吴功宜 ，清华大学出版社。 《计算机网络（中文版）》，Andrew S.Tanenbaum 著，潘爱民译，清华大学出版 社。 《计算机网络（第5版）》，谢希仁，电子工 业出版社。 《计算机网络（自顶向下方法）》，James F.Kurise Keith W.Ross著，陈鸣译，机械工 业出版社。
云南师范大学信息学院
网络与因特网
网络 结点 互联网（网络的网络）
链路
(a)网络把许多计算机连接在一起。
(b)因特网则把许多网络 连接在一起。
云南师范大学信息学院
主机
因特网
云南师范大学信息学院
Internet核心交换部分与边缘部分的抽象方法
Internet 端系统：服务器端
端系统：服务器端 端系统：服务器端
从三个角度理解：
（1）广义的角度 （2）资源共享的角度 （3）用户透明的角度
云南师范大学信息学院
1.2 因特网概述



网络(network)由若干结点(node)和连接 这些结点的链路(link)组成。 互联网是“网络的网络”(network of networks)。 连接在因特网上的计算机都称为主机 (host)。
云南师范大学信息学院
对等连接方式的特点


对等连接方式从本质上看仍然是使用客 户服务器方式，只是对等连接中的每一 个主机既是客户又同时是服务器。 例如主机 C 请求 D 的服务时，C 是客户， D 是服务器。但如果 C 又同时向 F提供 服务，那么 C 又同时起着服务器的作用。

第二章 计算机网络协议的体系结构

第二章 计算机网络协议的体系结构

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(N)实体
(N)服务: 在(N)协议的控制下,(N)层通过(N)实体的工作,可以 向上一层即(N+1)层提供服务.这种服务称为(N)服务.
开放系统A (N+1)层
(N)服务 (N+1)实体 (N)实体 (N)连接 (N)用户
(N)层 (N-1)层
交换原语
(N-1)实体
(N)服务是由以下三部分组成的: (1)(N)实体自己提供的某些功能; (2) (N-1) (2)从(N-1)层及其以下各层以及本地环境得 到的服务; (3)通过与处在另一开放系统中的对等(N)实 体的通信而得到的服务.
(N)SAP (N)CEP (N)连接
二 数据单元
在用户数据传送的过程中,有两种控制信息 存在:一种用于控制对等(N)层之间的信息传送; 另一种用于控制相邻层之间的信息传送.
当用户数据从发送端的应用层传向物理层时,要带上各层的对等层控制信息; 当其从接送端的物理层传向应用层时,各层要将其对接的同等层附加的控制信息取 走. 用户信息在相邻层间传送时,由相邻层控制信息控制,这些控制信息不参加传 送,也不出现在用户信息中,它们只是局部有效.
OSI环境
网络环境 3 2 1 节点 数据通信网 网络环境 3 2 1 节点
APA 7 6 5 4 3 2 1
AP数据 AP数据 数据单元 数据单元 数据单元
APB 7 6 5 4 3 2 1
数据单元 数据单元 比特流 物理媒体
报文 分组 帧
应用进程APA要在OSI中经过复杂的处理过程才能送到对方的应用进程 APB，但这些复杂过程对用户来说都被屏蔽掉了，应用进程APA的数据 好像直接传递给了应用进程APB。同理，OSI环境中两个同样的层次之间， 也好像可将数据（服务单元）直接传送给对方。

《无线传感器网络与物联网通信技术》教学课件 第2章 无线传感器网络体系结构 2.5 传输层

《无线传感器网络与物联网通信技术》教学课件 第2章 无线传感器网络体系结构 2.5 传输层

2.5 传输层 2.5.1 传输层简介
目前，无线传感器网络传输层协议主要在能耗控制、拥塞控制和可靠性保证3个 方向开展研究与设计工作。其中，能耗控制协议又与拥塞控制协议、可靠性保证协 议紧密联系。
① 能耗控制方面。无线传感器网络的节点能量有限，网络的运行以节能控制为 首要考虑因素。
② 拥塞控制方面。在无线传感器网络中，事件发生区域中的节点监测到相关信 息后传输至汇聚节点，由于网络的分布特征，可能存在多个节点感知信息，都发往 一个汇聚节点，即形成“多对一”的传输模式。
无线传感器网络自身存在资源受限等特性，使得传统的TCP/IP协议不能直接应用 于无线传感器网络，而应根据无线传感器网络的具体应用需求、网络自身的特性与条 件来设计相应的协议，主要体现在以下几个方面。
① 无线传感器网络中节点的能量是有限的，过多的能耗会影响网络的生命周期。
② 无线传感器网络一般使用的是分布式、密集型的覆盖方式，无线传感器网络以 数据为中心，为减少数据量，节点具备一定的数据处理能力。
③ 无线传感器网络存在不稳定情况，网络拓扑结构的变化会影响TCP/IP协议的握 手机制。
④ 在无线传感器网络中，虽然传输层协议具备拥塞控制的能力，但通信质量、拓 扑结构变化等非拥塞情况也会造成丢包现象。
⑤ 无线传感器网络在大规模应用中，节点需要处理好自身与邻居节点之间的通信 即可。
无线传感器网络与物联网通信技术
针对不同的传输层协议设计与网络应用需求，一些简单的拥塞控制处理方式分为拥 塞信息反馈机制和传输路由切换机制。其中，拥塞信息反馈机制是接收节点检测到拥塞 之后，向它的发送节点发送一个包含拥塞控制信息的数据包，告知发送节点减缓甚至停 止发送数据包；传输路由切换机制是当前节点检测到拥塞之后，重新选择一条优化的路 径来传输数据，从而减少了当前节点的数据流，待拥塞缓解或消除之后，可再恢复先前 路径来继续传输数据。

第二章网络体系结构和网络协议

第二章网络体系结构和网络协议

2.2 例题分析【例题2-1】在OSI参考模型中，当相邻高层的实体把——传到低层实体后，被低层实体视为______。

A.IDU,PDUB.PDU,IDUC.IDU,SDUD.PDU,SDU【例题2-2】在ISO的OSI参考模型中，提供流量控制功能的层是第(1)______；提供建立、维护和拆除端到端连接的层是(2)______；为数据分组提供在网络中路由功能的是(3）____；传输层提供(4)_____的数据传送；为网络层实体提供数据发送和接收功能和过程的是(5)____。

（1）A．1、2、3层B．2、3、4层C．3、4、5层 D.4、5、6层(2) A.物理层B．数据链路层C．会话层D．传输层(3) A．物理层B．数据链路层C．网络层D．传输层(4) A．主机进程之间B．网络之间C．数据链路之间D．物理线路之间(5) A．物理层B．数据链路层C．网络层D．传输层【例题2-3】TCP/IP参考模型是Internet采用的协议标准，是一个协议系列，由多个处在不同层次的协议共同组成，用于将各种计算机和设备组成实际的计算机网络。

TCP/IP参考模型分成四个层次：分别是主机—网络络层、互联网络层、传输层与应用层。

（1）______属于互联网络层的低层协议，主要用于完成IP地址向物理地址的转换：（2）________主要用于完成物理地址向IP地址的转换，多用在无盘工作站启动时利用物理地址解析出对应的IP地址；（3）________是与IP协议同层的协议，更确切的说是工作在IP协议之上，但又不属于传输层的协议，可用于Internet上的路由器报告差错或提供有关意外情况的信息；(4)________是一种面向连接的传输协议，在协议使用中存在着建立连接、传输数据、释放连接的过程；(5)_________是一种无连接的传输协议，采用这种协议时，每一个数捃包都必须独立地进行路由选择，特别适合于突发性短信息的传输。

A. RARPB. ICMPC. ARPD. IGMPA. RARPB. ARPC.DNSD.BOOTPA. IGMPB. ICMPC. DHCPD. SMTPA. SNMPB. HTTPC. TCPD. UDPA. HTTPB. FTPC. TCPD. UDP【例题2-4】计算机网络提供的服务可以分为有确认服务与无确认服务，二者之间有什么区别？在下列情况中，请说明哪些可能是有确认服务或无确认服务？哪些可？哪些两者皆不可？（1）建立连接（2）数据传输（3）释放连接2.3基础习题一、填空题1.在计算机网络中，_____和______的集合称为网络体系结构。

DCS体系结构

如AI、AO、DI、 DO
信号调理板 接线端子板
过程控制单元PCU
CNET
PCU
输入输出处 理板IOP
信号调理板 SCC
电源 电源 正面
核心
信号端子板
控制处理器板：运算
STC
、控制、实时数据处
理
反面
输入输出接口处理器
板
2.2.2 DCS操作员站的硬件结 构
主要构成：
主机：一般工控机IPC或工作站或专用 彩色显示器CRT：触屏式或非触屏式 操作员专用键盘 打印机
2.4 DCS的网络结构
结构特点：
层次化网络结构
包括：
过程控制站PCS内采用输入输出总线 IOBUS，串行
控制网络CNET 生产管理网络MNET 决策网络DNET
2.4.1 DCS的输入输出总线
IOBUS可选择RS-232、RS-
CNET
422、RS-485、FF、 PROFIBUS、CAigh-performance process manager IOP：输入输出处理器 input output processor LCN：就地控制网 local control network LCNE：LCN扩展器 LCN extender LM：逻辑管理模件 logic manager MC：多功能控制器 multifunction controller NG：网络连接器 network gateway NIM：网络接口模件 network interface module PIN：工厂信息网 plant information network PHD：过程历史数据库 process history database PLNM：工厂信息网模件 plant network module PM：过程管理器 process manager SAM：扫描架应用模件 scanner application module UCN：万能控制网 universal control network US：万能操作站 universal station UXS：高级万能操作站 universal station

计算机网络基础-段标 第2章


⑶ IP协议的主要功能
IP协议主要承担了在网际进行数据报无连接的传送、数据报寻址和差错控 制，向上层提供IP数据报和IP地址，并以此统一各种网络的差异性(不同的网 络其帧结构不同)。
第二章 网络体系结构与协议
2.传输控制协议（TCP）
传输控制协议TCP属于TCP/IP协议群中的传输层，是一种面向连接的子协 议，在该协议上准备发送数据时，通信节点之间必须建立起一个连接，才能提供 可靠的数据传输服务。TCP协议位于IP协议的上层，通过提供校验和、流控制及 序列信息弥补IP协议可靠性上的缺陷。 ⑴ TCP报文结构
⑴ 在发送方主机上，应用层将数据流传递给传输层； ⑵ 传输层将接收到的数据流分解成以若干字节为一组的TCP段，并在每一段上增加 一个带序号的的TCP报头，传递给IP层； ⑶ 在IP层将TCP段作为数据部分，再增加一个含有发送方和接收方IP地址的包头组 成分组或包，同时还要明确接收方的物理地址及到达目的主机路径，将此数据包和 物理地址传递给数据链路层； ⑷ 数据链路层将IP分组作为数据部分并加上帧报头组成一个“帧”，交由物理层接 收主机或IP网间路由器； ⑸ 在目的主机处，数据链路层将帧去掉帧头，将IP分组交给IP层； ⑹ IP层检查IP包头，如果包头中校验和与计算出来的不一致，则丢弃此报文分组， 如果检验和与计算出来的一致，则去掉IP报头，将TCP段传送到TCP层； ⑺ TCP层检查序号，确认是否为正确的TCP段； ⑻ TCP层计算TCP报头和数据校验和，如果计算出来的校验和与报头的校验和不符 合，则丢弃此TCP段，如果检验和正确，则去掉TCP包头，并将真正的数据传递给 应用层，同时发出“确认收到”的信息； ⑼ 在接收方主机上的应用层收到一个数据流正好与发送方所发送的数据流完全一样。
应用层 与用户进程的接口，即相当于做什么？ 表示层 数据格式的转换，即相当于对方看起来像什么？ 会话层 会话的管理与数据传输的同步，即相当于该谁讲话和从何处讲？ 传输层 从端到端经网络透明地传输报文，即相当于对方在何处？

第二章 计算机网络体系结构与协议


现中，从那时起，TCP/IP就与UNIX操作系统关
系密切了，最近几年，用户促使供应商也把
TCP/IP加入其他操作系统中，现在，已有的每
个计算机平台上都有TCP/IP。
Internet协议族中重要的协议族是传 送控制协议(TCP)和网际协议(IP)。 TCP／IP的核心思想是把干差万别的 低层协议(网络层和数据链路层)硬件连结
称为网络控制协议(NCP)的协议。随着Interent的发
展，需要更复杂的协议。1973年，引进了传输控制 协议(TCP),接着，在1981年，引进了网际协议(IP)。 1982年，TCP和IP被标准化成为TCP/IP协议组，并 在1983年，取代了ARPANET上的NCP。
1983年，自由的电子通信和信息共享与其 他一些内容被加入了广为接受的TCP/IP,使其成 为大学和政府部门的标准。TCP/IP作为一个标 准组件被包含到柏克利标准发行中心UNIX的实
协调两个对等实体间通信的控制信息
（2）OSI将层与层之间交换的数据的单位称为服务数据单元SDU (Service Data Unit)。
在任何相邻两层之间的关系可概括为下图所示的那样。在服务提
供者的上一层的实体，也就是“服务用户”，它使用服务提供者所提供 的服务。
服务用户
交换原语
协议
服务用户
交换原语
物理连接 物理服务数据单元(PSDU) (串行传 输方式1位，并行传输方式8位) 顺序化
引线数目和排列、固定和锁定 装置等等。
例如对各种规格的电源插头的尺寸都有 严格的规定。
（2）电气特性
说明在接口电缆的哪条线上出
现的电压应为什么范围，即什么样 的电压表示1或0
（3）功能特性
说明某条线上出现的某一电平

通信网络规划与优化作业指导书

通信网络规划与优化作业指导书第1章引言 (3)1.1 通信网络规划与优化背景 (3)1.2 作业指导书目的与结构 (3)第二章：通信网络规划与优化基本概念； (4)第三章：通信网络规划技术； (4)第四章：通信网络优化技术； (4)第五章：通信网络规划与优化工具及软件应用； (4)第六章：通信网络规划与优化案例分析。

(4)第2章通信网络基础知识 (4)2.1 通信网络体系结构 (4)2.1.1 网络层次模型 (4)2.1.2 各层功能与协议 (4)2.1.3 通信网络拓扑结构 (4)2.2 通信网络协议与标准 (5)2.2.1 常见网络协议 (5)2.2.2 网络协议标准化组织 (5)2.3 通信网络设备与组件 (5)2.3.1 网络设备 (5)2.3.2 网络组件 (5)第3章网络规划基本理论 (6)3.1 网络规划的目标与原则 (6)3.1.1 目标 (6)3.1.2 原则 (6)3.2 网络规划的方法与步骤 (6)3.2.1 方法 (6)3.2.2 步骤 (6)3.3 网络规划工具与应用 (7)3.3.1 工具 (7)3.3.2 应用 (7)第4章网络需求分析 (7)4.1 需求收集与分析方法 (7)4.1.1 需求收集 (7)4.1.2 需求分析方法 (8)4.2 业务预测与用户模型 (8)4.2.1 业务预测 (8)4.2.2 用户模型 (8)4.3 网络功能指标与需求 (8)4.3.1 网络功能指标 (8)4.3.2 网络需求 (9)第5章网络设计与拓扑结构 (9)5.1 网络拓扑设计原则 (9)5.1.2 可扩展性原则 (9)5.1.3 灵活性原则 (9)5.1.4 安全性原则 (9)5.1.5 经济性原则 (9)5.2 网络设备选型与配置 (9)5.2.1 核心层设备选型与配置 (9)5.2.2 汇聚层设备选型与配置 (10)5.2.3 接入层设备选型与配置 (10)5.3 网络冗余与可靠性设计 (10)5.3.1 冗余设计 (10)5.3.2 可靠性设计 (10)第6章网络优化策略与方法 (10)6.1 网络优化目标与指标 (10)6.1.1 优化目标 (10)6.1.2 优化指标 (10)6.2 网络优化方法与工具 (11)6.2.1 优化方法 (11)6.2.2 优化工具 (11)6.3 参数调整与优化效果评估 (11)6.3.1 参数调整 (11)6.3.2 优化效果评估 (11)第7章无线网络规划与优化 (11)7.1 无线网络覆盖分析 (11)7.1.1 覆盖范围评估 (11)7.1.2 覆盖质量评估 (12)7.1.3 覆盖优化策略 (12)7.2 无线网络容量规划 (12)7.2.1 容量需求分析 (12)7.2.2 容量规划方法 (12)7.2.3 容量优化策略 (12)7.3 无线网络优化策略 (12)7.3.1 参数优化 (12)7.3.2 天线调整 (12)7.3.3 干扰管理 (12)7.3.4 网络重构与升级 (12)7.3.5 质量监测与功能评估 (12)第8章传输网络规划与优化 (13)8.1 传输网络技术选型 (13)8.1.1 技术选型原则 (13)8.1.2 技术选型方案 (13)8.2 传输网络容量与架构 (13)8.2.1 容量规划 (13)8.2.2 架构设计 (13)8.3.1 功能优化目标 (14)8.3.2 功能优化措施 (14)第9章网络安全规划与优化 (14)9.1 网络安全威胁与防护措施 (14)9.1.1 网络安全威胁分析 (14)9.1.2 防护措施 (14)9.2 网络安全架构设计 (15)9.2.1 安全架构设计原则 (15)9.2.2 安全架构设计内容 (15)9.3 网络安全优化策略 (15)9.3.1 优化策略制定 (15)9.3.2 优化策略实施与评估 (15)第10章作业实施与评估 (16)10.1 作业准备与实施步骤 (16)10.1.1 作业准备 (16)10.1.2 实施步骤 (16)10.2 作业质量评估与改进 (16)10.2.1 评估指标 (16)10.2.2 评估方法 (16)10.2.3 改进措施 (16)10.3 作业总结与经验分享 (17)10.3.1 作业总结 (17)10.3.2 经验分享 (17)第1章引言1.1 通信网络规划与优化背景信息技术的飞速发展，通信网络已成为现代社会的基础设施之一，对于经济发展、国家安全及社会进步具有重大影响。

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高层-U U 第3层（IP） 低层/子层-M
M
低层/子层-C
低层/子层-U
图2.15 IP网络U、C和M之间关系图
10Leabharlann 现代通信网技术§ 2.4 IP宽带网的体系结构
2. IP网络的分层协议模型 IP网络的协议分层模型如图2.17所 示，这里IP协议是加于各种电信协 议之上的，其中IP协议与下层实际 的电信协议之间的区域表示适配功 能、Qos映射以及所需的汇聚/适配 协议。该模型描述了IP层及其以下 各层之间的叠加关系，IP业务可以 通过帧中继叠加SDH网进行传输也 可以通过ATM的叠加SDH进行传送， 也可以在经过PPP协议处理以后通 过SDH进行传送，物理层则通过 光传送网或无线、卫星、有线 电视传送网对信号进行传送。
层的硬件交换技术结合在一起，并且使用一个定长的标记作为分 组在网络中传输，它是所需一切处理的唯一的标志。这种技术兼具 了IP的灵活性、可扩展性和ATM等硬件交换技术的高速性能、QoS (服务质量)性能、流量控制性能。这就是新一代IP骨干网络技术— —MPLS(Multiprotocal Label Switching)多协议标记交换技术， 使用这种技术，将不仅能够解决当前网络中存在的大量问题(如N平 方、带宽瓶颈、QoS保证、组播以及VPN支持等问题，而且能够实现 许多崭新的功能(如含量工程、显式路由等)，是一种理想的IP骨干 网技术。
11
IP （ 现在与未来 ）
帧中继
需要时附 加的 IP 适 配功能 ATM （含ALL ）
SDH/ PDH
光传输网 （OTN ） 或其他物理层技术
图2.17 IP网络的协议分层模式示意图
现代通信网技术
§ 2.4 IP宽带网的体系结构
2.4.3 IP网和电信网融合的体系结构 IP网和电信网的融合，可以采用两种结构，即叠加体系结构和并行 结构。采用叠加体系结构时，IP叠加在任何下层电信协议之上，如 X.25、帧中继、ATM、ISDN等。IP网络中的不同部分，即不同路由器 之间，可以使用不用的电信协议。 采用并行体系结构时，IP网络与电信网络通过它们内在的应用以 互补和协同工作的方式来提供服务，例如：IP数据业务可以与话音和 /或传真等电信业务并存。基于电信业务的建立是通过一个IP网上的 服务器来触发和控制的，因此，实际的业务被认为存在具有协调
IP宽带网的体系结构 主要包括三个方面： 用户模型、系统模型 和技术模型，这三个 模型之间的关系如图2. 11所示。
技术支持 能力要求 标准要求
系统模型 功能与结构
技术要求
技术模型 技术规范
规范支持
图2.11 IP宽带综合网的体系结构框图
4 现代通信网技术
§ 2.4 IP宽带网的体系结构
下面对这三个模型分别加以讨论。
9
现代通信网技术
§ 2.4 IP宽带网的体系结构
1. 参考模型中的U，C和M平面之 间的关系、IP网络U、C和M平面的 关系如图2.15所示。 由于IP网络运行在电信基础设施 支持下的IP层协议及相关的协 议(如ICMP)上，IP协议层并没有 特定的用户平面、控制平面和管 理平面。
高层-M
高层-C C
尽力而为 CLS QO S 综合服务 GS EF-PHB 数 据
语 音
差别服务
媒体 AF-PHB
GLS ： 负荷可控业务 GS ： 保证业务
PHB ： 每跳行为 EF ： 快跳前转
AF ： 可确定前转
图2.12 应用模型
5 现代通信网技术
§ 2.4 IP宽带网的体系结构
2. 系统模型 IP网络的系统模型反映了IP网络的网络能力和功能组成，表示IP网 络支持各类应用所需的系统功能要素，互连实体及相互关系，规定了 系统及组成部分的性能参数。 IP网络体系结构的系统模型可以划分为水平方向的实体平面和垂直 方向的逻辑平面， IP网络体系的系统模型从实体平面又进一步可分为核心网(骨干网)、 接入网和用户网。 从逻辑平面可以分为低层能力、IP层能力和高层能力。
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IP网络的高层能力 号码簿、数据库、 智能代理等
IP网络的低层能力（LLC） IP网络层的LLC 路由器间控制能力 IP能力 TE CN 终端设备 或业务 提供者
LFC
宽带能力
基于64kbit/s的ISDN 能力 交换机间的信令能力
LFC
用户-网络信令
电信网的LLC
LFC：本地功能能力
LLC：低层能力
或综合控制机制的并行领域中。
2.4.4 IP宽带网络的新发展 传统的IP网络传输技术，是在传统的电信传输技术之上发展(如IP ov er ATM.IP over SHD等)，IP和传统网络之间采用叠加或并行结构， 而新一代IP网络技术，采用全新的集成模型，将第三层IP技术与第二
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§ 2.4 IP宽带网的体系结构
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§ 2.4 IP宽带网的体系结构

由于DWDM光纤通信技术、千兆比高速路由器和ATM交换技术的发展， 使得以IP为基础的计算机网络和以电路交换为基础的电信网络之间业 务相互渗透、相互融合, IP计算机网正在演变成为IP宽带综合网络。
2.4.1 IP宽带网体系结构 的一般框架
业务支持 用户模型 用户需求
RP 用户网 接入网 RP 骨干网
Z
IP功能 尽力而为
Z
IAPF LAN ANTF IPAF：因特网接入功能 ANTF：接入网传送功能 RP：参考点
综合服务 区分服务
窄带能力 宽带能力
图2.13 IP网络实体平面参考框架示意图
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现代通信网技术
§ 2.4 IP宽带网的体系结构
(2) 逻辑平面 IP网络体系的系统模型从 逻辑平面可以划分为低 层能力和高层能力，如 图2.14所示。低层能力 又可分为IP网络低层能 力和电信网的低层能力， IP低层能力包括IP地址 的分配和处理及IP网络 中的路由选择能力。电 信能力的低层能力包括 窄带ISDN能力，通过AT M.SDH的宽带传输能力 和公共信道信令传送能 力。
CN：用户网
TE：终端设备
图2.14 IP网络基本配置模型的逻辑平面示意图
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§ 2.4 IP宽带网的体系结构
3. 技术模型 IP网络的技术模型是由一系列技术标准和建议构成，技术模型包括用 于规范业务、接口、设备以及相互间关系的参考标准和建议，表述IP 网络中各单元的配置，相互关系和相互作用。 2.4.2 IP网络的基本参考模型 IP网络协议分为高层和底层。底层指电信基础设施提供的传送能力和 IP层提供的交换和路由选择能力。高层则为用户提供多种服务。每一 层协议层都具有自己的用户(U)面、控制(C)面和管理(M)面。 IP层之间需要映射，同等层之间也需要映射，因此需要明确IP网络和 电信网的U、C、M平面之间的关系，以便充分地确定IP网络和电信网融 合后的用户平面、控制平面和管理平面。
第二章
通信网的体系结构
§2.2 OSI参考模型
.
计 算 机 A 计 算 机 B
应用程序
通信子网
应用程序
7 6 5 4 3 2 1
应用层 表示层 会话层 运输层 网络层 链路层 物理层 节点 网络层 链路层 物理层
应用层 表示层 会话层 运输层 网络层 链路层 物理层
7 6 5 4 3 2 1
图2.1 OSI参考模型
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§ 2.4 IP宽带网的体系结构
(1) 实体平面 IP网络的实体平面的 参考框架如图2.13所示， 实体平面划分为核心网、 接入网和用户网。 核心网可进一步划 分为IP层网络功能和电 信网功能，IP能力提供 综合服务和区分服务， 窄带能力包括了3.1kHz 音频信道、电路和分组 模式承载业务，宽带能 力包括异步转移模式， 同步数字系列(SDH)和 光数字系列(PhDH)传送 能力。
模型，它们之间的对
应关系如图2.10所示。
• 图2.10 TCP/IP模型及与OSI模型的对应关系
• 由图可见OSI模型是一个七层结构，而TCP/IP模型是一个五层结构，其
中TCP/IP的应用层与OSI的应用层相对应，在TCP/IP模型中没有表示层与 会话层，这两层的功能包含在应用层中。TCP/IP层对应于OSI中的传送层， IP层对应于OSI中的网络层，TCP/IP中的网络接入层不能和OSI中的数据 链路层相对应，是指IP网络的接入层，具有独立的通信功能，可以是以 太网、SDH网、ATM网络等。
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§2.3 TCP/IP 协议模型
OSI 参考模型 TCP/IP 参考模型
TCP/IP协议模型和OSI
参考模型是目前得到 广泛应用的两种协议
7 应用层 6 表示层 5 会话层 4 运输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层 网络接口层 运输层（ TCP或 UDP） 网络层 IP 应用层（各种 应用层协议如Telnet、 FTP、SMTP等）
1. 应用模型 IP网络结构的应用模 型反映了用户与其提 供服务的IP网络之间 的关系。如图2.12所 示。 应用模型定义IP网络 能够支持的各种业务 以及向用户提供的各 种业务的属性。例如 各类应用业务特点、 服务质量和业务类型 的要求。
业务类型
会话型
检索型
消息型
分配型 （用户 参与 控制）
分配型 （用户 不参与 控制） 视 频