《通信网》作业答案.docx

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《通信网》作业答案

思考题一

1（ok）构成现代通信网的结构和要素有哪些？

它们各自完成的功能有哪些？

它们之间的相互协调通信通过什么机制来实现？

现代通信网络的三大组成部分：

传输、交换和终端设备，其发展是和这些通信设备、电子器件、计算机技术的发展紧密相关的。

通信网构成要素

实际的通信网是由软件和硬件按特定的方式构成的通信系统，从硬件构成来看：

通信网由终端节点、交换节点、业务节点和传输系统构成，完成接入、交换和传输；软件设施包括了信令、协议、控制、管理、计费等，完成网络的控制、管理、运营和维护、实现通信网的智能化。

上述的网络在传输信息的类型、方式、所提供的服务的种类等方面各不相同，但它们在网络结构、基本功能、实现原理上都是相似的，它们都实现了以下四种功能：

（1）信息传送

它是通信网的基本任务，传送的信息有三大类：

用户信息、信令信息、管理信息，信息传输主要由交换节点、传输系统来完成。

（2）信息处理

网络对信息的处理方式对最终用户是不可见的，主要目的是增强通信的有效性、可靠性和安全性。

（3）信令机制

它是通信网上任意两个通信实体间为实现某一通信任务，进行控制信息交换的机制，如NO.7信令、TCP/IP协议等。

（4）网络管理

它负责网络的运营管理、维护管理、资源管理，以保证网络在正常和故障情况下的服务质量。

是整个网络中最具有智能的部分，已形成的网络管理标准有：

电信管理网标准TMN系列，计算机网络管理标准SNMP等。

2（ok）在通信网中，交换节点主要完成哪些功能？

分组交换与电路交换的各自方式和特点？

（1）电路交换（CircuitSwitching）

ITU定义为：

“根据请求，从一套入口和出口中，建立起一条为传输信息而从指定入口到指定出口的连接”。

电路交换是一种电路间的实时交换，所谓实时，是指任意用户呼叫另一用户时，应立即在两用户之间建立通信电路的连接，这时通信网内的相关设备和线路都被这一对用户占用着，不能再为其他用户服务，这种在一次呼叫中由通信网根据用户要求在指定的呼叫路由上固定分配设备的交换方式，称之为电路交换方式。

◆电路交换的主要特点：

话音或数据的传输时延小且无抖动，“透明”传输。

无需存储、分析和处理、传输效率比较高；但是，电路的接续时间较长，电路资源被通信双方独占，电路利用率低。

（2）分组交换（PacketSwitching）

分组交换也称包交换，它将用户的一整份报文分割成若干数据块，即分组。

分组交换是一种综合电路交换和报文交换的优点而又尽量避免两者的缺点的第三种交换方式。

它的基本原理是“存储——转发”，是以更短的、被规格化了的“分组”为单位进行交换、传输。

分组交换相对于电路交换的方式来说，具有高效、灵活、迅速、可靠等特点。

3（ok）计算机网络的构成与发展。

1.4.2计算机通信网的组成

早期的计算机网络都是面向终端的，它们是以单个主机为中心，各终端经通信线路共享主机的软硬件资源，随着数据通信网络的发展，计算机网络逐步过渡到以网络为中心，典型的计算机网络从逻辑功能上可以分为用户资源子网（用户子网）和通信子网两级子网结构。

用户子网：

所有的端节点（包括所有的设备）以及连接这些节点的链路集合体，具体设备有主机、终端控制器和终端等。

通信子网：

所有转接节点以及连接这些节点的链路集合体，具体设备有节点处理机、传输链路和通信软件等。

数据通信网络可以作为计算机网络的通信子网

组成结构：

计算机通信网是指多台计算机，包括主机系统、通信处理机或者利用计算机实现的其他智能设备互连构成的通信网络。

抽象结构：

计算机通信网是由一些节点及连接节点的链路组成，即：

网={节点，链路}，可写成N={V，L}其中：

V={v1,v2,v3,···,vm}，是节点的集合。

节点由端节点和转换节点之分。

L={l1,l2,l3,···,ln}，是链路的集合。

链路是两个节点之间一定容量的传输线路，也有物理链路和逻辑链路之分。

有时也把从一个源节点到一个宿节点所经过的一串接点和链路的有序集合称为通路。

1.4.5计算机网络在我国的发展

（1）中国公用计算机互联网CHINANET

（2）中国教育和科研计算机网CERNET

（3）中国科学技术网CSTNET

（4）中国联通互联网UNINET

（5）中国网通公用互联网CNCNET

（6）中国国际经济贸易互联网CIETNET

（7）中国移动互联网CMNET

（8）中国长城互联网CGWNET（建设中）

（9）中国卫星集团互联网CSNET（建设中）

4（ok）网络互连的基本概念与形式（对应的应用设备）？

1.6.1网络互连的基本概念与基本形式

1.基本概念

网络互连是现代通信网络的核心内容，也是现代通信网络的重要技术基础。

互连是由各种网络参照一定的规范标准，使用一定的连接设备而构成新的更大的网络，实现最大限度的互连。

互连在一起的网络要能进行通信才有价值，而要实现通信又必须解决传输、交换、终端三大要素的问题。

不同的寻址方式、不同的分组最大长度、不同的网络接入机制、不同的超时控制、不同的差错恢复方法、不同的状态报告方法，不同的路由选择技术、不同的用户接入控制、不同的服务（面向连接服务或无连接服务），不同的管理与控制方式等，都是为了解决网络的连接、网络的互连、互通问题。

开放的系统互连参考模型（OSI-RM）是网络互联的理论基础，两个网络可以在不同层次上的互连。

在网络互连时往往还要强调网络互通，网络互通不仅仅是指两个端系统间单纯的数据转移，还表现各自业务间相互作用的关系，以完成它们间共同的任务。

2.基本形式

网络互连要通过一个中间系统，OSI的术语称之为中继（relay）系统，根据中继系统所在的层次，可以有以下几种方式：

①物理层中继系统，即转发器（Repeater），是最简单的网络连接设备，不具有过滤功能，只对所连接的网段进行信息流的简单复制，在OSI的第一层实现局域网（LAN）的连接。

②数据链路层中继系统，即网桥和桥接器（Bridge），网桥具有过滤功能，能对输入的数据帧进行分析，并根据信宿的MAC地址来决定数据的传送，另外，还具有高协议的透明性，适合广域网WAN的连接。

③网络层中继系统，即路由器（Router），其实就是一台专用计算机，是一种主要的网络节点设备，工作在IP层，具有互连多个子网、网络地址的判断、最佳路由的选择、数据处理和网络管理功能，可以提供不同的类型（LAN、WAN）、不同速率的链路或子网接口。

④在网络层以上的中继系统，即称网关（Gateway），又称网间连接器、信关或联网机，用于连接不同工作协议的主机设备，能通过在各种不同协议间的转换，实现网络间的互连。

与其他互连网络设备不同的是，网关只需要在某一高层的协议相同，不需要关心低层的协议，若高层协议不同则需要进行协议的转换。

5（ok）现代通信网为什么要采用分层结构？

协议的三要素是什么？

网络体系结构与协议的基本关系是什么？

“分层”可将庞大而复杂的问题，转化为若干较小的局部问题，而这些较小的局部问题就比较易于研究和处理。

分层的好处：

使网络变得更灵活，易于维护

将网络部件标准化

结构独立，易于实现有利于模块化设计

保证不同类型部件的互操作性

加快了技术发展的速度

简化了教育和学习

协议有三个要素，即：

（1）语法（Syntax）：

数据与控制信息的格式、数据编码等。

（2）语义（Semantics）：

控制信息的内容，需要做出的动作及响应。

（3）时序（Timing）：

事件先后顺序和速度匹配。

1.6.5通信网络的体系结构

•网络的体系结构（architecture）是网络的各层及其协议的集合。

•体系结构就是这个网络及其部件所应完成的功能的精确定义。

•实现（implementation）是遵循这种体系结构的前提下用何种硬件或软件完成这些功能的问题。

•体系结构是抽象的，而实现则是具体的，是真正在运行的计算机硬件和软件。

6链路与路径之区别？

通信网中有哪几种重要的综合传输技术？

综合传输技术是指将不同种类的业务共享网络的高速传输链路，实现信道共享的技术。

在综合通信网络中，通常采用TDM的方法实现多路信号的同时传输。

从技术体制来说：

主要是准同步数字体系（PDH）和同步数字体系（SDH）；从物理传输媒介来说：

主要采用光纤传输，使用波分复用技术（WDM）。

PDH和SDH都是运行在光纤传输信道上的综合传输技术。

（1）PDH：

是20世纪60年代逐步发展起来的一种数字多路复用技术。

ITU-T推荐了两大类。

一类是一次群为2.048Mbps的30/32路的欧洲系列；另一类是一次群为1.544Mbps的24路的美日系列，我国采用第一种系列，其结构原理是依据话音带宽300——3400Hz，PCM采样频率为8000Hz，每一帧（125μs），分成32个时隙（TS），每个时隙（3.9μs）包含8个比特，16帧（F），为一个复帧（2ms）。

在每一帧中，TS1—TS15和TS17—TS31为话音时隙，TS0用于收发两端的帧同步，TS16用于传输线路信令，每路的传输速率为64Kbps，故总的速率为32×64Kbps=2.048Mbps。

（2）SDH：

SDH数字同步体系是ITU-T在美国同步光网络（SONET）体系的基础上提出来的，1988年命名为SDH，成为一种全新的传输网体制，是全世界统一了网络节点接口（NNI），基本网元有终端复用器（TM），分插复用器（ADM），同步数字交叉连接设备（SDXC）和再生中继器（REG）等，它们的功能各异，但都有标准的光接口，实现互联互通。

7（ok）速率与带宽的概念及表示单位？

1）速率

•比特（bit）是计算机中数据量的单位，也是信息论中使用的信息量的单位。

•Bit来源于binarydigit，意思是一个“二进制数字”，因此一个比特就是二进制数字中的一个1或0。

•速率即数据率（datarate）或比特率（bitrate）是计算机网络中最重要的一个性能指标。

速率的单位是b/s，或kb/s,Mb/s,Gb/s等

•速率往往是指额定速率或标称速率。

2）带宽

•“带宽”（bandwidth）本来是指信号具有的频带宽度，单位是赫（或千赫、兆赫、吉赫等）。

•现在“带宽”是数字信道所能传送的“最高数据率”的同义语，单位是“比特每秒”，或b/s（bit/s）。

•更常用的带宽单位是

•千比每秒，即kb/s（103b/s）

•兆比每秒，即Mb/s（106b/s）

•吉比每秒，即Gb/s（109b/s）

•太比每秒，即Tb/s（1012b/s）

8（ok）4种时延的定义？

它们所产生的位置？

4）时延（delay或latency）

传输时延（发送时延）发送数据时，数据块从结点进入到传输媒体所需要的时间。

传播时延电磁波在信道中需要传播一定的距离而花费的时间。

•处理时延交换结点为存储转发而进行一些必要的处理所花费的时间。

•排队时延结点缓存队列中分组排队所经历的时延。

9（ok）通信网的服务质量的总体要求与可靠性指标？

1.服务质量总体要求

（1）可访问性：

网络保证合法用户随时能够快速、有保证的接入到网络获取信息服务，并在规定的时延内传递信息的能力，影响其主要的因素有：

网络的物理拓扑结构、可用资源、设备的可靠性等，实际中常用接通率、接续时延等指标来评定。

（2）透明性：

网络保证用户业务信息准确、无差错传送的能力，实际中常用用户满意度和信号的传输质量来评定。

（3）可靠性：

整个通信网连续、不间断的稳定运行的能力，网络的可靠性设计不是追求绝对可靠，而是在经济性、合理性的前提下，满足业务服务质量即可。

可靠性指标主要有