第六章因特網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)-廣域網(wǎng)的發(fā)展與應(yīng)用

1、第六章第六章 廣域網(wǎng)的發(fā)展與應(yīng)用廣域網(wǎng)的發(fā)展與應(yīng)用復(fù)習(xí)與回顧復(fù)習(xí)與回顧o 判斷以下說法是否正確，說明原因。判斷以下說法是否正確，說明原因。 1、如果網(wǎng)絡(luò)的錯誤率、如果網(wǎng)絡(luò)的錯誤率1/1000，則認(rèn)為此，則認(rèn)為此網(wǎng)絡(luò)工作正常。網(wǎng)絡(luò)工作正常。 2、802.3協(xié)議既可用于局域網(wǎng)，也可以用于協(xié)議既可用于局域網(wǎng)，也可以用于Internet網(wǎng)。網(wǎng)。 3、WIFI是無線局域網(wǎng)的通俗稱呼。是無線局域網(wǎng)的通俗稱呼。 4、三網(wǎng)合一指的是電視網(wǎng)、電話網(wǎng)和廣播網(wǎng)、三網(wǎng)合一指的是電視網(wǎng)、電話網(wǎng)和廣播網(wǎng) 5、如果沒有網(wǎng)卡，則機(jī)器一定不能上網(wǎng)。、如果沒有網(wǎng)卡，則機(jī)器一定不能上網(wǎng)。 6、以太網(wǎng)就是指星型結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)。、以太網(wǎng)

2、就是指星型結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)。本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容o 6.1 廣域網(wǎng)的基本概念o 6.2 X.25協(xié)議o 6.3 幀中繼o 6.4 ATM技術(shù)o 6.5 DDN6.1 廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)的基本概念6.1.1 廣域網(wǎng)簡介o 廣域網(wǎng) WAN（Wide Area Network）是指的作用范圍很廣的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。這里的作用范圍是指地理范圍而言，可以是一個城市，國家甚至全球。o 覆蓋范圍廣，可達(dá)數(shù)千、甚覆蓋范圍廣，可達(dá)數(shù)千、甚至數(shù)萬公里。至數(shù)萬公里。o 廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)沒有固定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)沒有固定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。o 廣域網(wǎng)通常使用廣域網(wǎng)通常使用光纖光纖作為傳作為傳輸介質(zhì)。輸介質(zhì)。o 局域網(wǎng)可以作為廣域網(wǎng)的終局域

3、網(wǎng)可以作為廣域網(wǎng)的終端用戶與廣域網(wǎng)相連。端用戶與廣域網(wǎng)相連。o 廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)主干帶寬主干帶寬大，但提供大，但提供給終端用戶的帶寬小。給終端用戶的帶寬小。o 數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸距離遠(yuǎn)距離遠(yuǎn)，往往要經(jīng)，往往要經(jīng)過多個廣域網(wǎng)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)，延過多個廣域網(wǎng)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)，延時較長。時較長。o 廣域網(wǎng)管理、維護(hù)困難。廣域網(wǎng)管理、維護(hù)困難。 廣域網(wǎng)的特點(diǎn)o 廣域網(wǎng)是由一些路由器、結(jié)點(diǎn)交換機(jī)、防火墻以及連接這些交換機(jī)的鏈路組成的。6.1.2 廣域網(wǎng)的組成1 1、無連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、無連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 在數(shù)據(jù)發(fā)送前，通信的雙方不建立連接。 每個分組獨(dú)立進(jìn)行路由選擇，具有高度的靈活性。但也需要每個分組都攜帶地址信息，而且，先發(fā)出

4、的分組不一定先到達(dá)，沒有服務(wù)質(zhì)量保證。 網(wǎng)絡(luò)也不保證數(shù)據(jù)不丟失，用戶自己來負(fù)責(zé)差錯處理和流量控制，網(wǎng)絡(luò)只是盡最大努力將數(shù)據(jù)分組或包傳送給目的主機(jī)，稱為盡最大努力交付。6.1.3 廣域網(wǎng)提供的服務(wù)2、面向連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)面向連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)o 在數(shù)據(jù)發(fā)送前要建立虛擬連接，每個虛擬連接對應(yīng)一個虛擬連接標(biāo)識，網(wǎng)絡(luò)中的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)看到這個虛擬連接標(biāo)識，就知道該將這個分組轉(zhuǎn)發(fā)到那個端口。o 建立虛擬連接要消耗網(wǎng)絡(luò)資源。但是，虛擬連接的建立相當(dāng)于一次就為所有分組進(jìn)行了路由選擇，分組只需要攜帶較短的虛擬連接標(biāo)識，而不用攜帶較長的地址信息。不過，如果虛電路中有一段故障，則所有分組都無法到達(dá)。o 采用數(shù)據(jù)報服務(wù)的廣域

5、網(wǎng)的典型代表是Internet，而采用虛電路服務(wù)的廣域網(wǎng)主要有X.25網(wǎng)絡(luò)，幀中繼網(wǎng)絡(luò)和ATM網(wǎng)絡(luò)。o 1、路由器（routers）：提供諸如局域網(wǎng)互連、廣域網(wǎng)接口、路由選擇、轉(zhuǎn)發(fā)、包過濾等多種服務(wù)。o 2、交換機(jī)（switches）：連接到廣域網(wǎng)上，進(jìn)行語音、數(shù)據(jù)及視頻通信。o 3、調(diào)制解調(diào)器（modems）：提供話音級服務(wù)的接口，信道服務(wù)單元是T1/E2服務(wù)的接口，終端適配器是綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的接口。o 4、通訊服務(wù)器（communication server）：匯集用戶撥入和撥出的連接。6.1.4 廣域網(wǎng)的主要設(shè)備o 交換機(jī)和MODEM實物圖6.1.4 廣域網(wǎng)的主要設(shè)備 6.2 X.25協(xié)

6、議協(xié)議6.2.1 X.25協(xié)議簡介o X.25協(xié)議是數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備（DCE）之間的接口規(guī)程。6.2.2 X.25 網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)o X.25協(xié)議定義了一共三層的內(nèi)容。6.2.2 X.25 網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)o X.25協(xié)議定義了一共三層的內(nèi)容。o X.25第三層（分組層）規(guī)程描述了分組層所使用分組的格式和兩個三層實體之間進(jìn)行分組交換的規(guī)程；o X.25第二層（鏈路層）規(guī)程也叫做平衡型鏈路訪路規(guī)程LAPB，定義了DTE與DCE之間交互的幀的格式和規(guī)程； o X.25第一層（物理層）則定義了DTE與DCE之間進(jìn)行連接時的一些物理電氣特性。6.2.2 X.25 網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)o 通信

7、的雙方是兩臺DTE，他們在通信前先要建立虛擬連接。將X.25協(xié)議為兩臺通信的DTE之間建立的連接稱為虛電路。一旦在一對DTE之間建立一條虛電路，這條虛電路便被賦于一個唯一的虛電路號，當(dāng)其中的一臺DTE要向另一臺DTE發(fā)送一個分組時，它便給這個分組標(biāo)上號（虛電路號）交給DCE設(shè)備，DCE就是根據(jù)分組所攜帶的這個號來決定如何在交換網(wǎng)內(nèi)部交換這個數(shù)據(jù)分組，使其正確到達(dá)目的地。 6.2.2 X.25 網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)o X.25的鏈路層規(guī)定了在DTE和DCE之間的線路上交換幀的過程。從分層的觀點(diǎn)來看，鏈路層好像是給DTE的分組層接口和DCE的分組層接口之間架設(shè)了一道橋梁。DTE的分組層和DCE的分組層之間

8、可以通過這座橋梁不斷傳送分組。 6.2.2 X.25 網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)o 鏈路層的主要功能： 在DTE和DCE之間有效地傳輸數(shù)據(jù)。 確保接收器和發(fā)送器之間信息的同步。 檢測和糾正傳輸中產(chǎn)生的差錯。 識別并向高層協(xié)議報告規(guī)程性錯誤。 向分組層通知鏈路層的狀態(tài)。6.3 幀中繼幀中繼o 6.3.1 幀中繼簡介o 幀中繼（Frame Relay，F(xiàn)R）技術(shù)是在OSI第二層上用簡化的方法傳送和交換數(shù)據(jù)單元的一種技術(shù)。o 幀中繼僅完成OSI物理層和鏈路層核心層的功能，將流量控制、糾錯等留給智能終端去完成，大大簡化了節(jié)點(diǎn)機(jī)之間協(xié)議；同時，幀中繼采用虛電路技術(shù)，能充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，因而幀中繼具有吞吐量高、時延低、

9、適合突發(fā)性業(yè)務(wù)等特點(diǎn)。 6.3 幀中繼幀中繼o 6.3.1 幀中繼簡介o 1幀中繼的協(xié)議結(jié)構(gòu)o 幀中繼在OSI第二層以簡化的方式傳送數(shù)據(jù)，僅完成物理層和鏈路層核心層的功能，智能化的終端設(shè)備把數(shù)據(jù)發(fā)送到鏈路層，并封裝在LAPD幀結(jié)構(gòu)中，實施以幀為單位的信息傳送。網(wǎng)絡(luò)不進(jìn)行糾錯、重發(fā)、流量控制等。6.3 幀中繼幀中繼o 幀不需要確認(rèn)，就能夠在每個交換機(jī)中直接通過，若網(wǎng)絡(luò)檢查出錯誤幀，直接將其丟棄；一些第二、三層的處理，如糾錯、流量控制等，留給智能終端去處理，從而簡化了節(jié)點(diǎn)機(jī)之間的處理過程。6.3.2 幀中繼業(yè)務(wù)o 幀中繼業(yè)務(wù)是在用戶-網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）之間提供用戶信息流的雙向傳送，并保持原順序不變

10、的一種承載業(yè)務(wù)。用戶信息流以幀為單位在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳送，用戶-網(wǎng)絡(luò)接口之間以虛電路進(jìn)行連接，對用戶信息流進(jìn)行統(tǒng)計復(fù)用。o 幀中繼網(wǎng)絡(luò)提供的業(yè)務(wù)有兩種：永久虛電路和交換虛電路。（PVC永久虛電路，SVC交換虛電路）o 幀中繼的特點(diǎn)：高效、經(jīng)濟(jì)、可靠、靈活6.3.3 幀中繼的帶寬管理 o 幀中繼網(wǎng)絡(luò)通過為用戶分配帶寬控制參數(shù)，對每條虛電路上傳送的用戶信息進(jìn)行監(jiān)視和控制，實施帶寬管理，以合理地利用帶寬資源。 6.3.4 幀中繼用戶接入方式o1、局域網(wǎng)用戶接入方式oLAN用戶通過路由器或網(wǎng)橋設(shè)備接入幀中繼網(wǎng)絡(luò)，其路由器或網(wǎng)橋具有標(biāo)準(zhǔn)的幀中繼UNI(用戶-網(wǎng)絡(luò)接口 )接口規(guī)程。oLAN用戶通過幀中繼裝/拆設(shè)備

11、（FRAD）接入幀中繼網(wǎng)絡(luò)。 6.3.4 幀中繼用戶接入方式o 2、終端用戶接入方式o 通過FRAD設(shè)備，將非標(biāo)準(zhǔn)的接口規(guī)程轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的接口規(guī)程后接入到幀中繼網(wǎng)絡(luò)。如果終端自身具有標(biāo)準(zhǔn)UNI的接口規(guī)程，那么可作為幀中繼終端直接接入幀中繼網(wǎng)絡(luò)。 o 3、專用幀中繼網(wǎng)接入公用幀中繼網(wǎng)o 將專用網(wǎng)中的一臺交換機(jī)作為公用幀中繼網(wǎng)的用戶，采用標(biāo)準(zhǔn)的FR UNI接口規(guī)程接入到公用幀中繼網(wǎng)絡(luò) 。6.3.5 幀中繼用戶接入設(shè)備o 幀中繼用戶接入設(shè)備是用戶宅用設(shè)備（CPE），是組成幀中繼網(wǎng)絡(luò)的基本要素，負(fù)責(zé)把幀送到幀中繼網(wǎng)。 幀中繼終端（PC，電話，傳真） 幀中繼裝/拆設(shè)備:FRAD既可以置在幀中繼交換機(jī)內(nèi)，也

12、可以單獨(dú)設(shè)置。FRAD通常具有以下特性：具有協(xié)議轉(zhuǎn)換功能、具有擁塞管理和控制功能、具有集中功能，可以接入多個用戶、具有維護(hù)和測試功能。 路由器和網(wǎng)橋 幀中繼交換機(jī)：改裝型X.25分組交換機(jī)、以全新的幀中繼結(jié)構(gòu)設(shè)計為基礎(chǔ)的新型交換機(jī)、采用信元中繼、ATM技術(shù)、支持幀中繼接口的ATM交換機(jī)。 o 6.3.6 幀中繼的適用范圍o （1）當(dāng)用戶需要數(shù)據(jù)通信，其帶寬要求較高，而參與通信的各方多于兩個的時候使用幀中繼是一種較好的解決方案。o （2）通信距離較長時，應(yīng)優(yōu)選幀中繼。應(yīng)為幀中繼的高效性使用戶可以享有較好的經(jīng)濟(jì)性。o （3）當(dāng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量為突發(fā)性時，由于幀中繼具有動態(tài)分配帶寬的功能，選用幀中繼可以有

13、效地處理突發(fā)性數(shù)據(jù)。o 6.3.6 幀中繼應(yīng)用舉例o 幀中繼連接可提供的物理接口速率為：64Kbps、N*64Kbps、2Mbps等。費(fèi)用一般包括：一次性費(fèi)用如工料費(fèi)、調(diào)測費(fèi)和月租費(fèi)如端口月租費(fèi)、虛電路月租費(fèi)等。永久虛電路(PVC)是通過幀中繼網(wǎng)連接兩個端節(jié)點(diǎn)的預(yù)先確定的通路 CIR (Committed Information Rate) 提交的信息速率，是幀中繼電路上最高的平均數(shù)據(jù)傳輸率 6.4 ATM技術(shù)技術(shù)o 6.4.1 ATM網(wǎng)簡介o ATM（Asynchronous Transfer Mode）異步傳輸模式，是一種傳輸模式，在這一模式中，信息被組織成信元，因包含來自某用戶信息的各個

14、信元不需要周期性出現(xiàn)，這種傳輸模式是異步的。o ATM信元是固定長度的分組，共有53個字節(jié)，分為個部分。前面?zhèn)€字節(jié)為信頭，主要完成尋址的功能；后面的48個字節(jié)為信息段，用來裝載來自不同用戶，不同業(yè)務(wù)的信息。o ATM是一項數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，是實現(xiàn)B-ISDN（寬帶綜合數(shù)字業(yè)務(wù)）的業(yè)務(wù)的核心技術(shù)之一。ATM是以信元為基礎(chǔ)的一種分組交換和復(fù)用技術(shù)，它是一種為了多種業(yè)務(wù)設(shè)計的通用的面向連接的傳輸模式。它適用于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，它具有高速數(shù)據(jù)傳輸率和支持許多種類型如聲音、數(shù)據(jù)、傳真、實時視頻、CD質(zhì)量音頻和圖像的通信。 6.4 ATM技術(shù)技術(shù)o ATM的一般入網(wǎng)方式，與網(wǎng)絡(luò)直接相連的可以是支持ATM協(xié)議的路

15、由器或裝有ATM卡的主機(jī)，也可以是ATM子網(wǎng)。在一條物理鏈路上，可同時建立多條承載不同業(yè)務(wù)的虛電路，如語音、圖象、文件傳輸?shù)取 ATM交換機(jī)中的連接分為永久虛擬電路（PVC）和交換虛擬電路（SVC）兩種。PVC是在源地址與目的地址之間的永久性硬件電路連接。SVC是根據(jù)實時交換要求建立的臨時交換電路連接。兩者的最大區(qū)別是：PVC不論是否有數(shù)據(jù)傳輸，它都保持連接；而SVC在數(shù)據(jù)傳輸完成后就自動斷開。兩者的應(yīng)用區(qū)別是：在通常的ATM交換中，有一些PVC用于保持信號和管理信息通訊，保持永久連接；而SVC主要用于大量的具體數(shù)據(jù)的傳輸。 6.4 ATM技術(shù)技術(shù)o 6.4.2 ATM業(yè)務(wù)介紹o ATM采用

16、了AAL1 AAL2 AAL3/4AAL5多種適配層，以適應(yīng)A級、B級、C級、D級四種不同的用戶業(yè)務(wù) ATMATM簡化協(xié)議分層示意圖簡化協(xié)議分層示意圖o 6.4.2 ATM業(yè)務(wù)介紹o A 級 - 固定比特率（CBR）業(yè)務(wù)：ATM適配層（AAL1），支持面向連接的業(yè)務(wù)，其比特率固定，常見業(yè)務(wù)為64Kbit/s話音業(yè)務(wù)，非壓縮的視頻通信及專用數(shù)據(jù)網(wǎng)的租用電路。 o B 級 - 可變比特率（VBR）業(yè)務(wù)：ATM適配層2（AAL2）。支持面向連接的業(yè)務(wù)，其比特率是可變的。常見業(yè)務(wù)為壓縮的分組語音通信和壓縮的視頻傳輸。該業(yè)務(wù)具有傳遞介面延遲物性，其原因是接收器需要重新組裝原來的非壓縮語音和視頻信息。o

17、C 級 - 面向連接的數(shù)據(jù)服務(wù)：AAL3/4。該業(yè)務(wù)為面向連接的業(yè)務(wù)，適用于文件傳遞和數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)，其連接是在數(shù)據(jù)被傳送以前建立的。它是可變比特率的，但是沒是介面?zhèn)鬟f延遲。o D 級 - 無連接數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)：常見業(yè)務(wù)為數(shù)據(jù)報業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)。在傳遞數(shù)據(jù)前， 其連接不會建立。AAL3/4或AAL5均支持此業(yè)務(wù) 。ATM應(yīng)用舉例-LANELAN Switch從Ethernet終端接收到一個幀，這個幀的目的地址是ATM網(wǎng)絡(luò)另一端的一臺Ethernet終端。LEC即LANEClient（它駐留在LAN Switch中）于是就發(fā)送一個MAC-to- ATM地址轉(zhuǎn)換請求到LES（LES駐留在ATM Switch

18、中）。 LES發(fā)送多點(diǎn)組播至網(wǎng)絡(luò)上的其它LEC。在地址表中含有被叫MAC地址的LEC向LEC作出響應(yīng)。LEC接著便向其它LEC廣播這個響應(yīng)。發(fā)送地址轉(zhuǎn)換請求的LEC認(rèn)知這個響應(yīng)，并得到目的地的ATM 地址，接著便通過ATM網(wǎng)建立一條SVC至目的LEC，用ATM信元傳送數(shù)據(jù)。oATM應(yīng)用舉例6.5 DDN6.5.1 DDN概述o 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（Digital Data Network）是利用數(shù)字信道傳輸數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng) 。o DDN有四個組成部分：數(shù)字通道、DDN節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)管控制和用戶環(huán)路。 o DDN的優(yōu)點(diǎn) 同步數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)；傳輸速率高，延遲?。蝗该骶W(wǎng)絡(luò)。6.5.2 DDN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)oDDN的

19、節(jié)點(diǎn)類型o（1）2兆節(jié)點(diǎn)：2DDN網(wǎng)絡(luò)的骨干節(jié)點(diǎn)，執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)換功能。o（2）接入節(jié)點(diǎn)：為DDN各類業(yè)務(wù)提供接入功能，主要有：N*64kbit/s、2048kbit/s數(shù)字通道的接口；N*64kbit/s（N=131）的復(fù)用；小于64kbit/s子速率復(fù)用和交叉連接；幀中繼業(yè)務(wù)用戶接入和本地幀中繼功能；壓縮話音/G3傳真用戶入網(wǎng)。 o（3）用戶節(jié)點(diǎn)：為DDN用戶入網(wǎng)提供接口并進(jìn)行必要的協(xié)議轉(zhuǎn)換。它包括小容量時分復(fù)用設(shè)備；LAN通過幀中繼互聯(lián)的網(wǎng)橋/路由器等。o 6.5.2 DDN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)o DDN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)按網(wǎng)絡(luò)的組建、運(yùn)營、管理和維護(hù)的責(zé)任地理區(qū)域，可分為一級干線網(wǎng)、二級干線網(wǎng)和本地網(wǎng)三級。o （1）一級干線網(wǎng)o 一級干線網(wǎng)由設(shè)置在各省、自治區(qū)和直轄市的節(jié)點(diǎn)組成，它提供省間的長途DDN業(yè)務(wù)。 o 6.5.2 DDN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)o （2）二級干線網(wǎng)：由設(shè)置在省內(nèi)的節(jié)點(diǎn)組成，它提供本省內(nèi)長途和出入省的DDN業(yè)務(wù)。根據(jù)數(shù)字通路、DDN網(wǎng)絡(luò)規(guī)模和業(yè)務(wù)需要，二級干線網(wǎng)上也可設(shè)置樞紐節(jié)點(diǎn)。o （3）本地網(wǎng)：指城市范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)，在省內(nèi)發(fā)達(dá)城市可以組建本地網(wǎng)。本地網(wǎng)為其用戶提供本地和長途DDN業(yè)務(wù)。 o 6.5.2 DDN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)o 2各級網(wǎng)絡(luò)之間的接口o 為了能向用戶提供全DDN網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)的基本業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)增值業(yè)務(wù)，不同等級的網(wǎng)