第二章 通信网体系结构

高层-U U 第3层（IP） 低层/子层-M
M
低层/子层-C
低层/子层-U
图2.15 IP网络U、C和M之间关系图
10Leabharlann 现代通信网技术§ 2.4 IP宽带网的体系结构
2. IP网络的分层协议模型 IP网络的协议分层模型如图2.17所 示，这里IP协议是加于各种电信协 议之上的，其中IP协议与下层实际 的电信协议之间的区域表示适配功 能、Qos映射以及所需的汇聚/适配 协议。该模型描述了IP层及其以下 各层之间的叠加关系，IP业务可以 通过帧中继叠加SDH网进行传输也 可以通过ATM的叠加SDH进行传送， 也可以在经过PPP协议处理以后通 过SDH进行传送，物理层则通过 光传送网或无线、卫星、有线 电视传送网对信号进行传送。
层的硬件交换技术结合在一起，并且使用一个定长的标记作为分 组在网络中传输，它是所需一切处理的唯一的标志。这种技术兼具 了IP的灵活性、可扩展性和ATM等硬件交换技术的高速性能、QoS (服务质量)性能、流量控制性能。这就是新一代IP骨干网络技术— —MPLS(Multiprotocal Label Switching)多协议标记交换技术， 使用这种技术，将不仅能够解决当前网络中存在的大量问题(如N平 方、带宽瓶颈、QoS保证、组播以及VPN支持等问题，而且能够实现 许多崭新的功能(如含量工程、显式路由等)，是一种理想的IP骨干 网技术。
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IP （ 现在与未来 ）
帧中继
需要时附 加的 IP 适 配功能 ATM （含ALL ）
SDH/ PDH
光传输网 （OTN ） 或其他物理层技术
图2.17 IP网络的协议分层模式示意图
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§ 2.4 IP宽带网的体系结构
2.4.3 IP网和电信网融合的体系结构 IP网和电信网的融合，可以采用两种结构，即叠加体系结构和并行 结构。采用叠加体系结构时，IP叠加在任何下层电信协议之上，如 X.25、帧中继、ATM、ISDN等。IP网络中的不同部分，即不同路由器 之间，可以使用不用的电信协议。 采用并行体系结构时，IP网络与电信网络通过它们内在的应用以 互补和协同工作的方式来提供服务，例如：IP数据业务可以与话音和 /或传真等电信业务并存。基于电信业务的建立是通过一个IP网上的 服务器来触发和控制的，因此，实际的业务被认为存在具有协调
IP宽带网的体系结构 主要包括三个方面： 用户模型、系统模型 和技术模型，这三个 模型之间的关系如图2. 11所示。
技术支持 能力要求 标准要求
系统模型 功能与结构
技术要求
技术模型 技术规范
规范支持
图2.11 IP宽带综合网的体系结构框图
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§ 2.4 IP宽带网的体系结构
下面对这三个模型分别加以讨论。
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§ 2.4 IP宽带网的体系结构
1. 参考模型中的U，C和M平面之 间的关系、IP网络U、C和M平面的 关系如图2.15所示。 由于IP网络运行在电信基础设施 支持下的IP层协议及相关的协 议(如ICMP)上，IP协议层并没有 特定的用户平面、控制平面和管 理平面。
高层-M
高层-C C
尽力而为 CLS QO S 综合服务 GS EF-PHB 数 据
语 音
差别服务
媒体 AF-PHB
GLS ： 负荷可控业务 GS ： 保证业务
PHB ： 每跳行为 EF ： 快跳前转
AF ： 可确定前转
图2.12 应用模型
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§ 2.4 IP宽带网的体系结构
2. 系统模型 IP网络的系统模型反映了IP网络的网络能力和功能组成，表示IP网 络支持各类应用所需的系统功能要素，互连实体及相互关系，规定了 系统及组成部分的性能参数。 IP网络体系结构的系统模型可以划分为水平方向的实体平面和垂直 方向的逻辑平面， IP网络体系的系统模型从实体平面又进一步可分为核心网(骨干网)、 接入网和用户网。 从逻辑平面可以分为低层能力、IP层能力和高层能力。
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END
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IP网络的高层能力 号码簿、数据库、 智能代理等
IP网络的低层能力（LLC） IP网络层的LLC 路由器间控制能力 IP能力 TE CN 终端设备 或业务 提供者
LFC
宽带能力
基于64kbit/s的ISDN 能力 交换机间的信令能力
LFC
用户-网络信令
电信网的LLC
LFC：本地功能能力
LLC：低层能力
或综合控制机制的并行领域中。
2.4.4 IP宽带网络的新发展 传统的IP网络传输技术，是在传统的电信传输技术之上发展(如IP ov er ATM.IP over SHD等)，IP和传统网络之间采用叠加或并行结构， 而新一代IP网络技术，采用全新的集成模型，将第三层IP技术与第二
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§ 2.4 IP宽带网的体系结构
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§ 2.4 IP宽带网的体系结构

由于DWDM光纤通信技术、千兆比高速路由器和ATM交换技术的发展， 使得以IP为基础的计算机网络和以电路交换为基础的电信网络之间业 务相互渗透、相互融合, IP计算机网正在演变成为IP宽带综合网络。
2.4.1 IP宽带网体系结构 的一般框架
业务支持 用户模型 用户需求
RP 用户网 接入网 RP 骨干网
Z
IP功能 尽力而为
Z
IAPF LAN ANTF IPAF：因特网接入功能 ANTF：接入网传送功能 RP：参考点
综合服务 区分服务
窄带能力 宽带能力
图2.13 IP网络实体平面参考框架示意图
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§ 2.4 IP宽带网的体系结构
(2) 逻辑平面 IP网络体系的系统模型从 逻辑平面可以划分为低 层能力和高层能力，如 图2.14所示。低层能力 又可分为IP网络低层能 力和电信网的低层能力， IP低层能力包括IP地址 的分配和处理及IP网络 中的路由选择能力。电 信能力的低层能力包括 窄带ISDN能力，通过AT M.SDH的宽带传输能力 和公共信道信令传送能 力。
CN：用户网
TE：终端设备
图2.14 IP网络基本配置模型的逻辑平面示意图
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§ 2.4 IP宽带网的体系结构
3. 技术模型 IP网络的技术模型是由一系列技术标准和建议构成，技术模型包括用 于规范业务、接口、设备以及相互间关系的参考标准和建议，表述IP 网络中各单元的配置，相互关系和相互作用。 2.4.2 IP网络的基本参考模型 IP网络协议分为高层和底层。底层指电信基础设施提供的传送能力和 IP层提供的交换和路由选择能力。高层则为用户提供多种服务。每一 层协议层都具有自己的用户(U)面、控制(C)面和管理(M)面。 IP层之间需要映射，同等层之间也需要映射，因此需要明确IP网络和 电信网的U、C、M平面之间的关系，以便充分地确定IP网络和电信网融 合后的用户平面、控制平面和管理平面。
第二章
通信网的体系结构
§2.2 OSI参考模型
.
计 算 机 A 计 算 机 B
应用程序
通信子网
应用程序
7 6 5 4 3 2 1
应用层 表示层 会话层 运输层 网络层 链路层 物理层 节点 网络层 链路层 物理层
应用层 表示层 会话层 运输层 网络层 链路层 物理层
7 6 5 4 3 2 1
图2.1 OSI参考模型
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§ 2.4 IP宽带网的体系结构
(1) 实体平面 IP网络的实体平面的 参考框架如图2.13所示， 实体平面划分为核心网、 接入网和用户网。 核心网可进一步划 分为IP层网络功能和电 信网功能，IP能力提供 综合服务和区分服务， 窄带能力包括了3.1kHz 音频信道、电路和分组 模式承载业务，宽带能 力包括异步转移模式， 同步数字系列(SDH)和 光数字系列(PhDH)传送 能力。
模型，它们之间的对
应关系如图2.10所示。
• 图2.10 TCP/IP模型及与OSI模型的对应关系
• 由图可见OSI模型是一个七层结构，而TCP/IP模型是一个五层结构，其
中TCP/IP的应用层与OSI的应用层相对应，在TCP/IP模型中没有表示层与 会话层，这两层的功能包含在应用层中。TCP/IP层对应于OSI中的传送层， IP层对应于OSI中的网络层，TCP/IP中的网络接入层不能和OSI中的数据 链路层相对应，是指IP网络的接入层，具有独立的通信功能，可以是以 太网、SDH网、ATM网络等。
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§2.3 TCP/IP 协议模型
OSI 参考模型 TCP/IP 参考模型
TCP/IP协议模型和OSI
参考模型是目前得到 广泛应用的两种协议
7 应用层 6 表示层 5 会话层 4 运输层 3 网络层 2 数据链路层 1 物理层 网络接口层 运输层（ TCP或 UDP） 网络层 IP 应用层（各种 应用层协议如Telnet、 FTP、SMTP等）
1. 应用模型 IP网络结构的应用模 型反映了用户与其提 供服务的IP网络之间 的关系。如图2.12所 示。 应用模型定义IP网络 能够支持的各种业务 以及向用户提供的各 种业务的属性。例如 各类应用业务特点、 服务质量和业务类型 的要求。
业务类型
会话型
检索型
消息型
分配型 （用户 参与 控制）
分配型 （用户 不参与 控制） 视 频