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网络工程专业方向介绍 余顺争 2007年12月7日 内容 网络发展历史 现有网络类型 网络的主要技术问题 网络涉及到的学科领域 专业定位 网络发展历史 通信技术发展历史 原始通信方式 千百年来，鼓声、烽火 上帝创造了何等的奇迹！－电报 1837年，莫尔斯电报 “沃森特先生，快来帮我啊”—电话 1876年，贝尔电话 “要是我能指挥电磁波，就可飞越整个世界”—无线电报 1896年，波波夫、马可尼 数字通信 1937年，里夫斯脉冲编码调制 网络概念 链路连接的多个节点 网络发展历史 网络发展历史 纵横制接线器 1919年，瑞典大型纵横制电话局 程控交换机 1965年，美国 计算机通信 1969年，ARPA网，联机终端网 移动通信网 1979年，蜂窝模拟移动通信系统 局域网络 1982年，以太网 互联网 1991年，商业用户首次超过学术界用户 ARPAnet?NSFnet?Internet 下一代网络： 1997年开始研究 下一代互联网 下一代电信网 下一代移动网 网络发展的动力 三个因素推动网络的发展: 流量增长 新业务发展 技术进步 例如： 竞争和技术进步 ? 费用下降 ? 流量增长和新业务发展（年增长60–80%） ? 新网络需求 ? 新网络结构和新技术（每10年更新一代） 内容 网络发展历史 现有网络类型 网络的主要技术问题 网络涉及到的学科领域 专业定位 现有网络类型 按业务类型划分 语音通信网络 模拟通信 数字通信网络 无线通信 数据通信网络 计算机网络/局域网 帧中继网 Internet 视频通信网络 有线电视网络 综合业务网络 窄带综合业务数字网络ISDN 宽带综合业务数字网络ATM 电话网 三级结构，全连接核心网 ATT: 135个五百万门核心交换机 本地交换局可同时连到多个核心交换机 Internet结构 Internet结构 Internet结构 电视网络 现有网络类型 按覆盖范围划分 广域网 （几百～几千公里） 城域网 （50公里左右） 局域网 （几十米～几公里） 个人网 （十几米以内） 现有网络类型 按传输媒介划分 有线网 光纤网 电视电缆网 电话线/双绞线网 电线网 无线网 卫星通信网 移动通信网 Ad hoc网 无线传感网 光纤 ADSL 典型带宽 1.5 -2.0 Mbps 电视电缆 共享本地回路，但高速率 无线蜂窝 移动Ad hoc网络 不需要主架构网络支持 易于构建 在没有网络的地方（荒野、灾区、战区）非常有用 可能需要通过多个链路到达目的地 移动Ad hoc网络 移动会导致路由改变 无线传感网 无人监测：环境、生态、工程结构、战区 现有网络类型 按交换技术划分 电路交换网 分组交换网 虚电路交换网 ATM、MPLS 电路交换 时间被分成帧，帧被分成时隙 时隙位置决定了数据所属的会话 电路交换网络/电话网络 分组交换 整个数据包被存储然后转发到下一个节点 分组交换 虚电路交换 电路交换与分组交换的结合 用数据包的方式发送 同一个流的数据包沿着事先建立的路径(虚电路)传输 保证数据包传输的顺序 但: 来自不同虚电路的数据包可能交织在一起 由数据包头部的标识区分不同的流 虚电路交换 虚电路交换 全光交换 光纤网络 现有网络类型 按拓扑结构划分 总线网 环形网 全连接网 网状网 星形/分层结构网 现有网络类型 按覆盖网类型划分 传输隧道/二层虚拟专用网 三层虚拟专用网 内容投递网 P2P网络 隧道－Tunneling 隧道－Tunneling 虚拟专用网－VPN 内容投递网－CDN 内容投递网－CDN P2P网络 开创性应用: Naptser Internet上免费音乐 关键思想：个人用户共享内容、存储、带宽 P2P网络 分布式散列表(DHTs) put(key,item), get(key) 内容 网络发展历史 现有网络类型 网络的主要技术问题 网络涉及到的学科领域 专业定位 网络的主要技术问题 点到点通信 多路复用 多路访问 交换 路由 组播 端到端传输 点到点通信与多路访问 点到点通信 多路复用 多路访问 交换/路由 路由 组播－Multicast 组播－Multicast 组播－Multicast 组播－Multicast 组播－Multicast 组播－Multicast 端到端传输 在主机－主机连接基础上的应用－应用连接 网络的主要技术问题 间接 虚拟 移动 安全 质量 可信 间接 中间box 虚拟－VLAN 虚拟－VPN 移动－Mobile IP 移动－Mobile IP 移动－Mobile IP 业务质量保证 资源预约 呼叫建立, 信令 (RSVP) 流和业务质量申报 接入控制 业务质量 业务质量－QoS 业务质量－QoS 令牌