網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(第6章)

1、 第6章 廣域網(wǎng)曹曹 晶晶 第6章 廣域網(wǎng)n6.1 概述n6.2 廣域網(wǎng)傳輸控制機制n6.3 X.25和幀中繼n6.4 異步傳輸模式 6.1 概述nWAN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：交換結(jié)點通過長距離的點對點鏈路互連，一般呈網(wǎng)狀拓?fù)洹典型的WAN技術(shù)有X.25、幀中繼(FR)和異步傳輸模式(ATM)等。WAN(WAN(網(wǎng)形拓?fù)?、交換式網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)形拓?fù)?、交換式網(wǎng)絡(luò)) )的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 6.2 廣域網(wǎng)傳輸控制機制 6.2.1 數(shù)據(jù)交換技術(shù)n結(jié)點之間的兩兩直接連接，線路數(shù)L= n(n-1)/2。當(dāng)n線性增長時，L呈指數(shù)增長。實用中僅僅鋪設(shè)有限的線路，利用交換技術(shù)解決網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸問題。有3種基本的交換技術(shù)：1、

2、電路交換n通過物理設(shè)備實現(xiàn)傳輸線路的轉(zhuǎn)接，在通信的雙方建立一條傳輸鏈路。電路交換進行一次通信要經(jīng)過三個過程：電路建立、數(shù)據(jù)傳輸和電路釋放。n優(yōu)點是數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速，保持順序。n缺點是線路的利用率不高。 6.2.1 數(shù)據(jù)交換技術(shù)2、報文交換n以報文為單位的存儲轉(zhuǎn)發(fā)的轉(zhuǎn)接方式。與電路交換相比有如下特點：n報文傳輸?shù)木€路不是專用的，可以被多個傳輸所利用。n不要求收方和發(fā)方同時處于可用狀態(tài)。n實現(xiàn)一對多的傳輸，可以實現(xiàn)優(yōu)先級傳輸。n中間結(jié)點可及時進行差錯控制，而不用等到目的結(jié)點在解決。n傳輸時延比電路交換大。 6.2.1 數(shù)據(jù)交換技術(shù)3、分組交換n以分組為單位的存儲轉(zhuǎn)發(fā)的傳輸方式。n優(yōu)點主要有：n由

3、于長度小，轉(zhuǎn)接中分組可緩于轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點的內(nèi)存中，提高了轉(zhuǎn)發(fā)速度。n各轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點并行進行處理，降低了傳輸時間。n對于傳輸中的錯誤，只需要發(fā)出錯的分組，提高了效率。 6.2.1 數(shù)據(jù)交換技術(shù)分組交換分為兩種方式：數(shù)據(jù)報和虛電路。n數(shù)據(jù)報方式：每個分組都獨立尋徑，需在目的站按序號重組。n虛電路方式：交換虛電路SVC和永久虛電路PVC兩種。 虛電路分組交換方式提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是面向連接的服務(wù)，而數(shù)據(jù)報分組交換方式提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是無連接的服務(wù)。 6.2.1 數(shù)據(jù)交換技術(shù)數(shù)據(jù)交換方式示意圖數(shù)據(jù)交換方式示意圖 6.2.1 數(shù)據(jù)交換技術(shù)n快速分組交換(FPS) 當(dāng)一個幀還沒有接收完時就開始轉(zhuǎn)發(fā)此幀，稱為FPS。 幀中

4、繼FR和異步傳輸模式ATM都是FPS技術(shù)。 6.2.2 分組轉(zhuǎn)發(fā)和動態(tài)路由1、分級的編址方式 LAN采用單一編址方案，WAN和因特網(wǎng)采用分級編址方案：如二級分組，（交換機，計算機接入的交換機端口號） 6.2.2 分組轉(zhuǎn)發(fā)和動態(tài)路由2、分組轉(zhuǎn)發(fā)機制n基于路由表的下一跳分組轉(zhuǎn)發(fā)機制。n路由表中最重要的兩項內(nèi)容為分組發(fā)往的目的站以及分組路徑上的下一跳。n交換機以分組的目的站地址為索引，查詢路由表，得到轉(zhuǎn)發(fā)路徑上的下一跳，將報文轉(zhuǎn)發(fā)出去。 6.2.2 分組轉(zhuǎn)發(fā)和動態(tài)路由交換機交換機2 2的路由表的路由表 6.2.2 分組轉(zhuǎn)發(fā)和動態(tài)路由3、動態(tài)路由和路由算法n靜態(tài)路由：人工配置和維護，需由人工更新。n動

5、態(tài)路由：交換機不斷交換路由信息，能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀況。n路徑度量n距離：路徑的長度。n跳數(shù)：路徑所經(jīng)過的交換機數(shù)目。n時延：分組由源站到達目的站所花費的時間。n費用：借助電信等部門的通信線路需交納費用。n可靠性：鏈路的誤碼率。 6.2.2 分組轉(zhuǎn)發(fā)和動態(tài)路由 研究WAN的路由問題時，WAN用一個圖來表示。n路由算法：由圖求出優(yōu)化路由的算法。n路由協(xié)議：執(zhí)行路由算法的協(xié)議。用圖表示一個廣域網(wǎng)用圖表示一個廣域網(wǎng) 6.3 X.25和幀中繼n1976年國際電報電話咨詢委員會CCITT提出的X.25建議，成為分組交換公共數(shù)據(jù)網(wǎng)(PSPDN)的基礎(chǔ)。采用X.25建議標(biāo)準(zhǔn)接入的PSPDN稱為X.25網(wǎng)。nX.25

6、借助于電話網(wǎng)，容易受到各種干擾，因此進行兩級的差錯控制，采用回退-N ARQ協(xié)議： 鏈路級：點到點 分組級：端到端。 6.3 X.25和幀中繼n幀中繼(FR)由美國電話電報公司AT&T于1986年提出。與X.25網(wǎng)分為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和分組層相比，F(xiàn)R只有物理層和數(shù)據(jù)鏈路層；n幀中繼FR使用快速分組交換(FPS)；采用面向連接的虛電路交換方式。 6.4 異步傳輸模式 6.4.1 信元交換n綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN使用同步傳輸模式(STM)，STM采用時分復(fù)用TDM技術(shù)，而異步傳輸模式ATM采用統(tǒng)計時分復(fù)用STDM技術(shù)。nATM傳輸?shù)膯挝皇切旁L度為53B，其中5B為信頭，48B為凈荷。n當(dāng)交

7、換結(jié)點收到信頭，ATM就開始轉(zhuǎn)發(fā)信元，屬于快速分組交換FPS。nATM采用面向連接的技術(shù)，虛電路分組交換技術(shù)FPS，它交換的分組是信元。也稱為信元交換。nATM建立在大容量光纖傳輸媒體的基礎(chǔ)上，不進行流量控制，也幾乎沒有差錯控制。 ATM參考模型包括3個平面：用戶平面、控制平面和管理平面。在每個面中又是分層的，分為物理層、ATM層、AAL層和應(yīng)用層。 用戶平面：提供用戶信息流的傳送； 控制平面：利用信令進行呼叫和連接的建立、監(jiān)視和釋放； 管理平面：包括層管理和面管理。其中層管理執(zhí)行各層之間的管理功能；面管理不分層，它完成與整個系統(tǒng)相關(guān)的管理功能，并對所有平面起協(xié)調(diào)作用。6.4.2 ATM體系結(jié)

8、構(gòu) 6.4.2 ATM體系結(jié)構(gòu)nATM層：信元傳輸、信元復(fù)用/解復(fù)用及通信量控制等。1、信元格式用戶用戶- -網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口UNIUNI和網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)- -網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口NNINNI的信元頭部（的信元頭部（5 5字節(jié)）字節(jié)） CRC-8 6.4.2 ATM體系結(jié)構(gòu)2、信元傳輸nATM連接用虛通路VP和虛通道VC表示。一個VC表示傳送ATM信元的一條通道，用VCI標(biāo)識。一個VP包含一組VC，VP用VPI標(biāo)識。nATM層根據(jù)信元首部的VPI/VCI和ATM交換機的VPI/VCI轉(zhuǎn)換表(路由表)轉(zhuǎn)發(fā)信元。轉(zhuǎn)換表是在建立連接時由信令協(xié)議在交換結(jié)點上建立的。n轉(zhuǎn)換表的基本信息是：(入口端口號，入口VPI/VCI；出口端口號，出口VPI/VCI)。 6.4.2 ATM體系結(jié)構(gòu)n用出口的VPI/VCI更新信元首部的VPI/VCI，并將信元由查到的端口輸出。最終到達目的端。6.4.2 ATM體系結(jié)構(gòu) ATMATM信元傳輸示例信元傳輸示例 6.4.2 ATM體系結(jié)構(gòu)nAAL層n對用戶屏蔽ATM層的具體特性，實現(xiàn)端到端通信。nAAL僅在