1、主讲：姚玉坤E-mail： Tel：023-62460518,通信网体系与协议,重庆邮电大学 通信与网络技术教学部,2009级日校研究生,第0章 引言交流篇,课程情况：教学目的：课程特点：教学要求：,专业基础课48学时,兼顾本科为非通信专业的学生, 先修课程为 “计算机网络”,建立“全程全网”的观念，并理解全程全网的工作原理；,以通信网平台要素的共性为基础，以计算机网络的体系模型为主线，以协议原理为重点；,系统性地掌握信息通信网络有关的基础理论知识；了解当前网络技术发展现状和未来趋势。,本课程主要教学内容,第1章 通信网概论第2章 网络协议的体系结构 第3章 局域网协议与技术第4章 因特网协议
2、与技术第5章 IP广域网的路由与QoS控制 第6章 网络新技术及其发展,教材：教师自我组织 PPT电子教案 参考书目： 1.现代通信网概论，杨武军等，西安电子科技大学出版社，2004年3月；2.通信信息网，陶洋，人民邮电出版社，2005年8月3.现代通信网技术 ，穆维新，人民邮电出版社，2006年1月4. 计算机网络（第四、五版），谢希仁， 大连理工出版社，2005.03/2008.065. 网络协议分析，冠晓蕤 ，机械工业出版社，2009年8月 参考资料：RFC文档，http:/www.ietf.org/rfc.html,教材及参考书目,第1章 通信网概论 历史回顾与基本概念,1.1 通信、
3、通信网络的发展史 1.2 通信网的基本构成与结构 1.3 通信网的分类及标准化组织 1.4 数据通信基础 1.5 网络资源及其相互关系,1.什么是通信？,通信的定义：在空间上从一地向另一地传递和交换信息，即通过某种媒体进行的信息传输与交换。,通信的手段与实例：,古代的烽火报警、舰船上的灯语和旗语传统的文字书信现代四通八达的电话和绚丽多彩的电视画面精彩纷呈的计算机互连网络Internet ,1.1 通信、通信网络的发展史,1.1.1 通信的基本概念及其发展史,2.信息与消息、信号和数据,信息： 消息： 信号： 数据：,一种抽象的内容，是客观物质存在的状态和运行形式及其规律的表征，是抽象的意识或知
4、识.,消息是信息的载体，是信息的具体表现形式,是指包含信息的数值、文字、图形、图象、声音和动画等等。消息是具体的,但它不是物理性的.,信号是消息的物理体现，是信息的载荷子,它是物理性的，如电信号、光信号等。在通信系统中,信号是数据传输过程中通过电磁波形式反映消息的物理量。,数据是消息更直观的说法。数据就是以某种媒体为载体来反映信息本身的内容。,（1）语言，通信产生的雏形（交流信息） （2）文字，通信的第一次革命（记录信息） （3）印刷术，通信的第二次革命（保存与复制信息） （4）电通信时代，通信的第三次革命（突破时间和地域限制实现实时通信）（5）计算机技术与通信技术的结合，计算机网络的产 生
5、标志着人类史上信息通信时代的来临,3.通信的发展史,通信形式的发展阶段, 1864年，麦克斯韦提出了电磁波的存在； 1837年，莫尔斯发明了电报； 1896年，马可尼利用电磁波发明了无线电报机； 1876年，贝尔发明了电话； 1878年，建立了人工电话交换局； 1892年，建立了自动电话交换局，标志着电话从此开始进入自动交换时代。 1906年载波传输系统问世 1916年实现短波无线电通信,电通信时代的重要里程碑,通信(Communication)作为电通信 (Telecommunication)是从19世纪30年代开始的：, 1962年第一台数字时分复用传输系统投入使用 1969年第一个分组交
6、换网在美国诞生 1970年程控数字交换机在法国问世 1974年贝尔实验室建立了第一条数字数据电路 1983年国际标准化组织ISO正式提出了OSI/RM,现代通信时代的重要里程碑,从20世纪60年代开始进入了现代通信时代：,通信技术发展的特点,20世纪60年代：计算机化 20世纪70年代：数字化，分组交换网的出现 20世纪80年代：业务综合化ISDN 20世纪90年代：宽带化（光纤传输，Gb/s交换）智能化（IN，TMN）个人化（GSM，CDMA，3G）开放性、标准化,通信系统的定义：是指完成通信全过程的各相关功能实体有机组合而构成的体系。具体表现为利用电、光等信号形式来实现将一个用户的信息传递
7、到另一个用户的全套通信设施。 通信系统的组成及模型：一个点到点之间建立的通信系统的基本组成包括:信源、变换器、信道、噪声源、反变换器及信宿6个部分。,1.通信系统及其一般模型,图1 点-点单向通信系统的一般模型,1.1.2 通信网的基本概念及其发展史,2.通信网信息网的基本概念,如何描述通信网？简单地说通信网络就是通信系统的系统，而通信信息网可以泛指所有用于信息互通的网络的总称。当多个用户要实现两两之间相互通信时，就必须建立一个通信网络。因此，通信网的根本目的是解决任意两个用户之间的相互通信问题。 通信网应该怎样形成？ 最简单的办法就是建立一个全连接网 即建立n(n-1)个通信系统； 或建立n
8、(n-1)/2 个双工或半双工通信系统； 但成本最高，资源利用率最低，浪费最大。 因此，需要采用许多其他的方法，来构成更经济、更有效的各种各样的通信网络,通信网的基本形式,有效建立通信网需要引入交换,建立大规模通信网需要引入层次化交换,若以1878年第一台人工电话交换机投入使用作为电信网的 开端，那么电信网的发展历程，可大致划分为4个阶段：,3.通信网的发展史,第1阶段：始于19世纪末，电话广泛使用，自动接续；到20世纪中叶，初步形成了较为完整的载波传输，纵横交换的电话通信为主，电报为辅的第一代通信系统。是典型的模拟通信网时代。 第2阶段：是20世纪60年代，显著标志是第一台程序控制的本地交换
9、机出现、PCM技术的诞生。信息传递发生了根本变革数字通信。,（1）电信网的发展史,第3阶段：从20世纪70年代到20世纪80年代，形成了以数字传输、程控交换的电话通信为主，其他非话通信（如电报，数据网络等）为辅的第二代通信系统。主要变化是产生了数据网络和分组技术。 第4阶段：始于20世纪80年代， 以综合业务数字网ISDN和移动通信的应用为主要特征。第三代通信网络格局基本形成。,（1）电信网的发展史（续）,（2）计算机网络的发展史,计算机网络始于20世纪50年代 （第一台电子计算机ENIAC诞生于1946年），是计算机技术与通信技术不断紧密结合、共同发展的产物。,计算机网络的主要应用 实现资源
10、共享：包括程序的共享、数据的共享、文件的共享及设备的共享等 实现数据通信 实现分布式计算,计算机网络的发展主要经历了4个阶段：面向终端阶段、面向网络阶段、面向应用(标准化)网络阶段、网络互联与高速网络阶段。,（2）计算机网络的发展史（续1）,第1阶段：面向终端阶段。是以单个计算机为中心的远程联机 系统。这样的系统中除了一台中心计算机外，其余的终端都 不具有自主处理的功能。,（2）计算机网络的发展史（续2）,第2阶段：面向网络阶段。提出了分组(Packet)的概念，使计算机网络的通信方式由终端与计算机之间的通信发展到计算机与计算机之间的直接通信，实现了网络体系结构与协议完整的计算机网络。 （代表
11、作：1969美国国防部建成的ARPAnet网络，通常认为它是分组交换网之父，同时也是Internet的起源。）,以分组交换网为中心的计算机网络,IMP：(InterfaceMessage Processor)接口报文处理机 H：Host,第3阶段：面向应用(标准化)网络阶段。实现了位于 世界上任何地方的计算机网络可以共同遵循国际标 准化协议、具有统一的网络体系结构。 (代表作之一：1983年的OSI/RM，开放系统互连参考模型)第4阶段：网络互连与高速网络阶段。全球以Internet 为核心的高速计算机互联网络已经基本形成 （代表作： 1993年美国宣布建立NII ）,（2）计算机网络的发展史
12、（续3）,关于因特网(Internet),发展： 进入20世纪90年代以后，以因特网为代表的计算机网络得到了飞速的发展。 已从最初的教育科研网络逐步发展成为商业网络。 已成为仅次于全球电话网的世界第二大网络。 意义： 因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革。 现在人们的生活、工作、学习和交往都已离不开因特网。 功能： 连通性因特网使上网的计算机网络用户之间都可以交换信息，好像这些用户的计算机都可以彼此直接连通一样。 共享即资源共享。可以是信息共享、软件共享，也可以是硬件共享。,知识链接,因特网中的重要概念,网络的网络 起源于美国的因特网现已发展成为世界上最大的国际性计算机互联网 网络与因特
13、网的关系 网络把许多计算机连接在一起。 因特网则把许多网络连接在一起。 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)。,知识链接,请注意“结点”与“节点”的使用,网络(network)由若干结点(node)和连接这些结点的链路(link)组成。 “结点”的英文名词是 node。 虽然 node 有时也可译为“节点”，但这是指像天线上的驻波的节点，这种节点很像竹竿上的“节”。 在网络中的 node 的标准译名是“结点”而不是“节点”。 但数据结构的树(tree)中的 node 应当译为“节点”。,知识链接,网络-互联网-因特网,
14、知识链接,(c),总体特征：技术IP化 业务融合化和开放化 网络承载宽带化、差异化 网络架构水平化、扁平化 网络管理的智能化和集中化 三网融合的大趋势 下一代网络NGN,1.1.3 通信网络技术发展趋势,1.2.1 通信网络的基本组成,通信网,硬件:终端系统(用户系统)、交换系统、传输系统,软件:协议、信令、标准,1.2 通信网的基本构成与结构,网络基本元素与组成,图 通信网总体示意图,每一类系统通常需要包含三个层次:硬件平台操作系统功能软件,网络元素组成结构,从系统功能的角度看，通信网络的体系结构在逻辑关系上由四个子系统组成,其相互关系如右图：,1.2.2 通信网的体系结构,结构上看，网络是
15、一个非常庞大的系统，它由若干子系统或子网组成。它包括了网络上所有的设备(硬件)和大量的协议、信令、规程及标准(软件)。,1. 通信网的功能体系结构,各子系统的功能,包括了交换转接设备、传输设备以及用户接入设备（终端设备）等全部设备，由它们构成了整个网络的物理平台，并由软件系统来发挥其潜在的功能和协调运转；,包括了传输与交换结点操作系统、协议规程、质量标准及应用程序等，是保证网络正常运转的核心部分，它代表着信息传递的一种流程、一种程序；,包含了该网络所能支持的全部信息传递业务，它是建立在网络的各种软、硬件资源基础上的一个信息通信业务服务子网或子系统。它的运行可以为网络用户提供更高层次的信息传递服务。,包括同步网、信令网、网络管理系统以及网络安全系统等，支撑网络的正常运转，完成对网络运行状况的监视与控制，从而提高网络的资源利用率和可靠性等；,2.通信网的垂直结构分解,业务网:电话、数据、图像、视频和多媒体等业务网 传送网:业务承载网，主要由各种传输线路和传输设备构成 支撑网:同步、信令、网络管理和网络安全等,3.通信网按水平方向的结构分解,
