認識通信 課件 第5、6章 無處不在的通信網(wǎng)、憧憬奧妙無垠的未來通信

認識通信2第四章回顧信道共享解決信號遠程傳輸?shù)男屎统杀咎接懙於ㄐ诺拦蚕淼睦碚摶A(chǔ)載波調(diào)制信道復(fù)用的原理時隙分配信道復(fù)用的原理頻譜搬移時間分割碼分多址信道復(fù)用的原理蜂窩小區(qū)信道復(fù)用的原理正交編碼空間分割內(nèi)容簡介3第5章無處不在的通信網(wǎng)5.1伸向世界角落的電話網(wǎng)5.2分組交換激發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)時代5.3骨干網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換4信息時代對通信的愿景任何時間地點可得電話服務(wù)互聯(lián)全球的計算機通信無盡功能的手機服務(wù)導(dǎo)致如下問題的提出交換節(jié)點的程控化傳輸信息的數(shù)據(jù)化網(wǎng)絡(luò)管理的軟件化5昂貴的電話費當(dāng)1877年電話機問世后，人們很快發(fā)現(xiàn)，如果n個人之間要進行相互通話，需架設(shè)的電話連線數(shù)S為：5.1.1斯特羅格對話務(wù)員的猜疑當(dāng)有100個人想安裝電話時，需架設(shè)4950條電話線路。5.1伸向世界角落的電話網(wǎng)

6為了節(jié)省電話線路的投資，人們想出了一個解決辦法。那就是將所有電話用戶的線路集中到一個地方的設(shè)備上，再找一個接線員專門負責(zé)聯(lián)通兩個用戶之間各自的連線，從而大大減少電話線路的數(shù)量。1878年電話發(fā)明人貝爾和格雷設(shè)計出第一臺人工電話交換機，?，?M.娜特成為世界上第一位女性話務(wù)員。人工電話交換機的誕生7話務(wù)員通知主叫通話并退出監(jiān)聽鏈路人工電話交換機的工作過程主叫用戶搖動磁石電話機的搖柄發(fā)請求呼叫信號磁石交換機上該用戶號牌倒下，話務(wù)員用塞繩一端插入主叫插座塞孔接聽并詢問被叫話務(wù)員將塞繩另一端插入被叫插座塞孔，通過振鈴搬鍵向被叫發(fā)振鈴信號被叫摘機應(yīng)答話務(wù)員可以通話1879年開始使用電話號碼來幫助記憶用戶話機8人工交換機的問題話務(wù)員需要記住幾百個號碼對應(yīng)的用戶名多用戶同時呼叫時話務(wù)員只能按優(yōu)先順序接續(xù)話務(wù)員監(jiān)聽通話可能導(dǎo)致通信泄密話務(wù)員手工接續(xù)慢大型交換局需要話務(wù)員多91892年用斯特羅格發(fā)明的接線器制成的步進制自動電話交換機投入使用，這是世界上第一個使用自動電話機的電話局。步進制電話交換機的問世步進制電話交換機用選擇器來完成電話的通話接續(xù)過程。選擇器有旋轉(zhuǎn)型選擇器和上升旋轉(zhuǎn)型選擇器兩種步進制電話交換機工作原理10如當(dāng)主叫電話用戶撥叫25號用戶時，弧刷隨即上升兩步到達第二層弧線上，然后再旋轉(zhuǎn)5步，最終停在25號接點的位置，使主叫用戶同25號被叫用戶的電話接通。在較大的電話局中，為能讓步進制交換機完成對眾多用戶間的電話接續(xù)，一般需將多個選擇器組合起來形成若干級，以分擔(dān)選擇出線和選擇用戶號碼的任務(wù)。如果用戶數(shù)在100號以內(nèi)，只需兩位撥號。裝設(shè)一個100線的上升旋轉(zhuǎn)型選擇器（選擇器用在這種位置時叫做終接器），就可以完成100號電話中的某一用戶呼叫其他用戶。但是每個用戶必須有一個專用的終接器。11如組成數(shù)千門單局制的交換局時，假設(shè)用戶所撥被叫號碼為2345，則第一位脈沖“2”由第一選組器吸收選到第二千號組，第二位脈沖“3”由第二選組器吸收選接到第三百號組，第三、四位脈沖“4”和“5”由終接器吸收，在該百號組內(nèi)選十位4和個位5，從而到達被叫用戶。如被叫用戶空閑，則發(fā)送振鈴信號呼叫被叫用戶，當(dāng)用戶摘機并應(yīng)答后，雙方用戶即可通話。電話號碼0、1開頭的是專用的，不能分配給用戶個人使用。0作用長途識別號的起始撥號，1作為特殊服務(wù)用的號碼，如112、113、114、116、119等，9也作特殊號或備用。12①經(jīng)供電橋路向雙方用戶供給通話電源；②具備靈活的通話復(fù)原方式，具備主叫控制、被叫控制、雙方互不控制三種復(fù)原方式；③具有單式計次、復(fù)式計次的通話計次功能；④具有專用的配合設(shè)備，可圓滿地完成長途全自動、半自動的來話和去話接續(xù)；⑤經(jīng)配合設(shè)備可與其它制式交換機在電話網(wǎng)中配合工作；⑥具有特種服務(wù)業(yè)務(wù)功能，可自動接通各類特種服務(wù)業(yè)務(wù)設(shè)備；⑦具有自動測試系統(tǒng)，可配合測量臺，完成對用戶設(shè)備的測試；⑧可接入各類制式的用戶電話交換機；⑨可接入投幣式電話機。步進制自動交換機還具有的配合功能和輔助功能13接續(xù)速度慢、機件易磨損、雜音大、號碼編排不靈活、線群利用度小,不具備迂回中繼功能，難以構(gòu)成經(jīng)濟、安全、靈活的電話網(wǎng),尤其難以構(gòu)成規(guī)模較大的電話網(wǎng)，也不適應(yīng)數(shù)據(jù)、傳真等通信業(yè)務(wù)的需要。電路簡單，每個選擇器都有各自的話路部分和控制部分，發(fā)生故障時影響面小步進制電話交換機的優(yōu)點步進制電話交換機的缺點141926年為了克服步進制電話交換機的不足，瑞典制造出第一臺大容量縱橫制電話交換機。1929年，瑞典松茲瓦爾市建成了世界上第一個大型縱橫制電話局?？v橫制電話交換機的問世縱橫接線器由縱線（入線）和橫線(出線)組成。平時，縱線同橫線互相隔離，但在每個交叉點處有一組接點。根據(jù)需要使一組接點閉合，就能使某一縱線與某一橫線接通?？v橫制電話交換機工作原理1510條縱線和10條橫線有100個交叉點，控制這100個交叉點處的接點組的閉合，最多能接通10個各自獨立的通路。16縱橫制交換機仍未跳出機械動作的思路,耗費貴金屬較多、制造成本高、機房占地面積大。采取交換和控制兩種功能分離的方式，大大簡化通話接續(xù)部分的電路，控制接線部分可以公用。接線器采用貴金屬推壓式接點，比步進制可靠、雜音小、通話質(zhì)量好。其機件不易磨損、壽命長、障礙少、維護簡單、功能多、組網(wǎng)靈活方便、容易實現(xiàn)長途電話自動化等優(yōu)點?？v橫制電話交換機的優(yōu)點縱橫制電話交換機的缺點175.1.2程控交換使電話費成白菜價1965年美國貝爾公司研制出了由計算機控制的世界上第一部程控電話交換機。人們根據(jù)需要把事先編制好的程序存入計算機，設(shè)備就能自動完成電話的交換功能。18（1）程控交換機的硬件系統(tǒng)由進行通話的話路系統(tǒng)和控制系統(tǒng)及外圍設(shè)備、維護管理系統(tǒng)構(gòu)成。程控交換機由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成1、程控電話交換機的構(gòu)成19連接兩個電話交換局之間的用戶電話通信線路，用以完成兩個不同電話交換局之間的電話用戶線的連接。中繼線離開某交換局的線路出中繼線進入某交換局的線路入中繼線連接模擬電話的中繼線模擬中繼線連接數(shù)字電話的中繼線數(shù)字中繼線將出中繼線集中進行管理的設(shè)備出中繼器對入中繼線集中進行管理的設(shè)備入中繼線20根據(jù)用戶撥號請求實現(xiàn)用戶之間數(shù)字通路的接續(xù)話路部分的主要任務(wù)數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)為參與交換的數(shù)字信號提供接續(xù)通路用戶電路用于A/D和D/A電話信號的變換，為用戶提供饋電、過壓保護、振鈴、二/四線轉(zhuǎn)換等輔助功能中繼電路具有碼型變換、時鐘提取、幀同步等功能掃描器收集用戶摘機、掛機等動作的狀態(tài)信息網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器執(zhí)行數(shù)字交換網(wǎng)絡(luò)中通路的建立和釋放信令設(shè)備產(chǎn)生撥號音、忙音、回鈴音等控制信號21根據(jù)外部用戶與內(nèi)部維護管理的要求執(zhí)行控制程序控制相應(yīng)硬件實現(xiàn)交換及管理功能控制部分的主要任務(wù)中央處理器控制、管理、監(jiān)測和維護交換系統(tǒng)的運行程序和數(shù)據(jù)存儲器分別存儲交換系統(tǒng)的控制程序和執(zhí)行過程中用到的數(shù)據(jù)維護終端包括鍵盤、顯示器、打印機等設(shè)備遠端接口在分散控制方式下實現(xiàn)遠程控制連接其它外圍設(shè)備包括磁盤機、維護終端設(shè)備、測試設(shè)備、時鐘、錄音通知設(shè)備、監(jiān)視告警設(shè)備等22（2）程控交換機的軟件系統(tǒng)編譯程序連接裝配程序調(diào)試程序局和用戶數(shù)據(jù)生成程序操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫業(yè)務(wù)控制信令處理操作維護管理支援軟件運行軟件兩大類組成支援軟件運行軟件話單話務(wù)統(tǒng)計告警系統(tǒng)控制112測試軟件系統(tǒng)23程控交換機的各類軟件及功能24將任何來自輸入端PCM復(fù)用線上的任一時隙交換到任何輸出端PCM復(fù)用線上的任一時隙中去程控交換機完成電話路由交換的基本單元2、程控電話交換機的接線器空分接線器(S接線器)時分接線器(T接線器)接線器空分交換方式時分交換方式程控交換機的電路交換系統(tǒng)25（1）S接線器入線在空間位置上選擇出線并建立連接的交換方式，由電子交叉矩陣和控制存儲器組成，完成不同入線和不同出線之間的交換。按存儲器配置方式不同輸入控制方式輸出控制方式按輸入線配置按輸出線配置26（2）T接線器通過時隙交換網(wǎng)絡(luò)完成語音的時隙搬移。時分接線器由話音存儲器和控制存儲器組成，完成同一個入線上和出線上的時隙交換。按控制存儲器對話音存儲器控制方式不同輸出控制方式輸入控制方式順序?qū)懭肟刂戚敵隹刂茖懭腠樞蜉敵?7為了使數(shù)字交換網(wǎng)兼有空分交換和時隙交換的功能，擴大路由選擇范圍和交換機的容量，數(shù)字交換網(wǎng)常常由T接線器和S接線器的不同組合而成。組合形式有TST、STS、TSST、TSSST、SSTSS、TTT等。把輸入端PCM0的TS205時隙的話音信號交換到輸出端PCM15的TS35時隙中去28建立電路階段傳送語音拆除電路階段3、程控電話交換機的呼叫建立過程用戶摘機→送撥號音→收號→號碼分析→接至被叫用戶→振鈴→被叫應(yīng)答通話→話終掛機。（1）固定電話呼叫的建立過程利用電路交換進行電話通信必須經(jīng)歷除上述基本動作外，在接通主被叫通道和拆除通道期間，交換機還要對信道的接通使用時間進行計時，以便按通話時長進行話費計算。29①固定電話網(wǎng)的用戶摘機并撥打移動用戶的電話號碼。②固定電話程控交換機分析用戶所撥打的移動用戶的號碼，得知此用戶是要接入移動用戶網(wǎng)，然后將接續(xù)轉(zhuǎn)接到移動網(wǎng)的關(guān)口移動交換中心（GMSC）。③關(guān)口移動交換中心分析用戶所撥打的移動用戶的號碼,得到被呼用戶所在的歸屬寄存器的地址，取得被呼用戶的位置信息，得到被呼用戶的所在地區(qū)，同時也得到與該用戶建立話路的信息。④關(guān)口移動交換中心找到當(dāng)前為被呼移動用戶服務(wù)的移動交換中心。⑤由正在服務(wù)于被呼用戶的移動交換中心得到呼叫的路由信息。正在服務(wù)于被呼用戶的移動交換中心產(chǎn)生一個手機漫游號碼（MSRN），給出呼叫路由信息。⑥移動交換中心與被呼叫的用戶所在基站連接，完成呼叫。（2）固定電話呼叫移動手機的工作過程30移動用戶撥被呼用戶的號碼，通過隨機接入信道（RACH）向系統(tǒng)發(fā)送接入請求消息。移動交換中心分配給主叫一個專用信道，查看主呼用戶的類別并標(biāo)記此主叫用戶示忙，若系統(tǒng)允許該主呼用戶接入網(wǎng)絡(luò)，則移動交換中心發(fā)證實接入請求消息。如果被呼叫用戶是固定用戶，則系統(tǒng)直接將被呼用戶號碼送入固定電話網(wǎng)（PSTN），固定電話網(wǎng)交換機將根據(jù)被叫號碼將通道線路連接至目的地。移動交換中心再與固定電話網(wǎng)相連，之后就按平時的電話接續(xù)相同的方式由固定電話網(wǎng)接到被呼叫的用戶端。如果被呼號是同一移動網(wǎng)中的另一個移動臺，則移動交換中心以類似從固定網(wǎng)發(fā)起呼叫的處理方式，進行歸屬寄存器的請求過程，轉(zhuǎn)接被呼用戶的移動交換機，一旦接通被呼用戶的鏈路準(zhǔn)備好，網(wǎng)絡(luò)便向主叫用戶發(fā)出呼叫建立證實信號，并給主叫分配專用業(yè)務(wù)信道(TCH)。主叫用戶等候被叫用戶響應(yīng)證實信號，從而完成移動用戶主叫呼叫過程。（3）移動手機發(fā)起呼的工作過程315.1.3電話號碼背后的秘密用戶電話號碼是一種不可再生的資源，一旦被某人占用，其他人就不能再用了。對電話號碼的管理旨在確定電話號碼資源的分配和使用規(guī)則。1、固定電話號碼的分配規(guī)則等位制電話號碼所有的區(qū)號根據(jù)國際電信聯(lián)盟（ITU）的E.123和E.164標(biāo)準(zhǔn)所分配國內(nèi)各地電話號碼的長度均相同(如美國)不等位制電話號碼國內(nèi)各地電話號碼的長度不相同（如我國）32ITU-T-E.164標(biāo)準(zhǔn)固定電話號碼的組織結(jié)構(gòu)為國際冠碼+國際電話區(qū)號+國內(nèi)電話區(qū)號+開放電話號碼國際冠碼+國際電話區(qū)號+封閉電話號碼00按E.164分給各國的代碼本國分配給各地區(qū)的代碼地區(qū)分配各用戶的代碼00按E.164分給各國的代碼本國分配給各地區(qū)用戶的代碼等位制電話號碼不等位制電話號碼33國際或國內(nèi)接入號（冠碼）國家區(qū)號按E.164分給各國的代碼撥打國際電話國內(nèi)非本地電話國際或國內(nèi)接入號+國家區(qū)號+地區(qū)號+本地號碼000中國為086美國為01地區(qū)號國家分配給各地區(qū)的成都為28深圳為755本地號碼某一用戶的本地號碼84071111我國采用開放撥號系統(tǒng)，地區(qū)號碼和用戶電話號碼長度采用不等位制，國內(nèi)電話號碼總長度為11位34國際接入號（冠碼）中國國際長途電話區(qū)號成都地區(qū)長途區(qū)號成都電信公司第四分公司編號用戶電話號碼例如：如果從國外撥打成都理工大學(xué)校內(nèi)用戶的電話，其撥號為“0086288407xxxx”0086284xxxx8成都理工大學(xué)校內(nèi)交換機編號07中國電信成都電信公司編號根據(jù)用戶電話號碼大致確定用戶位置352、移動電話號碼的分配規(guī)則移動用戶的手機號碼被稱為MSISDNMSISDN＝CC＋NDC＋SN電信我國手機號碼＝網(wǎng)絡(luò)識別碼＋國內(nèi)目的地碼＋用戶號碼4位4位3位11位市區(qū)鎮(zhèn)133、149、153、173、177、180、181、189、199130、131、132、145、155、156、166、171、175、176、185、186134(0-8)、135、136、137、138、139、147、150、151、152、157、158、159、172、178、182、183、184、187、188、198移動聯(lián)通虛擬運營商170、1717位國內(nèi)目的地碼365.1.4從骨干網(wǎng)到本地網(wǎng)的分級一個電話交換機可直接連接的用戶數(shù)量總會是有限的，要解決更多用戶的電話連接就需多個交換機。交換網(wǎng)是用中繼線將各交換機互聯(lián)使不同交換間的用戶能通電話的網(wǎng)絡(luò)。這樣一來，電話網(wǎng)就形成了縣區(qū)級、地市級、省級、國家級、全球級的分層網(wǎng)絡(luò)電話交換網(wǎng)371、電話網(wǎng)的概念一種面向連接的、點對點的、可以進行交互式話音通信、開放電話業(yè)務(wù)的通信網(wǎng)。固定電話網(wǎng)移動電話網(wǎng)特點鐵道、電力、航空、軍隊、公安等的內(nèi)部用的電話網(wǎng)電話網(wǎng)（PSTN）公共交換電話網(wǎng)傳遞電話信息的通信網(wǎng)專用電話網(wǎng)382、本地電話網(wǎng)的概念完成電話匯接的交換局本地電話網(wǎng)(LTN)在一個統(tǒng)一號碼長度的編號區(qū)內(nèi)，由端局、匯接局、局間中繼線、長市中繼線，以及用戶線、電話機組成的電話網(wǎng)。匯接局接收外地電話的電話局來話局去往外地電話的電話局去話局電信網(wǎng)上采用的匯接方式393、接入網(wǎng)的概念長度一般為幾百米到幾公里，故稱為“最后一公里”接入網(wǎng)骨干傳輸網(wǎng)絡(luò)到用戶終端之間的所有設(shè)備普通電話銅線接入、光纖接入、有線電視電纜中的光纖同軸電纜混合接入、無線接入和以太網(wǎng)接入等方式。接入方式40電話網(wǎng)電視網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)接入業(yè)務(wù)所提供的各種業(yè)務(wù)接入網(wǎng)的管理由電信管理網(wǎng)絡(luò)(TMN)負責(zé)，以便統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理不同的網(wǎng)元。要完成接入網(wǎng)各功能塊的管理，及附加完成用戶線的測試和故障定位。41光配線網(wǎng)(ODN)中不含有任何電子器件及供電電源，全部由光纖和光分路器等無源器件組成，不需要貴重的有源電子設(shè)備。無源光纖網(wǎng)絡(luò)（PON）接入技術(shù)無源光纖網(wǎng)絡(luò)PON光網(wǎng)絡(luò)單元使用了放大器、供電電源，使信號不能雙向傳輸。有源光網(wǎng)絡(luò)光網(wǎng)絡(luò)42在無源光網(wǎng)絡(luò)中采用以太網(wǎng)技術(shù)，支持1.25Gbps對稱速率。EPON技術(shù)在無源光網(wǎng)絡(luò)中采用ATM技術(shù)，最高速率為622Mbps。APON技術(shù)PON采用ITU-T定義的通用成幀規(guī)程（GFP）對Ethernet、TDM、ATM等多種業(yè)務(wù)進行封裝映射，提供1.25Gbs和2.5Gbs下行速率和所有標(biāo)準(zhǔn)的上行速率。GPON技術(shù)434、國內(nèi)長途電話網(wǎng)的概念長途電話網(wǎng)一種能提供不同編號區(qū)域的城市之間或省際之間用戶的長途電話業(yè)務(wù)和接入國際長途電話業(yè)務(wù)的電話網(wǎng)一般與本地電話網(wǎng)在固定的幾個交換中心完成匯接。在各城市都設(shè)一個或多個長途電話交換中心，各長途交換中心間由各級長途傳輸設(shè)施連接起來特點用以實現(xiàn)傳輸終端設(shè)備與交換設(shè)備、兩交換局之間的傳輸線路。如架空明線、電纜、光纜、載波或數(shù)字傳輸系統(tǒng)以及無線傳輸設(shè)備、數(shù)字微波或衛(wèi)星通信設(shè)備等。傳輸設(shè)施44我國四級網(wǎng)長途電話網(wǎng)的概念大區(qū)交換中心C1北京10、沈陽24、南京25、武漢27、成都28、西安29輔助中心廣州20、上海21、天津22、重慶23大區(qū)交換中心和輔助中心長途電話區(qū)號只用2位45地級市長途交換中心C3長途區(qū)號由3位數(shù)字構(gòu)成省級長途交換中心C2區(qū)縣級長途交換中心C4長途區(qū)號由4位構(gòu)成基干路由跨省長途電話接續(xù)路由選擇先選用戶話機本地區(qū)縣級交換機路由地市級交換機的路由省級交換機的路由大區(qū)交換中心的路由465、國際長途電話網(wǎng)的概念國際長途電話網(wǎng)將世界各國的電話網(wǎng)相互連接起來進行國際間通話的電話網(wǎng)每個國家都需設(shè)一個或幾個國際電話局進行國際去話和來話的連接我國的國際局北京、上海、廣州國際局國際中心局CT1國際匯接局CT2國際出入局CT3國際長途通話由發(fā)話國的國內(nèi)網(wǎng)、發(fā)話國的國際局、國際電路和受話國的國際局、受話國的國內(nèi)電話網(wǎng)等組成475.1.5軟交換對傳統(tǒng)交換模式的終結(jié)電話網(wǎng)通信網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)CATV網(wǎng)移動網(wǎng)都是針對某類特定業(yè)務(wù)設(shè)計特點問題傳統(tǒng)的基于電路交換的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中，業(yè)務(wù)與交換、控制與交換結(jié)構(gòu)互不分離，缺乏開放性和靈活性，制約了向其他類型業(yè)務(wù)的擴展。481990s年朗訊的貝爾實驗室提出軟交換概念軟交換概念軟交換是基于分組網(wǎng)利用程控軟件提供呼叫控制功能和媒體處理相分離的設(shè)備和系統(tǒng)軟交換論壇的定義軟交換的基本含義是將呼叫控制功能從媒體網(wǎng)關(guān)（傳輸層）中分離出來，通過軟件實現(xiàn)基本呼叫控制功能，從而實現(xiàn)呼叫傳輸與呼叫控制的分離，為控制、交換和軟件可編程功能建立分離的平面。49提供連接控制、翻譯和選路、網(wǎng)關(guān)管理、呼叫控制、帶寬管理、信令、安全性和呼叫詳細記錄等功能將網(wǎng)絡(luò)資源、網(wǎng)絡(luò)能力封裝起來，通過標(biāo)準(zhǔn)開放的業(yè)務(wù)接口和業(yè)務(wù)應(yīng)用層相連，可快速提供新的業(yè)務(wù)軟交換的功能軟交換的實現(xiàn)目標(biāo)是在媒體設(shè)備和媒體網(wǎng)關(guān)的配合下，通過計算機軟件編程的方式來實現(xiàn)對各種媒體流進行協(xié)議轉(zhuǎn)換，并基于分組網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)實現(xiàn)IP網(wǎng)、ATM網(wǎng)、PSTN網(wǎng)等的互連，以提供和電路交換機具有相同功能并便于業(yè)務(wù)增值和靈活伸縮的設(shè)備。50①業(yè)務(wù)平面②控制平面軟交換的結(jié)構(gòu)③交換平面④接入平面軟交換是實現(xiàn)傳統(tǒng)程控交換機的呼叫控制功能的實體，但傳統(tǒng)的呼叫控制功能是和業(yè)務(wù)結(jié)合在一起的，不同的業(yè)務(wù)所需要的呼叫控制功能不同，而軟交換是與業(yè)務(wù)無關(guān)的，軟交換提供的呼叫控制功能是各種業(yè)務(wù)的基本呼叫控制。515.1.6殊途同歸的網(wǎng)絡(luò)電話軟交換技術(shù)使電話網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)融合，使互聯(lián)網(wǎng)能像傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)一樣傳輸話音數(shù)據(jù)，導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)電話的普及。1、網(wǎng)絡(luò)電話的VoIP實現(xiàn)方法網(wǎng)絡(luò)電話VoIP將模擬聲音信號經(jīng)壓縮與封包后，以數(shù)據(jù)封包的形式在互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進行語音信號的傳輸。52VoIP的傳輸過程(1)語音到數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換模擬語音信號量化為8、16位的數(shù)據(jù)包，以60、120、240ms為1幀(2)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)包將語音碼片以15ms為1幀，把各60ms的數(shù)據(jù)包分成4幀，按順序編碼(3)傳送IP網(wǎng)絡(luò)通道中的各節(jié)點根據(jù)每個IP數(shù)據(jù)的尋址信息，把該數(shù)據(jù)報逐站轉(zhuǎn)發(fā)到目的地53(4)將IP包還原為語音數(shù)據(jù)目的地VoIP設(shè)備接收IP數(shù)據(jù)包，解壓縮后還原為成幀的語音包(5)轉(zhuǎn)換數(shù)字為模擬語音播放驅(qū)動器將緩沖器中的120×4=480個語音樣點取出送入聲卡，通過揚聲器播出①延時400毫秒的基本原則IP電話系統(tǒng)遵循的基本原則②99.9999%可靠電信原則③多媒體應(yīng)用發(fā)展原則④網(wǎng)絡(luò)的開放原則⑤后方管理的保障原則54VoIP的種類PC到PCPC到電話電話到電話支持VoIP功能的協(xié)議棧軟件電話硬件電話H.323SIPMEGACOMGCP定義在互聯(lián)網(wǎng)上進行多媒體通信的協(xié)議及其規(guī)程用于多媒體會議、遠程教學(xué)及互聯(lián)網(wǎng)電話領(lǐng)域的會話初始化協(xié)議說明用于轉(zhuǎn)換電路交換語音到基于分組數(shù)據(jù)包的通信流量的媒體網(wǎng)關(guān)，規(guī)定這種流量的服務(wù)邏輯的媒介網(wǎng)關(guān)控制器之間的聯(lián)系將網(wǎng)關(guān)功能分解成負責(zé)媒體流處理的媒體網(wǎng)關(guān)及掌控呼叫建立與控制的媒體網(wǎng)關(guān)控制器552.網(wǎng)絡(luò)電話的VoLTE實現(xiàn)方法網(wǎng)絡(luò)電話VoLTE建立在第四代移動通信（LTE）中的多媒體子系統(tǒng)IMS基礎(chǔ)上的語音提供方案電路交換CS是先建立一條專用電話通道，整個通信過程一直占用這個通道。分組交換PS把數(shù)據(jù)分割為數(shù)據(jù)包進行傳輸,在通信過程中并不會一直占用通道。1G時代2G/3G時代4G/5G時代IMS網(wǎng)絡(luò)接收區(qū)分處理語音、信令數(shù)據(jù)包，并管理語音的信令包和媒體包。56IMS的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架查詢呼叫會話控制功能（ICSCF）代理呼叫會話控制功能（PCSCF）服務(wù)呼叫會話控制功能（SCSCF）媒體網(wǎng)關(guān)控制功能（MGCF）即時通信媒體網(wǎng)關(guān)（IM-MGW）電話業(yè)務(wù)觸發(fā)（AS）57VoLTE的基本電話接續(xù)流程②附著成功后從PGW得到IP地址并建立到IMS網(wǎng)絡(luò)的信令承載①VoLTE終端手機接入LTE網(wǎng)絡(luò)，進行LEE附著③VoLTE終端通過IMS信令承載注冊到IMS網(wǎng)絡(luò)④VoLTE終端通過客戶端發(fā)起向另一VoLTE終端的高清語音或視頻呼叫⑤IMS網(wǎng)絡(luò)對被叫進行尋址呼叫，被叫振鈴⑥被叫摘機，呼叫成功，雙方進行通話583.網(wǎng)絡(luò)電話的VoWiFi實現(xiàn)方法網(wǎng)絡(luò)電話VoWiFi用戶使用具有VoWiFi能力的智能終端，在WiFi環(huán)境下能夠通過傳統(tǒng)的撥號方式進行語音和視頻通話的技術(shù)59把WiFi作為接入網(wǎng)接入IMS實現(xiàn)VoWiFi特點VoLTE和VoWiFi并存的4G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通過運營商自己的WiFi經(jīng)可信無線本地局域網(wǎng)WLAN接入網(wǎng)關(guān)（TWAG）接入的叫可信任WiFi通過家里或公共WiFi經(jīng)演進型分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)（ePDG）接入的叫不可信任WiFiTWAG、ePDG最后都接入IMS域60VoWiFi實現(xiàn)過程VoWiFi只是將WiFi作為接入網(wǎng)，最終接入IMS，它是運營商可以控制和管理的IP語音服務(wù)。當(dāng)建立不可信任或可信任WiFi網(wǎng)絡(luò)連接時，驗證、授權(quán)和記賬(AAA)服務(wù)器會選擇一個已經(jīng)在歸屬位置寄存器(HLR)/HSS登記的接入點APN。PDN-GW（PGW）會從這個APN的地址池里為WiFi終端動態(tài)分配一個IP地址。這個終端設(shè)備的IP地址被VoWiFiSIP用戶代理(UA)用于注冊IMS網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系信息。與續(xù)工作與VoLTE接入相似。VoWiFi和VoIP的區(qū)別615.1.7IM田地里長出來的QQ微信1996年4個以色列青年開發(fā)出取名ICQ來的即時通信軟件，并成立Mirabilis公司。年Mirabilis首席執(zhí)行官ArikVardi27歲、總裁SefiVigiser26歲、首席技術(shù)官YairGoldfinger26歲、另外一個伙伴AmnonAmir24歲。1998年當(dāng)ICQ注冊用戶數(shù)達到1200萬時，被AOL看中，以2.87億美元的天價買走。2008年ICQ有1億多用戶，主要市場在美洲和歐洲，已成為世界上最大的即時通信系統(tǒng)。621998年

騰訊成立于廣東省深圳市。成立后即推出了“無線互聯(lián)網(wǎng)解決方案”，1999年2月，正式推出騰訊第一個即時通信軟件---騰訊即時通信（TencentInstantMessenger,簡稱TIM或騰訊QQ）。他們投標(biāo)給廣東電信，后來又送到其他好幾個地方，卻都沒被看上。于是將其放到了自己的網(wǎng)站上，作為給用戶的一項免費服務(wù)。這就是OICQ的雛形。一天，他們發(fā)現(xiàn)這套系統(tǒng)有100個人同時在線的時候，又驚又喜。用戶數(shù)量的增加，公司需要為這套系統(tǒng)投入的也越來越多了，竟占到了公司成本的一半，卻不能帶來分毫利潤。63騰訊董事長兼CEO馬化騰讓中北尋呼集團老總把騰訊買下來也未獲成功。28歲的馬化騰找到銀行想用注冊用戶數(shù)量申請抵押貸款也失敗。后來IDG和香港盈科數(shù)碼接過了騰訊改了6個版本的商業(yè)計劃書，各投入了110萬美元，條件是騰訊在年底注冊用戶數(shù)達到400萬。ICQ很后悔，把諾大的中國市場拱手相讓。于是，ICQ狀告OICQ侵權(quán)。為避其鋒芒，騰訊將OICQ改成了QQ。騰訊的開始是在OICQ上做廣告賺錢。后來找到中國移動，把OICQ系統(tǒng)放進移動公司的機房，騰訊交主機托管費。中國移動夢網(wǎng)業(yè)務(wù)收入的近一半被移動QQ獨占，移動和聯(lián)通為騰訊代收的信息費成了騰訊最主要的收入來源。64即時通信IM能夠即時發(fā)送和接收互聯(lián)網(wǎng)消息等的業(yè)務(wù)，是一種使人們能在網(wǎng)上識別在線用戶并與他們實時交換消息的技術(shù)65主要采用協(xié)議目前的IM系統(tǒng)，如AOLIM、YahooIM和MSNIM，使用了不同的技術(shù)，而且它們互不兼容，沒有即時通信的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。IETF的對話初始協(xié)議（SIP）即時通信對話初始協(xié)議和表示擴展協(xié)議（SIMPLE）基于XML且開放的可擴展通信和表示協(xié)議（XMPP）Jabber協(xié)議網(wǎng)際轉(zhuǎn)發(fā)聊天協(xié)議（IRCP）應(yīng)用交換協(xié)議（APEX）顯示和即時通信協(xié)議（PRIM）66SIMPLE協(xié)議為對話初始協(xié)議SIP指定了一整套的架構(gòu)和擴展方面的規(guī)范，而SIP是一種網(wǎng)際電話協(xié)議，可用于支持IM的消息表示。XMPP用于流式傳輸準(zhǔn)實時通信、表示和請求/響應(yīng)服務(wù)等的XML元素，是基于XML且開放的可擴展通信和表示協(xié)議。Jabber是一種開放的、基于XML的協(xié)議，用于即時通信消息的傳輸與表示。Jabber支持用戶使用其它協(xié)議訪問網(wǎng)絡(luò)，如AIM和ICQ、MSNMessenger和WindowsMessenger、SMS或E-mail。IRCP支持兩個客戶計算機之間、一對多（全部）客戶計算機和服務(wù)器對服務(wù)器之間的通信。該協(xié)議為大多數(shù)網(wǎng)際即時通信和聊天系統(tǒng)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。67即時通信是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的通信技術(shù)，涉及到IP/TCP/UDP/Sockets、P2P、C/S、多媒體音視頻編解碼/傳送、WebService等多種技術(shù)手段。無論即時通信系統(tǒng)的功能如何復(fù)雜，它們大都基于相同的技術(shù)原理，主要包括客戶/服務(wù)器(C/S)通信模式和對等通信(P2P)模式。68用戶A希望和用戶B通信，必須先與IM服務(wù)器建立連接，從IM服務(wù)器獲取到用戶B的IP地址和端口號，然后A向B發(fā)送通信信息。IM通信過程B收到A發(fā)送的信息后，可以按照A的IP和端口直接與其建立TCP連接，與A進行通信。此后的通信過程中，A與B之間的通信則不再依賴IM服務(wù)器，而采用一種對等通信(P2P)方式。由此可見，即時通信系統(tǒng)結(jié)合了C/S模式與P2P模式，首先客戶端與服務(wù)器之間采用C/S模式進行注冊、登錄、獲取通信成員列表等，隨后客戶端之間可采用P2P通信模式交互信息。69互聯(lián)網(wǎng)時代，人們學(xué)習(xí)、工作、生活處處依賴互聯(lián)網(wǎng)，用新聊天機器人模型ChatGPT代考、寫論文、編代碼。5.2分組交換激發(fā)的互聯(lián)網(wǎng)時代互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是海量科學(xué)家和工程師的貢獻結(jié)晶，正是他們的共同努力探索，逐漸形成了今天的互聯(lián)網(wǎng)手機使所有行業(yè)的男女老少統(tǒng)一成了低頭族沒有互聯(lián)網(wǎng)就沒有微信、QQ、ChatGPT70美國創(chuàng)建了國防部高級研究規(guī)劃署簡稱阿帕(ARPA)，其核心機構(gòu)之一是主要進行電腦圖形、網(wǎng)絡(luò)通信、超級計算機等研究的信息處理處。5.2.1誰是互聯(lián)網(wǎng)之父1958年利克里德教授加入到了國防部高級研究規(guī)劃署擔(dān)任主任，全面主持網(wǎng)絡(luò)研究室的工作。提出建立一個通信網(wǎng)絡(luò)，把工作人員和機器聯(lián)系起來。贊助幾乎整個美國計算機科學(xué)領(lǐng)域研究經(jīng)費的70%。1962年71泰勒第一個萌發(fā)了新型計算機網(wǎng)絡(luò)試驗的設(shè)想，完成了阿帕網(wǎng)（ARPAnet）的立項工作。阿帕網(wǎng)目的是建立一種網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)無論地處何方、無論是坦克裝甲車還是飛機輪船航母，或使用不同操作系統(tǒng)的計算機，都可以共用該網(wǎng)絡(luò)中的資源。羅伯茨正式進入阿帕，提出阿帕網(wǎng)的構(gòu)想，即《多電腦網(wǎng)絡(luò)與電腦間通信》、《資源共享的電腦網(wǎng)絡(luò)》的報告。1967年第一個互聯(lián)網(wǎng)之父阿帕網(wǎng)之父72阿帕網(wǎng)開始投入運行，運行后發(fā)現(xiàn)各個阿帕網(wǎng)的接口信息處理機IMP連接時，需要考慮用各種電腦都認可的信號來打開通信管道，數(shù)據(jù)通過后還要關(guān)閉通道。否則這些IMP不會知道什么時候應(yīng)該接收信號或該結(jié)束接收。這是因為當(dāng)時還缺少一種協(xié)調(diào)動作的通信協(xié)議。1969年加州大學(xué)洛杉磯分?？巳R因羅克的一名研究生通過計算機，向位于幾百英里外的斯坦福研究所的計算機發(fā)送了一條信息“LO”，這名學(xué)生原本打算發(fā)送“LOGIN”（登錄），這是通過計算機網(wǎng)絡(luò)第一次實現(xiàn)了數(shù)據(jù)傳輸。第二個互聯(lián)網(wǎng)之父7311月，阿帕網(wǎng)通過租用電話線路將美國不同地區(qū)的4所大學(xué)的主機連成一個網(wǎng)絡(luò)。通過這個網(wǎng)絡(luò)來進行分組交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)通信與系統(tǒng)操作軟件等方面的研究。這4個節(jié)點就是最初的阿帕網(wǎng)的原型。1969年74羅伯特.卡恩開發(fā)，溫頓.瑟夫參與制定出了阿帕網(wǎng)最初的通信協(xié)議，即網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議（NCP）。1970年雷.湯姆林森編寫了一個小程序，可把程序的文件轉(zhuǎn)移協(xié)議與另外一個程序的發(fā)信和收信能力結(jié)合起來，從而使一封信能夠從一臺主機發(fā)送達到另外一臺，第一封電子郵件就此誕生。1971年電子郵件之父卡恩請瑟夫一起開發(fā)出了在開放系統(tǒng)下的所有網(wǎng)民和網(wǎng)管人員都在使用的傳輸控制協(xié)議（TCP）和互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議（IP）。1973年75經(jīng)過改進的TCP/IP協(xié)議將TCP用來檢測網(wǎng)絡(luò)傳輸中差錯，IP專門負責(zé)對不同網(wǎng)絡(luò)進行互聯(lián)，從此TCP/IP協(xié)議誕生。1977年阿帕網(wǎng)宣布將過去的網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議(NCP)向新的傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(TCP/IP)過渡。意味著從當(dāng)初內(nèi)部試驗的阿帕網(wǎng)向更加開放的互聯(lián)網(wǎng)的轉(zhuǎn)型。1983年TCP/IP協(xié)議作為互聯(lián)網(wǎng)（Internet）上所有電腦主機之間的共同協(xié)議，從此被作為一種必須遵守的規(guī)則被肯定和應(yīng)用。同年，保羅.莫卡派喬斯發(fā)明域名系統(tǒng)(DNS)體系結(jié)構(gòu)。761986年，美國國家科學(xué)基金會(NSF)利用阿帕網(wǎng)發(fā)展出來的TCP/IP通信協(xié)議，在全美國建立了6個超級計算機中心，資助了一個直接連接這些中心的主干網(wǎng)絡(luò)，即國家科學(xué)基金網(wǎng)（NSFnet），并且允許研究人員對互聯(lián)網(wǎng)進行訪問，以使他們能夠共享研究成果并查找信息。1986年771986年，美國國家科學(xué)基金會(NSF)利用阿帕網(wǎng)發(fā)展出來的TCP/IP通信協(xié)議，在全美國建立了6個超級計算機中心，資助了一個直接連接這些中心的主干網(wǎng)絡(luò)，即國家科學(xué)基金網(wǎng)（NSFnet），并且允許研究人員對互聯(lián)網(wǎng)進行訪問，以使他們能夠共享研究成果并查找信息。1986年阿帕網(wǎng)系統(tǒng)被關(guān)閉，國家科學(xué)基金網(wǎng)NFSnet于1990年6月徹底取代了阿帕網(wǎng)ARPAnet而成為互聯(lián)網(wǎng)的主干網(wǎng)。1989年78博納斯.李完成了將一臺計算機上的文檔通過超文本鏈接到互聯(lián)網(wǎng)上，讓身處世界各地的人能夠輕松共享該文檔。1991年夏天，他開發(fā)出了世界上第一個網(wǎng)頁瀏覽器。能夠進入尋常百姓家而不是只有專家才用的互聯(lián)網(wǎng)從此誕生。1989年1995年，微軟發(fā)布了自己的瀏覽器IE。1995年第三個互聯(lián)網(wǎng)之父世界公認的互聯(lián)網(wǎng)之父泰勒羅伯茨伯納斯.李瑟夫卡恩克萊因羅克恩戈巴特79在通信雙方之間建立一條固定的專用于語音傳輸?shù)穆窂降慕粨Q5.2.2文件傳輸?shù)臄?shù)據(jù)路由交換電話交換一旦這樣的路徑被建立，在整個通話過程中這條通道將始終被獨占，因而連接可靠、保密性強、實時性好，這種通信方式常被稱為面向連接的通信方式。完成特點數(shù)字通信和計算機通信網(wǎng)絡(luò)中要求傳輸文件數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c是具有突發(fā)性，數(shù)據(jù)長度不同。如果為了傳輸只有幾個字節(jié)的數(shù)據(jù)，也要建立一條專用信道，則對通信系統(tǒng)資源來說顯得太浪費。80由唐納德.戴維斯和保羅.巴蘭發(fā)明了分組交換，提出了包交換的概念。1960s年克蘭羅克博士發(fā)表了分組交換技術(shù)的論文，后來成了互聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)通信方式。1961年把用戶文件分割成許多小段，然后再將這些小段加上一些稱為包頭的路由控制字節(jié)后，封裝成一組組稱為數(shù)據(jù)包的分組數(shù)據(jù)。每個待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包的包頭中含有用來標(biāo)識目該數(shù)據(jù)包要去的目的地址,然后將目的地相同的其他用戶的數(shù)據(jù)包合在一起發(fā)送。分組交換完成81在多個數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）之間，為任意兩個終端設(shè)備之間建立數(shù)據(jù)通信的臨時通路。數(shù)據(jù)交換完成電路交換報文交換分組交換信元交換數(shù)據(jù)交換82在數(shù)據(jù)傳輸前，先象電話交換一樣建立起收發(fā)兩端之間點對點的通信鏈路，只是在鏈路上傳輸?shù)牟皇请娫挾菙?shù)據(jù)。電路交換1、電路交換通信完畢，由通信雙方的一方，向自己所屬的交換機發(fā)出拆除線路的要求，交換機收到此信號后將此線路拆除，以供別的用戶呼叫使用。電路交換鏈路建立與拆除過程83①呼叫建立時間長，并且存在呼損；②對傳送信息沒有差錯控制；③除信令外，對通信信息不做任何處理，用戶數(shù)據(jù)原封不動地傳送；④線路利用率低，通信用戶間必須建立專用的物理連接通路；⑤實時性較好；⑥適用于實時、大批量、連續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸，如傳真機傳輸數(shù)據(jù)或圖文。電路交換的特點84發(fā)信端用戶首先把要發(fā)送的數(shù)據(jù)編成報文，然后把一個目的地址附加在報文上，發(fā)往本地交換中心，在那里把這些報文完整地存儲起來，再根據(jù)報文上的目的地址信息，把報文發(fā)送到下一個節(jié)點，一直逐個節(jié)點地轉(zhuǎn)送到目的節(jié)點。報文交換2、報文交換報文中有目的地址和源地址。交換節(jié)點分析目的地址和選擇路由，并讓報文在該路由上排隊。當(dāng)本地交換機的輸出口有空時，就將排隊的報文轉(zhuǎn)發(fā)到下一個交換機或交換節(jié)點，最后由收信端的交換機將電文傳遞到用戶。報文交換存儲轉(zhuǎn)發(fā)過程85①傳輸可靠性高，可用差錯校驗和重發(fā)技術(shù)；②線路利用率高，可把多條低速電路集中后用高速電路傳輸，使多個用戶共享一個信道；③使用靈活，可進行代碼和速率變換等預(yù)處理，在類型、速率、協(xié)議不同終端間傳輸數(shù)據(jù)。④無電路的接續(xù)過程，一條電路可分配給不同用戶使用，可多路復(fù)用，提高鏈路的利用率；⑤不需要、發(fā)兩端同時處于激活狀態(tài)，傳送時延較長且變化大，不利于交互型實時業(yè)務(wù)；⑥對設(shè)備要求較高，交換機必須具有大容量存儲、高速處理和分析報文的能力；⑦適合于電報和電子函件業(yè)務(wù)，目前這種技術(shù)仍用在如電子信箱等領(lǐng)域。報文交換的特點86把報文劃分為一定長度的分組，以分組為單位進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)交換方式。不但具備報文交換方式提高電路利用率的優(yōu)點，還克服了傳輸時延大的缺點。分組交換3、分組交換每個分組獨立尋找路由，分組內(nèi)包括帶有目的主機地址分組頭，可供選路的信息和其他控制信息。分組交換節(jié)點對所收到的各個分組分別處理，按其中的選路信息選擇去向。每個分組在交換網(wǎng)內(nèi)的傳輸路徑可以不同，收到的分組順序可能和發(fā)送順序不同。采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，并進行差錯檢驗、重發(fā)、返饋響應(yīng)等操作，最后把接收的全部分組按順序重新組合成原發(fā)端的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)報傳輸過程87①信息的傳輸時延較小，且變化不大，能較好滿足交互型通信的實時性要求。某分組發(fā)送給一個節(jié)點后，就可發(fā)送下一個分組；②經(jīng)濟性好，易于實現(xiàn)鏈路的統(tǒng)計時分多路復(fù)用，提高鏈路的利用率；③每個節(jié)點所需要的緩存器容量減小，有利于提高節(jié)點存儲資源的利用率；④可靠性高，傳輸有差錯時，只要重發(fā)一個或若干個分組，不必重發(fā)整個報文。⑤每個分組要附加一些控制信息，會使傳輸效率降低，尤其是當(dāng)報文較長時更是如此；⑥實現(xiàn)技術(shù)復(fù)雜，交換機要分析處理各種類型的分組，要求交換機具有較強處理功能。分組交換的特點88（1）虛電路交換指兩個用戶的終端設(shè)備在開始互相發(fā)送和接收數(shù)據(jù)之前需要通過通信網(wǎng)建立邏輯上的路徑，發(fā)送數(shù)據(jù)時，所有的分組都沿著這條虛電路按順序傳送。分組交換可提供服務(wù)方式虛電路交換數(shù)據(jù)報交換交換型虛電路（SVC）永久型虛電路(PVC)實體電路一旦建立就始終占用此電路，而不管是否傳輸數(shù)據(jù)。虛電路僅在傳輸數(shù)據(jù)時才占用實體電路，數(shù)據(jù)接收和發(fā)送順序是相同的。89（2）數(shù)據(jù)報交換要求每個數(shù)據(jù)分組均帶有發(fā)信端和收信端的全網(wǎng)絡(luò)地址，節(jié)點交換機對每一分組確定傳輸路徑，同一報文的不同分組可以由不同的傳輸路徑通過通信子網(wǎng)，這樣同一報文的不同分組到達目的節(jié)點時分組的接收順序和發(fā)送順序可能不同，可能出現(xiàn)亂序、重復(fù)或丟失的現(xiàn)象，因此，在到達接收站之后還需對數(shù)據(jù)報進行排序重組，才能恢復(fù)成原來的報文。數(shù)據(jù)報文傳輸延遲較大，較適合于突發(fā)性通信、傳輸只包含單個分組的短電文，如狀態(tài)信息、控制信息等，不適合長報文和會話式通信。90因特網(wǎng)（Internet）廣域網(wǎng)（WAN）局域網(wǎng)（LAN）5.2.3數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)上怎樣傳輸按計算機網(wǎng)絡(luò)連接的區(qū)域和范圍分計算機網(wǎng)絡(luò)分類以太網(wǎng)（Ethernet）異步傳輸模式網(wǎng)（ATM）光纖分布式數(shù)據(jù)接口網(wǎng)（FDDIN）按照傳輸技術(shù)來分我們?nèi)粘５顷懟ヂ?lián)網(wǎng)用的是電信運營商、公司、機構(gòu)、用戶連接起來的網(wǎng)絡(luò)的總稱，采用的技術(shù)主要是ICP/IP技術(shù)，所有設(shè)備包括電腦上的接口（網(wǎng)卡）、WiFi接口、交換機、路由器、網(wǎng)線等都是互聯(lián)網(wǎng)的組成部分。91因特網(wǎng)協(xié)議是含眾多協(xié)議的協(xié)議簇因特網(wǎng)協(xié)議因TCP和IP協(xié)議最具代表性，故因特網(wǎng)協(xié)議常被簡稱為TCP/IP協(xié)議。SLIP協(xié)議PPP協(xié)議IP協(xié)議ICMP協(xié)議ARP協(xié)議TCP協(xié)議UDP協(xié)議FTP協(xié)議DNS協(xié)議SMTP協(xié)議復(fù)雜的IP協(xié)議簇92互聯(lián)網(wǎng)根據(jù)用戶應(yīng)用軟件和硬件實體的功能不同，對完成不同功能的模塊進行分層管理。1、因特網(wǎng)的分層管理93協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)完全開放，可以供用戶免費使用，且獨立于特定的計算機硬件與操作系統(tǒng)TCP/IP協(xié)議的特點網(wǎng)絡(luò)地址統(tǒng)一分配，網(wǎng)絡(luò)中每一設(shè)備和終端都具有一個唯一地址獨立于網(wǎng)絡(luò)硬件系統(tǒng)，可運行在廣域網(wǎng)，更適合互聯(lián)網(wǎng)高層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化，可提供多種可靠網(wǎng)絡(luò)服務(wù)94因特網(wǎng)絡(luò)通信的過程源主機發(fā)數(shù)據(jù)封裝應(yīng)用程序成報文給報文添加控制頭應(yīng)用層傳輸層給數(shù)據(jù)報加頭有端口號的應(yīng)用程序網(wǎng)絡(luò)層有主機號網(wǎng)絡(luò)號數(shù)據(jù)組裝IP數(shù)據(jù)報成幀數(shù)據(jù)離開源主機數(shù)據(jù)以比特流的形式在通信線路上傳輸物理層鏈路層接收端按網(wǎng)絡(luò)地址、主機地址、端口地址接收數(shù)據(jù)95數(shù)據(jù)鏈路層將網(wǎng)絡(luò)層交下來的IP數(shù)據(jù)報組裝成幀，并以比特流的形式傳給網(wǎng)絡(luò)硬件（物理層），數(shù)據(jù)就離開源主機。傳輸層將收到的數(shù)據(jù)單元加上本層的控制信息，形成報文段、數(shù)據(jù)報，再交給網(wǎng)絡(luò)層。當(dāng)源主機發(fā)出數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)在源主機中從上層向下層傳送。源主機中的應(yīng)用進程先將數(shù)據(jù)交給應(yīng)用層，應(yīng)用層加上必要的控制信息就成了報文流，向下傳給傳輸層。網(wǎng)絡(luò)層加上本層的控制信息，形成IP數(shù)據(jù)報，傳給數(shù)據(jù)鏈路層。96接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備上的網(wǎng)卡的物理地址（MAC地址）是數(shù)據(jù)包在該計算機的發(fā)送和接收地址。數(shù)據(jù)包經(jīng)廣播發(fā)給該局域網(wǎng)或子網(wǎng)內(nèi)所有主機，每臺主機接收并讀取數(shù)據(jù)包首部里的目標(biāo)MAC地址，如和自己相同就做下一步處理，否則丟棄。（1）鏈路層的功能定義主機的身份，即MAC地址。數(shù)據(jù)鏈路層對電信號進行分組并形成具有特定意義的數(shù)據(jù)幀。97（2）網(wǎng)絡(luò)層的功能網(wǎng)絡(luò)層中的網(wǎng)際控制報文協(xié)議(ICMP)是用來報告網(wǎng)絡(luò)上的某些出錯信息。定義網(wǎng)絡(luò)IP地址、區(qū)分網(wǎng)段、子網(wǎng)內(nèi)MAC尋址、對不同子網(wǎng)數(shù)據(jù)包進行路由，實現(xiàn)終端節(jié)點間的點對點通信。ARP是在32位IP地址和48位局域網(wǎng)地址之間執(zhí)行翻譯的協(xié)議。32位IP地址前面部分代表網(wǎng)絡(luò)地址，后面為該主機在局域網(wǎng)中的地址。具有相同網(wǎng)絡(luò)地址和不同主機地址的計算機所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)稱子網(wǎng)，子網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)地址一定相同。IP包的格式98（3）傳輸層的功能定義端口，標(biāo)識應(yīng)用程序身份，實現(xiàn)端口到端口的通信，TCP協(xié)議可以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。?shù)據(jù)包從一個主機的某個應(yīng)用程序發(fā)出，由對方主機的應(yīng)用程序接收。而每臺電腦運行著很多應(yīng)用程序，故主機無法確定哪個應(yīng)用程序接收這個數(shù)據(jù)包傳輸層引入UDP協(xié)議來給每個應(yīng)用程序標(biāo)識身份。用UDP協(xié)議為每個應(yīng)用程序指定唯一的端口號，并且規(guī)定網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包必須加上端口信息，當(dāng)數(shù)據(jù)包到達主機以后，就可以根據(jù)端口號找到對應(yīng)的應(yīng)用程序了。99TCP報文的數(shù)據(jù)格式UDP協(xié)議比較簡單，但它沒有確認機制，數(shù)據(jù)包一旦發(fā)出，無法知道對方是否收到，故可靠性較差。傳輸控制協(xié)議TCP是一種面向連接的、可靠的、基于字節(jié)流的通信協(xié)議。TCP是有確認機制的UDP協(xié)議，每發(fā)出一個數(shù)據(jù)包都要求確認，如果有一個數(shù)據(jù)包丟失，就收不到確認，發(fā)送方就必須重發(fā)這個數(shù)據(jù)包。100（4）應(yīng)用層的功能定義數(shù)據(jù)格式并按照對應(yīng)的格式解讀數(shù)據(jù)基于TCP協(xié)議的有文件傳輸協(xié)議FTP，超文本傳輸協(xié)議HTTP；基于UDP的協(xié)議有簡化的FTP協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議SNMP、域名服務(wù)DNS、網(wǎng)絡(luò)文件共享NFS和SAMBA等。有了這些規(guī)范以后，當(dāng)對方接收到請求以后就知道該用什么格式來解析，然后對請求進行處理，并按照請求方要求的格式將數(shù)據(jù)返回，請求端接收到響應(yīng)后，就按照規(guī)定的格式進行解讀。101包2、因特網(wǎng)數(shù)據(jù)的處理流程每分層都對所發(fā)數(shù)據(jù)附加首部因特網(wǎng)各層的數(shù)據(jù)一種通用性術(shù)語數(shù)據(jù)鏈路層中包的單位IP和UDP等網(wǎng)絡(luò)層以上分層中包的單位應(yīng)用協(xié)議中數(shù)據(jù)的單位TCP數(shù)據(jù)流中的信息消息段數(shù)據(jù)包幀包首部為協(xié)議提供信息上一層的包是下層的數(shù)據(jù)102協(xié)議所要用到的首部首部的結(jié)構(gòu)由協(xié)議的具體規(guī)范詳細定義網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)上一層傳過來的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包的首部明確標(biāo)明了協(xié)議應(yīng)該如何讀取數(shù)據(jù)看到首部就能夠了解該協(xié)議必要的信息以及所要處理的數(shù)據(jù)103①應(yīng)用程序處理由應(yīng)用層的FTP、HTTP、SMTP、DNS、TFTP程序?qū)τ脩鬉的數(shù)據(jù)I’mDeeson進行編碼處理。②TCP模塊的處理傳輸層的TCP負責(zé)建立連接、發(fā)送數(shù)據(jù)以及斷開連接，為應(yīng)用程序分配端口號。在應(yīng)用層數(shù)據(jù)前端附加一個TCP首部。以用戶A向用戶B發(fā)送郵件為例子說明數(shù)據(jù)的處理流程104③IP模塊的處理網(wǎng)絡(luò)層的IP在TCP首部前端加上自己的IP首部，給出目的主機地址和網(wǎng)絡(luò)地址。IP包生成后，參考路由控制表決定接受此IP包的路由或主機。④數(shù)據(jù)鏈路接口發(fā)送的處理鏈路層給這些IP包數(shù)據(jù)附加上以太網(wǎng)首部并進行發(fā)送處理，生成的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包將通過物理層傳輸給接收端。105⑤數(shù)據(jù)鏈路接口接收的處理主機收到以太網(wǎng)包后，先從以太網(wǎng)包首部找到MAC地址判斷是否為發(fā)給自己的包，若不是則丟棄。若是則從以太網(wǎng)包首部中的類型確定數(shù)據(jù)類型，再傳給相應(yīng)的模塊，如IP、ARP等。⑥IP模塊的處理IP模塊接收到數(shù)據(jù)后，從包首部中判斷此IP地址是否與自己的IP地址匹配，如匹配則根據(jù)首部的協(xié)議類型將數(shù)據(jù)發(fā)送給對應(yīng)的模塊。106⑦TCP模塊的處理在TCP模塊中，首先會計算一下校驗和，判斷數(shù)據(jù)是否被破壞。然后檢查是否在按照序號接收數(shù)據(jù)。最后檢查端口號，確定具體的應(yīng)用程序。數(shù)據(jù)被完整地接收以后，會傳給由端口號識別的應(yīng)用程序。⑧應(yīng)用程序的處理端口號相同的接收端應(yīng)用程序會直接接收發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)用戶B。通過解析數(shù)據(jù)，還原發(fā)送端相應(yīng)的內(nèi)容。107用來識別TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中互連的主機和路由器網(wǎng)絡(luò)層中的IP地址3、應(yīng)用程序數(shù)據(jù)傳輸端口的識別用來識別同一臺計算機中進行通信的不同應(yīng)用程序傳輸層中的端口號在以太網(wǎng)中需同時能夠識別目標(biāo)端口號和目的主機號108源自IP地址為2的客戶端A的計算機中的數(shù)據(jù)包①和數(shù)據(jù)包②通過端口號、IP地址、協(xié)議號進行通信的過程發(fā)往IP地址為0的服務(wù)器中的目標(biāo)端口號同為80的應(yīng)用程序httpd1和httpd2109服務(wù)器根據(jù)應(yīng)用程序Web瀏覽器源端口號2001和Web瀏覽器畫面2源端口號2002來加以區(qū)分數(shù)據(jù)的來源。數(shù)據(jù)包①和數(shù)據(jù)包③的目標(biāo)端口號80和源端口號2001完全相同，但它們各自的源IP地址不同，分別來自IP地址為2的客戶端A和IP地址為1的客戶端B。相同不同110當(dāng)IP地址和端口號全都一樣時，還可以通過協(xié)議號TCP和UDP來區(qū)分端口號的獲得既定的端口號通過時序分配標(biāo)準(zhǔn)既定的端口號指每個應(yīng)用程序都有其指定的端口號。例如HTTP、FTP、TELNET等廣為使用的應(yīng)用協(xié)議中所使用的端口號就是固定的，這些端口號被稱為知名端口號，分布在0～1023之間；分布在1024～9151之間被正式注冊的端口號可用于任何通信用途。111客戶端應(yīng)用程序的端口可交給操作系統(tǒng)進行動態(tài)分配。動態(tài)分配的端口號范圍在49152～65535之間。端口號由其使用的傳輸層協(xié)議決定。故不同的傳輸層協(xié)議可以使用相同的端口號。采用時序分配的端口號112IP尋址路由（最終節(jié)點為止的轉(zhuǎn)發(fā)）IP分包與組包IP協(xié)議大致分為三大作用模塊4、IP地址的分配方法用于從連接到網(wǎng)絡(luò)中的所有主機中識別出要與其進行通信的目標(biāo)地址網(wǎng)絡(luò)層的地址信息，一般叫做IP地址IPv4的地址由4組8位共32位二進制數(shù)組成，每組以“.”分隔開，用十進制表示IP協(xié)議的版本IPv6的地址由8組16位共128位二進制數(shù)組成，每組用：隔開，連0用：：隔開113（1）IPv4的IP地址的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識和主機標(biāo)識4個數(shù)字0/24的IP地址后面的/24表示從頭到第24位為止的二進制數(shù)屬于網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識，剩余的8位為主機標(biāo)識。前3個數(shù)字（24位）為IP地址的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識主機標(biāo)識114每個網(wǎng)絡(luò)段配置不同的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識值不允許重復(fù)同一網(wǎng)段內(nèi)IP地址的主機標(biāo)識不允許重復(fù)出現(xiàn)相同段內(nèi)相連的主機必須有相同的網(wǎng)絡(luò)地址以太網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路中通過設(shè)置網(wǎng)絡(luò)地址和主機地址，在相互連接的整個網(wǎng)絡(luò)中保證每臺主機的IP地址都不會相互重疊IP地址具有唯一性地址為0的主機發(fā)送的IP包被轉(zhuǎn)發(fā)到路由器D時，正是利用目標(biāo)IP地址的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識192.168.130進行路由，將其轉(zhuǎn)發(fā)到路由器C。115完成網(wǎng)絡(luò)層的中繼任務(wù)通過路由決定數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)對不同的網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)包進行存儲、分組轉(zhuǎn)發(fā)處理路由器構(gòu)成了基于TCP/IP的國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的主體脈絡(luò)或骨架可以分析各種不同類型網(wǎng)絡(luò)傳來的數(shù)據(jù)包的目的地址，把非TCP/IP網(wǎng)絡(luò)的地址轉(zhuǎn)換成TCP/IP地址，或者反之。網(wǎng)關(guān)設(shè)備116（2）IPv4的IP地址的分類根據(jù)IP地址中從第1位到第4位數(shù)的不同，IP地址分為4類網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識A、B、C、D類除去網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識后剩余部分主機標(biāo)識IP地址網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識可容納主機地址16,777,214個65,534個254個無主機標(biāo)識常用于多播不可全為0或1117（2）子網(wǎng)掩碼子網(wǎng)掩碼是將原來A、B、C類等中的主機地址部分用作子網(wǎng)地址，將原網(wǎng)絡(luò)分為多個物理網(wǎng)絡(luò)的一種機制將IP地址與子網(wǎng)掩碼的地址分別用兩行來表示對應(yīng)IP地址網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識部分的位全部為1子網(wǎng)掩碼用32位二進制方式表示的數(shù)字對應(yīng)IP地址主機標(biāo)識的部分則全部為0網(wǎng)掩碼表示方式在每個IP地址后面追加網(wǎng)絡(luò)地址的位數(shù)用/隔開118進行路由控制IP地址的網(wǎng)絡(luò)地址部分5、IP地址與路由控制網(wǎng)絡(luò)地址與下一步應(yīng)該發(fā)送至哪個路由器的地址路由器中的路由控制表用于記錄如果路由控制表中存在多條相同網(wǎng)絡(luò)地址的記錄，就選擇一個最為吻合的網(wǎng)絡(luò)地址發(fā)送IP包時首先確定IP包首部中的目標(biāo)地址再從路由控制表中找到與該目標(biāo)地址具有相同網(wǎng)絡(luò)地址的記錄根據(jù)該記錄將IP包轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的下一個路由器119IP地址為0的主機A要將數(shù)據(jù)包發(fā)往目標(biāo)IP地址為0的主機B主機A與主機B的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)路由控制表與IP包發(fā)送主機A的路由表中沒有通往這個0的IP地址的記錄，于是被安排將數(shù)據(jù)包發(fā)送到默認IP地址/0所指向的下一個路由器1的地址。120路由器1搜索自己的路由表，發(fā)現(xiàn)要將數(shù)據(jù)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)地址為/24的網(wǎng)絡(luò)，下一個路由器的網(wǎng)絡(luò)地址應(yīng)為，由于將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)地址為的路由器2。121路由器2搜索自己的路由表，發(fā)現(xiàn)要將數(shù)據(jù)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)地址為/24的網(wǎng)絡(luò)，下一個網(wǎng)絡(luò)地址應(yīng)為，由于將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò)地址為10.1.2的網(wǎng)絡(luò)。該網(wǎng)絡(luò)主機號為10的主機B發(fā)現(xiàn)是傳給自己的數(shù)據(jù)便進行接收。122由于TCP/IP是一種面向無連接的技術(shù)，對話音、視頻等實時性要求較高的數(shù)據(jù)，在網(wǎng)絡(luò)擁塞情況的傳輸時延不夠理想，因此人們提出了面向連接異步傳輸模式（ATM）技術(shù)。5.3骨干網(wǎng)中高速數(shù)據(jù)的交換5.3.1文件傳輸?shù)臄?shù)據(jù)路由交換ATM信元53個字節(jié)固定長度分組前面5個字節(jié)為信元頭，主要完成尋址的功能話音、數(shù)據(jù)、圖象等所有的數(shù)字信息48個字節(jié)123ATM技術(shù)簡化了交換過程，去除了不必要的數(shù)據(jù)校驗，采用易于處理的固定信元格式，交換速率可達622Mbps采用了一些有效的業(yè)務(wù)流量監(jiān)控機制，對網(wǎng)上用戶數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)控，把網(wǎng)絡(luò)擁塞發(fā)生的可能性降到最小對不同業(yè)務(wù)賦予不同的特權(quán)，如語音的實時性特權(quán)最高，一般數(shù)據(jù)文件傳輸?shù)恼_性特權(quán)最高，網(wǎng)絡(luò)對不同業(yè)務(wù)分配不同的網(wǎng)絡(luò)資源，這樣，不同的業(yè)務(wù)都能在ATM網(wǎng)絡(luò)中傳輸特點ATM集交換、復(fù)用、傳輸為一體，采用異步時分復(fù)用方式，通過信息的首部或標(biāo)識頭來區(qū)分不同信道124ATM網(wǎng)絡(luò)由相互連接的ATM交換機構(gòu)成ATM網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成連接方式交換機與終端之間連接交換機與交換機之間連接1253位GFC域，完成用戶與網(wǎng)絡(luò)接口時進行流量控制，以減少網(wǎng)絡(luò)過載的可能性。1、信元頭中各字段的功能虛通道標(biāo)識符VPI域，對UNI有8位，可標(biāo)識256條不同的虛通道；對NNI有12位，可標(biāo)識4096條不同的虛通道虛通路標(biāo)識符VCI，UNI和NNI各有16位，可標(biāo)識65536條不同的虛通路，最大實際可用虛通路數(shù)可在接口初始化時協(xié)商確定。VCI用于標(biāo)志一個VPI群中的唯一呼叫，在呼叫建立時分配，呼叫結(jié)束時釋放。1263位凈荷類型識別域PTI，指示信息字段的信息是用戶信息還是網(wǎng)絡(luò)信息。1位CLP為信元拋棄優(yōu)先級域，為1時表示當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁塞時可以拋棄該信元。8位的HEC為信頭差錯控制域，用于信元頭差錯控制與信元間定界。48字節(jié)的信元為用戶數(shù)據(jù)域，用于數(shù)據(jù)的傳輸。127VPI和VCI獨立編號并唯一地標(biāo)識一條虛通路2、ATM網(wǎng)絡(luò)中的虛通道與虛通路交換ATM信元單向傳輸路由虛通道（VP）虛通路（VC）描述用一條物理鏈路可復(fù)用多條虛道VP每條虛通道VP又可復(fù)用多條虛通路VC128信元頭中的VPI/VCI規(guī)定的相同的數(shù)據(jù)源走相同的鏈路3、信元交換的虛連接工作方式完成鏈路交換的關(guān)鍵是翻譯表，如輸入鏈路I1中的x、y、z時隙，由翻譯表指定與輸出鏈路Q1、Qq、Q2中的時隙k、m、l相接，翻譯表中的內(nèi)容是通過解讀信元頭中的VPI/VCI信息得到的，當(dāng)信元傳輸完后，新的信元頭修改翻譯表，為新的信元提供鏈路，故這種連接不是固定的，稱為虛連接。129①交互式虛連接（SVC）每次通信前根據(jù)用戶請求，利用控制信令確定路由、服務(wù)類別和傳輸質(zhì)量（QoS）、建立鏈接表、通信結(jié)束后釋放信道資源。兩種虛連接的工作方式②永久虛連接（PVC）根據(jù)用戶的租賃要求，預(yù)先配置好網(wǎng)絡(luò)，建立固定的傳輸路徑和相應(yīng)的鏈接表，用戶隨時可以傳輸數(shù)據(jù)。130③ATM具有不同的速率，分別為25Mbps、51Mbps、155Mbps、622Mbps，從而為不同的應(yīng)用提供不同的速率，并且MAN傳輸速度能夠達到10Gbps。④ATM使用相同大小的信元，方便預(yù)計和保證應(yīng)用所需要的帶寬。信元交換的ATM主要優(yōu)點①ATM使用相同的數(shù)據(jù)單元，可實現(xiàn)廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)的無縫連接。②ATM支持VLAN（虛擬局域網(wǎng)）功能，可以對網(wǎng)絡(luò)進行靈活的管理和配置。131ATM每48字節(jié)的數(shù)據(jù)就要加5字節(jié)包頭，使數(shù)據(jù)傳輸?shù)男蕼p低5.3.2復(fù)雜一點的多協(xié)議標(biāo)記交換一種在開放的通信網(wǎng)上利用標(biāo)簽引導(dǎo)數(shù)據(jù)高速、高效傳輸?shù)募夹g(shù)，即多協(xié)議標(biāo)記交換（MPLS）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)提出132MPLS包頭結(jié)構(gòu)1、MPLS的基本概念20位的標(biāo)簽用于轉(zhuǎn)發(fā)的指針3位實驗域現(xiàn)通常用做服務(wù)類（CoS）1位的S用作棧底標(biāo)識，S=1為棧底8位生存期字段(TTL)對生存期值編碼133由運行MPLS協(xié)議的交換節(jié)點構(gòu)成的區(qū)域數(shù)據(jù)傳輸發(fā)生在標(biāo)簽交換路徑（LSP）上MPLS網(wǎng)絡(luò)標(biāo)簽交換路徑LSP是每一個沿著從源端到終端的路徑上的結(jié)點的標(biāo)簽序列LSP中的每個節(jié)點由標(biāo)簽交換路由器（LSR）組成，根據(jù)數(shù)據(jù)傳送的方向，相鄰的標(biāo)簽交換路由器分別稱為上游標(biāo)簽交換路由器和下游標(biāo)簽交換路由器。標(biāo)簽交換路徑靜態(tài)標(biāo)簽交換路徑動態(tài)標(biāo)簽交換路徑1342、MPLS網(wǎng)中IP分組的轉(zhuǎn)發(fā)過程A、B為邊緣節(jié)點LER，R1、R2、R3、R4、R5、R6為內(nèi)部節(jié)點核心標(biāo)簽交換路由器ILSR。135MPLS運行可分為自動路由表生成和IP分組傳送執(zhí)行兩個階段，在實際運行時這兩個階段是交叉進行。136②運行標(biāo)記分配協(xié)議LDP

使MPLS域內(nèi)節(jié)點間建立鄰接關(guān)系，按可達目的地址分類劃分轉(zhuǎn)發(fā)等價類FEC，創(chuàng)建標(biāo)簽交換路徑LSP，沿標(biāo)簽交換路徑對轉(zhuǎn)發(fā)等價類分配標(biāo)記，在各標(biāo)簽交換路由器上生成轉(zhuǎn)發(fā)路由表。（1）自動路由表生成階段①建立MPLS域上各節(jié)點之間的拓撲路由在域內(nèi)運行開放式最短路徑優(yōu)先協(xié)議（OSPF），使域內(nèi)各節(jié)點都具有全域的拓撲結(jié)構(gòu)信息；管理層在全域均勻分配流量，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)傳輸性能。域間主要運行邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議（BGP），對鄰域和主干核心網(wǎng)絡(luò)提供和獲取可達信息。③對路由表進行維護和更新137②域內(nèi)下一跳核心標(biāo)簽交換路由器ILSR從輸入端口接收到標(biāo)記分組用標(biāo)記作為指針，查找轉(zhuǎn)發(fā)路由表，取出新標(biāo)記，標(biāo)記分組用新標(biāo)記替代舊標(biāo)記，新的標(biāo)記分組由指定的輸出端口發(fā)送給下一跳。（2）在MPLS域上傳送IP分組①終端I的IP分組進入MPLS域的邊緣節(jié)點A

標(biāo)簽邊緣路由器LER讀出IP分組組頭，查找相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)等價類及其所映射的標(biāo)簽交換路徑LSP，加上標(biāo)記，成為標(biāo)記分組，向指定的端口輸出。③MPLS域的出口標(biāo)簽交換路由器LSR接收到空的標(biāo)記分組讀出IP分組的組頭，將IP分組從指定的端口輸出。138移動MPLSIP網(wǎng)絡(luò)中注冊及標(biāo)記交換路徑建立過程3、移動MPLSIP技術(shù)將MPLS與移動技術(shù)相融臺，實現(xiàn)高速可靠的手機IP服務(wù)，出現(xiàn)了移動MPLSIP技術(shù)①假設(shè)移動節(jié)點（手機）由歸屬網(wǎng)絡(luò)移動到外地網(wǎng)絡(luò)，外地代理便廣播消息，移動節(jié)點接收到消息后，得知自己處在外地網(wǎng)絡(luò)并獲得轉(zhuǎn)交地址。隨后向外地代理發(fā)送注冊請求消息，外地代理收到注冊請求消息對其認證并交互信息。外地代理更新其路由信息，并在路由信息中增加移動節(jié)點的歸屬代理的路由信息。①139②外地代理根據(jù)更新后的路由信息把移動節(jié)點的注冊和請求信息送給歸屬代理。歸屬代理得到移動節(jié)點的注冊信息和請求信息以及移動節(jié)點的轉(zhuǎn)交地址，查找其標(biāo)記棧，并把移動節(jié)點的歸屬地址作為轉(zhuǎn)發(fā)等價類（FEC）。歸屬代理根據(jù)標(biāo)記分發(fā)協(xié)議（LDP）為歸屬代理到外地代理的路徑分發(fā)標(biāo)記，并向外地代理發(fā)送標(biāo)記請求信息，此時把移動節(jié)點的轉(zhuǎn)交地址作為FEC。③外地代理收到標(biāo)記請求信息后，向歸屬代理回送標(biāo)記匹配消息，歸屬代理收到標(biāo)記匹配消息后更新其移動節(jié)點在標(biāo)記棧中的進入信息。③②140④歸屬代理通過標(biāo)記交換路徑向外地代理發(fā)送注冊回應(yīng)信息，外地代理收到注冊回應(yīng)后，更新其標(biāo)記棧，并增加外地代理到歸屬代理的標(biāo)記交換路徑信息，注冊便告成功。這樣，就在歸屬代理到外地代理之間建立起一條標(biāo)記交換路徑。④141①由通信節(jié)點向移動節(jié)點傳送的數(shù)據(jù)包，首先被歸屬代理截獲，歸屬代理通過分析數(shù)據(jù)包的包頭，為其分配標(biāo)記，并查找自己的標(biāo)記棧，確定數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的出口。如果移動節(jié)點仍然在歸屬網(wǎng)絡(luò)，則出口標(biāo)記為空，數(shù)據(jù)包被送往IP層，通過IP層的路由協(xié)議向移動節(jié)點傳送數(shù)據(jù)分組。移動MPLSIP網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包的傳送過程②如果移動節(jié)點在外地網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)包則通過歸屬代理到外地代理的標(biāo)記交換路徑傳送分組到外地代理。①②142③外地代理收到數(shù)據(jù)包后把它送往IP層，按IP層的路由協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)至移動節(jié)點。④當(dāng)移動節(jié)點向通信節(jié)點傳送數(shù)據(jù)包時，不必經(jīng)過歸屬代理轉(zhuǎn)交，可以在外地代理和通信節(jié)點之間建立單向標(biāo)記交換路徑來傳送，也可以根據(jù)單純的IP路由協(xié)議來傳送。③④143網(wǎng)絡(luò)電話的接續(xù)過程144針對分組業(yè)務(wù)流量的突發(fā)性和統(tǒng)計復(fù)用傳送要求，在IP業(yè)務(wù)和底層光傳輸媒質(zhì)之間設(shè)置一個層面5.3.3廣泛采用的分組傳送網(wǎng)分組傳送網(wǎng)（PTN）一種光傳送網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)技術(shù)特點以分組業(yè)務(wù)為核心并支持低成本多業(yè)務(wù)提供秉承光傳輸優(yōu)勢，包括高可用性、可靠性、高效的帶寬管理機制和流量工程、便捷的OAM和網(wǎng)管、可擴展、較高的安全性等T-MPLS技術(shù)PBT技術(shù)145數(shù)據(jù)平面PTN設(shè)備功能模塊和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PTN設(shè)備組成OAM、保護、交換、同步、QoS等模塊路由、信令、資源管理等模塊控制平面管理平面146基于SDH的T-MPLS（MoS）1、T-MPLS技術(shù)的基本概念基于T-MPLS技術(shù)的PTN產(chǎn)品基于以太網(wǎng)的T-MPLS（MoE）基于OTH的T-MPLS（MoO）基于PDH的T-MPLS（MoP）基于RPR的T-MPLS（MoR）147內(nèi)層為T-MPLSPW(偽線)層，標(biāo)識用戶業(yè)務(wù)的類型T-MPLS是面向連接的分組傳輸技術(shù)，利用一組20位MPLS標(biāo)簽來標(biāo)識一個端到端的轉(zhuǎn)發(fā)中的路徑(LSP)。LSP分為兩層外層為T-MPLS(隧道)層，標(biāo)識業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)路徑148偽線(PW)是一種通過分組交換網(wǎng)絡(luò)(PSN)把一個仿真業(yè)務(wù)的關(guān)鍵要素從一個分組設(shè)備(PE)運載到另一個或多個其他PEs的機制,多個偽線可集中分配在一個標(biāo)簽交換通道(LSP)中。T-MPLS網(wǎng)絡(luò)垂直分層通道層通路層段層物理媒質(zhì)層通道層或叫電路層(TMC)表示業(yè)務(wù)的特性，例如連接類型、拓撲類型、業(yè)務(wù)類型等，提供T-MPLS傳送網(wǎng)業(yè)務(wù)通路，一個TMC連接傳送一個客戶業(yè)務(wù)實體。149通路層或叫隧道層(