P2P技术及其应用ppt课件.ppt

1,2022/12/28,P2P技术及其应用,设计一所 佟敏,2022/12/28,2,第1章 P2P技术概述,1.1 什么是P2P P2P即peer-to-peer的缩写。而peer在英语里是“同等者”、“同事”及“伙伴”的意思。因此，P2P也就可以理解为“伙伴对伙伴”的意思，或称为对等联网。P2P也可以被看作为一种思想，它具有改变整个因特网基础的潜能的思想。虽然从纯技术角度而言，P2P并未激发出任何重大的创新，而更多的是改变了人们对因特网的理解与认识。正是由于这个原因，IBM早就宣称P2P不是一个技术概念，而是一个社会和经济现象。P2P技术是目前国际计算机网络技术领域研究的一个热点，被财富杂志誉为将改变因特网未来的四大新技术之一，甚至被认为是无线宽带因特网的未来技术。,2022/12/28,3,图1-1 C/S模式,图1-2 P2P模式,2022/12/28,4,图1-3 第一代P2P网络采用中央控制网络体系结构早期的Napster就采用这种结构。它采用快速搜索算法，排队响应时间短，使用简单的协议能够提供高性能和弹性，缺点是容易中断服务。,2022/12/28,5,图1-4 第二代P2P采用分散分布网络体系结构 不再使用中央服务器，消除了中央服务器带来的问题。没有中央控制点，不会因为一点故障导致全部瘫痪，是真正的分布式网络。由于每次搜索都要在全网进行，造成大量网络流量，致使其搜索速度慢、排队响应时间长。用户PC的性能及其与网络连接的方式决定网络弹性和性能。这种模式具有自组织（ad-hoc）行为，降低了拥有者的成本，提供可扩展性。特别适合在自组织（ad-hoc）网上的应用，如即时通信等。,2022/12/28,6,第三代P2P采用混合网络体系结构，如图1-5所示。这种模式综合第一代和第二代的优点，用分布的超级节点取代中央检索服务器。采用分层次的快速搜索改进了搜索性能，缩短了排队响应时间，每次排队产生的流量低于第二代分布网络。超级智能节点的布设提供高性能和弹性。没有中央控制点，不会因为一点故障导致全部瘫痪。内容被分布存储在分布的存储器和客户终端中。通过快速检索系统可以快速发现内容分布存储的位置。目前常用的P2P软件有BT、edonky和Gnutella等，这些软件采用“快速追踪”技术构成P2P网络，有着许多传统客户机服务器网络所没有的优点。技术上不但可以大大的减少文件搜寻的时间，更重要的是可以不用昂贵的中央控制硬件设备（服务器等）。这种P2P网络使用终端本身电脑的处理能力，网络处理能力随着终端使用者人数增长而增加。,2022/12/28,7,第四代P2P技术,第四代P2P目前正在发展中，主要发展的技术有动态端口选择和双向下载。动态端口选择：目前P2P使用固定的端口，但是一些公司已经开始引入协议可以动态选择传输端口，端口的数目一般在1 0244 000之间。有的协议甚至让P2P流可以用原来用于HTTP（SMTP）的端口80（25）来传输以便隐藏。这将使识别跨运营商网络的P2P流、掌握其流量变得更困难。双向下载：eD和BT等公司进一步发展引入双向流下载。可以多路并行下载和上载一个文件或多路并行下载一个文件的一部分，而目前传统的体系结构要求目标在完全下载后才能开始上载。这将大大加快文件分发速度。以上演化的四代P2P系统都属于“无组织的P2P重叠网”，在因特网中得到快速发展，目前宽带用户流量中一半以上是这种P2P流。,2022/12/28,8,P4P技术,，分布式计算产业协会(DCIA)提出了“P4P”网络协议概念，而Verizon最近的试验也证明，这种P2P网络升级版的确可以大幅提高下载速度，并显著减少网络拥堵现象。P4P全称“Proactive network Provider Participation for P2P”，意在加强服务供应商(ISP)与客户端程序的通信，降低骨干网络传输压力和运营成本，并提高改良的P2P文件传输的性能。与P2P随机挑选Peer(对等机)不同，P4P协议可以协调网络拓扑数据，能够有效选择Peer，从而提高网络路由效率。,2022/12/28,9,Verizon高级工程师、P4P工作组联合主席Doug Pasko表示，Verizon使用Pando进行的测试表明，P4P可以带来大约200的下载性能提升，部分时候甚至高达600。Doug Pasko指出，P2P虽然面临很多法律难题，但已经在很多大型商业化内容发布系统中得以合法化，而P4P能让P2P得到更大范围的商业化应用，同时减轻网络负担。由于P4P协议的效率依赖于网络拓扑信息的可用性，Verizon和P4P工作组计划使其成为一种业界标准，并鼓动其他运营商分享它们的数据，目前已经得到了美国头号有线网络运营商Comcast等不少ISP的支持,2022/12/28,10,P4P工作组发表的一份白皮书(PDF)指出，虽然不少运营商极力封杀P2P应用，但往往收效甚微，而且要彻底杜绝这种应用是不可能、不现实的；通过使用P4P技术、加强P2P与网络之间的通信，就能让客户端程序更好地使用网络状态信息，进而减轻网络压力、降低运营成本。简而言之，堵不如疏。,2022/12/28,11,P2P的主要应用之一:文件下载P2P文件下载是P2P应用中最为广泛的方式之一，它通过在不同用户间直接进行文件交换达到文件共享的目的，该种方式较之传统C/S模式下从公共服务器系统下载文件的方式具有速度快、资源丰富等优势。,2022/12/28,12,BT的工作原理:,客户端从Web服务器或者其他传统服务器下载种子文件，种子文件中存储了某文件资源对应的TRACKER IP地址和服务端口号、部分Peer节点IP地址和服务端口号、文件名称、文件分片的长度以及片数、文件创建者信息。客户端解析种子文件后连接TRACKER服务器，请求Peer列表和文件分片信息，获取Peer列表后，客户端顺次与Peer建立连接获取其需要的文件或片段，本地客户端从数十数百个远程客户端获取某一文件的各个分片，在下载完成后将其组装还原为一个完整的文件。在文件下载过程中，客户端始终保持与TRACKER服务器的连接，交互本地客户端已经上传或者下载的字节数、文件分片信息，方便其他客户端连接本地客户端获取该文件资源。,2022/12/28,13,P2P技术的主要应用之二:视频直播,2022/12/28,14,客户端启动后首先会自动登陆到一个初始的登陆服务器，从该服务器上获取更新节目频道列表，然后从列表中选择想看的节目，连接到一个列表服务器，并向列表服务器请求该节目Peer列表，列表服务器返回给客户端Peer列表，本地客户端连接Peer列表中的远程客户端并请求流媒体节目传输。本地客户端可以同时与多个远程客户端连接获取节目的不同片段。在节目下载过程中，Peer之间可以通过TCP或者UDP方式交互其他节目的其他Peer信息。只要本地缓存够一定帧数的节目内容，就可以开始收看节目了。,2022/12/28,15,P2P技术的主要应用之三:VOIP,Skype是P2P技术演进到混合模式后的典型应用。它结合了集中式和分布式的特点，在网络的边缘节点采用集中式的网络结构，而在超级节点之间采用分布式的网络结构，混合模式的P2P网络模型从网络模型来看，这种混合模式的P2P是经过多年的发展和演进而来的，严格讲，这已经不是纯粹的对等网络结构了，只能称做发展了的P2P。Skype之所以能够成功与它采用了P2P技术有关。Skype实现了将网络资源分散（即不是利用集中式的服务器资源，而是利用各个节点的网络资源），致使语音呼叫的接通率、语音质量在很大程度上甚至超过传统的电话网络。从搜索方面来讲，Skype所采用的技术可称为第三代P2P网络技术。,2022/12/28,16,Skype采用了全球搜索目录（GI），GI代表了另一种意义上的可扩展网络技术。全球搜索目录使用多层的网络结构，这种结构利用超节点（Supernodes）来实现网络中的每个节点可以获取所有其他可利用节点的资源，并将这些节点资源动态组合，从而参与流量分配、路径选择、处理等需要较大带宽的任务，并保证最小的时延。Skype对数据传输采用智能路由，从而保证了语音质量。由于可以利用所有的节点资源，Skype可以为每个加密的呼叫智能地搜索最好的传输途径。甚至可以并行的打开多个传输路径，动态的及时选择最佳途径。这对减少延迟和增强语音质量有非常明显的效果。,2022/12/28,17,中移动采用P2P重构移动核心网,2008年11月28日，中国移动牵头的DSN分布式业务网络技术白皮书在京发布，这也是运营商第一次提出利用P2P技术来为今后的通信网络服务。据中国移动研究院院长黄晓庆介绍，DSN力图通过P2P技术和分布式计算技术，结合电信网络可运营、可管理的框架，架构未来融合业务的核心网。在中移动的努力下，国际电联已经将DSN确定为NGN下一步演进的主要研究方向之一，这有可能实现我国在国际通信标准领域的又一次重大突破。,2022/12/28,18,中移动的雄心,中国移动这一次高调推出DSN，可谓“雄心勃勃”。黄晓庆告诉记者，如果说以往是设备厂商在推动通信行业的技术进步，那么，未来运营商将成为新的创新中心，“因为只有用户的需求才是创新之源，而我们是产业链上离用户更近的一环。”黄晓庆介绍，DSN构想就是在这一背景下产生的。尽管目前这一技术架构并没有进入实用阶段，但中国移动想推动其成为未来核心网架构的技术演进方向。中科院声学所侯自强教授告诉记者：“DSN并不是首先研究怎么收钱，怎么分类，而是要通过一个重叠网来提供多样化服务，比如做P2P，像电信网一样，可以控制优化数据流，可以监管内容，实现过去在互联网上做不到的事情。”与传统的电信网络相比，互联网无论从业务提供范围，业务推出周期，还是网络架构的简单、可维护等方面，都显示出巨大的优势。这就要求运营商跟踪先进技术发展，结合应用实际，拿出新的具有知识产权的技术方案，DSN可谓应运而生。,2022/12/28,19,实际上，从2007年开始，中移动就启动了DSN的研发，提出的WiiSE(无线互联网IP服务环境)计划中，DSN是其中重要一环，聚焦于核心网技术。今年早些时候，国际电信联盟ITU-T的SG13工作组确定DSN为NGN下一步演进的主要研究方向之一。接受P2P值得注意的是，DSN架构中采用了P2P通信模式，如果发展成功，那么中国移动可能是国内甚至全世界第一个全面接受P2P并建议以之构建未来网络的电信运营商。侯自强对此评论道：“我认为中国移动这几年在看待互联网方面有了大的变化，就是看到用围墙限制已不可行，因此决定走向开放。”,2022/12/28,20,移动核心网选择P2P原因(1),2008年汶川地震发生后，手机成为公众了解灾区情况的首选方式，仅5月12日当天，四川本地用户拨打次数就达到平日的10倍，北京用户呼叫四川用户的次数竟达到平时的80倍。瞬时激增话务量导致了核心网交换机的拥塞，而采用P2P技术建设分布式核心网，再遇到类似突发情况则可以避免网络拥塞。,2022/12/28,21,移动核心网选择P2P原因(2),接受P2P模式带来的第一个好处是可能会大幅提升网络使用效率。DSN是分布式的，能够根据各种应用在多个地区、不同的场景综合起来进行内容的分发，峰值不会在同一时间达到，网络效率即被提高。如果说现在使用的一套电信系统能支持1000万用户，未来DSN时代，一套系统将有望支持1亿用户，这不仅是节省硬件投资，而且，大大提高了使用效率。长久以来，电信业务靠经营收入而发展，互联网业务靠广告运作获得收入，前者要保全所有服务的到位，而后者则完全不需要；若说前者因符合商业规律而主导通信业，后者因创新能力，也有很大空间。DSN就是融合两者优点的平台，它吸纳P2P等分布式技术，将为融合网络带来畅想的空间。先方向，再业务,2022/12/28,22,与互联网相比，电信业务发展之所以比较慢，主要有两个原因，一个原因是电信业务始终是考虑全网的，始终考虑大规模生产，于是乎就习惯把标准化做得很完善，因此时间就很长；第二个问题就是它的封闭性，电信业务的封闭性导致了竞争上的弱势。而互联网业务则相反，非常的开放，所以做起来很简单，每个人都可以开发业务，因此它的业务开发得很多，这也促进了互联网快速发展。DSN技术采取的发展路径，将不像过去那样先把业务都想得清清楚楚，然后再去制订一个标准, 过去发展思路最典型的代表就是ATM技术，把所有的业务都规划好了，从承载层到ATM适配层，确定了N层设备层来提供不同的业务，但那是一个最终失败的技术。融合网络时代，必须注重技术的灵活性。,2022/12/28,23,P2P在其他领域的应用,ICQ、MSN、QQ类的即时通信应用。两个或多个用户使用文字，语音或视频进行交流。利用P2P技术可以弱化甚至摆脱对服务器的依赖。海量存储类数据存储应用，如MICROSOFT提出的FARSITE。在网络上将存储对象分散存储，而不是像现在放置在专用的服务器，这可以减轻服务器负担，增加数据的可靠性和传输速度。INFRASEARCH、POINTERA类数据搜索及查询软件。用来在P2P网中完成信息检索，动态地将当前P2P网络中各个对等点的内容进行收集，并且有效地向用户传递。NETBATCH（INTEL）类协同计算应用。现有实验可连接近10 000台PC机，利用它们的空闲时间进行协同计算，完成超级计算量的工作（如空间探测、分子生物学计算、芯片设计等）。GROOVE类数据或行动协同应用。基于P2P连接的软件工具，可以建立一个安全的企业级协同工作平台（P2P网），提供供求信息链上的互动信息沟通，如货品目录，库存及发货清单，帮助使用者进行经销渠道维护，客户服务和支持。在线游戏类应用。许多双人及多人对弈网络游戏采用P2P技术交流数据。,2022/12/28,24,观点一：,（1）P2P方式将是未来通信的主流模式，目前流行的软交换只不过是一种过渡方案，它终将被P2P方式所取代；,2022/12/28,25,观点二：,（2）P2P的崛起，从根本上改变了原来假设的互联网流量分布模型，即下行流量远远大于上行流量，因此基于原来的流量分布模型所设计的ADSL，由于其上下行的严重不对称，而将无法满足未来P2P的应用需要（这一点也已为浙江电信在宁波所作的P2P流量测试的结果所证实）。,2022/12/28,26,观点三：,（3）网络构成了中国电信的核心竞争力，现在互联网开始进入了视频时代，今后的互联网将以视频为主要特征，计算机将取代电视机，互联网将取代电视网已是必然的趋势，电信运营商有可能成为最大的视频业务提供者之一。这是因为，尽管互联网早就成为了媒体的一种，但是由于视频所需的高带宽，使得掌握网络资源的电信运营商具有了相对的优势，从而使得电信运营商在视频媒体领域内有了施展身手的机会。视频直播将是电信运营商进入媒体行业的最佳切入点。,2022/12/28,27,观点四：,（4）P2P是电信运营商转型催化剂，它为互联网上传送电视节目提供了工具，使电信运营商能够以相当低的成本进入新的领域。当运营商具有了强大的网络视频传送能力之后，他们就会发现自己的前面展现了一个新的领域，这就是媒体领域，电信运营商完全具有成为媒体巨头的可能。支持上述趋势的另一个因素是手机电视的兴起，随着3G甚至4G的商用，手机电视将会越来越普及，而伴随手机电视而来的是巨大的商业机会。,2022/12/28,28,观点五：,（5）电信行业正在逐步演进成为超级媒体，电信行业的商业模式将会演变成媒体商业模式，网络视频直播将成为电信运营商的一项重要业务。,2022/12/28,29,观点六：,（6）回顾通信技术的发展历史会发现，许多重大的通信技术进步的目标是追求提高效率：线路传输多路载波传输：效率提高，质量略受影响；电路交换面向连接的分组（ATM）交换：提高了通信线路的传输效率，质量基本保证；面向连接的分组（ATM）交换无连接的分组交换（IP）：效率更高，质量不能保证；C（Client）/S（Server）、B（Browser）/S（Server）P2P：更是为了提高效率（减少了信息流到服务器的中转）。CDNP2P能大幅度提高数据传送效率。从趋势上看，P2P的技术思路符合电信技术发展的历史规律。,2022/12/28,30,观点七：,（7）P2P的基本思想是把服务器I/O处理能力的局限性和网络流量集中于网络中的某些点这两个造成网络拥塞的因素，通过利用用户的计算机资源和网络资源把流量分散到网络的不同地方，从而减少了服务器的压力和某些网络节点的压力；这一思路也可以应用于互联网的网络优化中去。,2022/12/28,31,观点八：,（8）家庭网关将构成P2P网络的重要的一环，特别是随着P2P软件的硬件化趋势越来越明显，家庭网关的重要性将越来越显现出来。,2022/12/28,32,观点九：,（9）当移动通信网进入以IP为核心的时候，P2P就会在移动通信网中得到广泛的应用，特别是对Ad hoc网来说，在P2P网络中，每台计算机既是客户端，又是服务器；类似地，在Ad hoc网中，每个移动台既是移动终端，又是发送服务器（基站）。因此在Ad hoc网中采用P2P技术将是未来发展的方向。,33,2022/12/28,P2P环境中宽带城域网优化策略,2022/12/28,34,优化策略一:停止部署ADSL，推广应用FTTH,ADSL的设计是基于这样一个假设，即用户端是网络的终端节点，他们和INTERNET的连接主要用于从INTERNET下载数据，下行的速率要远远高于上行，上行的流量很小，于是ADSL被设计成上下行速率严重的不对称，下行的速率要远远高于上行。但是随着P2P技术的广泛应用，上述假设逐步被推翻。一旦上述假设不成立，ADSL就是一种设计极不合理，有严重缺陷的产品。,2022/12/28,35,所谓的P2P就是网络中的各个节点的地位和作用是平等的，用户端不仅仅起客户端的作用，也经常扮演服务器的角色。平等的角色当然要求角色间有对等的连接和对等速率，因为客户端和服务器的角色是动态地，随时随地地在转换和变化中，在这种流量分布模式下，上下行对称的设备效率最高，也最合理。,2022/12/28,36,当P2P上行的带宽严重不足时，它造成的严重结果是：城域网内上行的流量不能满足下行的需求，下行的用户被迫向远处的用户发出连接请求，远处的用户会向他送流量，这样时得许多流量穿过骨干网络，造成骨干网络的拥塞的同时降低了整个网络的P2P能力。事实上，目前不仅P2P对上行流量有很大的需求，在商务领航中的家庭监控等业务的发展都要求上行有较大的带宽。,2022/12/28,37,接入网方向:FTTH和宽带无线接入,从技术层面看，上FTTH的风险要小于上3G对固网运行商来说，接入网应考虑使用上下行对称的技术，FTTH就是其中的一种。也许有人会觉得上FTTH有较大的风险，但实际上3G的风险要大于FTTH。这主要是3G的标准在不断的变动，新的移动通信技术在不断涌现，特别是基于IP的技术和OFDM（正交频分复用）技术的无线通信正在突飞猛进，WiMAX，iMAX，WLAN，LASH-OFDM，LTE，B3G，UWB，等等的出现，引起人们这样的思考：基于独占信道或时隙的CDMA技术（包括WCDMA，TD-SCDMA和CDMA2000）是否已经落伍？ 相反基于光纤通信的FTTH的风险相对要小的多，因为到目前为止，在通信质量和通信带宽方面还没有超过光纤通信的。从这一点上来看，上FTTH的风险要小于上3G。,2022/12/28,38,从长远看，FTTH的成本会远低于基于铜缆的解决方案。,其实光纤本身的成本早已低于铜缆，目前光纤就已跌到70120元/芯公里，即0。070.12元/米。而铜是一种稀缺物资，近年来国际铜价是越来越高。由于光纤可以延伸比较长的距离，因此它可以大大提高接入交换机的实装率，会比LAN的方式更经济。至于成本的高还是低，从长远来看，它会远远低于基于铜缆的解决方案。举个例子，20世纪七八十年代，黑白照片流行的时期，那时印一张彩色照片大约是56角钱，黑白照片是8分钱。大家都有彩照好是好就是贵的感觉。但是彩色照片是发展方向，这是没有问题的。 到了现在，彩色照片已成为主流，时今，谁要去印一张黑白照片的话，他会发现印黑白照片居然比引彩色照片要贵的多！这在20世纪七八十年代能够想象的吗？,2022/12/28,39,FTTH的维护成本低于铜线,铜线的问题：1。雷击，浙江公司每年因雷击导致ADSL的MODEM损坏造成直接经济损失到达数以百万元的规模。2。被盗，导致通信中断，直接间接损失巨大。FTTH：1。无源，维护成本低； 2。不会被雷击； 3。不会被盗；,2022/12/28,40,无线宽带接入的广阔前景,移动通信的迅猛发展提醒我们，用户的移动的需求是多么的巨大。而移动和IP的结合更是前景不可估量，因此发展宽带的无线接入，也是一个重要的方向。特别是，近年来，无线宽带接入出现了很多新的技术，如OFDM正交频分复用，MIMO（多入多出），UWB（超宽带）等等，这些技术的出现和逐步完善，最终将导致接入市场需求的革命性增长。,2022/12/28,41,OFDM，即正交频分复用技术，以其新型信号调制复用方法在宽带无线接入领域的应用正在逐渐成为一个发展趋势。由于OFDM在技术上存在相当大的优势，除频谱利用率高和较强的带宽扩展性外，由于其采用了子载波传输，使其在抗多径衰落性能方面的优势非常明显，另外，OFDM系统可灵活选择各子载波进行传输，使其具有灵活分配频谱资源的性能，所以它越来越得到人们的重视，各项产业化工作也在不断开展中。如今，人们已经将OFDM技术的诸多优点与各自的研究领域结合了起来。,2022/12/28,42,首先，在宽带接入系统中，由于OFDM系统具备良好的特性，将成为下一代蜂窝移动通信网络的有力支撑。专家指出，4G等未来移动通信以数据通信和图像通信为主，数据通信的速率比3G要大大提高，还特别注重与互联网结合，通信以IP协议为基础等等。其中就牵涉到很多关键技术，如为了达到高速传输以及高QoS的保障，必须使频谱利用率提高、信号抗衰落能力增强、抗码间干扰能力显著增强等，我们需要OFDM等先进的调制技术。而目前正在研发的3GPPLTE技术也很可能选用OFDM及其改进型作为基本多址技术。因此我们可以预见，OFDM技术将在未来发挥如今CDMA技术对于移动通信一样的重要作用，甚至产生更广泛的影响。,2022/12/28,43,其次，在无线局域网中，OFDM等技术开始得到应用，以提升WLAN的性能。如802.11a和802.11g都采用OFDM调制技术，提高了传输速率，增加了网络吞吐量。802.11n计划采用MIMO与OFDM相结合，使传输速率成倍提高。最后，在数字广播电视系统中，数字音频广播（DAB）是第一个正式使用OFDM标准的。另外，当前国际上全数字高清晰度电视传输系统中采用的调制技术就包括OFDM技术，欧洲HDTV传输系统已经采用了编码OFDM技术。它具有很高的频谱利用率，可以进一步提高抗干扰能力，满足电视系统的传输要求。,2022/12/28,44,除了OFDM外，另一项将会左右未来的无线通信，这就是MIMO技术。,多输入多输出（MIMO）技术是指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，信号通过发射端和接收端的多个天线传送和接收，从而改善每个用户的服务质量（误比特率或数据速率）。MIMO技术对于传统的单天线系统来说，能够大大提高频谱利用率，使得系统能在有限的无线频带下传输更高速率的数据业务。目前，各国已开始或者计划进行新一代移动通信技术（后3G或者4G）的研究，争取在未来移动通信领域内占有一席之地。随着技术的发展，未来移动通信宽带和无线接入融合系统将成为热门的研究课题，而MIMO系统是人们研究较多的方向之一。,2022/12/28,45,为了更好地利用MIMO技术，必须深入研究MIMO信道特性，尤其是空间特性。与传统信道不同的是，MIMO信道大多数情况下具有一定的空间相关性，而不是相互独立的。在2001年11月的3GPP会议中，朗讯、诺基亚、西门子和爱立信公司联合提出了标准化MIMO信道的建议。3GPP和3GPP2推荐的链路级MIMO信道的建模方法有两个：基于相关（CorrlrationBased）的方法和基于子径（EAGCA14H）的方法。尽管3GPP和3GPP2对链路级的信道参数进行了定义，但是对于如何实现并没有达成共识。研究信道的相关性对系统容量的影响成为MIMO技术的研究方向之一。,2022/12/28,46,早期关于MIMO技术的研究大多数集中在单用户点到点的环境中，而没有考虑其他用户的共信道干扰。最近，人们将研究重点逐渐转移到多用户MIMO信道中。在多用户MIMO系统的下行链路中采用空分多址（SCDMA）可以给系统吞吐量带来可观的收益。这样的多用户MIMO系统的技术难点在于如何设计发射向量以消除用户间共信道的干扰。典型的“最佳问题”包括功率受限时的容量问题（最大化和信息速率）或用以满足每个用户特定QoS的功率控制问题（最小化发射功率）。虽然对于一般的多用户MIMO信道，这两个问题都没有闭环解决方案，但是强加某些特定的限制时可以得到闭环解决方案。最常见的包括：块对角化、逐次最优化、波束成形法以及结合空时编码来消除多用户之间的干扰。,2022/12/28,47,从理论上来说，多天线多址系统的容量域已经非常清楚，但是如何让容量域满足各种用户对传输速率的要求，仍然没有很好地解决。从结构来看，这是一个非线性优化问题，采用传统的凸优化方法虽然可以解决，但是计算量会非常庞大，必须寻找简单快速的方法。在某些特殊情况下，比如，多用户和容量（所有用户的速率加权值一样）的优化问题，有文献已经提出了非常有意义的多用户注水迭代算法，这种方法充分利用了原始优化问题的结构，利用矩阵理论和凸优化理论快速迭代求解。但是这种特殊情况对于实际网络来说没有太大的意义，因为实际网络中不同用户位于网络的不同位置，采用相同速率加权值的做法会导致网络边缘用户的传输速率得不到保证，所以应对长期传输速率比较低的用户给予较大的速率加权值以提高该用户的传输速率。,2022/12/28,48,由于存在天线间和用户间干扰，所以多天线广播信道属于非退化（nondegraded）的广播信道，并且其容量域一直不明确。对于可退化（degraded）的广播信道，比如单天线广播信道，已经有了其容量域以及各个用户的速率分配方法。近年来，对于多天线广播信道容量域的研究也取得了很大进展。其中，DPC技术是解决多天线广播信道容量域问题的关键。,2022/12/28,49,宽带城域网优化策略四：采用DHCP,仔细分析一下造成网络拥塞的因素大概有二个：（A）服务器I/O处理能力的局限性；（B）网络流量集中于网络中的某些点。而P2P技术通过充分利用用户的计算机资源和网络资源把流量分散到网络的不同地方，从而减少了服务器的压力和某些网络节点的压力。 上述思想同样适用于我们城域网的建设，网络优化应遵循这样的原则：尽可能把流量分散到网络的各个部分，避免流量过分集中在某些点上。,2022/12/28,50,现有的典型城域网架构如图,2022/12/28,51,用户的上网的数据流,2022/12/28,52,要达到网络优化的目的，就应该把集中在BRAS上的流量分散到网络的其它部分去。现网中使用了PPPOE的认证方式，PPPOE和DHCP二种认证方式的重大区别就是PPPOE是把用户的流量集中在认证点上（目前就在BRAS上），而在DHCP认证方式中，用户的流量是分散的。所以网络优化时可以考虑使用DHCP的方式或者类似的802.1X的认证方式，由汇聚交换机来完成用户的认证功能，在汇聚交换机层面实现用户的互通。原BRAS的位置上放置DHCP SERVER,2022/12/28,53,采用DHCP认证方式，在最靠近用户的3层交换机上就能实现用户的互通,2022/12/28,54,DHCP 的认证过程如下：DHCP 用户通过广播找到DHCPSERVER，提出申请，该SERVER接受之后，通过认证用户的有关信息，确认是合法用户之后，就把相关参数，如IP地址，DNSSERVER的IP地址，子网掩码，网关的地址等，传送给用户用户得到这些参数之后，就能直接进入INTERNET网进行通信，而所有的通信流无需经过DHCP SERVER,2022/12/28,55,因为DHCP是二层认证请求报文，所以一般是由哪个设备分配地址，用户的二层报文就在哪个设备终结。在本例中是汇聚交换机终结二层报文，启用三层网关转发用户报文。如果DHCP SERVER放在DSLAM上，用户的VLAN(PVC)终结将在DSLAM上，也会在DSLAM上互通，这样更合理,2022/12/28,56,由于宽带网上的流量越来越大，所以DHCP这种方式比较适合这是因为在这种方式下，用户的流量可以分散到许多条路径，互相进行交换或流向INTERNET网，不存在瓶颈。 而PPPOE的方式下，用户的流量必需经过宽带接入服务器，数千甚至数万用户的流量全通过一个设备，即宽带接入服务器，进行交换，或通向INTERNET网。 当流量很大时宽带接入服务器很容易成为瓶颈。,2022/12/28,57,可以预测今后的电话网的发展方向将分为二个阶段，第一阶段是以软交换为核心的NGN，第二阶段是类似于P2P（Peer To Peer）方式的VoIP。就象在20世纪九十年代，人们起先非常看好ATM，ATM能够保证QoS等，在IP的冲击下，人们忽然发现，在处在传输层和IP层之间的ATM是多余的，如果把IP直接映射到传输层效率会更高。目前人们认为软交换很时髦，不久可能就会发现软交换完全是多余的，Peer To Peer的通信方式效率更高。,返回,