第一章 宽带通信网概述
1.通信网的结构
2.通信网的两种工作方式
面向连接：
- 需要三个阶段
- 节点需要维护连接状态
- 数据按序到达信宿
- 一旦链路出错，需重新建立连接
- 网络范例：PSTN网络、FR网络、ATM网络、MPLS网络
无连接：
- 信源直接发送数据
- 节点需为每个数据独立选路
- 数据到达信宿时有可能失序
- 即使链路出错，后续数据也可以选择其他路径
- 应用：IP网络
3.网络性能特性－－信息透明性
信息透明性也称语义透明性，是保证将信息源发送的信息流正确地传递到目的端的功能，它要求通信网络在信息传输过程中出现差错的概率足够小, 传输差错率可以用误码率、误比特率、分组差错率来表示。
为了给业务提供足够高的端到端的语义透明性，我们可以采用的技术包括前向差错纠正FEC和自动重发请求ARQ技术。
4.网络性能特性－－时间透明性
时间透明性要求通信网络能够保证及时地将信息传递到目的端的功能。
时间透明性主要使用两个参数来表征：
时延D：通信时信息从源端发出的时刻ts与该信息在接收端被接收时刻tr之间的时间差值（数据包第一个比特进入发送方设备到最后一比特从接收方设备输出的时间间隔）
时延抖动：网络引入的最大时延DM与最小时延Dm之差。
5.分组交换中，虚电路和数据报两种服务的比较
| 虚电路 （VC） |
数据报（DG） |
|
| 分组头 |
逻辑信道标识 |
详细的目的地址 |
| 选路 |
面向连接（CO） |
无连接（CL） |
| 分组顺序 |
收端不需对分组重新排序 |
收端需对分组重新排序 |
| 时延 |
传输时延小 |
传输时延大 |
| 故障敏感 |
对网络故障适应能力较差 |
对网络故障适应能力强 |
| 应用 |
连续的数据流传送业务（文件、传真） |
面向事务的询问/响应型数据业务 |
第二章 ATM网络交换技术
1.B-ISDN的协议参考模型
分为物理层、ATM层、ATM适配层和高层。
ATM网络如何提高网络的信息透明性和时间透明性？
在时间透明性方面：即端到端时延，分为传输、打包、交换和拆包的过程。通过限制包长，加入业务量控制机制，使网络输入负荷<0.8.
信息透明方面：使用高质量传输介质及技术，降低传输差错，使用信元头技术降低交换/复用系统出错的几率。
2.ATM层：
ATM信元结构：ATM 信元是定长的，而且信元的长度较小，只有53 字节，分为信头和净荷两部分，信头为5 字节，净荷为48 字节。
信头内容在用户-网络接口（UNI）和网络节点接口（NNI）中略有差别，主要由以下几部分构成。
VPI：虚通道标识，NNI 中为12 比特，UNI 中为8 比特。
VCI：虚通路标识，16 比特，标识虚通道中的虚通路，VPI/VCI 一起标识一个虚连接。
HEC： 信头差错控制，8比特，检测出有错误的信头，可纠正信头中1 比特的差错。HEC的另一个作用是进行信元定界，利用HEC 字段和它之前的2字节的相关性可识别出信头位置。由于在不同的链路中VPI/VCI 的值同，所以在每一段链路都要重新计算HEC。
PT：净荷类型，3 比特。比特3 为0 表示为数据信元，为1 表示为OAM 信元。对OAM 信元，后两比特表明了OAM 信元的类型。对数据信元，比特4 用于前向拥塞指示（EFCI），当经过某一节点出现拥塞时，就将这一比特
置位；比特1 用于AAL5。
CLP：信元丢失优先级，1 比特，用于拥塞控制。
GFC：一般流量控制，4 比特，只用于UNI 接口，目前置为0000，将来可能用于流量控制或在共享媒体的网络中标示不同的接入。
数据区和复合区。
3.ATM交换的3个功能
空分交换功能－选路
时分交换功能－排队缓冲
信元头交换功能－信头变换 （VP交换和VC交换）
4.ATM交换结构：
在MIN中，可以使用路由标签来表示信元的传输通路：在MIN中，采用统一的方式对MIN中所有交换单元的每一条出线都分配一个地址编号；在整个信元传输通路上，各交换单元所选择的出线地址串联起来所构成的一串数字，就称为路由标签 ；路由标签在MIN中被用作路由选择的表示工具。
路由标签
在MIN中，实现信元选路可以采用不同的方式
根据完成选路决策的时间来进行划分：基于连接的选路、基于信元的选路
根据路由信息存放的位置来划分：基于路由标签的选路、基于路由表的选路
5.BANYAN网络特点
扩展性好、唯一路径、自选路由、阻塞特性。
6.ATM网络中的业务量控制 －ATM的业务类型
ATM 论坛根据业务流量的特性将其分成以下几类：
- 固定比特率CBR (Constant Bit Rate)业务
- 实时可变比特率rt-VBR(real-time Variable Bit Rate)业务
- 非实时可变比特率nrt-VBR(non-real-time Variable Bit Rate)业务
- 可用比特率ABR (Available Bit Rate)业务
- 未指定比特率UBR (Unspecified Bit Rate)业务
ATM 论坛从流量控制的角度出发，并根据这五类业务的服务质量要求，网络提供不同的流量控制机制。
ABR业务和VBR业务在连接建立期间，业务源的信息速率都是可变的，二者有何区别？
VBR是由终端决定连接，带宽固定；ABR由网络控制，带宽可变。
比较电路交换网、IP网、ATM网络中的流量和拥塞控制策略：
电路交换网络：PSTN网，资源预分配，分配过程中如果资源短缺则即时拒绝，分配带宽固定；
IP网络使用滑动窗口进行拥塞控制，但是终端控制流量使得反馈机制速度慢，无法适用高速网络；
ATM网：综合业务突发性大，比路由器高速。预防性措施（流量控制）有CAC（连接接纳控制）、VPC、NRM，反应性措施（拥塞控制）有选择性信元丢弃、显式前向拥塞指示（EFCI）、ER字段
7.令牌桶原理（业务量管理机制－业务量整形）
业务量整形：TS，Traffic Shaping
ABR业务量控制的实现方式主要有两种： 二进制反馈、显式速率反馈
假定已知某UNI速率为150 Mbps ,设某用户在PCR时的T=4.5δ(δ为传送一个信元所需要的时间) ,信元时延变化容限CDVT 用τ表示, 假定τ=0.5δ,信元实际到达UNI的时间ta(k)=[0 ,5δ,9δ,13δ,18δ] ,利用GCRA(T,τ) 判断信元的一致性.
| K | ta（k） | tat（k） | tat（k）-ta（k） | 一致性 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 0 | 0 | 0 | 一致 |
| 2 | 5δ | 4.5δ | -0.5δ | 一致 |
| 3 | 9δ | 9.5δ | 0.5δ | 一致 |
| 4 | 13δ | 14δ | 1δ | 不一致 |
| 5 | 18δ | 18.5δ | 0.5δ | 一致 |
一个ATM网络使用令牌桶方案的通信量管制，每5us放入桶内一个新的令牌，系统抓住一个令牌可以发送1个信元。试问最大的可持续的净数据率（不包含信元首部）是多少？
由于每5微秒放图一个令牌，不包含首部的ATM信元为48字节，即384比特，所以最大的可持续的净数据率为76.8Mbps
在一个6Mbps的网络上,有一台主机通过令牌桶进行流量调整.令牌桶的填充速率为1Mbps。系统抓住1个令牌可以发送1bit数据。初始时候它被填充到8Mbit的容量.请问该计算机以6Mbps的全速率可以传输多长时间?
第三章 IP网与IP交换技术
IP交换技术分类
| IP 交 换 |
叠加模型 |
流驱动 |
MPOA |
| 地址解析 |
IPoA/LANE/NHRP/MARS |
||
| 对等模型 |
流驱动 |
Ipsilon IP Switching |
|
| 拓扑驱动 |
MPLS/Tag Switching/ARIS |
叠加模型
包括运行在一个独立的ATM层之上的一个IP层
由运行IP路由协议、具有IP地址的IP设备和运行ATM信令及路由协议、具有ATM地址的ATM设备（IP主机、IP路由器、ATM交换机等）组成
集成（对等）模型
IP交换机组件维护一个单一的IP地址空间
支持一个独立控制协议，用于将IP业务流映射到直通路径上
IP交换技术主要有哪些，它们分别属于哪种融合模式？
Ipsilon的IP交换和Tag交换中直通路径分别是在什么情况下建立起来的？
IP交换由IP急哦啊还控制器和ATM交换器构成，出现ATM连接传送的数据流（流驱动）时，进行IP连接；
Tag交换是在拓扑驱动下进行建立的，出现网络拓扑后，Tag交换就会出现。
流驱动和拓扑驱动系统是否能完成所有数据流的交换？
流驱动不能完成所有数据交换，前面若干数据是路由选择，ND变换；拓扑驱动可以完成，只要拓扑存在，数据就可以快速交换。
第四章 MPLS技术
1.MPLS基本概念
MPLS网络构成：两种路由器： 边界标记交换路由器LER、核心标记交换路由器LSR 。两种协议：路由协议 、LDP协议
转发等价类：FEC(Forwarding Equivalence Class),用来描述数据流的转发特性，是转发决策的依据。
标记：在MPLS体系结构中，标记只是一个抽象的概念，既没有固定的格式，也不与特定的链路层技术绑定。 ATM技术使用VCI/VPI作为标记，FR技术使用DLCI作为标记，PPP和以太网技术使用SHIM标记。
标记聚合：在MPLS体系结构中，将单个标记绑定给多个FEC并依据此标记转发这些FEC所对应数据流的过程被称为聚合。
标记合并：当某个LSR收到的多个入标记对应于相同的FEC时，可以使用同一个标记将这些分组从相同的端口转发出去，这种情况被称为标记合并。
其中流的合并和流的聚合的区别：
1.聚合是不同标记压入相同出标记的过程，“源”信息未丢失；
2.合并使用数值相同的出口标记来取代不同入标记，“源”信息丢失。
信元交织问题：基于ATM的MPLS，集结点在流的合并时，来自不同IP数据包的信元交织在一起，导致无法进行信元的重组。可以使用VC和并进行解决。
VC合并：将多条VC聚合为一条VC，但ATM交换机必须在属于同一个IP包的ATM信元收集齐全后才能将其转发出去
VP合并：将多条VP聚合为一条VP，但使用不同的VCI来标识各条信元流。
标记分发协议LDP：标记分发协议是标记交换路由器之间的会话、协商定义流程和规则。LDP消息类型： 发现消息 会话消息 通告消息 通知消息。
2.数据平面
入口：在边缘路由器接收IP包，判断IP包所属的FEC，进行路由选择并给IP包打上FEC的相应标签，形成MPLS标签包，并将其发往其他LSR。
域内： 在LSR构成的网络中，LSR对标签分组不再进行任何第三层处理，只是根据分组上的标签以及标签转发表通过交换单元对其进行转发，同时完成相应的标签转换。
出口：在MPLS出口的路由器上，将分组中的标签去掉后继续进行转发。
3.控制平面
四张表：
路由表RIB 用来决策路由 。由路由协议生成，如RIP、OSPF
转发信息表FIB 用于转发普通IP数据报 。RIB和LIB共同生成。
标记信息库LIB 标识标记和转发等价类的绑定关系 。由LDP生成，FEC～LABEL
标记转发信息表LFIB 用于转发入站的带标记的IP数据报。由RIB和LIB共同生成。
LSR在建立LSP时的操作：
(1)数据流==>FEC；
(2)LSR为FEC分配本地标记；
(3)使用LDP协议分发标记映射关系；
(4)根据收到的FEC和标记的映射关系更新标记信息库LIB、转发信息库FIB和标记转发信息库LFIB。
MPLS中使用哪些标记定义和操作可节约标记资源？
（1）标记具有本地意义，不同标记空间可使用相同的标记；
（2）标记聚合使聚合后的标记空间变小；
（3）标记合并时合并后的标记空间变小；
（4）标记堆栈相当于把MPLS域分割成小域。
当LSR收到IP分组和标记分组时，应该查询哪张表？IP分组查询FIB，标记分组查询LFIB。
4.MPLS 流量工程
MPLS流量工程主要包括四大组件：
（1）信息发布组件
MPLS TE发布的四类信息：链路状态信息、TE Metric、带宽信息、管理组和亲和属性。
（2）路径计算组件
（3）信令组件（或称路径建立组件）
（4）报文转发组件
功能：
1.通过扩展OSPF和ISIS协议，泛洪带有带宽、链路属性等参数的链路状态信息；
2.通过扩展的CSPF（Constraint Shortest Path First）算法，计算从源到目的地的最佳路径；
3.通过对RSVP协议的扩展，建立端到端的LSP，同时进行标签的分配；
4.最后，把流量注入到LSP隧道中。
CSPF（Constrained Shortest Path First）：带有约束条件的SPF算法。其约束条件： Cost－IGP本身具有 带宽 链路属性。
5.MPLS VPN
数据平面：MPLS/VPN中标签分组的转发——两级标记栈
栈顶标签用于入口PE到出口PE的转发，由LDP协议分发
栈底标签用于出口PE处的转发，通过MP-BGP分发(同时分发VPN路径信息)
数据在MPLS VPN网络中的标签封装过程：
控制平面：
RD：在VRF中定义了长度都是64比特的路径区分标识参数是RD(RouteDistinguisher)，任何两个VPN的RD都不同。
VPN-IP地址=路径区分标识(RD)+IPaddress，将普通的IP地址转换为唯一的VPN-IP的地址
RT：RT的本质是每个VRF表达自己的路由取舍及喜好的方式。可以分为两部分：ExportTarget与importTarget。
私网标签。
例：在MPLS VPN网络中，对RD和RT的定义在功能上是否有重复？比较RD和RT。
RD时路由区分符面，对IPv4地址进行扩充为RD+IPv4组成VPN IPv4地址，用以区分地址重叠的私网路由。RT是路由目标，收到私网路由时决定更新到哪个VRF中，即决定了私网路由的取舍。
RD不能被RT取代。RT通过BGP传递时，放在BGP扩展属性中，对私网路由的标识通过RD来实现，取消私网路由只能用RD+IPv4取消某条地址；
RT也不能被RD取代：RT通过Import RT来标识VRF可更新的路由，Export RT随着私网路由进行变化。
例：在MPLS VPN网络的数据传递过程中，为何不能用RD或RT来标识VPN，而需要私网标签？
RD、RT属于控制平面的参数，负责解决私网路由传递过程中地址重叠的问题。而在数据传递时解决地址重叠问题需要用私网标签，故是不可取代的。
地址重叠问题 ：PE转发私网路由时如何区分地址重叠的私网路由？ PE在接收私网路由时如何区分地址重叠的私网路由？ PE接收数据报时如何确定转发给哪个VPN？
解决：（1）PE路由器的改造和VRF的导入（2）地址的扩充：VPN-IP地址=路径区分标识(RD)+IPaddress，将普通的IP地址转换为唯一的VPN-IP的地址（3）使用MP-BGP协议分发VPN用户路由信息（4）MPLS/VPN中标签分组的转发:两级标记栈，P路由器仅仅维护内部路径，不需要知道VPN路径。
例：在MPLS VPN网络中私网地址重叠会导致哪些问题？如何解决？
（1）PE在本地如何区分地址重叠的私网路由？ PE定义了私网路由表VRF，与接口进行绑定。
（2）入口PE向出口PE发私网路由时，如何解决地址重叠问题？ RD+IPv4组成VPN IPv4地址。
（3）出口PE收到地址重叠的私网路由如何更新本地VRF？Import RT和VRF绑定，Export RT与BGP私网路由进行绑定。
（4）转发IP数据报时，出口PE如何确定往哪个VPN转发？使用私网标签确定VPN。
在MPLS VPN中，说明私网路由的传递过程（VRF路由信息分发过程）
第五章 新一代互联网
两种分类标记方法：
按颜色的不同进行分类标记：双色标记、三色标记
按实现机制分类：基于令牌桶的标记、基于速率的标记、基于策略的标记
基于速率的标记算法
时间滑动窗口三色标记器（TSWTCM）
对一个到达的IP 分组： 当avg≦CTR时，分组标记为绿色；当CBR<avg≦PTR时，以概率P0将分组标记为黄色；以概率P1将分组标记为绿色；当avg>PTR时 以概率P1将分组标记为红色，以概率P2将分组标记为黄色，以概率（1-P1-P2）将分组标记为绿色。
利用时间滑动窗口计量业务流的速率avg
利用测量速率（avg）与承诺速率（PTR，CTR）间的关系函数确定包标记为红、黄、绿的概率 ：P0=(avg-CTR)/avg ，P1=(avg-PTR)/avg ，P2=(PTR–CTR)/。
综合业务模型的构成，IntServ 由四个组成部分：
(1) 资源预留协议 RSVP，它是 IntServ 的信令协议。
(2) 接纳控制(admission control)，用来决定是否同意对某一资源的请求。
(3) 分类器(classifier)，用来将进入路由器的分组进行分类，并根据分类的结果将不同类别的分组放入特定的队列。
(4) 调度器(scheduler)，根据服务质量要求决定分组发送的前后顺序。
资源预留协议的三种类型：
区分服务 DiffServ 的要点：
(1) DiffServ 在路由器中增加区分服务的功能。
(2) 网络被划分为许多个 DS 域
(3) 边界路由器中的功能
(4) 聚合(aggregation)
第六章 软交换技术
软交换系统组成，关注每一层名称及其设备
接入层 负责将各种不同的网络和终端设备接入软交换体系结构，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
传送层 对各种不同的业务和媒体流提供公共的传送平台，多采用基于分组的传送方式。
控制层 完成呼叫控制、路由、认证、资源管理等功能。其主要实体为软交换机，有时也称作媒体网关控制器。
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。
第七章 IP多媒体子系统（IMS）
IMS的功能实体：
呼叫会话控制类：P-CSCF、I-CSCF、S-CSCF
用户数据处理类：HSS、SLF
互通类： BGCF、MGCF 、SGW、IM-MGW
业务控制类：SIP-AS、OSA-SCS、IM-SSF
媒体资源处理类：MRFC、MRFP
支撑实体类：THIG、SEG
号码分析类：ENUM服务器、DNS服务器
其他功能实体类：SBC、DHCP服务器、NAT/ALG设备、PDF&PEP
呼叫会话控制功能CSCF：
控制层的核心是呼叫会话控制功能（CSCF）实体，功能是执行多媒体呼叫控制。
归属用户服务器（HSS）：
HSS是IMS中所有与用户和服务器相关数据的主要存储服务器。HSS中保存IMS用户的签约信息，包括基本标识、路由信息以及业务签约信息等集中综合数据库，位于IMS核心网络架构的最顶层。
签约定位器功能（SLF）：
在运营商内设置多个HSS的情况下，I-CSCF在登记注册及事务建立过程中通过SLF获得用户签约数据所在的HSS域名，可与HSS合设。 在一个单HSS的IMS系统中，不需要SLF。
SIP的概念
Session Initiation Protocol -会话发起协议。是IETF制定的多媒体通信协议，它是一个基于文本的应用层控制协议，独立于底层协议，用于建立、修改和终止IP网上的双方或多方的多媒体会话。