本篇笔记是鲍宁海老师上课的口述记录而成，纯纯他如何讲我如何记。没有经过过多整理，所以内容可能有些乱且杂糅。但是考试重点均有cover

本节对应参考书章节CH1

三个时代

（这一部分讲了2个星期 -> _ ->）

横向对比

	Generation-1	Generation-2	Generation-3
描述	仅又很少的终端，能够接入网络的用户有限。采用模拟信号，Qos不太好	终端的价格开始逐渐下降（经历了一段时间才降下来），用户可以承担。但服务的费用很高，用户安装了终端却不舍得用。开始采用数字信号。在技术层面遇到了频率容量(capacity) 和交移 (handover) 问题	传统电信业务的资费下降，用户可以承受。要继续扩大市场就需要发展更多的服务。
关注的技术	Transmission	Switching	Soft-switch
关键词	Reachability	Accessibility	Realizability
拓补结构	mesh	star	hybrid (mesh + star)

第二时代存在的两个问题的解释

Handover:

当你处于两个基站的覆盖交界地带时，在基站与基站间的切换存在问题。这个在2G的网络网络技术基础上无法解决。

Capacity

相同频率间存在干扰，可使用的频段容量不足，一旦遇到人员密集区域，网络会直接被拖崩溃，这是第二阶段衍生至第三阶段的关键原因。为解决这个问题，产生了SDMA (Space Division Multiple Access, 空分复用) 技术

第三时代的网络拓补

正如第三个阶段中 hybrid 这个拓补结构所言，在第三个时代中传输网络被分为了接入网（Access Network, AN）和骨干网（Core Network, CN）。

通信发展——性能和经济的平衡

在第一个时代，节点之间的交换能力不强，为了保证可达性，采用mesh拓补提高性能。纵然mesh部署成本高，最开始的用户有点，并未产生很大问题。
在第二个时代，用户数量开始增长，mesh拓补的成本升高。为了提高可接入性，网络主要使用star拓补。
第三个时代，业务多样化发展，通信用户众多。为了保证用户可接入性，用户链接使用star拓补，其余网络使用可靠性更高的其他混合拓补方式。

广域网（Wide Area Networks WAN）

基本交换技术（理论）

交换技术有很多种，但是基本都基于电路交换和分组交换这两种。

电路交换（circuit switching）

电路交换(circuit switching)是指使用专用物理通信路径连接通信终端的交换技术。连接建立开始时，通信系统分配给它的资源（通道、带宽、时隙、码字等等），通信活动的整个过程中，这个连接将始终占用着。电路交换总体可以分为这三步：

建立连接：分配通信资源。即在使用电路交换打电话前，必须先拨号请求建立连接。当被叫用户听到电话交换机送来的拨号音并摘机后，从主叫端建立连接，即一条专用的物理通路。线路一旦被分配，在未释放之前，其他站点将无法使用，即使某一时刻线路上并没有数据传输。
通话：一直占用通信资源。
释放连接：归还通信资源

在要求数据按先后顺序且以恒定速率快速传输的情况下，使用电路交换是较为理想的选择。因此，当传输实时数据时，诸如音频和视频；或当服务质量（QOS）要求较高时，通常使用电路交换网络。

那么这个物理线路在实际电话通信上是如何体现的呢？以TDM举例，就是分配一个 Ts 给你。例如上图电话①被分配了Ts1,那么在这个通信结束之前，Ts1永远属于它。

物理通路将不同的终端连接，这个物理通路又被分为Ts0-Ts31个逻辑信道，每个终端只从物理信道传输的信号中提取中属于自己的逻辑信道的东西。例如下图电话①提取Ts1，电话②提取Ts31，这就是”Logical channel dedicated on each link”的意思

这种交换方式数据接收到的顺序和实时性都能保证

我们成这样的交换”立即损失制”，意为无法发起一次服务，就无法通信

电路交换最常见的例子是电话网络，但时至今日，电话通信背后的交换技术已经更新了。

分组交换（packet switching）

分组交换（packet switching）是将数据打包成分组（Packets）进行传输、交换。数据包包含标头(Header)，和负载(Payload)。标头包含分组的基本信息，例如地址信息，管理信息等，类似于快递面单上 “收货地址：重庆邮电大学”（地址）和 “买家要求保密发货”（控制信息等）；负载即是数据，也就是包裹内”保密发货”的东西。

分组通过最优路径（取决于路由算法）路由到目标。两个主机之间传送的分组不一定要沿着相同的路径传送，即，你的巨型手办可能头发一个包裹，身体发一个包裹，腿又是一个包裹，三个包裹沿着不同路径送过来。๑乛◡乛๑

在这样的交换技术下物理通路上的不同设备共享该通路上的资源，且仅当有通信发生时，才占用资源。

分组交换又可以拓展两种网络：虚电路(Virtual Ciruit)和数据报（Datagram）

这两种网络后续会结合协议讲路由时深入阐述，这里看个概念即可。

虚电路（VC）:属于一条虚电路的分组将在它的首部携带一个 VC 号。因为一条虚电路在每条链路上可能具有不同的VC号，所以每台中间路由器必须用一个新的VC号替代每个传输分组的VC号。这个新的 VC 号从转发表中获得。VC连接下，会确保信息已经送达。
数据报（Datagram）:在数据报网络中，每当一个端系统要发送分组时，它就为该分组加上目的地端系统的地址，然后将该分组推进网络中。数据报网络没有虚电路的概念，分组从源向目的地传输通过一系列路由器。路由器中的每个都使用该分组的目的地址来转发该分组。路由器有一个将目的地址映射到链路接口的转发表，当分组到达路由器时，该路由器使用该分组的目的地址在该转发表中查找适当的输出链路接口。然后，路由器有意识地将该分组向该输出链路接口转发。数据报连接下，数据是否送达不会被确认。

这种交换方式可以更高效地利用资源

电路交换和分组交换的对比

电路交换：一个连接双方的恒定的物理上的管道已经存在，只需要朝这个塞数据即可传达给对方。
分组交换：每一个数据包都需要检查它需要去哪里，该朝哪里转发，并为其选择路径。

这也就是之前的电话都是按分钟计费（资源一直分配给你），但是网络却是按流量计费（有包才占用资源）的的原因

典型的交换技术（实际）(了解)

帧中继（frame relay）

帧中继（frame relay）采用的是分组交换（Packet Switching），它将数据放在可变大小的“帧”内。帧除分组交换必须的地址外，还包含一些纠错信息。网络在传送过程中对帧结构、传送差错等情况进行检查，同时，通过对帧中地址段（DLCI）识别，实现用户信息的统计复用。

其可以在在一对一或者一对多的应用中快速而低廉的传输数位信息。
它可以使用于语音、数据通信。既可用于局域网（LAN）也可用于广域网（WAN）的通信（这个技术现在已经淘汰了）

异步传输模式（ Asynchronous Transfer Mode, ATM）

ATM这里是重点，将在后面章节里面详细介绍。这里只需要知道有这个存在就行。

异步传输模式（ATM）是指一种采用异步时分复用，是电路交换和分组交换的融合，以信元（cell）为单位的通信方式，信元在这里就对应分组交换中的packet.

这个技术目前只在部分私有部署网络中使用。（而且使用原因是重新部署需要成本）

面向连接和面向无连接

在后续的学习中，还会看到面向连接和面向无连接两种类型的协议。面向连接和面向无连接的核心区别是发送数据之前是否需要建立连接（也就是和对方打个招呼先，对方会话了再继续通话），现在听起来似乎有点抽象，不妨在学习到了TCP/UDP的时候再回过头来看看它。比较严格地定义来说，它们的区别在于：

面向连接（connection-oriented）：在发送之前需要先建立连接（知道对方存在并准备好接收），再进行传输。在通信完成时，需要断开连接。
面向无连接（connectionless）：不需要和对方建立连接（无需知道对方是否存在），直接在网络上传输数据。网络尽最大可能保证数据到达。