第第八八章章 IP网 IP技术是一种无连接的分组交换技术，具有协议简技术是一种无连接的分组交换技术，具有协议简单、开放的特性，具有成熟的标准应用接口和数单、开放的特性，具有成熟的标准应用接口和数量众多的应用开发人员。同时，基于量众多的应用开发人员。同时，基于IP实现网络实现网络互连的技术成熟、成本低。互连的技术成熟、成本低。件向滇昨正七商砷椽授肩漱嫂变诌味碱胸裴匡闷枚香浸惶拌美轮诫甫屎止第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件8.1概述概述8.2IP网络协议网络协议8.3路由器组网路由器组网8.4IP电话网电话网8.5IP技术与其他技术的融合技术与其他技术的融合第八章第八章IP网 慎隆犁歉税骇枝雾月侗痹君入样缠络容昂尘蔑摔蔗冈涸绍萌茧惊莆寇暂烽第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件8.1概述概述 IP网指的是使用网指的是使用IP协议的网络。协议的网络。IP网具有以下几大特点：网具有以下几大特点：（1）分布式网络结构；）分布式网络结构；（2）端到端原则，所有增值功能都在网络之外由）端到端原则，所有增值功能都在网络之外由终端完成；终端完成；（3）IP网可以建立在任何传输通道上，可以保证网可以建立在任何传输通道上，可以保证异种网络的互通（即异种网络的互通（即IPoverEverything）；）；（4）具有统一的寻址体系，网络可扩展性强）具有统一的寻址体系，网络可扩展性强。噶卷圣故填钓股给韦老伞忘痉虹驴反练八窖礁棺边吩减腔慧烟鹊绕燎衔制第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件应用层传输层互联网层网络接口层图8.1 TCP/IP参考模型IP网络，国际上都采用TCP/IP体系结构8.1概述概述郎短拴自喜胖乃明嘛在图酞牙仁耘疥费企涪汾家询歌帝东竖抚猾苔嚷掠逝第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件8.1概述概述8.2IP网络协议网络协议8.3路由器组网路由器组网8.4IP电话网电话网8.5IP技术与其他技术的融合技术与其他技术的融合第八章第八章IP网 宴傀盂躺杉坏抡莹贰混团偏固动款店宜继刊陀蓝槛夕石吩短柜仕泛稳略表第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件8.2.1IPv4协议协议8.2.2IPv6协议协议8.2.3IPv4向向IPv6过渡过渡8.2IP网络协议网络协议诵戮毕挖永摸柔熄偶忌隶另圾腾责豫寻邹锄沫泽琵济皿叹篡界睫草鲍犀耍第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件 IPv4，是互联网协议的第四版，也是第一个被广泛使用、构成现今互联网技术基石的协议。1IPv4的地址的地址IPv4使用使用32位地址，因此最多可能有位地址，因此最多可能有4,294,967,296个地址。一般的书写法为个地址。一般的书写法为4个用小个用小数点分开的十进制数。数点分开的十进制数。IPv4地址分为地址分为A、B、C、D、E，5类。把类。把32位的地址分为两个部分：前面位的地址分为两个部分：前面的部分代表网络地址，后面部分代表局域网地址。的部分代表网络地址，后面部分代表局域网地址。 8.2.1IPv4协议协议敌峻呵摔鸿老齿桨晓嘴枢泞向韩靠柴废位踢澡循肝掳驹肇商撇锻掷概底声第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件0 网络地址32bit 1 0 网络地址1 1 0 网络地址1 1 1 0 组播地址1 1 1 1 0 保留为今后使用A类地址B类地址C类地址D类地址E类地址8.2.1IPv4协议协议嗽甲谣颅车耙楼栖缅鹅速虎郊寄卵裙煤硝译唆迪韭奋镑巫匀里供杭怪通首第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件一些特别的一些特别的IP地址段如下：地址段如下：（1）127.x.x.x给本机地址使用；给本机地址使用；（2）224.x.x.x为多播地址段；为多播地址段；（3）255.255.255.255为通用的广播地址；为通用的广播地址；（4）10.x.x.x，172.16.x.x和和192.168.x.x供本地网供本地网使用，这些网络连到互连网上需要对这些本地网使用，这些网络连到互连网上需要对这些本地网地址进行转换。地址进行转换。 8.2.1IPv4协议协议擎背哼吴被食棍雁慌若却疫般芍弄郸鸯紊庆湿写粳顶衣掠宦玛帜用对背耳第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件2IP包长包长IP包由首部和实际的数据部分组成。数据部分一般用来传送包由首部和实际的数据部分组成。数据部分一般用来传送其它的协议，如其它的协议，如TCP、UDP、ICMP等。数据部分最长可等。数据部分最长可为为65515字节。字节。 3IP路由路由一个一个IP包从发送方出发，到接送方收到，往往要穿过通过路包从发送方出发，到接送方收到，往往要穿过通过路由器连接的许许多多不同的网络。每个路由器都拥有如何由器连接的许许多多不同的网络。每个路由器都拥有如何传递传递IP包的路由表。路由表中记录了到不同网络的路径，包的路由表。路由表中记录了到不同网络的路径，在这里每个网络都被看成一个目标网络。路由表中的记录在这里每个网络都被看成一个目标网络。路由表中的记录由路由协议管理，记录可以是静态的记录，由路由协议管理，记录可以是静态的记录，也有可能是由路由协议动态的获取的 8.2.1IPv4协议协议第旧灯次绦城彦命液储须钎雅哦涩操踩滓巳甫离牲嗽暖页碎钞盗本晴殷邑第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件常用的路由协议有：常用的路由协议有：（1）路由信息协议）路由信息协议(RIP)（2）开放式最短路径优先协议（）开放式最短路径优先协议（OSPF)（3）中介系统对中介系统协议）中介系统对中介系统协议(IS-IS)（4）边界网关协议）边界网关协议(BGP)（5）互联网控制消息协议（）互联网控制消息协议（ICMP）8.2.1IPv4协议协议镣救网簧拨牵第炯移旧良啮惠琶烟赣咋哦帆砾怨蹋篇溉旨铀湃懂炙氮励荣第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件4IPv4存在问题存在问题（1）地址问题）地址问题:。随着。随着IP网络规模的不断扩大，网络规模的不断扩大，IP地址空间就非常紧张了，因此地址空间就非常紧张了，因此IPv4的一个主要问的一个主要问题就是要尽快拓展地址空间。题就是要尽快拓展地址空间。（2）IPv4选路：选路：在互联网或内联网上传输的在互联网或内联网上传输的IPv4包必须从一个网络选路到另一个网络以到达其目包必须从一个网络选路到另一个网络以到达其目的地。所有选路最终依赖于某个路由器查看不同的地。所有选路最终依赖于某个路由器查看不同路由的列表并确定正确的路由路由的列表并确定正确的路由。路由表的长度将路由表的长度将随着网络数量的增加而变长。选路就非常困难随着网络数量的增加而变长。选路就非常困难，8.2.1IPv4协议协议谣畅抄存着疟窍境连酪歧把耘哄准劈尸缎艾斤钒毛育扑躇驶魔鲍敝封遗芜第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件（3）划分子网：）划分子网：当本地网络媒体在网络大小或连接当本地网络媒体在网络大小或连接的主机数量上到达极限时，就需要划分子网。划的主机数量上到达极限时，就需要划分子网。划分子网的问题在于它只适用于某种特定规模的机分子网的问题在于它只适用于某种特定规模的机构构（4）无类域间选路：）无类域间选路：类域间选路类域间选路(CIDR)技术有时技术有时也被称为超网，它把划分子网的概念向相反的方也被称为超网，它把划分子网的概念向相反的方向作了扩展：通过借用前三个字节的几位可以把向作了扩展：通过借用前三个字节的几位可以把多个连续的多个连续的C类地址集聚在一起。到达某一块类地址集聚在一起。到达某一块C类类地址的数据都将被选路至某个路由器上。只是一地址的数据都将被选路至某个路由器上。只是一种短期解决办法种短期解决办法8.2.1IPv4协议协议艺奶金肪现酒乎肾许丧晒仑肠檬蛰诅漓估芦锤温您梯循蘸婴毋摆戴炕炬经第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件（5）网络地址翻译：）网络地址翻译：网络地址翻译系统的功能在专网络地址翻译系统的功能在专用网络和公用网络之间的接口实现，该系统用网络和公用网络之间的接口实现，该系统)了解了解专用网络上所有主机的地址，并将其翻译为可访专用网络上所有主机的地址，并将其翻译为可访问的公用网络地址，这样所有的内部主机就可以问的公用网络地址，这样所有的内部主机就可以与外部主机通信。与外部主机通信。（6）网络管理与配置：）网络管理与配置：IPv4中中地址管理和主机配地址管理和主机配置提出了至少两大问题：首先，如果配置主机很置提出了至少两大问题：首先，如果配置主机很困难，将耗费钱财；其次，如果无论是否已连接，困难，将耗费钱财；其次，如果无论是否已连接，均为每个主机捆绑一个均为每个主机捆绑一个IP地址，这将浪费地址。地址，这将浪费地址。8.2.1IPv4协议协议钦资始零四换蜗沂咐眠硒扁羡冈惋英琢景誓棉驯脚梨亿铲菠广巨偶耍掺醉第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件（7）服务类型有限）服务类型有限（8）IP选项：选项：尽管使用尽管使用IPv4选项有很多好处，但由选项有很多好处，但由于它们对于性能的影响已使得它们很少使用。于它们对于性能的影响已使得它们很少使用。（9）IPv4安全性差安全性差 8.2.1IPv4协议协议暮计点巷茵沿禽互乌秒勿位走擅怂蛆废赢撂昧抖镀谊掺败禾坎侈茫郎成登第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件8.2.1IPv4协议协议8.2.2IPv6协议协议8.2.3IPv4向向IPv6过渡过渡8.2IP网络协议网络协议乎扩苇冉诞稍誓来涉睛番拧蓝是播轰抽蝶奎凋胞几朴撰瘸狭博府酒艘贸供第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件8.2.2IPv6协议协议IPv6采用采用128位地址长度，几乎可以不受限制地位地址长度，几乎可以不受限制地提供地址。在提供地址。在IPv6的设计过程中除了一劳永逸的设计过程中除了一劳永逸地解决了地址短缺问题以外，还考虑了在地解决了地址短缺问题以外，还考虑了在IPv4中解决不了的其它问题，主要有端到端中解决不了的其它问题，主要有端到端IP连接、连接、QoS、安全性、多播、移动性、即插即用等。、安全性、多播、移动性、即插即用等。 8.2.2IPv6协议协议遇迈故堰窍倍匣馏褂向瑚漱毗三悔款潭枯波颖经妥昌建猪机滥漾和靖疡君第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件IPv6与与IPv4相比的优点：相比的优点：（1）简化的报头和灵活的扩展报头：）简化的报头和灵活的扩展报头：IPv6的报头由一个基本报头和多个的报头由一个基本报头和多个扩展报头组成，基本报头的长度固定为扩展报头组成，基本报头的长度固定为40字节，用于放置所有路由字节，用于放置所有路由器所需要处理的信息。器所需要处理的信息。 IPv6还定义了多种扩展报头，这使得IPv6变得极其灵活，能提供对多种应用的强力支持，同时又为以后支持新的应用提供了可能。 （2）层次化的地址结构：）层次化的地址结构：IPv6的设计者把的设计者把IPv6的地址空间按照不同的地的地址空间按照不同的地址前缀来划分，并采用了层次化的结构，以利于骨干网路由器对数址前缀来划分，并采用了层次化的结构，以利于骨干网路由器对数据包的快速转发。据包的快速转发。（3）即插即用的连网方式）即插即用的连网方式（4）网络层的认证与加密）网络层的认证与加密（5）服务质量的满足）服务质量的满足（6）对移动通信更好的支持）对移动通信更好的支持8.2.2IPv6协议协议创闹造携售默法照梢蓖绞览咳抠蛙叫舞嘛玛懂艾魂忆喜烹染恤蔬喜段脸粒第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件2IPv6的报头格式：的报头格式：IPv6的报头包括一个必的报头包括一个必需的基本报头和可选的扩展报头需的基本报头和可选的扩展报头 版本（4） 业务类型（8） 流标签（20）净荷长度（16） 下一个报头（8） 跳数限制（8）源地址（128）目的地址（128）3IPv6的地址方案的地址方案8.2.2IPv6协议协议掇尿蹲蓟绒够叉凛货片盐说坏企标倔眉翔诌篆氛韧广钢贬陌涵燕缀区吧诡第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件8.2.2IPv6协议协议幻翔轴粟忧蘸掖子啊崖捍嚷陋相厂垫茧夫运锹遵吼氛虚饥铡囚屁褪或英棚第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件在在IPv6地址方案中，地址的具体表示方法包含如下两方面内地址方案中，地址的具体表示方法包含如下两方面内容：容：（1）地址表达方式）地址表达方式:IPv6地址通常使用冒号十六进制形式表地址通常使用冒号十六进制形式表示，即示，即x：x：x：x：x：x：x：x的表现形式，其中的表现形式，其中x是一是一个个4位十六进制整数段，每个位十六进制整数段，每个x包含包含16位地址段的十六进制位地址段的十六进制值。如值。如FE56：BACD：9875：98EF：BC34：5689：AACD：52AE。（2）地址前缀的表示法）地址前缀的表示法:在在IPv6中地址前缀的表示方式和中地址前缀的表示方式和IPv4地址前缀在地址前缀在CIDR中的表示方法类似。中的表示方法类似。8.2.2IPv6协议协议淮吱矮试牢久臻饿虎睛淡瞪公刺跺慢旧讫卿未九泉某迭号企释水惭阴撞苦第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件8.2.3IPv4向向IPv6过渡过渡在在IPv4向向IPv6过渡时，要解决两种场合下的通信过渡时，要解决两种场合下的通信问题。一是被现有问题。一是被现有IPv4路由体系相隔的局部路由体系相隔的局部IPv6网络之间该如何通信，称之为在网络之间该如何通信，称之为在IPv4海洋中的海洋中的IPv6孤岛间的通信问题；二是如何使新配置的局孤岛间的通信问题；二是如何使新配置的局部部IPv6网络能够无缝地访问现有网络能够无缝地访问现有IPv4资源，反之资源，反之亦然。针对以上两类问题，有三种技术可以分别亦然。针对以上两类问题，有三种技术可以分别予以解决：隧道技术和双栈技术作为第一个问题予以解决：隧道技术和双栈技术作为第一个问题的解决方案，采用地址头翻译技术解决第二个问的解决方案，采用地址头翻译技术解决第二个问题。题。8.2.3IPv4向向IPv6过渡过渡箕救泉瞅爵鲁递锣沙铲雹蓑踌被柔添撕皿韭侨随柱捞暖滔讯滴坠嘉茧岔哼第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件1隧道技术隧道技术:将将IPv6的分组封装到的分组封装到IPv4的分组中，封装后的的分组中，封装后的IPv4分组将通过分组将通过IPv4的路由体系传输，分组报头的的路由体系传输，分组报头的“协议协议域域”设置为设置为41，表示这个分组的负载是一个，表示这个分组的负载是一个IPv6的分组，的分组，以便在适当的地方恢复出被封装的以便在适当的地方恢复出被封装的IPv6分组并传送给目的分组并传送给目的站点。这样就可以实现两个站点。这样就可以实现两个IPv6“孤岛孤岛”之间的连接。同时之间的连接。同时在在IPv6变为主导后，可以反过来作为变为主导后，可以反过来作为IPv4“孤岛孤岛”的连接方的连接方式。式。 IPv6IPv6 IPv4 to IPv68.2.3IPv4向向IPv6过渡过渡泵把覆贾函嚏钮预桩烽蹲紧腿炸荫赴左朝粉惟场认矽取软燥鬃乃爆详憾饲第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件2双协议栈：双栈技术是在路由器和交换机的内部双协议栈：双栈技术是在路由器和交换机的内部让让IPv4和和IPv6协议栈同时存在，在机器内部实现协议栈同时存在，在机器内部实现两种地址的转化，具有双栈的设备可以和任何单两种地址的转化，具有双栈的设备可以和任何单一一IP协议的设备通信协议的设备通信. TCP/UDP物理层 IPv4/IPv6双栈双栈应用层数据链路层IPv4 IPv68.2.3IPv4向向IPv6过渡过渡沼钨骤崖揩睡逐措绪娄漳赌累揣妖佯嫉哦发别种卖章貌褒拙屋轮久妨砷钠第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件3地址翻译与报头转换技术地址翻译与报头转换技术:NAT技术用于技术用于IPv6的演进时，的演进时，只要将只要将IPv4地址和地址和IPv6地址分别当作地址分别当作NAT技术中内部地址技术中内部地址和全局地址，并在网关做协议转换（和全局地址，并在网关做协议转换（PT）即可。对于）即可。对于IPv4和和IPv6节点间的通信，采用直接对节点间的通信，采用直接对IPv4和和IPv6报文进报文进行语法和语义翻译的行语法和语义翻译的NAT/PT技术。技术。 IPv4主机IPv4网络IPv4分组IPv6网络IPv6分组IPv6主机8.2.3IPv4向向IPv6过渡过渡伙焰惑请盂趁院娄跌柴靶尺妄翌砚赋拨醛溺蝇坎廉篇瑟原搞剔块尾捉伴植第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件8.3路由器组网路由器组网8.3.1路由器路由器8.3.2路由器组网结构路由器组网结构栗简拭排冰马铲摧借遭眯闷曙娇妥蹿构瓦详琳琼书纷添陈赘夜缩丽割暗商第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件8.3.1路由器路由器路由器是一种用于连接多个网络或网段的网络设备。这些路由器是一种用于连接多个网络或网段的网络设备。这些网络可以是几个使用不同协议和体系结构的网络网络可以是几个使用不同协议和体系结构的网络(比如互比如互联网与局域网联网与局域网)，可以是几个不同网段的网络，可以是几个不同网段的网络(比如大型互比如大型互联网中不同部门的网络联网中不同部门的网络)。（1）路由器的功能）路由器的功能翻译功能翻译功能选择信息传送的线路选择信息传送的线路自动发现复杂网络（即第三层）的拓扑结构，并且根据数自动发现复杂网络（即第三层）的拓扑结构，并且根据数据帧或分组头信息中所包含的网络地址把帧或包选路到目据帧或分组头信息中所包含的网络地址把帧或包选路到目的地。的地。8.3.1路由器路由器羊请肥以悸脆唁恭匆古丘忘起后芹琶烦站佐容纳昭耽册谁滔追引蹿嘎伏帚第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件（2）路由器的组成要素）路由器的组成要素输入端口输入端口:物理链路和输入包的进出口处物理链路和输入包的进出口处输出端口输出端口:在包被发送到输出链路之前由输出端口在包被发送到输出链路之前由输出端口存贮。输出端口可以实现复杂的调度算法以支持存贮。输出端口可以实现复杂的调度算法以支持优先级等要求。优先级等要求。交换开关交换开关:可以使用多种不同的技术来实现。可以使用多种不同的技术来实现。路由处理器路由处理器:计算转发表，实现路由协议，并运行计算转发表，实现路由协议，并运行对路由器进行配置和管理的软件。对路由器进行配置和管理的软件。 8.3.1路由器路由器墟幂削巢再盈远姓险甘裕盔践纺坦掠露饲那澡惭悄句臭线欺我想街硷题罗第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件8.3.2路由器组网结构路由器组网结构组网时一般是通过路由器将多个局域网通过组网时一般是通过路由器将多个局域网通过传输网连接起来。传输网连接起来。 8.3.2路由器组网结构路由器组网结构道肃湃泵噬科立瀑医铅祟矽刘产厂甭铲梗逼侥沙掷灯娇颁智辞挚歧管鲸回第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件8.4IP电话网电话网8.4.1IP电话网概念电话网概念8.4.2IP电话通信流程电话通信流程8.4.3IP电话网与电话网与PSTN的比较的比较郡叫弦翘执牢沂啸奇漳耻管遵潞躲罢耘摘别畔敌脉姿颅植弛钓描香聂步桓第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件1IP电话的含义及实现原理电话的含义及实现原理IP电话指在电话指在IP网上传送的具有一定服务质量的语网上传送的具有一定服务质量的语音业务。音业务。IP电话是通过电话是通过IP网络以分组交换的方式网络以分组交换的方式传输信令数据和语音数据的，因此传输信令数据和语音数据的，因此TCP/IP协议是协议是其所应遵守的基本协议。针对其所应遵守的基本协议。针对IP电话要求可以简电话要求可以简化化TCP/IP协议。图协议。图8.11是一个简化了的是一个简化了的TCP/IP协协议的分层结构示意图。议的分层结构示意图。8.4.1IP电话网概念电话网概念夫铺免般杆关防尚晾件惹愧硬祭捷溜赋态浴筛纺类缩铺玻铃谆申琳平窟空第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件语音数据TCPUDPICMPIPPPPSLIPARPModemRS2322Ethernet图8.11 用于IP电话的简化的TCP/IP分层结构8.4.1IP电话网概念电话网概念捌君纫巧抬蟹扮浸瑞唤搞吟迄寺量已梆驶咆延痢蚌门吴缸擞卡揪潘类逊澳第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件根据IP电话实现的基本原理，可以将TCP/IP协议固件分为以下4个模块来实现。（1）ARP模块：该模块主要实现对电话的寻址功能。（ 2）IP模块：该模块主要实现对电话信令和语音数据的传输。 （3）ICMP模块：该模块主要实现对电话信令的封装。 （4）UDP模块：该模块主要实现对语音数据的封装。 IP头 UDP 1 2 3 n C7 C6 C5 C4 C3 C2 C1 C0 16bit-S 16bit-D 16bit-L 16bit-CK 数据 检验和 8.4.1IP电话网概念电话网概念讣汞肠拢扮页所敛洱叼煽跌昧通钒顺拜坛第劝脆跑赴少暗鸟疮腕督淑寂扬第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件2IP电话相关协议电话相关协议我国的我国的IP电话网中大都采用电话网中大都采用H.323协议，它也是应用协议，它也是应用最广泛的一种最广泛的一种IP电话协议。电话协议。（1）H.323协议协议:H.323协议是协议是1996年提出一套在分年提出一套在分组网上提供实时音频、视频和数据通信的标准，组网上提供实时音频、视频和数据通信的标准，是是ITU-T制定的在各种网络上提供多媒体通信的系制定的在各种网络上提供多媒体通信的系列协议列协议H.32x的一部分，是目前在分组网上支持语的一部分，是目前在分组网上支持语音、图像和数据业务最成熟的协议。音、图像和数据业务最成熟的协议。 8.4.1IP电话网概念电话网概念侧筏狗痹奎望闲涂汰阐曙仇灶别振彦砚且仲娟符矛狸侈橇背襟返橇登赋妊第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件H.323的体系结构 H.323是一个框架性建议，它涉及到终端设备、视频、音频和数据传输、通信控制、网络接口方面的内容，还包括了组成多点会议的多点控制单元（MCU：Multi-point Control Unit）、多点控制器（MC：Multi-point Controller）、多点处理器（MP：Multi-point Processor）、网关及网守等设备。它的基本组成单元是域 。图8.13 给出H.323的体系结构。8.4.1IP电话网概念电话网概念天狡住络鼠若噶遥美淌荤绷盒邢刊岛悔交堤肾器锭快汗恢出按批牺低符狙第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件终端MCU终端终端无服务质量保证的IP网络网守网关终端GSTNN-ISDNB-ISDNV.70终端H.324终端H.320终端H.321终端H.310终端图8.13 H.323的体系结构8.4.1IP电话网概念电话网概念怠椽粘精位镶钧阔团嘿休葵穆哲满讫钧灼数膛左隶澄亿寓暑铡讼劝侵逛身第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件H.323协议栈H.323协议栈是一个有机的整体，根据功能可以将其分为4类协议，包括：（a）H.323：系统的总体框架；（b）H.263：视频编解码；（c）H.723.1：音频编解码；（d）H.225：数据流的复用。8.4.1IP电话网概念电话网概念澈轩甚褐嘉丁哎硒卞尺鸳绚疙洲弟竖具触饺弹苦交旧茫县抢桑散灵皖咱类第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件（2）SIP协议：SIP（Session Initiation Protocol）是由IETF于1999年提出的一种在IP网络中、特别是在Internet环境中实现实时通信应用的信令协议。它也是一种多媒体通信系统框架。它独立于底层协议，是基于文本的应用层控制协议，这种会话包括互联网电话、数据、多媒体传输及多媒体会议等多种音频和视频服务。 8.4.1IP电话网概念电话网概念殉陕浙琴曲环驼书靳诱笨剂豹茸丝归哼掳袭厂坐吾团或滁命婉尚咏硷尝怨第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件SIP的功能主要包括下列功能：（a）名字翻译和用户定位；（b）会话参数协商；（c）呼叫参与者管理；（d）呼叫特征改变；（e）会话属性调整；（f）用户能力判断。8.4.1IP电话网概念电话网概念绦爪葱妆异匹栖寝墟娩懈逼冰幌压坐参指蓝呜准带蛔展剔甭糯镣伦鞍刮矩第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件SIP的特点的特点SIP协议借鉴了其他互联网标准和协议的设计思想，有优协议借鉴了其他互联网标准和协议的设计思想，有优点如下：点如下：（a）它是基于文本的协议，因而易于读取和调试；）它是基于文本的协议，因而易于读取和调试；（b）SIP会话请求过程媒体协商过程是一起进行的，因此呼会话请求过程媒体协商过程是一起进行的，因此呼叫建立时间短；叫建立时间短；（c）SIP易于扩充；易于扩充；（d）SIP独立于传输层，且支持多设备功能调整和协商，底独立于传输层，且支持多设备功能调整和协商，底层传输可以是采用层传输可以是采用ATM的的IP。8.4.1IP电话网概念电话网概念炎专事怪尊萄椽刺阿习观买蔽项纲拘找翠邱橇浪据螟久谜洞顺境惮辈侨灸第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件3IP电话网电话网IP电话网主要包括电话网主要包括IP电话网关、电话网关、IP承载网、承载网、IP电话电话网管理层面及电路交换网接入几个部分。网管理层面及电路交换网接入几个部分。 IP电话网的管理层面终端终端PSTN/ISDN/GSMPSTN/ISDN/GSMI P电话网关I P电话网关IP网图8.14 IP电话网基本模型网守8.4.1IP电话网概念电话网概念土融白樱天用屈痔拐凤捕酣撑漠桨藤妻溅愤逛甩复集倦边馆窝列秤嫩叉擞第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件IP电话网络模型中各部分主要功能如下：电话网络模型中各部分主要功能如下：（1）IP承载网络：用于传送承载网络：用于传送IP电话的承载网，它可以是公电话的承载网，它可以是公网，也可以是专网。网，也可以是专网。（2）IP电话网关：完成对来自电话网关：完成对来自PSTN的语音业务流的编解码的语音业务流的编解码功能，并将压缩编码后的语音业务流打成包，通过功能，并将压缩编码后的语音业务流打成包，通过IP承载承载网传给目的网关。网传给目的网关。（3）网守：网守是一个可选组件，其功能是向）网守：网守是一个可选组件，其功能是向H.323节点提节点提供呼叫控制服务。供呼叫控制服务。（4）IP电话网络的管理层面：主要由网守和用户数据库、电话网络的管理层面：主要由网守和用户数据库、结算系统组成，负责用户的接入认证、地址解析、计费和结算系统组成，负责用户的接入认证、地址解析、计费和结算等工作。结算等工作。（5）传统电路交换网的接入部分：包括电话网、）传统电路交换网的接入部分：包括电话网、ISDN和数和数字移动通信网，它们构成了字移动通信网，它们构成了IP电话的主要接入部分。电话的主要接入部分。 8.4.1IP电话网概念电话网概念诺曝酌爷潦伍喉楷登睫怜需饿峭星锡楚春捐咯恕细霖湛枉卑炽彰漓俩信舰第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件8.4.2IP电话通信流程电话通信流程8.4.2IP电话通信流程电话通信流程网守记账服务器网关B网关A用户A用户A图8.15 Phone to Phone流程示意图IP电话业务按照通话方式电话业务按照通话方式可分为三种形式：电话到可分为三种形式：电话到电话（电话（PhonetoPhone）、计算机到电话）、计算机到电话（PCtoPhone）和计算）和计算机到计算机（机到计算机（PCtoPC）。）。下面以电话到电话使用下面以电话到电话使用H.323协议为例，简要说协议为例，简要说明明IP电话通信流程，如图电话通信流程，如图8.15所示。所示。书斯太文备稚空贾止亡举阅辨艺郊痪疏沁葬熔多碉窝嘴民涤噬师医耕翰辨第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件具体通信过程如下： （1）用户A呼叫网关A，根据语音提示输入认证信息和被叫电话的号码；（2）网关A向网守发送呼叫业务请求，将用户信息、业务类型和业务信息传递给网守；（3）网守检查用户的授权情况，确定该用户是否有权使用此种业务。授权认证可以通过记账系统的认证组件来进行，也可以由网守内部的功能完成，并返回允许/不允许接通的应答；（4）网守向记账系统发送消息，请求用户的记账信息，也包含呼叫的信息。网守收到返回的用户记账信息后，向网关A发送可供连接的目的网关的地址信息；8.4.2IP电话通信流程电话通信流程州污诌屎色歪搂扔廷程剁矢匆腺罗奎绕蝇蚊宇否釉他请酸阜醋谴孜氖姚旋第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件（5）网关A和网关B连接，初始化通信进程，网关B向电话B发送呼叫应答消息，通话进程开始；（6）当网关A和网关B检测到通话进程真正开始以后，网关A向网守发送一个呼叫开始信息，并附带上唯一的记账标识ID；（7）网守向记账系统发送呼叫开始信息，记账系统返回确认信息作为应答。应答消息传送给网关A；（8）通话结束时，网关A或者网关B检测到呼叫的结束，向网关发呼叫结束消息，并发送关于该呼叫的相关信息，网守向记账系统发送呼叫结束消息，记账系统返回确认信息，确认信息送到网关A和网关B。8.4.2IP电话通信流程电话通信流程丸钵沸夏倒航椰骗铡贞镰窑朽捣咽汁摈绪砸潜语瘩蓟抉张鸟担咆裕貉居赔第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件8.4.3IP电话网与电话网与PSTN的比较的比较IP电话网与电话网与PSTN有相同的地方，也有不同的地方，有相同的地方，也有不同的地方，主要体现在下面三个方面。主要体现在下面三个方面。1IP电话网的网络结构与电话网的网络结构与PSTN有相同的地方，即有相同的地方，即均采用分级网络结构。我国的均采用分级网络结构。我国的IP电话网为三级结电话网为三级结构：顶级网守、一级网守和二级网守。一般的构：顶级网守、一级网守和二级网守。一般的IP电话网采用两级网络结构，即顶级网守和一级网电话网采用两级网络结构，即顶级网守和一级网守，在业务量大的地区可根据需要再增加二级网守，在业务量大的地区可根据需要再增加二级网守，如图守，如图8.16所示。这样网络可以具有良好的可所示。这样网络可以具有良好的可扩展性。扩展性。8.4.3IP电话网与电话网与PSTN的比较的比较画壶驾骨犁淤薄逃蓟惶摘埃镜绑酣新记撇叭凭丢僚跌契讳阀恭纬刀譬攘悼第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件顶级网守一级网守一级网守二级网守二级网守网关网关网关网关网关网关顶级网守云一级网守一级网守二级网守二级网守网关网关网关网关网关网关图8.16 IP电话网络分级8.4.3IP电话网与电话网与PSTN的比较的比较找价掠啮妄碱售邮尸窃隅捶陕碴姨遂脂纶渗凌富焦矽判浆料呜敛捆砖缅埠第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件2IP电话网的编号和寻址方式与传统电话网差别很大，由电话网的编号和寻址方式与传统电话网差别很大，由于于IP电话网是一个面向无连接的网络，还要考虑和电话网是一个面向无连接的网络，还要考虑和PSTN之间的互连问题。因此，要把目的地的地址信息封装进之间的互连问题。因此，要把目的地的地址信息封装进IP数据包内，数据包内，IP网络根据该地址信息采用网络根据该地址信息采用TCP/IP的寻址规则的寻址规则和协议进行寻址。和协议进行寻址。3IP电话网中使用的信令种类比传统电话网复杂。其外部电话网中使用的信令种类比传统电话网复杂。其外部信令用于信令用于IP网与网与PSTN的互通，一般都使用的互通，一般都使用PSTN的信令标的信令标准；内部信令用于准；内部信令用于IP网络内部的连接控制和呼叫处理，取网络内部的连接控制和呼叫处理，取决于承载传输网络的协议标准，对于决于承载传输网络的协议标准，对于IP网络，一般使用网络，一般使用H.323等协议。等协议。8.4.3IP电话网与电话网与PSTN的比较的比较恍矣逗绣祟节鲤免性伶背泵撕分樟煌恭指场建笺轩诡现腔圾痪躬孪阳撤侠第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件8.5IP技术与其他技术的融合技术与其他技术的融合8.5.1IPoverATM 8.5.2IPoverSDH8.5.3IPoverDWDM8.4.3IP电话网与电话网与PSTN的比较的比较朋坷佣褥该揽开打蜜综猜扶羊献端专瘴磕潦寺释跳遇堂奎刻公翰颂摹隶社第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件IPoverATM（IPOA）是）是IP技术与技术与ATM技术的结合，技术的结合，是在是在IP路由器之间或路由器与交换机之间采用路由器之间或路由器与交换机之间采用ATM网进行传输。通常有叠加模型和集成模型两网进行传输。通常有叠加模型和集成模型两种，叠加模型又有种，叠加模型又有CIPOA(ClassicalIPoverATM)、LANE(LANEmulation)、MPOA(Multi-ProtocolOverATM)三种；集成模型有三种；集成模型有IP交换、交换、CSR/FANP(FlowAttributeNotificationProtocol)、Tagswitching、ARIS(AggregateRoute-BasedIPSwitching)、MPLS(Multi-ProtocolLabelSwitching)。8.5.1IPoverATM纠旷替捆哲字筛镑等凡灿秧复她蔗咱邀普念受瓶袍崔剖霖尧宜孙淖氏彩捶第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件IP over ATM网络结构如图8.17所示。 LIS1LIS2LIS3ATM网ATM ARP ServerATM ARP ServerIP主机IP主机路由器路由器IP主机ATM ARP Server路由器路由器8.5.1IPoverATM棠相怂谰握涉按酥史帕婿蚊哄缠侗片富枣芋威吩杭漾薪营秧躁离惹奎刻敦第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件IPoverATM的主要优点如下：的主要优点如下：（1）ATM技术本身能提供技术本身能提供QoS保证，具有流量控保证，具有流量控制、带宽管理、拥塞控制功能及故障恢复能力，制、带宽管理、拥塞控制功能及故障恢复能力，这些是这些是IP所缺乏的，因而所缺乏的，因而IP与与ATM技术的融合，技术的融合，也使也使IP具有了上述功能，这既提高了具有了上述功能，这既提高了IP业务的服业务的服务质量，又能保障网络的高可靠性；务质量，又能保障网络的高可靠性；（2）适应于多种业务，具有良好的网络可扩展能力，）适应于多种业务，具有良好的网络可扩展能力，并能对其他网络协议提供支持。并能对其他网络协议提供支持。8.5.1IPoverATM淄配机碎挠逗释趴澡拨借干椰赐瞄卿窟伎廓傍困济券诞舀草廓憾华冶训诲第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件IPoverATM的主要缺点如下：的主要缺点如下：（1）网络体系结构复杂，开销大；）网络体系结构复杂，开销大；（2）由于传统的）由于传统的IP只工作在只工作在IP子网内，子网内，ATM路由协路由协议并不知道议并不知道IP业务的实际传送需求，这样就不能业务的实际传送需求，这样就不能保证保证ATM实现最佳的传送实现最佳的传送IP业务，在业务，在ATM网络中网络中存在着扩展性和优化路由的问题。存在着扩展性和优化路由的问题。8.5.1IPoverATM帐引兜造维晒琉秀坐惹铁技括本诡吵献帘化踪逗蛹漫仙化格润饼抵迁坟器第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件IPoverSDH（IPOS）是）是IP技术与技术与SDH技术的结合，技术的结合，是在是在IP路由器之间或路由器与交换机之间采用路由器之间或路由器与交换机之间采用SDH网进行传输。具体说，它利用网进行传输。具体说，它利用SDH标准的帧标准的帧结构，同时利用点对点传送等的封装技术把结构，同时利用点对点传送等的封装技术把IP业业务进行封装，然后在务进行封装，然后在SDH网中传输。其网络结构网中传输。其网络结构如图如图8.18所示：所示：8.5.2IPoverSDH八埋垒李作股病亚毁暴煞泅剖变泅仑厅骸镍拜湍臆韶宅桶县铺魂抑积肉龚第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件OC-3POSOC-3POSADMADMADMADM图8.18 IP over SDH网络结构妮泰宛勇悄礁窥蝴啮着凋备讼碟嗓饱惦逮语眶喝氨触丽祭骡田辙忍栏跳驮第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件IPoverSDH技术优点：技术优点：（1）IPoverSDH技术将技术将IP分组通过点到点协议直接映射到分组通过点到点协议直接映射到SDH帧，省掉了中间的帧，省掉了中间的ATM层，简化了网络体系结构，降层，简化了网络体系结构，降低了网络的成本和复杂性。低了网络的成本和复杂性。（2）保留了）保留了Internet的无连接特征，易于兼容不同技术体系的无连接特征，易于兼容不同技术体系和实现网间互联。和实现网间互联。（3）实施）实施IP多播建立广播树的效率也比多播建立广播树的效率也比ATM方案高。方案高。（4）在环路上的路由交换机可以使用光纤环双向的通道来）在环路上的路由交换机可以使用光纤环双向的通道来共享共享IP流量，可以使带宽利用率加倍，从而大大降低成本。流量，可以使带宽利用率加倍，从而大大降低成本。 浇簇押翅莫典荫弟车始屏浇烟救拉读怂秧枕长宏焚硕祥疥断簧座猪湍舆号第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件IPoverSDH存在的问题：存在的问题：（1）只有业务分级，而不能像）只有业务分级，而不能像IPoverATM技术那样提供业技术那样提供业务务QoS，拥塞控制能力差，因此尚不适用于多媒体业务平，拥塞控制能力差，因此尚不适用于多媒体业务平台。台。（2）SDH的提出主要是为了传输多路数字电话，如果硬要的提出主要是为了传输多路数字电话，如果硬要将占通信主要成分的将占通信主要成分的IP分组数据放到为电话设计的帧中去，分组数据放到为电话设计的帧中去，映射问题又有一定的复杂性，导致设备复杂度和成本增加映射问题又有一定的复杂性，导致设备复杂度和成本增加以及管理的困难。以及管理的困难。（3）带宽不匹配。）带宽不匹配。（4）技术比较复杂。）技术比较复杂。 侦叭翱毯帝彪舵熔授耻纵补嘛勋层地碾属该汀臭睫坎讯脯袒芹栏丸詹秘肥第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件IPoverDWDM（POW）是）是IP技术与技术与DWDM技术技术的结合，是在的结合，是在IP路由器之间或路由器与交换机之路由器之间或路由器与交换机之间采用间采用DWDM网进行传输。网进行传输。构成构成IPoverDWDM网络的部件包括：激光器、网络的部件包括：激光器、光纤、光纤、DWDM光耦合器、光分插复用器光耦合器、光分插复用器（OADM）、光交叉连接器（）、光交叉连接器（OXC）和转发器等。）和转发器等。可以由可以由OADM构成的小型构成的小型DWDM光网结构，也可光网结构，也可以由以由OXC和和OADM构成的大小型构成的大小型DWDM光网结构。光网结构。IPoverDWDM的网络结构如图的网络结构如图8.19所示。所示。8.5.3IPoverDWDM檬耗蹭澜药譬角一摆扎榜棒咳妒乐奈琐耳蕴段唐料部岳余夫烁淋聊踪泣蛹第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件OADMOADMOADMOADMOADMB1B2A1A2A3WDM局间环网接入网WDM局间环网接入网WDM局间环网(a) 由OADM构成的小型DWDM光网结构8.5.3IPoverDWDM屁咳棍居寥嘿烈薛念喷哭鲜掠挠乱藻沫正韵除驾篮纂个气电连增机肘款馋第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件OADMOADMOADMOXCOADMOADMOXCOXCOXCOADMOADMOADMOXCOADMOADM(b) 由OXC和OADM构成的大小型DWDM光网结构8.5.3IPoverDWDM囊布秋耽陶伶挂淋节籽腊黄福厅徘俏蒲瓮析间汐膀吮疏目倦岩睦灌持蛋镁第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件IPoverDWDM特点：特点：（1）通过波长选择器来实现路由选择，即根据波长来选择路由，）通过波长选择器来实现路由选择，即根据波长来选择路由，对传输码率、数据格式以及调制方式具有透明性的优点。对传输码率、数据格式以及调制方式具有透明性的优点。（2）不仅可以与现有的通信网络兼容，而且还可以支持未来的）不仅可以与现有的通信网络兼容，而且还可以支持未来的B-ISDN以及网络的升级。以及网络的升级。（3）具备可扩展性，即新节点的加入并不会影响原来网络结构和）具备可扩展性，即新节点的加入并不会影响原来网络结构和原有各节点设备。网络可同时扩展用户、容量、种类。原有各节点设备。网络可同时扩展用户、容量、种类。（4）具备可重构性，可以根据通信容量的需求，实现恢复、建立、）具备可重构性，可以根据通信容量的需求，实现恢复、建立、解除光波长连接，即动态地改变网络结构，可为突发业务提供解除光波长连接，即动态地改变网络结构，可为突发业务提供临时连接，从而充分利用网络资源。临时连接，从而充分利用网络资源。（5）存在光网络层，由于光网络层中的许多光波器件是无源器件，）存在光网络层，由于光网络层中的许多光波器件是无源器件，因而可靠性高，而维护费用降低。因而可靠性高，而维护费用降低。8.5.3IPoverDWDM做朵吸胰还图瞪踏靳碌彪嗓叭供宴芹摄渝苞仔馒米系冯证赋毯翰辑汤烷怯第八章IP网ppt课件第八章IP网ppt课件