互联网技术与发展

互联网技术与发展第一讲通信网概述目录通信网基础典型网络互联网基础互联网新应用23通信与通信系统信源噪声源信道反变换器信宿变换器通信：在空间上从一地向另一地传递和交换消息/信息。通信系统：将用户（信源）要求传递的信息转移到另一个用户（信宿）的全部软硬件通信设施。通信网基础4通信系统到网络的演变转接节点通信网基础5通信网通信网：由大量的硬件设备和软件组成的一个集合，以便向分布在不同地方的众多用户提供一定的信息传送、交互服务。简单说，通信网就是通信系统的集合。通信网基础6NetworkUserUser通信网模型：用户角度通信网基础7通信网的组成要素终端系统电话机、手机、计算机、PDA、……传输系统SDH、WDM、同轴电缆、无线、卫星、……交换系统程控交换机、FR/ATM交换机、路由器、……规程约定信令、协议、标准、……通信网基础8通信网的资源•处理能力:CPU•存储能力:Memory•传输带宽:Bandwidth通信网基础9通信网的核心问题网络核心问题：找目的端。通信如何实现：从源端用户开始，不断的查找下一跳，直至找到目的端用户为止。通信网基础10通信网基础11查找路由表-下一站IP地址-送交下一层网络接口软件-将下一站IP地址转换成硬件地址并放入MAC帧首部-根据硬件地址找到下一站路由器。注：中间节点的IP地址不出现在IP数据报中，路由器只根据目的地址选路；但中间节点的MAC地址要出现在MAC帧中。数据包转发流程通信网基础12通信网的本质通信网：用于信息通信与共享的网络。实现逻辑上的两个用户间的通信。深入理解含义通信是一对一的关系物理与逻辑的关系网络中用户间的通信如何实现？通信网基础13按水平方向分解的通信网结构用户驻地网：用户负责接入网：将用户接入到核心网段中核心网：传输、寻路、交换通信网基础14通信网络发展历程•电报网（TelegraphNetwork）•电话网（TelephoneNetwork）•互联网（Internet）•移动互联网典型网络介绍15TelegraphNetwork•1837年，Morse发明电报•信息表述：二进制（点、划）•消息交换（MessageSwitching）•人工路由•数字传输系统：速率20bps（30单词/分钟）•复用：Baudot系统可以六路复用，每个字母用五位二进制表示，利用不同频率的正弦波代表二进制（数字信号的调制）典型网络介绍16TelephoneNetwork1•1875年，Bell发明电话•模拟传输•电路交换•人工路由典型网络介绍17TelephoneNetwork2•1960s，数字传输系统，语音数字化，利用PCM技术•电路复用•程控数字交换机出现•分级网络结构•十进制号码•信令网络（SignalingNetwork）•增值业务和移动业务典型网络介绍18ComputerNetwork1•1950s,Terminal-orientedNetworks•数据业务：突发和分时享用CPU•统计复用•分组交换HostMuxTerminalAddressInfo典型网络介绍19ComputerNetwork2•Inlate1960s,ARPANETtoprovideatestbedforWANpacketswitchingresearch•分组交换:connectionless•分布式路由•流量控制•阻塞控制典型网络介绍20初始互联网-Internet•Inmid-1970s,InternetProtocoldeveloped•地址：分级的地址空间•IP网络的原则：内部尽力简单，复杂功能推向网络边缘•Best-effortService•TCPdeveloped•LAN：broadcasting典型网络介绍21Comparisons•类别TelegraphTelephoneInternet•基本业务电报话音数据•交换方式报文电路分组•传输系统数字模拟和数字数字•信息表述Morse,ASCII模拟语音或PCM二进制•地址信息地理位置分级分级•路由方式人工duringcallsetupeachpacket•复用对象字符电路分组•终端类型电传机电话机计算机典型网络介绍互联网概述二十世纪七十年代中期,在ARPANET的基础上，基于TCP/IP协议得到了快速的推广和发展，产生今天的互联网。IP网络的设计原则：内部尽力简单，复杂功能推向网络边缘。面向数据业务，只提供“尽力而为”服务，没有服务质量保证。使用分组交换：无连接的数据报方式，独立寻路。22互联网介绍互联网：数据通信网数据通信网被划分为两个部分:通信子网和资源子网。通信子网：实现信息传输和交换功能,是通信网传输链路加上节点交换机。特点：不以存储数据和信息为目的，目标是尽可能快速转发；不分析语义只分析语法。资源子网：存储数据和信息的子网，通常位于用户端。如Web服务器、文件服务器等。23互联网介绍IP网络为什么能够迅速发展？网络实现思路：尽力简单化可以快速做出来进行应用降低成本开放业务开放：新业务引入非常方便；系统开放：没有网络控制者，分布式的松耦合系统，使得所有人都可以参与；计算机的强大处理能力和普及；以太局域网的普及Web业务是革命性的推动力量。24互联网介绍传统电信网的思想电信网络的发展将始终处于几个主要的垄断者控制之下，用户没有发言权。业务由网络提供，强调网络的地位。新业务的开发由运营商决定，而运营商又受制于设备商，忽略用户的业务需求与处理能力。25互联网介绍网络演进方向基于IP技术的综合话音、数据、图像、视频的多媒体业务网络，并对不同的业务类型，提供不同级别的服务质量。网络和业务都基于IP。提供宽带接入能力。移动网络与固定网络相融合。3G/4G网络的发展，就是要让它成为一个能够实现多媒体业务的移动互联网。26互联网介绍新一代通信网结构IP接入LANPSTNPLMNPSTNIP接入IP接入FirewallFirewallFirewallFirewallCallControlCallControlCallControlIP/MPLS骨干LANAccessAccessLAN27互联网介绍3G移动互联网架构HSPA基站3G移动互联网28互联网介绍4G29移动互联网的优劣势移动互联网的优劣势：手机终端的优势：随身携带，无处不在；手机终端的劣势：处理能力低，屏幕小使得用户体验不佳；智能手机：实质就是计算机，随着电子和计算机技术的发展，智能手机的性能将越来越好，会大力促进移动互联网的发展。移动网络的数据速率和容量不如固定网络，有线网络扩容方便。30互联网介绍移动运营商的优势移动运营商最明显的一个优势就是对网络资源的控制，积累了海量的用户。第二个优势是具有非常灵活、方便的计费系统和小额支付费的能力。第三个优势是对用户服务的控制，例如预付费呼叫。第四个优势是移动手机具有天然的身份鉴证功能，PC是不具备的。31互联网介绍互联网新业务应用的发展VoIPP2PWeb2.0的背后IPTV与手机电视网络新媒体社交网络32互联网新应用VoIP固网与移动网的长途语音业务将全部是VoIP：NGN/软交换技术；一批虚拟运营商使用Skype、QQ、微信等工具严重冲击电信运营商，因为他们的成本接近于零；无线WLAN普及，手机内置VoIP软件+Wi-Fi/WLAN，给移动运营商新的挑战。33互联网新应用P2P早期的互联网主要流量是FTP，然后是Web浏览，当前的主要流量是P2P应用，占70-80%；文件交换与共享，即时通信，在线视频，是当前的三大应用；P2P技术是互联网精神的反映——开放、自由交换信息；文化的力量势不可挡，群众是一切的真正创造者。34互联网新应用P2P对电信行业的影响对互联网建设和运营的影响网络带宽问题：消耗无穷带宽？运营模式问题：催生一批虚拟运营商内容拥有者在产业链各环节中的发言权增强，甚至可以利用P2P技术，自己进行网络传输。运营商是否应当提供内容增值业务？P2P与移动IP的结合：移动用户之间的P2P应用？35互联网新应用Web2.0博客、播客、威客、社区……Web1.0是信息浏览平台，Web2.0是大众自主产生和交流信息的平台没有技术创新，反映的是互联网文化形式。自由的好处是具备生产力，但是也可能是大字报的肥沃土壤。36互联网新应用IPTV与手机电视电信运营商与有线电视互相切入对方的领域，两个阵营各有自己的技术解决方案；两者都是延续现有的电视业务模型，没有新的商业盈利模式；还有第三者，媒体巨头们，也许他们对此新业务的理解力更深，创新的成果更大；用户关心该类业务否？37互联网新应用社交网络人是社会的人，社会是人的社会。每个人都有自己的人际关系，将现实的人际关系通过网络体现为在线的人际关系，就是社交网络。六度分割原理：任何两个人之间最多通过六个人来建立关系。社交网络是个平台！38互联网新应用39Conclusion网络的核心任务是路由与转发；本质是实现逻辑用户之间的通信。互联网的精神与思想：开放，简单，自由，协作。创新应用：创新性思维是打破思想的桎梏；而创新不是凭空想象，而要在前人成果的基础上创新。