数据通信网络与业务规划

数据通信网络与业务规划我国的公众数据通信网根据信息产业部2001年对数据业务的最新分类调整，与之对应的数据网分为以下两大类：因特网（IP网）基础数据传送网分组交换网DDN帧中继网ATM宽带网我国数据网发展的总体思路我国对数据网发展的总体思路是，除继续运行历史上建立的公众基础数据传送网外，重点是大力发展以IP技术为基础的因特网，未来将向着数据、话音和视频多种业务综合，提供通信和信息多种服务，具有电信级的服务质量，窄带和宽带一体化的公众平台的方向发展。基础数据传送网分组交换网的组成与结构分组交换网以CCITTX.25协议为基础，由分组交换机、连接交换机的链路、远程集中器（含分组拆装设备）、网络管理中心（NMC）、数据终端等组成。分组交换网一般采用两级结构，根据业务量、流量、流向和地区情况设立一级和二级中心，一般一级骨干网采用网状或不完全网状连接，二级交换网可采用星形结构。NMC其他分组网X.75RCURCURCUNPTNPTNPTPTPTNPT非分组终端PT分组型终端RCU远程集中器NMC网管中心高速线路高速或中速线路转接交换机本地交换机分组交换网的特点分组交换网通过交换虚电路（SVC）和永久虚电路（PVC）来提供面向连接的数据传输，传输质量高，可靠性高，可使不同终端之间进行通信，可实现一点对多点同时通信，线路利用率高，经济性好，但协议复杂，传输速率较低，数据业务量增大时，时延增大、传输效率低。DDN数字数据网（DDN）是利用光纤、数字微波或卫星等数字通道提供永久或半永久性连接电路，以传输数据信号为主的数字传输网络。一个数字数据传输系统主要由用户环路传输系统、复用及交叉连接系统，局间传输系统和同步定时系统组成。DDN一般由用户环路、数字信道、DDN节点和网络控制管理中心组成。DDN一般为分级网，根据网络的业务情况，DDN可以设二级干线网和本地网。NMCNMCNMC至其他国家或地区一级干线网节点二级干线网节点本地网节点DDN的特点DDN是同步数据传输网，不具备交换功能，通过数字交叉连接设备可向用户提供固定的或半永久性的信道，并提供多种速率接入。传输速率高，网络时延小，目前提供Nx64kbit/s~2Mbit/s的数据业务。DDN为全透明网，任何协议都可以支持，从而满足数据、图像、声音等多种业务的需要。组网欠灵活，线路利用率低。帧中继网帧中继网简化了X.25协议，可在分组交换网、DDN上增加软硬件设备来形成帧中继网，也可用专门的帧中继交换机和高速中继线组建专门的帧中继网络。帧中继网采用面向连接的技术，可提供PVC和SVC，传输效率高、经济性好、可靠性高、组网灵活，并可与ATM实现很好的互连。ISDNISDN是在PSTN基础上升级实现用户端到端的全数字连接。与DDN只能实现点对点的永久连接不同，ISDN可实现交换连接，因而有较高的灵活性。但也由于灵活性降低了安全性，容易被非法访问。考虑到资费上的差异，一般ISDN可作为DDN和FR的补充，例如一些小企业使用ISDN或作为基本需要，或作为DDN/FR专线的备份线路应用。ATM网络ATM网络是采用ATM信元进行传输和交换，能支持更高、更宽、更灵活的带宽和速率。它可以面向不同业务的特点，不但可提供无级的固定速率带宽，同时可就某个连接提供可变速率以及时延控制等。它可以很好地解决带宽独占和统计复用两个似是矛盾的问题。基础数据网未来的服务定位DDN、ISDN、FR之间业务覆盖有较大的重叠，彼此间的影响也比较大。目前DDN资费采用包月制，适用于业务量持续较高的大用户。ISDN采用计时制收费，适用于业务量较小的用户，或可作为DDN用户对电路的备份。FR适用于多点的星形网互连，同时可满足较高的传输速率和虚电路连接功能，比较适合于中大型企业的网络连接，有较高的性价比和较低的总成本。基础数据网未来的服务定位ATM网络可提供多种功能的业务，但由于电路、网络接口复杂性和经济性的限制，一些中低速的连接一般是不采用ATM连接的，因此，ATM网络主要定位于综合多业务网络的骨干核心层、一些需要高速宽带接入同时存在多种业务需求的情况。基础数据网未来的服务定位分组交换网的发展思路是，停止扩容，但要充分利用好现有设备，提供低速、短信息通信等服务，引导新的用户向DDN网、FR或ATM网上转移，在分组交换网未完全退出市场之前，维持其骨干网单独组网，最后走向自然淘汰。基础数据网发展规划各类数据业务的用户预测。基础数据网用户应主要针对企业等机构进行分析，确定数据网的电路租用的需求量，分别以用户数、用户带宽以及距离等指标表示。同时按地区划分的出各地区指标，按专业网划分得出各专业网的需求指标。物理上按照省网和市网的网络组织，功能上可分为骨干层、会聚层/边缘层和接入层网分别进行规划，确定本地基础网接入省骨干层的接口类型、速率、数量等。基础数据网的近期发展规划总体思路：基本保留目前的拓扑结构，按照业务的实际需求平滑发展。分组交换网无需扩容，也无需在新的综合网络平台考虑分组业务。DDN仍将是一种提供专线业务的实用手段，应逐步实现DDN、FR用户端口资源共享，逐步对基于ATM的帧中继网和基于ATM的DDN网实施并网，进行优化组合和调整。ATM可作为宽带基础数据网的骨干，同时可支持不同速率、不同质量的数据专线接入，还提供宽带新业务接入。各数据网间的互联日益变得重要。IP网的规划IP网规划内容IP网规划应包括下列内容：各类业务的用户预测与流量预测；骨干层、边缘层、接入层的规划；网上应用建设规划；IP地址规划；经济分析。IP网络业务会话型业务：IP电话、交互式游戏、电子数据交换等；检索型业务：Web浏览、文件下载、信息检索等；消息型业务：电子邮件、统一消息服务（或统一邮件服务）、IP传真等；分配型业务：视频点播、电子报纸等；最基本的业务：接入业务。IP网用户预测IP网上的两大类用户：信息提供类用户在Internet上提供大量丰富信息的用户，一般为企业、研究机构等集团用户，或者是专业的ICP（内容提供商）信息使用类用户以使用Internet信息资源为主要目的的用户，一般为个人用户。IP网用户预测方法Internet用户数发展超常，因此在进行用户预测时，不仅要选择多个方法模型进行预测，比较预测结果，还需要通过定性的分析来对预测结果进行判断和修正。作业：对2003年我国网民数量进行预测。年份19951996199719981999200020012002.6网民总数（万）82067210890225033704580IP业务量的表示IP业务量可以用IP业务传送信息的比特数来表示，也可以折算到某一数据速率（即比特率），而用数据流持续的时间来表示。IP业务量的计算I对于使用专线端口的IP网络用户而言，每月总业务量计算公式如下：D：节点月IP业务量（bit/月）；n：用户月通信次数（次/月•户）；K：平均用户每次通信信息量（bit/次）；U：用户数（户）。nKUDIP业务量的计算II若用K表示平均每用户的端口速率（kb/s），如果所有的U个用户都同时传送数据，即可估算出该节点的总的数据流量D（kb/s）为：假设在最繁忙时间用户使用网络的概率为P，则该节点总的数据流量为：KUDPKUDIP业务量的计算III对于使用拨号上网的用户而言，取如下公式计算该节点的业务量：D：该节点的IP业务流量（kb/s）；n：用户每月上网通信次数；T：用户平均每次通信时长（s）；Rd：忙日集中系数（1/20）；Rh：忙时集中系数（1/10）；K：平均用户实际通信速率（kb/s）（64kbit/s*1/3）；U：用户数。KURnTRDhd3600数据业务流量流向规律行政区划流向：数据用户组网一般有从行政上级至下级的组网规律，此类业务流向以纵向树状为主；集团性流向：数据用户通过网络组建内部网是主要应用之一，用户上网采用集体或集团性方式，同时可能有十几至几十用户，业务流量视信息量的大小而定。业务流向呈纵向树状；业务流量与经济发达程度密切相关，统计资料表明，经济越发达的城市，用户数越多，信息量越大；国际出口流向：尤其以IP业务最突出，国际业务约占70%~80%。IP业务流量流向与网络应用类型与分布密切相关。IP业务流量与应用的关系美国MCI公司1997年在其骨干网上测量所得的数据：Web是通信链路上最主要的应用，占字节总数的75％，包总数的70%，和流总数的75％；DNS占流总数中的18％，但DNS流很小，只占包总量中的3％，占字节总数中的1％；SMTP占字节总数的5％，包总数的5％，和流总数的2％；FTP数据连接占字节总数的5％，包总数的3％，及不超过1％的流；NNTP占字节总数的2％，包总数和流总数中占有不到1％；Telnet占字节总数的1%，包总数和流总数中占有不到1％。数据网组网规律网络分层，业务高度集中的节点作为骨干层，依次类推；较低层的节点可分成若干组，每组只对应于一个或两个较高层节点，从而在较低层上组成若干个独立的子网；吸引系数法为计算数据网流量流向的较好的方法。Internet兰州重庆贵阳长沙杭州南昌天津南京昆明海口福州合肥济南南宁呼和浩特西宁哈尔滨石家庄太原长春郑州银川拉萨乌鲁木齐CMNETIP网络一期工程备用方案网络结构图155Mb/sn2Mb/s1Gb/s北京沈阳上海广州西安成都武汉NAPInternetInternet典型因特网的组成典型的Internet往往由服务器、FTP服务器、邮件服务器、Gopher服务器等应用服务器，和域名服务器、路由器、网关、集线器、拨号服务器等通信服务器以及用于连接它们的局域网交换与传输介质和广域网信道组成。应用服务器往往通过局域网协议互联，而广域连接时则必须使用路由器以完成寻径和路由，高档路由器能提供以太网端口和多个广域网端口以用于网间互联。计算机ModemPSTN拨号服务器局域网交换机路由器路由器域名系统认证服务器电话网关/关守支持系统（网管、认证、客服、计费及结算）电话电话网终端设备MCU电话网电话IP网的设备与技术IP网节点设备IP网传输技术IP网接入技术IP网软件系统IP网络节点设备I路由器路由器主要用于连接局域网和广域网，它工作在OSI模型的网络层，因此它访问的是对方的网络地址，可以在网络层上进行交换和路由数据帧。路由器的主要功能有：进行路径控制和管理；进行流量控制和分组分段；在网络分支之间提供一层安全屏障；防止网络风暴。IP网络节点设备I路由器在下列情况时，可以考虑使用路由器：多种类型的网络之间进行互连；网络比较大，子网数量较多；网络系统没有网络层；需要均衡负载；对网络分支之间的数据传递有安全性和路径控制要求。IP网节点设备II交换机交换机是数据链路层设备，通过硬件实现链路层的数据交换，从而将多个物理网络LAN网连接起来，交换机类型主要有ATM交换机、以太网交换机、广域网交换机（如X.25交换机）。IP网节点设备III接入服务器：远程访问接入设备，位于PSTN与IP网之间，将拨号用户接入IP网。各种应用服务器：包括域名服务器、认证与计费服务器，以及、FTP等应用服务器。各种网关：使不同环境和不同体系结构的网络通信成为可能，网关的两端在体系结构、协议、网络操作系统和计算机数据结构等方面可以是不同的。IP的传输技术IIPoverATMIPoverATM技术是将IP数据包在ATM层全部封装为ATM信元，以ATM信元形式在信道中传输。由于ATM技术能提供QoS保证，因此可利用此特点提高IP业务的服务质量，ATM具有良好的流量控制均衡能力以及故障恢复能力，网络可靠性高，适用于多业务，具有良好的网络可扩展性。ATM技术复杂，管理复杂，IP数据包分割