現(xiàn)代通信網(wǎng)絡的分層結(jié)構(gòu)及各層的作用

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上現(xiàn)代通信網(wǎng)絡的分層結(jié)構(gòu)及各層的作用概述 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和對聯(lián)網(wǎng)的迫切需求，通過在電話網(wǎng)中傳送低速數(shù)據(jù)的通信方式，已滿足不了日益增長的數(shù)據(jù)通信的要求。電信部門早在1988年就建設(shè)了獨立于公共電話網(wǎng)的公共數(shù)據(jù)網(wǎng)。公共數(shù)據(jù)網(wǎng)根據(jù)數(shù)據(jù)通信的突發(fā)性和允許一定時延的特點，采用了存儲轉(zhuǎn)發(fā)分組（包）交換技術(shù)。隨著計算機聯(lián)網(wǎng)用戶的增長，數(shù)據(jù)網(wǎng)帶寬不斷拓寬，網(wǎng)絡節(jié)點設(shè)備幾經(jīng)更新，在這個發(fā)展過程中不可避免出現(xiàn)新老網(wǎng)絡交替，多種數(shù)據(jù)網(wǎng)并存的復雜局面。在這種情況下，一種能將遍布世界各地各種類型數(shù)據(jù)網(wǎng)聯(lián)成一個大網(wǎng)的協(xié)議應運而生，從而使采用協(xié)議的國際互聯(lián)網(wǎng)（或網(wǎng)）一躍而成為全世界最

2、大的信息網(wǎng)絡。 在各種實時信息進入的今天，已不僅是一個純計算機互聯(lián)網(wǎng)絡，未來所承載的多媒體業(yè)務量有可能超過計算機通信業(yè)務量，故本講座中將廣義地稱為網(wǎng)。應該說離開網(wǎng)去了解現(xiàn)代數(shù)據(jù)網(wǎng)只能得到一些零星的概念，只有通過對網(wǎng)的剖析，才能看到現(xiàn)代數(shù)據(jù)網(wǎng)的整體。下面引入分層的概念來剖析網(wǎng)。 從縱的觀點看網(wǎng)可分為4層： 第一層：通信基礎(chǔ)網(wǎng)； 第二層：數(shù)據(jù)網(wǎng)（2數(shù)據(jù)網(wǎng)）； 第三層：網(wǎng)（3數(shù)據(jù)網(wǎng)）； 第四層：應用層。 通信基礎(chǔ)網(wǎng)（傳送網(wǎng)）     通信基礎(chǔ)網(wǎng)屬模型第一層物理層范疇?，F(xiàn)代數(shù)據(jù)網(wǎng)與現(xiàn)代電話網(wǎng)共

3、用一個通信基礎(chǔ)網(wǎng)，通信基礎(chǔ)網(wǎng)的網(wǎng)絡節(jié)點設(shè)備主要為配線架和數(shù)字交叉連接設(shè)備()，其主要任務是實現(xiàn)基礎(chǔ)網(wǎng)傳輸電路的電路調(diào)度、故障切換和分離業(yè)務，故可以看成基礎(chǔ)網(wǎng)的組成部分。但如用在非撥號連接的業(yè)務網(wǎng)中（如網(wǎng)和專線網(wǎng)）亦可看成為業(yè)務節(jié)點設(shè)備。數(shù)據(jù)網(wǎng)（2數(shù)據(jù)網(wǎng)）     在網(wǎng)中其低層的數(shù)據(jù)網(wǎng)可視為2數(shù)據(jù)網(wǎng)，雖然低層計算機子網(wǎng)的通信協(xié)議也可能有組網(wǎng)、尋址、路由等三層功能，但對網(wǎng)中所傳輸?shù)陌?，其第三層功能全部由協(xié)議來完成。 （1） 公用25分組網(wǎng)（）我國早在1988年就開通了公用25分組交換網(wǎng)。該網(wǎng)由一個網(wǎng)管中心（）、3個節(jié)點交換機（）和8個遠程集中器

4、（）組成。在之間、與之間采用速率為9.6的中繼電路互連，使用25規(guī)程。隨著計算機聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的發(fā)展，1995年建成了包括32個節(jié)點機的新分組交換骨干網(wǎng)，后幾經(jīng)擴容。25分組網(wǎng)曾作為早期網(wǎng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡。    25分組網(wǎng)適用于通信線路誤碼率高的情況下接入低速（64以下）數(shù)據(jù)。目前主要向?qū)?shù)據(jù)通信可靠性要求高的商業(yè)、銀行、股票等行業(yè)提供低速聯(lián)網(wǎng)業(yè)務和虛擬低速專網(wǎng)業(yè)務。（2） 公用數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)（） 利用傳送網(wǎng)中的1分支傳輸線路和節(jié)點10設(shè)備，可組成一個網(wǎng)。該網(wǎng)提供×642的數(shù)據(jù)業(yè)務。公用網(wǎng)屬電路交換網(wǎng)，提供固定和半固定的中、低速數(shù)據(jù)通道。公用網(wǎng)的主要應用為提

5、供專線（包括的接入專線、局域網(wǎng)互聯(lián)專線等）、專網(wǎng)，也可作為25網(wǎng)、幀中繼網(wǎng)、電信支撐網(wǎng)等的基礎(chǔ)網(wǎng)絡。（3） 幀中繼（）網(wǎng)    光纜大規(guī)模的敷設(shè)，極大地提高了傳輸電路的質(zhì)量，原有低速、低效、高延時的25分組交換技術(shù)逐步讓位于幀中繼技術(shù)，幀中繼亦稱為簡化的25技術(shù)。與25分組技術(shù)相比較，幀中繼取消了各轉(zhuǎn)接點的糾錯、重發(fā)等環(huán)節(jié)，提高了速率，降低了電路的時延。和網(wǎng)相似，幀中繼一般采用固定和半固定連接方式。由于幀中繼具有動態(tài)帶寬分配功能，所以比固定帶寬的更適合突發(fā)性的數(shù)據(jù)業(yè)務。目前幀中繼網(wǎng)主要用作租用虛電路（包括局域網(wǎng)互聯(lián)、高速接入等）、虛擬專網(wǎng)和作為骨干網(wǎng)的基礎(chǔ)網(wǎng)絡。&

6、#160;（4） 網(wǎng)和     原是為寬帶綜合業(yè)務網(wǎng)（）而設(shè)計的。該技術(shù)采用定長53的信元作為傳輸、復用、交換的基本數(shù)據(jù)單元，具有流量控制、保證服務質(zhì)量（）、支持多種業(yè)務等特點，可作為的基礎(chǔ)網(wǎng)絡。     建立在網(wǎng)絡平臺上，如圖4所示，其骨干節(jié)點采用骨干交換機，接入節(jié)點采用接入交換機。接入交換機通過適配層提供、電路仿真13、25等業(yè)務接口，可提供高速接入、局域網(wǎng)互聯(lián)、話音、高清晰度電視、點播電視、會議電視、遠程教學等多種寬帶業(yè)務應用。（5） 以太網(wǎng)（） 以太網(wǎng)是目前局域網(wǎng)中最為流行的一種2數(shù)據(jù)網(wǎng)。以太網(wǎng)利

7、用基帶傳輸及（載波偵聽多路存取沖突檢測）方式對網(wǎng)絡訪問進行仲裁。每個以太網(wǎng)幀（幀）均有源主機與宿主機的物理地址（地址）。當網(wǎng)上某主機發(fā)布信息時，必須先檢查所在網(wǎng)段的信道是否空閑，空閑時就廣播幀，對應于目的地址的主機接受信息，并返回確認信息；若發(fā)送前信道已被占用，則源主機等待一隨機時間后再發(fā)送。為了增加以太網(wǎng)的容量，網(wǎng)中引入了以太網(wǎng)節(jié)點交換機將各網(wǎng)段連成一個網(wǎng)絡。以太網(wǎng)交換機每接收到一個幀，若不知道應從哪個端口轉(zhuǎn)發(fā)出去，就廣播這個幀。待到對應的宿主機發(fā)出的幀路過交換機時，交換機記錄了該主機對應的交換機端口，以后再收到發(fā)往該目的地址的幀時，交換機無需廣播這個幀，可直接從對應端口發(fā)出，該過程稱為地址

8、后向自學過程。當以太網(wǎng)太大時易引起廣播風暴，則需將網(wǎng)絡劃分為幾個同構(gòu)子網(wǎng)，然后利用路由器，將各子網(wǎng)互連成大容量以太網(wǎng)。最近有的公司推出將第二層交換技術(shù)與第三層路由技術(shù)相結(jié)合的具有選路功能的交換路由器。交換路由器在收到幀時不再廣播這個幀，而是查找路由表選擇相應輸出端口進行轉(zhuǎn)發(fā)。 網(wǎng)（3數(shù)據(jù)網(wǎng)）網(wǎng)是目前最大的信息網(wǎng)絡。通過網(wǎng)的計算機聯(lián)網(wǎng)功能，我們可以與世界上大多數(shù)國家交流信息，檢索各種資料。網(wǎng)的協(xié)議將各國、各部門、各種機構(gòu)的局部網(wǎng)絡互聯(lián)成為全球范圍的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡。    25，等各種2數(shù)據(jù)網(wǎng)具有不同的通信協(xié)議與幀結(jié)構(gòu)，并具有不同格式的物理地址，2數(shù)據(jù)網(wǎng)的節(jié)點設(shè)備

9、可以是各種類型的數(shù)據(jù)交換機。而3數(shù)據(jù)網(wǎng)（網(wǎng)）具有統(tǒng)一的通信協(xié)議與分組結(jié)構(gòu)，全網(wǎng)采用統(tǒng)一格式的地址，節(jié)點設(shè)備統(tǒng)一采用面向無連接的路由器。為便于理解，我們可以將3數(shù)據(jù)網(wǎng)簡單理解為構(gòu)建在2數(shù)據(jù)網(wǎng)平臺上的一個路由器網(wǎng)。下面我們來看網(wǎng)是如何將一份數(shù)據(jù)報從源主機送往宿主機的。（1） 在源主機上，應用層將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)報字節(jié)流傳送給層。 （2） 在層先根據(jù)協(xié)議將數(shù)據(jù)報字節(jié)流截成段，加上包頭，然后根據(jù)協(xié)議在包頭前加上含有源地址和目的地址的包頭，從而生成包。 （3） 源主機根據(jù)包目的地址查找路由表，找到所處子網(wǎng)（1）中的第一跳路由器的物理地址，然后生成帶有目的物理地址的數(shù)據(jù)幀發(fā)送到路由器。 （4） 在路由器首先執(zhí)行鏈路層拆包操作，取出包中的目的地址，查找路由表的到子網(wǎng)（2）中的第二跳路由器的物理地址，然后在包前加上帶有路由器物理地址的數(shù)據(jù)幀頭后發(fā)往子網(wǎng)（2）。若子網(wǎng)（1）與（2）是異構(gòu)子網(wǎng)，則路由器需要完成兩個子網(wǎng)第二層協(xié)議的轉(zhuǎn)換（或數(shù)據(jù)幀格式轉(zhuǎn)換）。 （5） 經(jīng)過數(shù)個路由器的逐跳轉(zhuǎn)發(fā)后，最后宿主機收到所處子網(wǎng)協(xié)議的數(shù)據(jù)幀，在執(zhí)行鏈路層、網(wǎng)絡層拆包操作后取出段，由協(xié)議對段進行誤碼與順序號檢查，如有錯誤或丟失，則要求源主機重發(fā)；若正確，協(xié)議將段按順序連成數(shù)據(jù)報字節(jié)流送宿主機應用層。