第一章 网络系统结构与设计的基本原则
一、考点分析
本章中涉及的考点一般以选择题的形式出现，一般为4个左右。
- 考点1：宽带城域网的结构（层次结构的三层功能）
- 考点2：管理运营宽带城域网的关键技术
- 考点3：弹性分组环RPR技术
- 考点4：宽带接入技术（xDSL、HFC、光纤接入技术、无线接入技术）
二、计算机网络的分类及特点
1、局域网（Local Area Network，LAN）
①局域网覆盖有限的地理范围，适用于机关、校园等有限范围内的计算机、终端与各类信息处理设备连网的需求。
②局域网提供高数据传输效率，低误码率的高质量数据传输环境。
③局域网一般属于一个单位所有，易于建立、维护与拓展。
2、城域网（Metropolitan Area Network，MAN）
① 城市区域网络简称城域网。是介于广域网与局域网之间的一种高速网络。设计目标是满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网的互连需求，以实现大量用户之间的数据、语音与视频等多种信息的传输。
②城域网发展的主要业务
大规模Internet接入的需求与交互式应用
远程办公、视频会议、网上教育等新的办公与生活方式
数字电视、视频点播以及由此引起的新的服务
家庭网络的应用
3、广域网（Wide Area Network，WAN）
①又称远程网，所覆盖的地理范围从几十公里到几千公里。广域网可以覆盖几个国家或地区，甚至横跨几个洲， 形成国际性的远程计算机网络。广域网的通信子网可以利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网，将分布在不同地区的计算机系统互连起来，以达到资源共享的目的。
②早期的广域网在逻辑功能上分为两部分：资源子网和通信子网。
三、宽带城域网的逻辑结构
设计一个宽带城域网将涉及“三个平台和一个出口”，即网络平台、业务平台、管理平台与城市带宽出口等问题。
四、网络平台的层次结构
核心层 汇聚层 接入层
上层负责下层数据汇聚；核心提供出口与QoS、汇聚本地路由、接入服务用户。
五、核心交换层的主要功能
①核心交换层将多个汇聚层连接起来，为汇聚层的网络提供高速分组转发，为整个城市提供一个高速、安全与具有QoS保障能力的数据传输环境。
②核心交换层实现与主干网络的互联，提供城市的宽带IP出口。
③核心交换层提供宽带城域网的用户访问Internet所需要的路由访问。
六、汇聚层的主要功能
①汇聚接入层的用户流量，进行数据分组传输的汇聚、转发和交换。
②根据接入层的用户流量，进行本地路由、过滤、流量均衡、QoS优先级管理，以及安全控制、IP地址转换、流量整型等处理。
③根据处理结果把用户流量转发到核心交换层或本地进行路由处理。
七、接入层的基本功能
接入层解决的是“最后一公里”问题。它是通过各种接入技术，连接最终用户，为它所覆盖范围内
八、管理和运营宽带城域网的关键技术
1、目前宽带城域网保证服务质量QoS要求的技术主要有：
资源预留（RSVP）
区分服务（DiffServ）
多协议标记交换（MPLS）
2、宽带城域网带内网络管理是指利用数据通信网（DCN）或公共交换电话网（PSTN）拨号。对网络设备进行数据配置。带外网络管理是指利用网络管理协议（SNMP）建立网络管理。
3、用于宽带城域网的光以太网可以有多种实现形式，其中最主要的有两种：
基于10GE的技术和弹性分组环技术。
4、经过估算，组建一个同样规模的宽带城域网，光以太网的造价是SONET的1/5，
是ATM的1/10。
九、基于弹性分组环RPR技术的城域网（重点）
1、弹性分组环是一种直接在光纤上传输的高效传输IP分组的传输技术，它的工作
基础是Cisco公司提出的动态分组传输（DPT）技术。
2、弹性分组环RPR采用双环结构，两个RPR结点之间的裸光纤的最大长度可以达到
100公里。
3、RPR将沿顺时针传输的光纤叫做外环，将沿逆时针传输的光纤叫做内环。弹性分组环RPR的内环和外环都可以用统计复用的方法传输IP分组， 同时可以实现“自愈环”的功能。RPR的内环和外环都可以传输数据分组和控制分组。每一个结点都可以使用两个方向的光纤与相邻结点通信。这样做的目的除了高效地利用光纤带宽之外，还有一个目的是加速控制分组传输，提高环的可靠性，实现“环自愈”功能，保证城域网的系统可靠性与服务质量。
4、RPR技术的特点
① 传统的FDDI环网中，源节点向目的节点成功地发送一个数据帧之后，这个数据帧要由源节点从环中收回；RPR环限制数据帧只在源节点与目的节点之间的光纤段上传输，当源节点成功地发送一个数据帧之后，这个数据帧由目的节点从环中收回。提高了环带宽地利用率。
②公平性好。RPR环中每个结点都执行SRP公平算法。
③快速保护和恢复能力强。RPR采用自愈环的设计思想，能够在50ms的时间内，隔离出现故障的结点和光纤段。
④保证服务质量。
5、“三网融合”
计算机网络 电信通信网 电视通信网
6、“四网融合”
物联网 计算机网络 电信通信网 电视通信网
十、宽带接入技术的主要类型
数字用户线xDSL
光纤同轴电缆混合网HFC技术
光纤接入技术
无线接入技术
局域网接入技术
十一、数字用户线xDSL接入技术
1、数字用户线xDSL又叫做数字用户环路。xDSL技术按上行（用户到交换局）和下行（交换局到用户）的速率是否相同分为速率对称型和速率非对称型两种。
2、xDSL可以分为
非对称数字用户线（ADSL）
高比特率数字用户线（HDSL） 速率对称
速率自适应数字用户线（RADSL）
甚高比特率数字用户线（VDSL）
3、ADSL主要特点
①允许用户保留它们已经申请的模拟电话业务
②上行速率在64kbps~640kbps
下行速率在500kbps~7Mbps
十二、光纤同轴电缆混合网HFC
1、20世纪60年代和70年代的有线电视网络CATV技术提供的是单向的广播业务。HFC是新一代有线电视网络，是一个双向传输系统。
2、光纤结点通过同轴电缆下引线可以为500~2000个用户服务。HFC改善了信号质量， 提高了可靠性。线路可以使用的带宽甚至高达1GHz。
3、电缆调制解调器Cable Modem的分类
HFC通过Cable Modem把用户计算机与有线电视同轴电缆连接起来。采用频分复用的方法。上行信道带宽一般在200kbps~10Mbps.传输方式分为对称式与非对称式。
十三、光纤接入技术
1、OC-3 155.520Mbps的对称业务
2、上行OC-3 155.520Mbps 下行OC-12 622.080Mbps的不对称业务
十四、宽带无线接入技术
1、无线接入技术主要有：
802.11标准的无线局域网（WLAN）
802.16标准的无线城域网（WMAN）
正在发展的Adhoc接入技术
2、在无线宽带接入网的结构中，远距离采用802.16标准的WiMAX技术，可以在50m范围内提供70Mbps的传输效率；近距离采用802.11标准的WLAN。
3、802.16
①IEEE 802.16标准体系的主要目标是制定工作在2~66MHz频段的无线接入系统的物理层与介质访问控制
MAC子层规范。为保证无线网络对接入用户的服务质量，需要更多的带宽，因此使用无线频段为10~66GHz.
②802.16d主要针对固定的无线网络部署
802.16e主要针对火车汽车等移动物体的无线通信标准问题
③与IEEE 802.16标准工作组对应的论坛组织为WiMAX。
④最高传输速率为134Mbps.
4、802.11
①802.11定义了使用红外、调频扩频与直接序列扩频技术，数据传输速率为1Mbps或2Mbps的无线局域网标准。
②802.11b定义了使用直序扩频技术，传输速率为1Mbps、2Mbps、5.5Mbps与11Mbps的无线局域网标准。
③802.11a将传输速率提高到54Mbps.