通信与网络的未来发展趋势课件

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1、1.2沈金龙沈金龙 教授教授南京邮电学院南京邮电学院计算机科学与技术系计算机科学与技术系 讲座题目讲座题目讲座题目讲座题目.3.4世界已进入世界已进入21世纪，迎世纪，迎接我们的是势不可挡的接我们的是势不可挡的IT潮潮流。在技术和知识的竞争中，流。在技术和知识的竞争中，网络占据了最重要的地位，网络占据了最重要的地位，谁掌握了网络，占有了网络，谁掌握了网络，占有了网络，谁将赢得主动，将掌握自己谁将赢得主动，将掌握自己的命运。的命运。.5 信息产业建设的重点任务信息产业建设的重点任务 - 吴基传吴基传1.建立一个完整、统一、先进的国家公用建立一个完整、统一、先进的国家公用信息基础网络；信息基础网络

2、；2.建立真正能够支撑信息化发展的技术、建立真正能够支撑信息化发展的技术、生产体系；生产体系；3.加快发展信息服务业，大力开发信息应加快发展信息服务业，大力开发信息应用，发挥信息产业的催化和倍增效用。用，发挥信息产业的催化和倍增效用。.6吴基传在5月25日中国互联网协会成立大会上讲话l频宽瓶颈频宽瓶颈l核心技术核心技术l互联网应用互联网应用ISP、ICP3600家家上网人数上网人数3千万千万联网电脑联网电脑9百万台百万台.7通信与网络的发展趋向通信与网络的发展趋向v一个目标一个目标v两个支撑两个支撑v三个融合三个融合v四个热点四个热点v五个化五个化.任何人任何人任何时间任何时间任何地点任何地点

3、任何方式任何方式任何可选业务任何可选业务多媒体业务：多媒体业务：话话音音、音音乐乐、数数据据文文本本、图图片片、图图象象（静静止止、活活动）等。动）等。目标：目标：NII（GII）多媒体多媒体宽带网宽带网移动移动通信通信信息信息安全安全微电子技术微电子技术光（通信）技术光（通信）技术有线电视网有线电视网电信网电信网计算机网络计算机网络8.9电信网在电信网在数字化数字化的基础上的基础上,向向宽带化宽带化、综合化综合化、智能化智能化和和个人化个人化的发展目标迈进。的发展目标迈进。 欣赏欣赏多媒体多媒体电影片段电影片段.10一个目标一个目标计算机通信与网络的总体目标计算机通信与网络的总体目标NIIG

4、II.11NII的基本组成的基本组成通信网通信网计算机计算机信息内容信息内容各行各业各行各业NII的层次结构的层次结构传输层次传输层次网络层次网络层次终端系统终端系统信息服务信息服务.12信息网络信息网络l 1994年年西方西方7国部长会议上提国部长会议上提出实施全球信息基础设施的若干出实施全球信息基础设施的若干原则；原则；l1998年美国政府又提出了实施年美国政府又提出了实施数字地球的计划。数字地球的计划。.13网络区域划分网络区域划分WAN WAN-MAN MANPico-Cell MAN-LAN PAN LAN-PAN 0km50km2km10mPersonal Operating Sp

5、ace.14两个支撑两个支撑微电子技术微电子技术光光(通信通信)技术技术.15l20世纪世纪70年代，年代，Intel公司创始公司创始人戈登人戈登摩尔提出了摩尔摩尔提出了摩尔（Moore）定律。）定律。l微电子芯片的计算功能每微电子芯片的计算功能每18个个月就会提高一倍。月就会提高一倍。微电子技术微电子技术.161965119951062001元件数元件数年年集成电路器件数的物理极限为集成电路器件数的物理极限为1000亿个亿个2107?.17l1999年，世界电信展暨世界电信论年，世界电信展暨世界电信论坛会议副主席、加拿大北电网络公坛会议副主席、加拿大北电网络公司司(Nortel)总裁约翰总裁

6、约翰罗斯罗斯(JohnRoth)在论坛上提出了互联网的在论坛上提出了互联网的“新新摩尔定律摩尔定律”光纤定律光纤定律(OpticalLaw)：Internet频宽每频宽每9个月会增加个月会增加一倍的容量，但成本同时降低一半一倍的容量，但成本同时降低一半。.18l20世纪世纪90年代初，太网发明者年代初，太网发明者Metcalfe于提出了曼卡夫定律。于提出了曼卡夫定律。l曼卡夫定律的表达式为：曼卡夫定律的表达式为：网络价值网络价值N(N-1)/2其中，其中，N为用户数。为用户数。l每年网络频宽增长需为每年网络频宽增长需为3倍。倍。.19l2000年，年，PC处理能力达处理能力达1000MIPSl

7、预预见见2011年年，PC处处理理能能力力将将达达10万万MIPSl预预测测网网络络性性能能的的增增长长是是连连到到网网上上PC的能力的平方。的能力的平方。.20l铜（铜（Cu）芯片：低阻抗、低电）芯片：低阻抗、低电压、高计算能力。压、高计算能力。IBM的的Cu芯芯片运行频率：片运行频率： 400500MHz。l紫外平面印刷技术的紫外平面印刷技术的EUV工艺：工艺：0.1微米。微米。l2011年年每个芯片含每个芯片含10亿个晶体亿个晶体管元件。管元件。.21光光(通信通信)技术技术评价光纤传输发展的标准：传评价光纤传输发展的标准：传输的比特率和信号在需要再生前输的比特率和信号在需要再生前可传输

8、的距离的乘积。可传输的距离的乘积。比特率比特率传输距离传输距离.22l第一代光纤传输使用第一代光纤传输使用0.8微米波长的微米波长的激光器，传输率达激光器，传输率达：280Mbit/s。l第二代光纤传输使用第二代光纤传输使用1.3微米波长的微米波长的激光器和单模光纤，传输率达激光器和单模光纤，传输率达 ：560Mbit/s。l第三代光纤传输使用单频第三代光纤传输使用单频1.5微米波微米波长的激光器和单模光纤。长的激光器和单模光纤。l第四代光纤传输使用光放大器，数第四代光纤传输使用光放大器，数据传输率达据传输率达 ：1020Gbit/s。.23采用波分复用（采用波分复用（WDM）技术可）技术可在

9、同一光纤传送在同一光纤传送16种波长，每个种波长，每个波长速率为波长速率为2.5Gbps一个一个40Gbps的的光纤传输系统。光纤传输系统。采用密集波分复用（采用密集波分复用（DWDM）技）技术可在同一光纤传送术可在同一光纤传送40波长，每个波长，每个波长速率为波长速率为2.5Gbps一个一个100Gbps的的光纤传输系统。光纤传输系统。.24三个融合三个融合通信技术通信技术计算机技术计算机技术信息内容信息内容计算机硬件、计算机软计算机硬件、计算机软件以及数据库服务等件以及数据库服务等电话、数据、电视、卫电话、数据、电视、卫星及无线通信等星及无线通信等教育、医疗、娱乐、出教育、医疗、娱乐、出版

10、和信息提供者等版和信息提供者等.25 网络经济新模式网络经济新模式全球互连经全球互连经营营全球互联经营全球互联经营虚拟化企业虚拟化企业集成化企业集成化企业高效能群体高效能群体有效的个人有效的个人NII、GIIExtranetIntranet群件计算群件计算个体化多媒体个体化多媒体新新的的全全球球网网络络化化经济结构经济结构改改变变企企业业和和外外界界的关系的关系集集生生产产、管管理理、市市场场、设计于一体设计于一体重构新的工作方式重构新的工作方式有效的学习、工作有效的学习、工作.26有线电视网有线电视网电信网电信网计算机网络计算机网络信息时代的新经济是计算机、通信和信息时代的新经济是计算机、通

11、信和信息服务三种关键经济成分的融合。信息服务三种关键经济成分的融合。市场驱动市场驱动.27 “三网三网”融合融合电信网电信网有线电视网有线电视网计算机网计算机网双向双向多媒体多媒体宽带宽带具有传输语言、具有传输语言、数据和视频信息的数据和视频信息的功能功能网络传输技术上网络传输技术上提供业务上提供业务上.28四大热点四大热点多媒体多媒体宽带网宽带网移动通信移动通信信息安全信息安全静止：数据、文本、图片；静止：数据、文本、图片；动态（基于时间）：视频、动态（基于时间）：视频、动画、电影、虚拟现实动画、电影、虚拟现实（VR）。）。多媒体应用：多媒体应用：VOD、交、交互视频、互视频、CSCW、远程

12、、远程教学、远程医疗等。教学、远程医疗等。.29 电信网电信网.30l中国电信中国电信ChinaTelecom 地面网和数据业务地面网和数据业务l中国联通中国联通ChinaUNICOMl中国吉通中国吉通CGCl中国网通中国网通CNCl中国铁通中国铁通CRCl 卫星通信公司卫星通信公司l中国移动通信公司中国移动通信公司CMC 寻呼寻呼(服务服务)公司公司.311. 电信网建设目标电信网建设目标l数字化数字化Digitizingl宽带化宽带化(高速化高速化)Broadbandl综合化综合化Integratedl智能化智能化Intelligentl个人化个人化UniversalPersonnel.3

13、2TMN光纤传输光纤传输SDHATM网网FRNDDNX.25分组网分组网接入网接入网N-ISDN/PSTN卫星卫星/移动通信移动通信网关网关智智能能网网信信号号网网IP网网企业网企业网信息家电信息家电.332.电信网分类电信网分类l信息网信息网l支撑网支撑网l电信管理网电信管理网TMN(TelecomManagementNetworks).业务网业务网支撑网支撑网基础网基础网电电信信管管理理网网电话网电话网数据网数据网综合业务数字网综合业务数字网移动网移动网N_ISDNB_ISDN信令网信令网同步网同步网交换网交换网传输网传输网接入网接入网现代电信网的框架结构现代电信网的框架结构34.352

14、.1 信息网l2.1.1 PSTN基础网基础网N-ISDNB-ISDNBRI2B+DPRI30B+D.361.实时交换和传送信息，传输延迟相对实时交换和传送信息，传输延迟相对稳定；稳定；2.电路交换是固定分配带宽，连接建立电路交换是固定分配带宽，连接建立后，即使无信息传送也虚占通路，话后，即使无信息传送也虚占通路，话音通道和交换设备的效率低；音通道和交换设备的效率低；3.无差错控制策略；无差错控制策略；4.不适宜突发业务和可靠的数据业务。不适宜突发业务和可靠的数据业务。.37窄带窄带_ 综合业务数字网综合业务数字网基本率接口基本率接口(BRI)2B+D基群率接口基群率接口(PRI)30B+DN

15、_ISDN交交换换局局双绞线一线通.38 1.以数字电话网为基础，基于以数字电话网为基础，基于64kbps的的ISDN，属电路交换网范畴，具有一，属电路交换网范畴，具有一定的分组处理能力；定的分组处理能力；2.主主/被叫间全程数字连接；被叫间全程数字连接；3.规范的入网接口；规范的入网接口；4.多种业务综合。多种业务综合。20世纪世纪80年代，国外年代，国外N_ISDN的的发展没有获得预期的结果。发展没有获得预期的结果。.392.1.2数据网数据网lX.25分组交换网分组交换网lPSPDN ChinaPAClCSPDNl电报网电报网lTelex,Teletexl传真存储转发网传真存储转发网Ch

16、inaFAXFaxStore/Forward.40数据网数据网(续续)l数字数据网数字数据网DDNChinaDDNl帧中继网帧中继网FRNChinaFRNl因特网因特网InternetChinaNETCERNETGBNNETCSNETUNINET.41 ATM网（宽带多媒体通信）网（宽带多媒体通信）电信网交换方式分类电信网交换方式分类电信网交换方式分类电信网交换方式分类 ATM交换交换快速电路交换快速电路交换快速分组交换快速分组交换多速率电路交换多速率电路交换存储存储-转发转发电路交换电路交换报文交换报文交换分组交换分组交换.42最大时延最大时延S最大时延最大时延波动波动mS速率速率Mbps平

17、均平均吞吐量吞吐量可接受的可接受的误比特率误比特率可接受的可接受的误分组率误分组率要求要求类型类型话音话音活动图象活动图象静止图象静止图象压缩后压缩后活动图象活动图象数据文件数据文件实时数据实时数据0.250.251.00.251.00.00110101.00.0641002-102-102-100100.0641002-102-102-1001010-210-210-210-310-410-910-610-90000-业务的质量要求业务的质量要求.43l面向连接的通信方式：面向连接的通信方式：SVC，PVC；lATM采用两级交换：采用两级交换：VPC，VCC；l异步时分复用（异步时分复用（A

18、TM）：）：信道利用率高；信道利用率高；l服务质量（服务质量（QOS）保证。）保证。传统电话网传统电话网2.5Gbps光纤网光纤网1米宽的乡村小道米宽的乡村小道32km宽的信息高速公路宽的信息高速公路.442.1.3传输网传输网l同步数字序列同步数字序列SDH:SynchronousDigitalHierarchyl准同步数字序列准同步数字序列PDH:PseudoSynchronousDigitalHierarchy.45PDH是是以以脉脉冲冲编编码码调调制制(PCM)为为基基础础构构成的，我国现采用成的，我国现采用E系列制式：系列制式：一次群一次群E1的数据速率为的数据速率为2.048Mbi

19、t/s二次群二次群E2的数据速率为的数据速率为8.448Mbit/s三次群三次群E3的数据速率为的数据速率为34.368Mbit/s四次群四次群E4的数据速率为的数据速率为138.264Mbit/s五次群五次群E5的数据速率为的数据速率为565.148Mbit/s.46SDH数据速率（数据速率（Mbit/s）SONET光信号光信号总速率总速率同步包封同步包封用户用户电信号电信号光信号光信号51.8450.11249.536STS-1OC-1STM-1155.52150.336148.608STS-3OC-3STM-3466.56451.008445.824STS-9OC-9STM-4622.0

20、8601.344594.432STS-12OC-12STM-6933.12902.016891.648STS-18OC-18STM-81244.161202.6881188.864STS-24OC-24STM-121866.241804.0321783.296STS-36OC-36STM-162488.322405.3762377.728STS-48OC-48.472.1.4智能网智能网 Intelligent NetworksPSTNSSPCCSS No 7SCPSMSPDNSCE:业务生成环境业务生成环境ServiceCreationEnvironmentSEAS:信令工程管理系统信令工程

21、管理系统SignalingEngineeringAdministrationSystemsSTP业务交换点业务交换点业务转接点业务转接点业务控制点业务控制点业务管理系统业务管理系统DB.482.1.52.1.5 卫星卫星卫星卫星 / / 移动通信移动通信移动通信移动通信 Satellite / Mobile Comm.Satellite / Mobile Comm.Satellite / Mobile Comm. l同步通信卫星同步通信卫星(Sync.Comm.Satellite)VSATVSATLEOS“铱铱”卫星通信卫星通信l模拟移动通信模拟移动通信AnalogMobileComm.l数字

22、移动通信数字移动通信DigitalMobileComm.GSM时分多址复用时分多址复用CDMA码分多址复用码分多址复用FPLMTS/UMTSIMT-2000.49无线应用协议（无线应用协议（WAP）l基于基于Internet，以，以HTTP/HTML协议为基础；协议为基础；l适合于显示界面小、功率适合于显示界面小、功率低、内存小、低、内存小、CPU运算能运算能力低的移动通信环境；力低的移动通信环境；l采用采用Client/Server结构。结构。.50WAP协议的开发模型协议的开发模型WAP客户客户WAP网关网关内容内容 服务器服务器WAE客户代客户代理理编码与解编码与解码码CGI脚本脚本内容

23、内容编码的请求编码的请求响应响应请求请求编码的响应编码的响应WSPHTTP.51一种基于一种基于GSM系统的新型的分组数系统的新型的分组数据承载业务；据承载业务；网络资源按需分配，提供即时连接网络资源按需分配，提供即时连接和高通过率；和高通过率；通过时隙的捆绑技术，能提供从小通过时隙的捆绑技术，能提供从小于于100bps到到115.2kbps，非常灵活的，非常灵活的数据速率。数据速率。GPRS通用分组无线业务通用分组无线业务.52CDMA接入lCDMA是是将将窄窄带带信信息息经经宽宽带带的的伪伪随随机机码码调调制制，把把信信息息的的频频带带大大大大展展宽宽，使使频频谱谱密密度度降降低低，再再经

24、经基基带带调调制制后后，通通过宽带射频发射机发射出去。过宽带射频发射机发射出去。l接接收收时时，通通过过特特定定的的相相关关处处理理来来解解调调出窄带信息。出窄带信息。l除除CDMA本本身身的的技技术术外外，CDMA系系统统中中还还采采用用了了多多种种数数字字处处理理技技术术和和控控制制技术。技术。.53CDMA优点：优点：l系系统统容容量量大大且且具具有有软软容容量量的的特特征征，能能灵灵活活地地解解决决通通信信高高峰峰期期的的阻阻塞塞问问题。题。l系系统统具具有有很很强强的的抗抗干干扰扰能能力力，可可保保证证通通信信质质量量的的高高可可靠靠性性。(多多径径干干扰扰和和功功率率控控制制是是C

25、DMA系系统统最最复复杂杂和和最难解决的问题最难解决的问题)。.54l通通过过简简单单的的功功率率控控制制，不不仅仅可可以以保保证证系系统统的的大大容容量量，而而且且可可以以降降低低克克服服噪噪声声和和干干扰扰所所需需的的发发射射功功率率，使使得得在在同同样样发发射射功功率率的的条条件件下下覆覆盖盖范范围围大大，用用户户终终接接设设备备将将信信息息发发送送到到基基站站所所需需功功率率也也较较小小。通通过过特特有有的的语语音音激激活活技技术术，加加上上固固定定天天线线的的增增益益，可可进进一一步步降降低低发发射射功功率率，减减少少用户终接设备的功耗。用户终接设备的功耗。.55l利利用用简简单单的

26、的调调制制解解调调技技术术，可可使使成成本进一步降低。本进一步降低。l基基站站、扇扇区区和和用用户户的的地地址址不不是是用用频频率率，而而是是用用伪伪随随机机码码和和沃沃什什函函数数定定义义，所所有有的的用用户户共共享享相相同同的的频频率率，使使得得频频率率规规划划简简单单，减减少少了了用用于于频频率规划的时间和费用。率规划的时间和费用。l安安全全通通信信，极极易易保保密密是是CDMC系系统统本本身身固固有有的的特特性性，人人为为干干扰扰CDMA信号是极其困难的。信号是极其困难的。.56l具具有有很很强强的的业业务务支支持持能能力力，可可提提供供各各种种先先进进的的数数字字通通信信业业务务，乃

27、乃至至未未来的宽带业务。来的宽带业务。l基基于于CDMA技技术术的的先先进进性性和和自自身身独独特特的的优优点点，WRI已已研研制制出出一一套套价价格格低低廉廉、性性能能稳稳定定可可靠靠、配配置置灵灵活活方方便便，能能够够适适应应广广大大农农村村、远远郊郊以以及及城城市市地地区区的的复复杂杂地地理理环环境境和和恶恶劣劣工工作作条条件件的的CDMA无无线线用用户户环环路路接接入入系统。系统。.57宽带无线接入宽带无线接入l2Mbit/s爱立信爱立信Airline系统系统lLMDS本地多点分配系统本地多点分配系统lLMCS 本地多点通信系统本地多点通信系统lMMDS微波多路分配系统微波多路分配系统

28、lB-LAN宽带无线局域网宽带无线局域网（802.11b）lHIPEXAccess（欧洲）（欧洲）25Mbit/s.582.2 支撑网支撑网lITU_T(CCITT)公共信道信号系统公共信道信号系统CCSSNO.7lACSS随路信号系统随路信号系统2.2.2时间同步网时间同步网TimeSynchronousNetworks 2.2.1信号网信号网.592 2.2.3 .2.3 接入网接入网 Access NetworksAccess Networksl xDSLlADSLlHDSLlHFClPONlSDV.远端模块远端模块FPDPUNISNI接入网接入网引入线引入线配线配线SWRSU馈线馈线用

29、户用户驻地网驻地网灵活点灵活点分配点分配点业务节点业务节点分线箱分线箱分线盒分线盒60.61非对称数字用户线路非对称数字用户线路ADSLlAsymmetricDigitalSubscriberLine交交换换机机ADSLLTURTU1对双绞线对双绞线1.5-6Mbps64-384kbps.62高比特率数字用户线路高比特率数字用户线路HDSLlHighBit_RateDigitalSubscriberLinel一对一对UTP上提供上提供(32路路)2064Kb/sl二对二对UTP上上(每对每对)1168Kb/sl三对三对UTP上上(每对每对)768Kb/s.63HFC混合光纤同轴电缆混合光纤同轴

30、电缆.64交换机交换机支持和支持和控制系统控制系统宽带宽带终端终端OLTWDM48机顶盒机顶盒Settop-boxPON无源光纤网无源光纤网.65 增值网l电子信函网电子信函网ChinaMaill电子数据互换电子数据互换ChinaEDIl传真存贮转发网传真存贮转发网ChinaFAX寻呼网.662.3 TMN(电信管理网）电信管理网）l配置管理配置管理ConfigurationManagementl性能管理性能管理PerformanceManagementl故障管理故障管理FaultManagementl记帐管理记帐管理AccountingManagementl安全管理安全管理SecurityM

31、anagement.67 TMN 光纤传输SDHATM网FRNDDNX.25分组网接入网N-ISDN / PSTN卫星 / 移动通信网关智能网信号网I P 网企业网信息家电.68计算机网络.693. 计算机组网计算机组网用户资源子网用户资源子网通信子网通信子网.703.1 计算机网络分类计算机网络分类l按服务类型可分按服务类型可分公用网公用网专用网专用网l按服务区域可分按服务区域可分WANMANLAN广域网广域网城域网城域网局域网局域网.71l按网络结构可分按网络结构可分：1.总线结构总线结构.722.环形结构环形结构.733.星型结构星型结构物理结构物理结构星型星型逻辑结构逻辑结构总线总线.

32、744.树型结构树型结构.754. Internet/Intranetl NII和和GIIl因特网因特网Internet_TCP/IP协议栈协议栈lChinaNET,CERNET,CASNETChinaGBN，UNINET，CNC，CRCl网关网关(Gateway)_路由器路由器(Router).764.1 因特网因特网-TCP/IP 协议栈协议栈 574321OSI_RM因特网 ( Internet ) / 内联网( Intranet )应用层TelnetFTPSMTPDNS其它传输层IP层TCPUDPNVP网络接口层硬件局域网LAN广域网WAN其它IPARPRARPICMPRouterBr

33、idgerHub.774.2Internet接入接入路由器路由器路由器路由器ChinaPACChinaDDNChinaFRNATM.78LANWAN公用网： X.25分组网 DDN FRN ATM 卫星网 移动网网关网关LAN 以太网 以太交换 标记环 千兆以太因特网Router瓶瓶颈颈1米宽的乡村小道瓶瓶颈颈.79CISCOROUTERLANLANServerClient / Server 模式InternetIntranet信息安全技术信息安全技术.80IP级防火墙级防火墙ROUTERLANLANServerInternetIntranettelnet.count.eduwww.count

34、.edu过滤规则：过滤规则：许可许可www.count.edu入站入站HTTP包包www.ouside.edu出站出站HTTP包包telnet.count.edu入站入站HTTP包包www.count.edu.814.3 网关网关Gateway_Router.82路由器的基本组成路由器的基本组成ROMCPUFlashNVRAMRAM接口接口X.25FRNATMDDNLAN主控台接口主控台接口镜像文件镜像文件/微码微码存储路由配置文件存储路由配置文件上电自检上电自检bootstrpCiscoIOS.834.4 宽带宽带IP问题的提出问题的提出l实时多媒体业务需要实时多媒体业务需要l无连接协议无连

35、接协议数据报数据报尽力而为尽力而为（Best-effort）Internet可视电话可视电话话音话音数据数据.84(a)目前目前 IP/ATM/SDHATM 上的多业务上的多业务(b)未来的选择未来的选择 1IP/ATM/SDHIP 上的多业务上的多业务(c)未来的选择未来的选择 22IP/PPP/SDHIP 上的多业务上的多业务(d)未来的选择未来的选择 32IP/PPP/ONIP 上的多业务上的多业务光网络光网络SDH/SONETATM图象图象话音话音IP数据数据光网络光网络SDH/SONETATMIP图象图象话音话音数据数据光网络光网络SDH/SONETIP/PPP图象图象话音话音数据数

36、据光网络光网络IP/PPP图象图象话音话音数据数据.85321 光网层光网层.864.4.1 IP网上不同业务对网上不同业务对QoS的要求的要求QoS的定义的定义IPQoS是指当是指当IP包流经一个或多个网络包流经一个或多个网络时，其所表现的性能属性。时，其所表现的性能属性。业务连接的可靠性业务连接的可靠性延迟变化延迟变化平均吞吐量、峰值吞吐量平均吞吐量、峰值吞吐量网络阻塞所致网络阻塞所致.87IPPM（IP Performance Metrics)传播延迟传播延迟链路速度延迟链路速度延迟排队延迟排队延迟跳（跳（hop)的数目的数目100Mbit/s以太网以太网2Mbit/s出口链路出口链路.

37、884.4.2IP网络业务的分类网络业务的分类弹性业务弹性业务Best-effort非弹性业务非弹性业务实时业务实时业务QoS实时股票交易要求网络延迟低实时股票交易要求网络延迟低网络延迟网络延迟延迟变化延迟变化网络延迟、延迟变化网络延迟、延迟变化网络带宽网络带宽.894.4.3 解决方法解决方法l如何合理利用目前如何合理利用目前IP网络的有限带宽，网络的有限带宽，使其尽量能够满足对使其尽量能够满足对QoS要求高的实要求高的实时应用。时应用。IETF对对IP性能问题的研究提出的基本模型：性能问题的研究提出的基本模型：.901. 综合业务模型综合业务模型 ( Int Serv )lRFC1633定

38、义一个最定义一个最小的对于全小的对于全网的要求集网的要求集合，使合，使IP网网可支持综合可支持综合业务通信基业务通信基础设施。础设施。应用应用端到端行为端到端行为(end-to-endbehavior)网络元素（子网，网络元素（子网，路由器）路由器）控制服务质量机制控制服务质量机制应用要求通应用要求通知，传递知，传递QoS管理信息管理信息.91（1）Int-Serv所用主要技术所用主要技术l先进的冲撞技术先进的冲撞技术l限制延迟限制延迟l限制抖动限制抖动l网络内带宽消耗的排队算法网络内带宽消耗的排队算法l资源预留协议（资源预留协议（RSVP）为特定应用预留带宽，是整个框为特定应用预留带宽，是整

39、个框架的端到端信令协议。架的端到端信令协议。.92（2）Int-Serv模型提供模型提供3种服务等级种服务等级1.可保证的业务可保证的业务(GuaranteedService) 严格界定端到端数据包延迟，并具有不丢报严格界定端到端数据包延迟，并具有不丢报的保证。不能控制固定延迟，但能保证排队延的保证。不能控制固定延迟，但能保证排队延迟的大小；网络使用加权公平排队。迟的大小；网络使用加权公平排队。2.可控负载业务可控负载业务(ControlledLoadService) 应用可假设网络包传输的差错率近似于下层应用可假设网络包传输的差错率近似于下层传输媒质的基本包差错率；包平均传输延迟传输媒质的基

40、本包差错率；包平均传输延迟网络绝对延迟（光传输延迟网络绝对延迟（光传输延迟+路由器转发延迟）路由器转发延迟）3.最大努力最大努力(Best-effortService)网络对其负载的业务不提供任何网络对其负载的业务不提供任何QoS保证。保证。.93（3）流的概念）流的概念l为了识别实时业务，为了识别实时业务，Int-Serv提出提出了流的概念。了流的概念。l类似类似TCP会话，但它是单向的，且会话，但它是单向的，且一个流可有多个接收者。一个流可有多个接收者。源地址源地址目的地址目的地址端口号端口号协议类型协议类型排队策略、流建立协议排队策略、流建立协议队列处理由信令协议控制队列处理由信令协议控

41、制.94l为不同的队列公平分配为不同的队列公平分配带宽，确保流不能独占带宽，确保流不能独占网络链路；网络链路；l路由器可降低对网络资路由器可降低对网络资源过多占用的流的速度，源过多占用的流的速度，使网络可控；使网络可控；l给每个队列一个权值，给每个队列一个权值，由它决定队列可用的链由它决定队列可用的链路带宽。路带宽。（4）排队策略）排队策略转发速度转发速度.95l加权的随机早期探测（加权的随机早期探测（WRED,WeightedRandomEarlyDetection）阻塞控制机制阻塞控制机制lWRED原理：原理：数据传输协议对包丢失敏感，如果数据传输协议对包丢失敏感，如果业务被丢包，它将使此

42、业务的发送降业务被丢包，它将使此业务的发送降速，至少是瞬时降速。路由器利用随速，至少是瞬时降速。路由器利用随机丢包以尽量保持一个较小的平均队机丢包以尽量保持一个较小的平均队列长度，从而避免阻塞。列长度，从而避免阻塞。（5）阻塞控制机制）阻塞控制机制.96l问题：全网同步问题：全网同步lWRED：将优先级策略与：将优先级策略与RED相相结合，使不同的业务级别能获取不结合，使不同的业务级别能获取不同的业务特性。同的业务特性。.97l单向端到端信令单向端到端信令控制协议控制协议l周期性刷新周期性刷新RSVP消息消息l提供不同的预留提供不同的预留模式，模式，（6）资源预留协议（）资源预留协议（RSVP

43、 ）为每个业务流为每个业务流申请申请所需的带宽、所需的带宽、缓冲区等资源缓冲区等资源为为RSVP流保持流保持所需的所需的“软状态软状态”由资源预留周期由资源预留周期的临时状态：的临时状态：起止地址、起止地址、路由消息、路由消息、占用路由器占用路由器的资源信息等的资源信息等.98l可扩展性可扩展性全网全网Router必须保持的必须保持的“软状态软状态”所所致致lRSVP端到端预留资源，必须要求发送端和接端到端预留资源，必须要求发送端和接收端之间的所有路由器都得支持信令协议收端之间的所有路由器都得支持信令协议l全程端到端的信令过于复杂，对预留资源的全程端到端的信令过于复杂，对预留资源的用户的认证、

44、优先权的管理都需要上层策略用户的认证、优先权的管理都需要上层策略机制来实现机制来实现（7）Int-Serv存在的问题存在的问题.99lDiff-Serv业务分级业务分级l基于每个数据包的不同标识基于每个数据包的不同标识l在域（在域（domain）的范围内保证与业）的范围内保证与业务分类相对应的务分类相对应的QoSl各个域之间对不同业务的各个域之间对不同业务的QoS有翻译有翻译2. 分类业务模型分类业务模型 ( Diff Serv ).100域域A域域BER边缘边缘RouterTR转发转发RouterGR网关网关路由器路由器在每一跳应用在每一跳应用不变的不变的QoS对数据流对数据流进行分类、进行

45、分类、标记和策标记和策略管理略管理包标识包标识翻译翻译同类业务聚合同类业务聚合后传送后传送约定策略约定策略.101l利用利用IPv4包头中的包头中的ToS字段字段l利用利用IPv6的业务类型的业务类型（TrafficClass）字段字段（1）Diff-Serv实现的方式实现的方式边缘边缘Router通过标识该字段，对数据流进行分类、标记通过标识该字段，对数据流进行分类、标记和策略管理。和策略管理。转发转发Router通过标识该字段的服务类别，将其置入不同通过标识该字段的服务类别，将其置入不同的队列，并由输出队列的流量管理机制控制每个的队列，并由输出队列的流量管理机制控制每个队列，即给予不同的每

46、一跳队列，即给予不同的每一跳行为行为（PHB）。）。.102管理域管理域边缘路由器边缘路由器转发（传送）路由器转发（传送）路由器.103（2）Diff-Serv字段的定义字段的定义DSCPCUDiff-Serv 编码点62级别 1低丢包优先级别 4级别 3级别 2中丢包优先高丢包优先010000010010010100011000011010011100100000100010100100101000101010101100相对应的相对应的EF的的PHB可被用来建立一个低丢包可被用来建立一个低丢包率、低延迟、低抖动、保证带宽的端到端（在率、低延迟、低抖动、保证带宽的端到端（在DS域域中）的业务

47、。中）的业务。ToS字段EF（加快处理转发）（加快处理转发）AF（保证处理转发）（保证处理转发）.104 ISP：InternetServicePrvider因特网业务提供者因特网业务提供者(商商)：1998瀛海威，东方网景，讯业金网瀛海威，东方网景，讯业金网5.网络服务网络服务.105 ISP的派生lIAP：InternetAccessProvider因特网接入提供商因特网接入提供商lICP：InternetContentProvider因特网内容提供商因特网内容提供商(1999)如如搜狐、网易、新浪等搜狐、网易、新浪等.106lIPP：InternetPresenceProvider因特网

48、平台提供商因特网平台提供商如信诺立、创联、迈至科等如信诺立、创联、迈至科等域名注域名注册、虚拟主机租用、网页设计、册、虚拟主机租用、网页设计、网站推网站推广、电子商务等广、电子商务等lIDP：InternetDirectoryProvider“所所有网站有网站 InternetDevelopProviderInternetDomainProvider InternetDownloadProvider.107IDC (互联网数据中心）互联网数据中心）应用需求应用需求程序设计程序设计.108网络服务网络服务电信服务电信服务计算服务计算服务3COM Eric Benhamou信号的统一信号的统一载体

49、的统一载体的统一协议的统一协议的统一物理的统一物理的统一设备的统一设备的统一应用软件的统一应用软件的统一LAN/WAN的统一的统一管理的统一管理的统一组织的统一组织的统一数字信号数字信号IP协议协议QOS：带宽、：带宽、时延、服务时延、服务ATM交换交换/IP路由路由WEB浏览浏览.1096. “十五十五”新蓝图中的亮点新蓝图中的亮点l“五个机制五个机制”和和“五个加强五个加强”l信息港信息港“1520”工程工程l现代物流产业现代物流产业l高等教育毛入学率高等教育毛入学率l国际经贸国际经贸EDI系统系统l循环经济循环经济上海 徐匡迪报告.110l电子邮件电子邮件E-Mail伊妹儿伊妹儿l电子数

50、据互换电子数据互换EDIl电子商务电子商务:lE-BusinesslE-CommercelE-ServicelEB2B B2C G2C.111“五个机制五个机制”和和“五个加强五个加强”l形成企业优胜劣汰机制形成企业优胜劣汰机制l形成国有资产保值增值机制形成国有资产保值增值机制l形成职工能进能出的就业机制形成职工能进能出的就业机制l形成经营者择优录用的竞争上岗机制形成经营者择优录用的竞争上岗机制l形成覆盖全社会的保障机制形成覆盖全社会的保障机制五个机制五个机制.112l加强产品开发加强产品开发l加强技术改造加强技术改造l加强市场开拓加强市场开拓l加强内部管理加强内部管理l加强队伍建设加强队伍建

51、设五个加强五个加强.113信息港“1520”工程l1个高速、大容量的信息传送平台个高速、大容量的信息传送平台l5项骨干工程：项骨干工程：l上海信息交互网上海信息交互网l上海国际经贸电子数据交换网上海国际经贸电子数据交换网l上海社会保障网上海社会保障网l上海社区服务网上海社区服务网l上海金卡与收款系统上海金卡与收款系统l20个重点信息应用系统项目：个重点信息应用系统项目：行政决策服务行政决策服务城市规划城市规划财政税务财政税务工商管理工商管理就业培训就业培训人才培养引进人才培养引进公共信息服务等公共信息服务等.114现代物流产业现代物流产业信息与网络技术信息与网络技术现现代代组组织织与与管管理理

52、方方式式运输运输仓储仓储装卸装卸分类分类加工加工包装包装配送配送.115高等教育毛入学率高等教育毛入学率l接受高等教育的学生人数占适龄青接受高等教育的学生人数占适龄青年人口总数的比例：年人口总数的比例：高等学校学生数高等学校学生数（18-22）岁年龄组人口数）岁年龄组人口数X100%.116国际经贸国际经贸EDI系统系统l国际经贸电子数据交换网国际经贸电子数据交换网国际经贸市场通行证国际经贸市场通行证国际经贸市场通行证国际经贸市场通行证提高外贸运作时效提高外贸运作时效降低交易成本降低交易成本增加贸易机会增加贸易机会.117循环经济循环经济资源资源产品产品再资源化再资源化.118“三网三网”融合融合电信网电信网有线电视网有线电视网计算机网计算机网双向双向多媒体多媒体宽带宽带具有传输语言、数具有传输语言、数据和视频信息的功据和视频信息的功能能网络传输技术上网络传输技术上提供业务上提供业务上.119机遇与挑战机遇与挑战.1202002年1月.l l l l信心是成功的开始信心是成功的开始信心是成功的开始信心是成功的开始l l l l恒心是成功的方法恒心是成功的方法恒心是成功的方法恒心是成功的方法谢谢您的关注！谢谢您的关注！