2022年2022年宽带通信网络课程思考题全解 .pdf

宽带通信网络课程思考题第一章：宽带通信网概述1、如何理解点到点通信和端到端通信？点到点是数据链路层的说法，因为数据链路层只负责直接相连的两个结点之间的通信，一个结点的数据链路层接受网络层数据并封装之后，就把数据帧从链路上发送到与其相邻的下一个结点。端到端是传输层的说法，因为无论TCP还是 UDP协议，都要负责把上层交付的数据从发送端传输到接收端，不论其中间跨越多少结点。只不过TCP比较可靠而 UDP不可靠而已。所以称之为端到端，也就是从发送端到接收端。在一个网络系统的不同分层中，可能用到端到端传输，也可能用到点到点传输。如互联网中，网络互联层及以下各层采用点到点传输，传输层及以上采用端到端传输。2、实现网络通信需要解决什么关键问题？通信过程控制+信息的传输和交换控制：由信令指定信息的传输路径；交换：实现传输链路的有效链接3、通信网络的基本结构和接口如何？(1)通信网络的基本结构从网络整体上看，网络可分成核心网（Core Network，CN）和接入网（Access Network，AN）两大部分。核心网（CN）是传输和交换的骨干网络，采用大容量光纤和高速交换机或路由器把分散在各处的接入网汇聚连接起来。核心网CN 可以采用的技术包括：SDH、DWDM、ATM 等接入网（AN）主要将用户端设备接入到网络中。AN 可以采用多种技术，如：以太网、各种无源光纤网络（xPON）、混合光纤同轴（HFC）、各种数字用户环路（xDSL）以及各种无线接入技术等。(2)通信网络的接口用户网络接口（User Network Interface，UNI）用户网络接口是用户和网络之间的接口，在接入网中则是用户和接入网的接口。由于使用业务种类不同，用户有可能有各种各样的终端设备，因此会有各种各样的用户网络接口。在引入接入网之前，用户网络接口是由各业务节点提供的；引入接入网之后，这些接口被转移给接入网，由接入网向用户提供这些接口。业务节点接口（Service Node Interface，SNI）业务节点接口是指网络和业务节点(SN)之间的接口。网络节点接口（Network Node Interface，NNI 网络节点接口在概念上是网络节点间的接口，从具体实现上看就是传输设备和网络节点之间的接口。4、广域网、城域网和接入网都有哪些技术方案？广域网技术方案：DWDM传送网、SDH 传送网架构城域网技术方案：多业务传输平台（MSTP）、城域以太网（MEN）、内嵌RPR的MSTP 城域网（RPR-MSTP）、IP over DWDM/CWDM、IP over ATM、IP over SDH 宽带接入网技术方案：xDSL、Ethernet、PON、HFC、WiMAX、WiFi、2G/3G 5、业务种类以及各种业务对网络的要求如何？1）实时业务，例如：语音电话、视频电话、直播电视、视频点播（VOD）等。对时延的要名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 10 页 -求较高2）非实时业务，例如：FTP、E-MAIL、Web 浏览、信息查询等。对时延的要求不高6、同步业务与异步业务有什么区别？VBR 与 CBR 有什么区别？1）异步业务从传输的角度看，收发设备之间无固定的定时关系，无需分配恒定的和连续的带宽；从时间上来看，允许以一种可变的方式进行业务排队，不需要发送端和接收端之间具有固定的计时关系；从业务的特点看，业务具有非实时性和突发性。典型应用有交互式终端到终端对话、询问-响应操作、客户机-服务器系统以及批量数据传输操作。例如：Web、FTP、E-mail 业务等2）同步业务从传输的角度看，收发设备之间必须保持严格的定时关系，以及分配恒定的和连续的带宽；从时间上来看，要求发送端和接收端之间具有可预测的固定的传输延迟，以保证传输带宽并在收发之间建立恒定的连续的计时关系；从业务的特点看，业务具有实时性和连续性。典型应用是实时语音和视频传输。例如：电话、广播电视等。可变比特率（Variable Bit Rate，VBR）是指收发设备之间传输没有固定的比特率，收发连接的比特率是动态变化的。VBR 业务不能提供连续的带宽，QoS 没有保证，主要应用于对时延变化不敏感的突发数据业务，适合于异步业务的应用，如：Web、FTP 等。也可以用同步业务，但要采用相应的QoS管理措施以及技术手段，如：IP 电话、IPTV 恒定比特率（Constants Bit Rate，CBR）是指收发设备之间以固定的比特率传输，在连接的生命期中连接带宽是静态的。一旦连接建立以后，CBR业务能提供连续的带宽，服务质量（业务能提供连续的带宽，服务质量（Quality of Service，QoS）有可靠保证，可支持对时延变化要求较高的实时业务，特别适合于同步业务的应用，例如：数字电话、数字电视等。7、如何理解QoS？网络的业务能力取决于哪些因素？服务质量（Quality of Service，QoS）指发送和接收信息的用户之间，以及用户与传输信息的集成服务网络之间关于信息传输的质量约定。服务质量包括用户要求（user requirement）和网络服务提供者的行为（activity）两个方面QoS 是分布多媒体应用及其传输系统为了达到应用要求的能力所需要的一组定量的和定性的质量特性。对于多媒体来说，应用要求的能力包括媒体表现和用户的满意性，这是过去的 QoS 不考虑的，因为多媒体的视听感知直接作用与人。用一组参数定量地表示QoS，典型地有带宽、延迟、延迟抖动和可靠性等。8、现有通信网络存在什么问题？有什么解决方案？网络结构：多种技术和体制叠加的网络形式，互不兼容；业务形式：多种业务以分散方式提供，无法实现统一的多业务综合提供形式；管理维护：网络维护成本高，管理复杂，操作不便；核心协议：非全 IP 核心网络，不利于IP 业务的提供和发展；交换方式：以“硬”交换方式为核心，不利于IP架构的网络结构。解决方案：多业务 IP 宽带承载网+泛在接入统一实现：网络综合化、业务融合化、接入多样化名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页，共 10 页 -9、多业务对网络性能的要求如何？如何解决？VoIP 业务：VoIP 要求严格的网络服务质量，也就是对网络的时延、抖动、丢包率都有严格的要求。现在的语音网关都有抖动缓存，所以网络的时延和丢包率就成为运营商关注的焦点。大量的VoIP 用户，特别是IP 市话需要大量的IP 地址，对IPv6提出了要求。视频业务：视频业务除了有QoS 的要求之外，还对带宽提出了要求。例如的要求之外，还对带宽提出了要求。例如VCD 质量的视频业务要求1Mbps 的带宽，DVD 质量的视频业务需要 4Mbps 的带宽，大规模视频业务对网络带宽的可扩展性提出了要求。Mobile IP：3G 和 Wireless LAN 业务是新兴的移动数据业务，移动 IP 用户需要大量的IP 地址，对 IPv6提出了要求。宽带增值业务（带宽批发、VPN 等）：宽带增值业务需要带宽控制，计费，MPLS VPN的支持，需要宽带接入服务器提供MPLS VPN 的功能。网络的多业务承载问题，需要采取如下技术措施：支持 QoS保证支持 IPv6 高带宽和可扩展性宽带接入用户控制业务提供10、SDN 的基本思想是什么？其网络架构及主要特点是什么？软件定义网络（Software Defined Network,SDN）是一种新型控制与转发分离并直接可编程的网络创新架构，传统网络设备紧耦合的网络架构分拆成应用、控制、转发三层分离的架构，控制功能被转移到服务器，上层应用和底层转发功能被抽象成多个逻辑实体。SDN是网络虚拟化的一种实现方式，其核心技术OpenFlow 通过将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制，使网络作为管道变得更加智能。特点：1、控制转发分离；2、控制平面集中化；3、转发平面通用化；4、控制器软件可编程。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 10 页 -11、传统电信网络面临的主要问题是什么？传统 IP网络与业务无关的特征：IP的特质造就了IP的迅猛发展，但也造成了现有网络与业务的割裂，不能再满足新兴业务对网络的要求；传统 IP网络与业务割裂所带来的问题：网络无法响应业务的快速变化；缺失的业务体验保证；低效的业务部署；12、通信网的发展和演进趋势如何？通信网的发展趋势是宽带化、智能化、个人化和综合化，能够支持各类窄带和宽带、实时非实时、恒定速率和可变速率，尤其是多媒体业务。目前规模最大的三大网是电信网、有线电视网（CATV）、计算机网，它们都各有自己的优点和不足。目前靠单一网络的发展，难以实现通信网的发展要求，因此提出“三网融合”的概念。三网融合”不是指三网在物理上的兼并合一，而是指高层业务应用的融合，即技术上互相渗透，网络层上实现互通，应用层上使用相同的协议，但运行和管理是分开的。三网将在GII（全球信息基础结构）概念下，共同存在，向互通融合的趋势发展。下一代承载网成为电信业的战略控制点，是电信产业融合发展的基础。第二章：多业务宽带IP 网络架构及解决方案1.为什么传统 IP宽带网络不能对电信业务有很好的支持？答：业务决定网络，电信业务需要电信网络理念，Internet 业务需要因特网理念。因特网的理念是服务质量下降好于拒绝服务，而电信网理念是拒绝服务好于通名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 10 页 -信质量下降。过去，人们试图使用电信网理念来支撑Internet 业务，现在，又有很多人试图使用因特网理念来支撑电信业务，实践证明均不可行。当前IP网络仅适应 Internet 业务需求，二者的网络理念不同，所以传统的IP 宽带网络不能对电信业务有很好的支持。2.传统 IP 宽带网络“电信化”的意义是什么？答：以 IP技术为核心，是下一代支持数据、语音和视频的融合网络；对会话型、消息型和组播业务均有良好支持，具备业务感知和业务控制能力，基于业务调配网络资源承载；电信级的高可靠性，能有效的故障保护机制，保证各业务安全；网络可运营、可管理，形成规划、部署和监控的良性循环。IP技术逐渐延伸到网络的各个层面，网络结构趋于扁平化。从近几年的发展情况看，IP技术已经逐步应用到网络的各个层面，对网络发展的影响是前所未有的。3.实现传统 IP 宽带网络对多业务的支持需要解决什么问题？答：IP 互联网时代，主要关注网络带宽；IP网络多业务承载后，多业务对统一IP/MPLS承载网的带宽、可靠性、QoS、安全性、MPLS/IPv6 等业务能力和可管理性提出了严格的要求。IP互联网时代，网络承载的业务类型单一；IP 网络多业务承载后，如何将各类业务的设备部件与IP承载网无缝融合，是运营商面临的巨大挑战。4、多业务 IP宽带网络的基本架构和特征架构：多业务宽带IP承载网+泛在接入网络多业务宽带 IP承载网：采用高速光纤网络为物理层，全 IP协议体系，采用软交换技术，完善的 QoS管理，支持多业务承载。泛在接入方式：支持现有和未来的各种接入方式，灵活适应接入业务和技术的要求。多业务 IP宽带网的主要特征：网络综合化；业务融合化；接入多样化；协议全IP化；结构扁平化；交换“软”化。5、多业务 IP承载网的结构特点及设计原则结构特点：多业务 IP宽带承载网xPONxDSLLTEWiFi3GWiMAX2G/GPRSLMDSDB/DV名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页，共 10 页 -支持下一代基于 IP技术的多业务承载；采用开放式网络构架，多样化的业务网络统一接入到IP/MPLS 核心网络，支持3G、IPTV和 NGN等多业务承载；面向 IMS 的统一网络资源管理构架，满足多业务的 QoS、可靠性和安全保证技术，具有高质量承载能力；扁平化的网络结构，设备数量少，网络效率高，能够有效降低Capex和 Opex。多业务承载网的设计原则：扁平化原则：整网采用单一自治域扁平化的网络总体架构，形成总体“核心+接入”两层扁平化架构；安全性原则：各环节均采用高可靠性冗余组网，避免网络存在单点故障；业务承载原则：采用相互独立的 2 层、3 层 MPLSVPN 承载不同的业务流量；QoS 保证原则：应针对不同网络、用户及不同类型的应用提供多层次的服务质量保证。6、华为 i-ConPath多业务 IP 承载网解决方案的整体建构华为 i-ConPath能够解决统一的多业务IP/MPLS承载网的带宽、可靠性、QoS、安全性、多业务能力和可管理性等问题，提供足够的带宽容量，全面的MPLS、组播、IPv6等功能，实现 NGN、IPTV、3G、VPN等业务在内的统一承载。i-ConPath多业务承载解决方案7、多业务IP 承载网建设的基本思路是什么？兼顾成本、效率和业务接入方式，依托技术进步，边发展，边建设！新建电信业务骨干网与Internet 骨干网物理隔离；改造多业务IP 城域网与电信业务骨干网逻辑隔离8、多业务IP 承载网的骨干网结构设计应如何考虑？电信业务骨干网定位：电信业务IP骨干网和多业务IP 城域网以创建该运营商的品牌形象，形成可赢利的运营模式，提升企业竞争力和赢利能力为主要目的；电信业务IP 骨干网覆盖到本地网，与城域网对接。网络结构设计：骨干网扁平化设计，原则上分为核心层，汇聚层和接入层，在一个域内；接入到骨干网的大客户专线业务通过专用PE接入，提高网络的安全能力。骨干网关键核心技术：通过先进的网络架构设计，根据话务模型进行带宽预留策略，通过 CAC防止流量过载；根据网络规模在PE之间或者 P设备之间建立MPLS TE隧道保证服务质量，各类电信业务通过隧道隔离，各自获得相应的服务质量，不同业务获取不同的服务保证，业务粒度更细，带宽利用率更有效。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页，共 10 页 -9、多业务IP 承载网的城域网结构设计应如何考虑？多业务 IP城域网定位：多业务 IP城域网是长途网/骨干网在本地网的延伸，直接接入客户、提供业务；多业务IP 城域网定位于提供综合业务的接入与承载，并负责将向Internet骨干网和电信业务骨干网传送业务综合业务承载网；在高速发展的IP 业务领域（Internet、IP 专线、IPTV和 VoIP等）获得发展，提升网络的价值；在全业务运营时代，多业务 IP城域网作为核心网络平台，提供整合营销。多业务 IP 城域网总体结构：多业务IP 城域网采用层次化架构，分为城域网核心、边缘汇聚端局和用户接入网；用户差异化接入，更安全、QoS能力更高。10、基于ITUT RACS 架构的业务网络结构如何？实现对网络用户、业务、资源的管理，方便网络业务的运营；借鉴传统电信网经验，实现区域网络拓扑、网络CAC控制、网络资源管理；承载和控制分离设计，扩展性好；用户或业务的智能识别，根据用户或业务提供不同的服务质量，精细化QoS 调度和管理。第三章：软交换与下一代网络（NGN）1、软交换与 NGN 引入的背景是什么？（1）新业务层出不穷，数据业务发展迅速。语音业务仍是服务提供商的主要收入来源。（2）新的语音压缩技术已经可将话音信号压缩到很低的速率，并得到了广泛的应用。未来网络的带宽资源将主要用于数据业务，而话音业务则可用VBR方式且需要更少的带宽。（3）传统的基于TDM的 PSTN话音网，对新业务的提供需要较长的周期，不能满足日益激烈的市场竞争需求。（4）网络的IP 化已成为不可回避的问题。技术的可行性与主要问题：通信的高速增长推动着传输和分组交换技术的进步，密集波分复用（DWDM）技术使光纤的通信容量大大增加，也提高了核心路由器的传输能力。这些技术反过来又降低了通信传输和交换的成本。在IP 网络上开展语音业务也同样可以降低名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页，共 10 页 -成本。因此，分组语音业务得到迅猛发展。2、软交换与传统“硬”交换的主要区别是什么？软交换技术是在IP 电话的基础上逐步发展起来的一门新的技术，软交换是下一代网络（NGN）的核心技术。实际上，在传统的PSTN 中。交换由程控交换机中的交换矩阵来完成，采用时分或空分交换技术。因为交换都是由硬件来实现的，因而称为“硬交换”。3、以软交换为核心的下一代网络体系结构如何？与传统电路交换网相比，下一代网络是一个全开放的体系结构，下一代网络体系结构以软交换技术为核心。网络体系由业务层、控制层、传输层、接入层组成。接入层将各种业务量进行集中，并利用公共的传送平台传送到目的地。在NGN 体系结构中，电路交换网（包括有线网和无线网）仅仅被视为接入网。接入层主要包括信令网关、媒体网关、分组接入设备、综合接入设备。传输层即承载网络，主要任务是对各种不同的业务和媒体流提供公共的传送平台。控制层主要提供呼叫控制、连接控制、协议处理、路由、认证和资源管理等能力，并为应用业务层提供访问底层各种网络资源的开放接口。该层主要组成部分是软交换控制器。业务层在呼叫控制的基础上向最终用户提供各种增值业务，同时提供业务和网络的管理功能。主要功能的实体有应用服务器（Application Server）、特征服务器（Feature Server）、策略服务器（Policy Server）、认证、授权和计费（Authentication，Authorization，Accounting，AAA）服务器。4、软交换有哪些实体接口和协议？1）软交换实体与媒体服务器间的接口，协议一般采用媒体网关控制协议（Media Gateway Control Protocol，MGCP）、H.248 协议。2）软交换实体间的接口，可采用SIP-T 或承载无关呼叫控制协议（Bearer Independent Call Control protocol，BICC）。3）软交换实体与应用服务器之间的接口，接口协议是SIP 协议。4）软交换实体与策略服务器之间的接口，使用公共开放策略服务（Common Open Policy Service，COPS）协议。5）软交换实体与信令网关间的接口，此接口一般采用信令控制传输协议（Stream Control Transmission Protocol，SCTP）6）软交换实体与媒体网关间的接口，使用媒体网关控制协议（Media Gateway Control Protocol，MGCP）或 H.248/MEGACO 协议。7）软交换实体与网守之间的接口，该接口可采用H.323 的登记、接纳和状态（RAS）协议。8）软交换实体与SIP 代理间的接口，用于SIP 代理的接入，采用SIP 协议。9）软交换实体与网管服务器之间的接口，用于提供网络管理功能，可使用简单网络管理协议（SNMP）。10）软交换实体与计费中心、数据库、目录服务器间的接口软交换实体与计费中心、数据库、目录服务器之间的接口，该类接口为各种API 协议。11）软交换实体与智能网业务控制点（SCP）间的接口，采用智能网应用协议（INAP）。5、软交换的核心协议有哪些？其主要功能是什么？H.323 协议、H.248 协议、SIP 协议。主要功能：H.323 协议：第 1 版可支持多媒体、电话会议等业务；第 2 版对提供快速呼叫建立方式，名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页，共 10 页 -并对协议进行了简化，以解决效率和扩展性问题，更好地应用于实际网络环境。H.248 协议：与其它网关分离协议相比，H.248/MEGACO具有更开放的机制和对多媒体业务和多方会议更好的支持。其主要作用就是将呼叫逻辑控制从媒体网关分离出来，使媒体网关仅保持媒体格式转换功能，大大地增强了容量和扩展性。SIP 协议：在网络上进行多媒体通信的应用层控制。SIP 是一种应用层控制协议，可用来创建、修改或终止多媒体会话，主要功能有：用户定位（user location）：用户能力（user capabilities）：用户可用性（user availability）：呼叫建立（call setup）：呼叫处理（call handing）：6、SIP 协议的基本思想和主要特点是什么？基本思想：SIP 协议采用基于文本格式的客户机/服务器方式，以文本的形式表示消息的语法、语义和编码，客户机发起请求，服务器进行响应。主要特点：1）协议的可扩展性2）开放的业务生成环境3）对移动性的支持7、SIP 系统的结构如何？各部分功能实体的作用（任务）是什么？SIP（System In a Package 系统级封装）是基于 C/S（客户机/服务器）结构的系统结构。（1）用户代理用户代理部分包含用户代理客户端（User Agent Client，UAC）和用户代理服务器（User Agent Server，UAS）。目前厂商开发的SIP 智能终端或软终端通常同时包括这两种功能。用户代理客户端（UAC）发起呼叫的客户端请求程序（代理主叫）；用户代理服务器（UAS）接收并对呼叫请求做出响应（代理被叫）。（2）网络服务器网络服务器主要为用户代理提供注册、认证、鉴权、路由、计费、呼叫、控制和业务提供等服务，分为代理服务器（Proxy Server）、重定向服务器（Redirect Server）和注册服务器（Register Server）三种。8、如何从业务和网络层面理解下一代网络？1）从业务上看，支持话音、数据、视频和多媒体业务。2）从网络层面上看，在垂直方向它应包括业务层和传送层等不同层面，在水平方向它应覆盖核心网和边缘网。9、下一代网络的基本特征是什么？开放的网络构架体系；功能模块分离成为独立的网络部件，部件间的协议接口基于相应的标准。分层结构的网络；下一代网络采用分层体系架构各层之间通过明确的功能接口进行通信。业务驱动的网络；NGN 采用业务与呼叫控制分离，以及呼叫与承载分离的方式。这两种分离使得业务真正独立于网络。支持设备的综合接入基于统一协议的分组网络10、下一代网络的基本结构如何？下一代的网络功能在纵向分成四层，从下往上为接入层、传输层、控制层和网络业务层。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页，共 10 页 -1）接入层：接入层由各种媒体网关或智能接入终端设备组成，其功能是将用户连接至网络，然后集中用户业务量并将它们传递至目的地，其中包括各种接入手段和接入节点。2）传输层：传输层主要任务是传递业务信息。将用户送上来的信息转换成能够在网络上传递的信息格式，例如将话音信号分割成信元或包。此外，还可以将信息选路至目的地。该层包括各种网关并负责网络边缘和核心网之间媒体流的交换/选路。3）控制层：控制层负责完成各种呼叫控制和相应业务处理信息的传送。控制层决定用户收到的业务，并能控制低层网络元素对业务流的处理。4）业务层：业务层在呼叫建立的基础上提供各种增值服务和管理功能。11、下一代网络的基本业务和特点是什么？下一代网络的业务可以提供包括话音、Email、VoIP、Web、移动等多种网络能力在内的组合业务，可以传递话音、数据等多种媒体。同时，网络的融合也意味着用户可以各种方式接入，因此下一代网络的业务形式也是允许多种接入方式的，如多方多媒体会议、互动电子教室、视频点播（VOD）、多方在线游戏等。显然，业务在下一代网络中具有许多新的更丰富的内容。下一代网络业务的特点：多媒体特性明显、日益完善的开放性、业务提供个性化、虚拟业务将逐步发展、业务的智能化名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 10 页，共 10 页 -