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2017-8-14
发表于 2021-8-30 15:54:40 |显示全部楼层
以下文章来源于华为培训 ,作者小培

什么是传输网、核心网、承载网、接入网?
今天小培会主要讲讲运营商的网络、演进和技术趋势,帮助网络小白们了解一下网络、业务与技术发展。

在理解知识之前,我先讲一个寄快递的故事:小培想把快递从上海寄往北京的朋友家( ̄_, ̄ )


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带着这个故事,我们一起来理解什么是网络:


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如果你以前接触过网络,肯定认识它们,我们先把它们称作网络设备,网络设备的最主要功能就是处理业务,或者转发业务。
网络设备就是为了实现互联互通的一种设备,上图就是最传统的转发类的设备。

那怎么样才能够互联互通?
不同厂家的设备怎么样才能互联呢?
这个时候我们就需要有一些标准来定义他们之间通信标准:协议栈

以前使用OSI参考模型来决定设备之间的互通,后来演进用的是TCP/IP协议栈(下图)。不管是什么样的模型,它的基本的功能就是定义设备之间进行互联互通的技术框架。目的就是为了能在相同技术模型下互通。


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那什么是网络呢?

对于接触过网络的人来讲,肯定听说过IP路由器,因为IP路由器是最为广泛的一种设备。对应到我们刚才看到的TCP/IP协议栈,路由器主要是工作在网络层,它的目的就是在网络层来实现数据的路由转发。

由路由器组成的这些网络,我们通常把它叫做IP网络。打个比方下图中,4个中国主要城市,北京、成都、上海、广州每个城市有一台路由器,通过光纤连接起来,形成了一个IP网络。


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如果我们把它组成一张IP的网络,首先我们得有连接的介质做连接,目前我们最主要的连接介质无非是这几大类:光纤、铜线或无线(空气介质)。由光纤材质构建线缆就叫光缆。铜线有双绞线,如电话线、网络等。无线的大家很熟悉,例如无线的空口、WiFi等等,这些是通过空口来传输。

IP设备的之间的相互连接,主要是采用有线的方式来进行互联。一般来讲,信号在铜线中传的时候,它的信号衰减非常大。所以铜线传送的传输距离非常的短,一般来讲几公里差不多了。

但是我们都知道图中每两地之间相隔的距离都非常的远,这么远的距离使我们有了一些光纤或光缆的使用,但光信号在光纤里面传输的时候,也有衰减,虽然没有铜线那么的严重,还是无法支持太远的距离。

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从广州发出的信号到了成都的时候,信号衰减到一定程度,成都路由器收到信号,可能超出了光模块最小的灵敏度了,那它就认为这个光是断掉了,相当于线路断了。所以,光信号传输距离也是受限制的。

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所以我们在两个城市之间,放一些设备。最基本的功能,就是把光信号进行放大,再生之后再发送出去。这样的话,信号传输距离就可以拉得更远。如果每一个站之间可以做到80公里,上海到北京之间就要几十个这样的中继设备。

但只是传输距离拉远还不够,我们可以想象一下,如果链路中间某个地方发生中断了,那路由器之间的光信号也会中断的。事实上,距离越远,链路中断的风险越高,可能性越大。

于是,我们又想了一个办法,再找来一些光缆,把这些中继放大的设备进行互联互通,这样的话,这些“中继设备”也连成了一张网。

如下图,即使某一条链路发生故障(被挖掘机挖断了),光信号依然可以走另一边迂回。所以,在上海的路由器和北京的路由器之间,就相当于是这条链路的可靠性得到了增强,有了链路保护的功能。所以,这样一个基于光信号的波长复用和信号放大,而且可以冗余的网络,如果单独的圈在一块,我们就暂称它为光传输网络(OTN:Optical Transmission Network)吧。

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光传输网络主要就两个功能:第一,关注于光信号的波长复用和信号放大第二,光链路的可靠性的保障。它主要聚焦物理层的功能

从图中也可以看出,这个由路由器及传送网组成的网络,位置非常重要,可靠性都是要求很高的。我们把它叫做骨干网。传输网络部分,我们可以称它OTN骨干网。

运营商投资建设骨干网干什么用呢?

又如何进行挣钱呢?

如果要挣钱的话,骨干网络一定要去接入流量,才能够让这个网络有收益。流量在哪里?流量在用户那里;用户又在哪里?用户到处都是!

例如,网络当中有很多位置分布在全国各地的用户,这个时候我要把不同的用户终端,如手机,PC等,都要接入到这个网络里面来。所以就有了下图所示,这么多PC接入到路由器上。

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但是,上图中PC直接接入到骨干路由器上的话,大家也可以想一想哈,会产生一些什么的问题?

最基本的问题就是路由器上的接口的数量是有限的,一般来讲只有几十上百个而已,骨干路由器一般来讲又比较昂贵。如果所有的用户直接连到这个骨干路由器上面,很明显,单个端口的成本太高了,也接不了几个用户上来。要扩容的话,投资就太大了,这是最基本的问题。

第二个问题,用户离这个骨干的路由器还比较远,比如我不是在广州,而在深圳,我要接到广州的路由器上面去,这个路径比较远,直接通过网线或光纤成本也比较高。

所以基于这样一种场景,我们就必须要有一种比较廉价的解决方案,例如:我们在这此用户的PC跟这个路由器之间要加一些汇聚型的设备。这一类的设备,你可以认为它就类似于交换机,或GPON OLT等等各种类型的这种设备。

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这种设备的主要特征就是:可以只提供一个上行口跟骨干路由器对接,然后通过扩展廉价的下行端口,接入更多的用户。相当于把多个用户汇聚成一个接口,上到骨干路由器上。

这时,核心路由器只占用一个端口,就可以接入很多很多的用户数量。成本均摊的也比较便宜。如果以后要扩容,也可以扩交换机或OLT这类设备的端口,因为这些设备相对比较便宜些。我们也把这部分网络叫做“接入网”。

通过交换机构成的网络,是二层转发的网络,主要是聚焦数据链路层的功能。二层的网络也不能太大,扩展性也不是太好。

所以对于一个城市来讲,不太可能通过一张二层网络来覆盖。通常运营商也会用一些相对比较低端一点的路由器来组网,以便网络灵活扩展。这样接入网络与骨干网络之间,也会形成另一个网络层次,通常把整个城市的计算机都连接起来的网络我们称之为“城域网”,而几台计算机连接起来,互相可以看到其他人的文件的网络,我们称之为“局域网”。

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基于这样一个架构,现在我们再来小结一下,就不难理解:光传送网络, IP网络,接入网之间的关系是不是与前面的协议栈之间有某种联系了?

主要是对应下三层。而且这些设备主要是关注如何转发用户数据,并没有处理用户的业务数据。我们把这种特征叫“透明转发”或“透明传送”。相当于它只承载数据,不处理数据,所以有的地方也叫承载网。大承载网就相当于传输、IP、接入网的统称。
前面也讲到过,不管是接入网还是骨干网,都不处理业务,那到底谁来处理业务呢?

用户只是接入网络是不够的,最终还是要使用业务,那访问什么业务,要接到哪里去处理呢?其实上层一定会有一个业务处理层,如图中所示右上角的模块就属于业务层,它主要是处理、提供、终结业务。

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核心网的功能主要是提供用户连接、对用户的管理以及对业务完成承载,作为承载网络提供到外部网络的接口,因为它要处理和分发全网的业务,所以通常它处于比较高的平台位置、相对下层网络来看处于更为核心的位置,所以我们称之为核心网。我们最早的网络中的业务是语音,就是电话业务。

倒过来说就是,整个通信网络的逻辑架构就是:电脑(手机)>接入网>承载网>核心网>传输网>核心网>承载网>接入网 >电脑(手机)


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回顾开头快递运输的故事:


接入网=快递分公司
把所有人的快递收一收,往线路发,或者派送所有收到的快递


承载网=快递运输路线
目的是在各大物流交换中心换线路


核心网=物流总部
负责统筹交换分配,把数据分类发送到不同城市并计费


传输网=上海与北京之间的长途公路

本篇文章只是粗略的概括了网络与业务的初步演进


传输网除了OTN还有PTN、微波、SDH的组网方式
接入网还分无线接入与有线接入
承载网其实是一个大的概念,分前传、中传和回传
核心网也是随着网络的演进不断地在更新演进

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发表于 2021-8-30 16:11:25 |显示全部楼层
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发表于 2021-8-31 12:17:01 |显示全部楼层
前面介绍很详细
但是到处理这块就。。。有点虎头蛇尾。
希望能再详细一点,多学习

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发表于 2021-9-1 08:50:31 |显示全部楼层
谢谢分享

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fab

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发表于 2021-9-1 14:29:10 |显示全部楼层
希望继续分享。

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发表于 2021-9-3 14:30:27 |显示全部楼层
OLT设备属于有线接入网吗?

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发表于 2021-9-11 15:50:04 |显示全部楼层
实在是

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发表于 2021-9-13 09:31:50 |显示全部楼层
學習了    謝謝分享

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发表于 2021-9-16 17:30:34 |显示全部楼层
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