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第1页2015年新同事培训——数据通信和IP网络基础知识2011年8月电信咨询设计院培训目标通过本次培训，希望能让大家：了解数据通信的基本概念了解网络和internet的基本知识了解常见的标准化组织了解运营商IP网络的基本结构了解IP网近期技术热点和动向第2页现象•假带宽？（2011年12月，互联网数据中心提出“中国绝大部分互联网用户都在使用假宽带”）•互联互通“不通”（2011年11月国家发改委反垄断调查）•下一代互联网发展（2011年12月，国务院研究部署加快发展我国下一代互联网产业）•下一代域名根节点设置相争（2014年1月，一次大规模DNS（域名系统）解析问题，导致中国大陆2/3网站无法访问）•国家宽带提速战略（2013年8月17日，中国国务院发布了“宽带中国”战略实施方案）•互联网+（2015年3月5日十二届全国人大会议上总理在政府工作报告中首次提出“互联网+”行动计划）第3页互联网发展趋势（MARYMEEKER）-20年变迁-用户•互联网用户的渗透率20年间发生了天翻地覆的变化，从1995年的0.6%（3500万人）发展到了2014年的39%（28亿）。互联网人口构成上也变化显著，1995年绝大部分是美国（61%）和欧洲（22%）人口，到了2014年，亚洲已经占据了半壁以上的江山，中国占23%，亚洲其他地区占28%。第4页•得益于移动设备相对PC的便携性、价格低廉等优势，2014年移动用户的渗透率几乎比互联网用户翻了一番（73%），人口达到了52亿，其中智能手机占60%，这也意味着智能手机至少还有20亿人口的发展空间。•1995年，前15的公司里面有13家美国公司，还见不到一家中国企业的影子。20年后，美国公司依然强大，前15仍占据了11席，不过中国挤到了剩下的4个席位：阿里（#3）、腾讯（#6）、百度（#8）、京东（#11）。第5页互联网发展趋势（MARYMEEKER）-20年变迁-企业•看看榜单对比：•前15大公司市值综合：1995年170以美元，2015年2.4万亿美元。•除了苹果延续强势以外，20年前的那些公司大部分都已经消失或淡出我们的视野，当年的老大Netscape只能在教科书中供人铭记，而现在的#1苹果的市值足足是它的140倍。•用户发展态势良好，但增速放缓•12、13、14年这几年全球互联网用户以约2亿稳步增长，但增速开始放缓（从12年的11%到14年的8%）。过去2年全球智能手机用户以约3.7亿稳步增长，但增从12年的65%滑落到14年的23%。•中国的增速低于全球平均水平（互联网用户增速7%，智能手机21%），印度成为成长最快的市场（互联网用户增速33%，智能手机55%）。•用户增速放缓是因为受制于发展中国家的经济水平以及采用周期的影响。•流量增速强劲，视频日益占主导•全球互联网流量增速仍维持在20%以上（14年:21%，13年：24%，12年：31%），视频的占比越来越大（14:64%，13:62%，12:57%）；移动数据流量的增长更是强劲，14年实现69%的增长（13:81%，12:70%），其中移动视频在流量中的占比达到了55%（13:52%，12:50%）。第6页互联网发展趋势（MARYMEEKER）-20年变迁-趋势•上网成为工作生活的一部分•报告以美国成年人在数字媒体上的日均消耗时长说明，用户泡在网上的时间越来越长。5年前，用户人均用手机的时长还不到1小时，而现在却将近3小时，年复合增长率达到了11%。加上PC等其他设备的消耗，现在美国成年人每天在数字媒体上消耗的时间达到了5.6小时。可以想见，不久的未来，我们的生活就剩吃饭、睡觉和上网•广告与货币化•报告用2014年美国的不同媒体消费时长和广告开支对比说明移动广告的前景非常乐观。在平面媒体、广播、电视、互联网、手机这几种媒体中，广播、电视和互联网的广告开支占比基本与消耗时长占比持平。但是尽管移动的消耗时长占了24%，但广告开支却只有8%，这意味着未来的商机无限。移动广告的复合年增长率达到34%（不过这只占到互联网广告的14%）。看纸媒的越来越少（4%），但是其18%的超配广告开支说明它的地位仍非常高。第7页互联网发展趋势（MARYMEEKER）-20年变迁-趋势Page8互联网业务体验：网页浏览=无刷新，无等待54%12%34%97%的用户会放弃访问10s加载时间57%的用户会放弃访问3s加载时间用户体验最好1.5s加载时间网页浏览业务体验MOS页面响应时间(秒)首屏显示时间(秒)完全加载时间(秒)5(最好)0.61.5840.4~1.31.5~2.58~1831.3~1.82.5~318~3021.8~2.53~730~4812.5748网页浏览购物类搜索类其它类来源:第8页Page9MOS视频质量首次缓冲时间(s)观看卡顿次数卡顿时间占比(%)5(最好)*FHD25Mpbs**2004HD12Mbps**2~51~20~5%3HD8Mbps**5~83~55%~8%2SD**8~106~88%~12%1LowDefinition**10812%互联网业务体验：OTT视频=视网膜级,快速加载，“0”卡顿最佳视频体验来源:最佳视觉灵敏度:d=30cm286.5像素/英寸*:接近值**:清晰度定义和速率Retinadisplay’spixeldensityissohigh,youreyeisunabletodistinguishindividualpixels--SteveJobs第9页决定因素：端、管、云是影响体验的三大维度Metro终端类型•PC、平板、智能手机、机顶盒等。用户类型•家宽用户、WLAN用户等客户端网络互联网应用类型•IE/Chrome浏览器、乐视/小米盒等用户行为•视频类、游戏类、……•多终端接入带宽•2M、4M、10M、20M接入套餐等双向时延•城域网内时延•到ICP广域网时延丢包率•城域网丢包率•到ICP端到端丢包率资源本地化•网内IDC•Cache•DNS/路由带宽利用率•波峰/波谷平均链路带宽利用•流量突发频率流量出口•集团出口•第三方出口端管云网站特征•首页大小•FLASH数量•脚本数量视频特征•视频分辨率•视频码率•CBR/VBR游戏特征•程序流量特征•交互原理业务类型•HTTP流量•P2P流量•P2SP流量业务用户数•业务渗透率•业务并发率云决定通量需求，端决定用户行为，管决定体验能力网络与业务质量概念不一[ITU-TRecommendationP.10/G.100-Amendment2]Theoverallacceptabilityofanapplicationorservice,asperceivedsubjectivelybytheend-user.QualityofExperienceQualityofService[ITU-TRecommendationE.800]Totalityofcharacteristicsofatelecommunicationsservicethatbearonitsabilitytosatisfystatedandimpliedneedsoftheuseroftheservice.定义衡量方法主观感受得分:业务MOSMeanofScore,源自语音质量MOS值客观衡量指标:体验KQIKeyQualityIndex客观衡量指标:业务KPI客观衡量指标:网络KPIKeyPerformanceIndex包括：带宽/时延/抖动/丢包率业务自身的体验质量网络面向业务的质量第11页•我们需要什么样的互联网？目录第12页数据通信和计算机网络概述IP路由技术基础TCP/IP基础知识计算机网络分层模型网络设备简介运营商IP网络架构IP网发展新技术和新概念数据及数据通信数据数据是指以任何格式表示的信息，数据的格式需要信息的创建者和接受者提前达成共识数据通信两台或若干台设备之间通过线缆等形式的传输介质进行的数据交换的过程大家常见的宽带上网、在线视频、路由交换、黑客攻击、病毒、加密、认证都是数据通信的范畴，数据通信网络已经成为生活不可缺少的一部分。第13页概念：利用通信线路和设备，将分散在不同地点的、具有独立自主性的计算机系统相互连接，并按网络协议进行数据通信和实现资源共享的计算机集合，称为计算机网络。功能：资源共享、数据传输、改善可靠性、分布处理分类：根据网络规模和作用范围大小分为局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）和互联网（Internet）第14页计算机网络概述电路交换报文交换分组交换第15页计算机网络交换技术电路交换技术（CircuitSwitching）从信源到信宿建立一条物理连接通道花费呼叫时间建立端到端的物理连接在保持连接的过程中双方独占信道没有冲突信道资源的利用效率较低报文交换（MessageSwitching）整块数据从源到宿由交换结点逐站存储转发对报文的长度没有限制，对于大块数据占用存储空间大、占用信道时间长、延迟较大不能实现交互式通信第16页计算机网络交换技术分组交换（PacketSwitching）将数据拆分成分组，依次从源到宿经交换结点转发分组的长度有上限控制，各自独立传输占用信道时间短、占用缓存空间小信道共享，可充分利用信道资源有可能发生资源（信道和结点）占用冲突分组交换方式：虚电路：X.25，FR，ATM数据报：IP第17页计算机网络概述分组交换两种方式的比较第18页计算机网络概述项目数据报网络虚电路网络电路建立不需要需要寻址每个分组携带完整的源和目的地址每个分组携带一个很短的虚电路号状态信息路由器不保留关于连接的状态信息路由器需要记录每条虚电路的状态路由每个分组独立路由在建立虚电路时选择路由，此后所有分组使用该路由服务质量提供较难如果能提前为每条虚电路预留足够的资源，较容易拥塞控制较难如果能提前为每条虚电路预留足够的资源，较容易IP（internetprotocol）网络是采用分组交换技术，基于TCP/IP协议组成的通信网络TCP/IP特点开放性。协议标准全部公开，可免费使用独立性。基于层次化协议模型，不依赖于物理网络硬件，可实现异构网络互联（IPovereverthing，ethernet/ATM/SDH/FDDI/FR）；不依赖于操作系统和应用程序地址唯一性。采用全球范围统一的寻址系统，采用公有IP地址的节点可以实现世界范围内的端到端寻址IP网络的主要网元为路由器（router），路由器完成网络路由的学习和数据的转发IP协议有IPv4、IPv6两个版本，目前大量应用的为IPv4第19页计算机网络概述目录第20页计算机通信网概述计算机网络分层模型网络设备简介运营商IP网络架构IP路由技术基础TCP/IP基础知识IP网技术发展趋势网络分层模型为什么要分层网络通信是一个复杂的系统，单一层面难以完成通信任务，因此引入了模块化、层次化的概念，也就形成了网络分层模型。分层的作用通信双方功能的对等实现功能模块化、清晰化利于各种网络技术的层叠利于异构网络的互通分层的方法将网络按照功能划分成一系列层次，每一层都为上层提供某些特定的服务，并向上层屏蔽实现这些服务的细节第21页一些概念实体：每一层上的活动元素，可以为硬件或软件对等实体：不同系统中位于同一层上的实体；不同系统之间的通信实际上就是各对等实体之间的通信协议：对等实体之间通信应当遵循的规则的集合服务接口：位于相邻层之间，定义了上层调用下层服务的原语操作对等接口：位于对等实体之间，定义了对等实体间交换的消息格式和含义网络体系结构：网络的层次划分及协议统称为网络体系结构封装：下层实体将欲传输的上层数据单元加上头部或尾部形成本层的协议数据单元，这称为封装封装过程在协议图的每一层被不断重复，接收端则按相反顺序进行解封装（即去掉头部或尾部）多路复用：多个高层实体调用同一个低层服务的方式称为多路复用接收端的低层协议实体通过检查消息头部的