什么是运营商网络

什么是传输网、核心网、承载网、接入网?今天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：

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：

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。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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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”。

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。

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)

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