廣域網(wǎng)教學(xué)課件

第七章廣域網(wǎng)

wjyhbu@163.com

主栗內(nèi)容

■7.1廣域網(wǎng)基本概念

■7.2廣域網(wǎng)相關(guān)技術(shù)簡介

■7.3路由選擇

■7.4接入技術(shù)

>7.1廣域網(wǎng)的基本概念

■7.1.1廣域網(wǎng)

廣域網(wǎng)(WAN)是將地理位置上相距較遠的多個計

算機系統(tǒng)，通過通信線路按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議連接起來，實

現(xiàn)計算機之間相互通信的計算機系統(tǒng)的集合。

廣域網(wǎng)由交換機、路由器、網(wǎng)關(guān)、調(diào)制解調(diào)器等

多種數(shù)據(jù)交換設(shè)備、數(shù)據(jù)連接設(shè)備構(gòu)成。具有技術(shù)復(fù)

雜性強、管理復(fù)雜、類型多樣化、連接多樣化、結(jié)構(gòu)

多樣化、協(xié)議多樣化、應(yīng)用多樣化的特點。

7■工廣域網(wǎng)的基本概念

■1廣域網(wǎng)構(gòu)成

交換機

路由器

網(wǎng)關(guān)

調(diào)制解調(diào)器

■圖7.1廣域網(wǎng)示意圖

（Centralofficeswitch）

（:由廣域網(wǎng)服務(wù)提供八）

------------------------

Tollnetwork：）域網(wǎng)服務(wù)提、、A商提供的，離用戶最

（供商用來實現(xiàn)長途傳輸?shù)耐ㄐ牛┙t端交吵/

\網(wǎng)絡(luò)，通常由成組的交換機和y

中繼設(shè)備組成cj

\中心交換機

廣域網(wǎng)分?

物理上放置在用戶.

[網(wǎng)絡(luò)^EnnSil-JI

0Q+d>JG，，□□[\一側(cè)的施備，包括

屬于用戶的設(shè)備或

卡■\\u一，■/服務(wù)提供商放置在

『1用戶側(cè)的設(shè)備,

1口口而□口

第1

/點到點或電路一

（從分界到服務(wù)提供'交換連接

<商中心局的線路

J環(huán)路開始的地方，通

常CPE也就是用戶接

入所在地

>7.1-2廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)的比較

(工)作用范圍

(2)結(jié)構(gòu)

(3)通信方式

(4)通信管理

(5)通信速率

■P121-122

7.1-3廣域網(wǎng)所利用的傳輸資源

■組建廣域網(wǎng)可利用的傳輸資源主要有:

(1)公共電話交換網(wǎng)

公共電話交換網(wǎng)(PublicSwitchedTelephoneNetwork,PSTN)

就是大多數(shù)家庭使用的典型的電話網(wǎng)絡(luò)。

(2)DDN專線

網(wǎng)絡(luò)術(shù)語“專用線路”是一種通過公用電信介質(zhì)建立起的永久性專

用連接，并且向用戶收取基本月租費的線路。當提到數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)

(DigitalDateNetwork,DDN)時，通常指的都是Tl、部分T1或

T3線路，統(tǒng)稱為T介質(zhì)。

(3)同步光纖網(wǎng)絡(luò)

同步光纖網(wǎng)絡(luò)(SynchronousOpticalNetwork,SONET)利用光

纖的復(fù)用技術(shù)。

(4)無線載波技術(shù)

作為有線接入的補充，無線接入技術(shù)在不便于有線接入的地區(qū)，用無

線通信設(shè)備把用戶接入市話交換網(wǎng)，統(tǒng)稱為無線接入系統(tǒng)。

衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)

微波專線

常見廣域網(wǎng)設(shè)備

通信服務(wù)器

路由器廣域網(wǎng)調(diào)制解調(diào)器

寬帶交換機

o路由器屬于網(wǎng)絡(luò)層的互連設(shè)備，用于實現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的互連和

路由功能；

o廣域網(wǎng)交換機屬于數(shù)據(jù)鏈路層的多端口存儲轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，在廣域網(wǎng)

中實現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議幀的轉(zhuǎn)發(fā)。如幀中繼交換機、X.25交換機、

光交換機等

O調(diào)制解調(diào)器用于實現(xiàn)數(shù)字和模擬信號轉(zhuǎn)換，如ISDN網(wǎng)絡(luò)中用到的

TA/NT1設(shè)備等。

o通信服務(wù)器主要用來對廣域網(wǎng)用戶進行身份合法性的驗證并提供

服務(wù)策略。

7-1.4國電路與數(shù)據(jù)報

■廣域網(wǎng)通信屬于數(shù)據(jù)通信，采用的是分組交換技術(shù)，提供

兩種分組交換服務(wù)：虛電路服務(wù)和數(shù)據(jù)報服務(wù)

-7-1-4國電路與數(shù)據(jù)報

■(1)虛電路服務(wù)

■面向連接的服務(wù)

■在數(shù)據(jù)傳送的路徑上的各交換節(jié)點預(yù)留一定數(shù)量的資源(帶寬、緩存)，

作為對分組的存儲轉(zhuǎn)發(fā)之用。

電路服務(wù)的特點

■思想來源于傳統(tǒng)的電路交換，要求網(wǎng)絡(luò)提供可靠的通

信。

■分組按順序到達，每個分組僅需要帶有簡單的虛電路

號碼標志，不需要攜帶完整的地址信息。

■網(wǎng)絡(luò)負責(zé)差錯控制和流量控制。

■通信服務(wù)質(zhì)量好。

■建立虛電路和釋放虛電路需要消耗時間和網(wǎng)絡(luò)資源，

適合長報文傳送。

7■工廣域網(wǎng)的基本概念

■網(wǎng)絡(luò)隨時接收主機發(fā)送的分組。為每個

■(2)數(shù)據(jù)報服務(wù)分組獨立地選擇路由。網(wǎng)絡(luò)盡最大努力

將分組交付給目的主機。

■網(wǎng)絡(luò)隨時都可以接受主機發(fā)送的分組（數(shù)據(jù)報）

■網(wǎng)絡(luò)為每個分組獨立的選擇路由，分組不按順序到達

■網(wǎng)絡(luò)只是盡最大努力的將分組交付給目的主機

■每個分組攜帶完整的目的地址

m.電路服務(wù)與數(shù)據(jù)報服務(wù)的對比

對比的方面虛電路服務(wù)數(shù)據(jù)報服務(wù)

思路可靠通信應(yīng)當由網(wǎng)絡(luò)來保證可靠通信應(yīng)當由用戶主機來保證

連接的建立必須有不要

目的站地址僅在連接建立階段使用，每個每個分組都有目的站的全地址

分組使用短的虛電路號

分組的轉(zhuǎn)發(fā)屬于同一條虛電路的分組均按每個分組獨立選擇路由進行轉(zhuǎn)發(fā)

照同一路由進行轉(zhuǎn)發(fā)

當結(jié)點出故障時所有通過出故障的結(jié)點的虛電出故障的結(jié)點可能會丟失分組，一

路均不能工作些路由可能會發(fā)生變化

分組的順序總是按發(fā)送順序到達目的站到達目的站時不一定按發(fā)送順序

端到端的差錯處可以由分組交換網(wǎng)負責(zé)，也可由用戶主機負責(zé)

理和流量控制以有用戶主機負責(zé)

>--------

■網(wǎng)絡(luò)需不需要提供可靠的通信？

.實踐證明，不管用什么方法設(shè)計網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)提供的

服務(wù)并不可能做到非?？煽?，用戶主機仍要負責(zé)端

對端的可靠性。

-技術(shù)的進步使網(wǎng)絡(luò)出錯的概率越來越小。

■讓主機負責(zé)端對端的可靠性不但不會給主機增加更

多的負擔，反而能使網(wǎng)絡(luò)給用戶提供更多的服務(wù)。

■網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到今天，充分證明在網(wǎng)絡(luò)層提供數(shù)據(jù)報服

務(wù)是非常成功。

常見廣域網(wǎng)服務(wù)類型一：專線服務(wù)

?？梢詾橛脩籼峁┯谰玫膶Ｓ眠B接;

o不管用戶是否有數(shù)據(jù)在線路上傳送都要為專線付租用費，故又被稱

為租用線。

0連接的可靠性局，但租用費也相對較局；

O一般用于WAN的核心連接，或者LAN和LAN之間的長期固定連接。

o線路交換在每次通信時都要首先在網(wǎng)絡(luò)中建立一條物理線路或連接,

并在用戶數(shù)據(jù)傳輸完畢后要撤除或結(jié)束所建立的連接，又稱為電路

交換；

。典型例子：

電話網(wǎng)絡(luò)、在傳統(tǒng)電話網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)的數(shù)字傳輸服務(wù)ISDN。

常見廣域網(wǎng)服務(wù)類型二:交換服務(wù)

O將待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分成若干個等長或不等長的數(shù)

據(jù)傳輸單元來進行獨立傳輸?shù)囊环N服務(wù)方式。

o在交換網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)線路為不同的數(shù)據(jù)包或幀

所共享，交換設(shè)備為這些包或幀選擇一條合適

的路徑將其傳送到目的地。

O若信道沒有空閑，則交換設(shè)備將待轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)

包或數(shù)據(jù)幀暫時緩存起來；

o信道的利用率較高

O典型例子：幀中繼和ATM。

J

NetworkLayer（網(wǎng)絡(luò)層）X.25PLP

LAPB

LLC子層FiameReiay

DataLinkLayer

HDLC

（數(shù)據(jù)鏈路層）

PPP

MAC子層

SDLC

X.21Bis

SMDSEIA/TIA-232

PhysicalLayerEIA/TIA-^49

（物理層）匕黑,，.乂袤

HSSIG.73

EIA-530

OSI模型廣域網(wǎng)技術(shù)

:『理層妙議

■廣域網(wǎng)的物理層協(xié)議描述了如何提供電氣、機械、操作和功能的

連接到通信服務(wù)提供商所提供的服務(wù)。廣域網(wǎng)物理層描述了數(shù)據(jù)

終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)通信設(shè)備（DCE）之間的接口。連接至U

廣域網(wǎng)的設(shè)備通常是一臺路由器，它被認為是一臺DTE。而連接

到另一端的設(shè)備為服務(wù)提供商提供接口，這就是一臺DCE。

■WAN的物理層描述了連接方式，WAN的連接基本上屬于專用或

專線連接、電路交換連接、包交換連接等三種類型。它們之間的

連接無論是包交換或?qū)＞€還是電路交換，都使用同步或異步串行

連接。

■許多物理層標準定義了DTE和DCE之間接口的控制規(guī)則，如

EIA/TIA-232.EIA/TIA-449,EIA-530.EIA/TIA-

612/613、V,35、X.21等。

數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議

■在每個WAN連接上，數(shù)據(jù)在通過WAN鏈路前都被封

裝到幀中。為了確保驗證協(xié)議被使用，必須配置恰當

的第二層封裝類型。協(xié)議的選擇主要取決于WAN的拓

撲和通信設(shè)備。WAN數(shù)據(jù)鏈路層定義了傳輸?shù)竭h程站

點的數(shù)據(jù)的封裝形式（例如PPP）并描述了在單一數(shù)

據(jù)路徑上各系統(tǒng)間的幀傳送方式。

網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議

■著名的廣域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，有CCITT的X?25協(xié)議和

TCP/IP協(xié)議中的IP協(xié)議等。

7-2廣域網(wǎng)相關(guān)技術(shù)簡介

7.2.1PPP協(xié)議

■點對點協(xié)議(Point-to-PointProtocol)的簡稱,由IETF(Internet

EngineeringTaskForce)開發(fā)，目前已被廣泛使用并成為國際標準；

■一個工作于數(shù)據(jù)鏈路層的廣域網(wǎng)協(xié)議。為用戶接入Inteimet提供服務(wù)；

■在物理上可使用各種不同的傳輸介質(zhì)，包括雙絞線、電纜、光纖及無線

傳輸介質(zhì)；

■在數(shù)據(jù)鏈路層提供了一套解決鏈路建立、維護、拆除和上層協(xié)議協(xié)商、

認證等問題的方案；

■在幀的封裝格式上，PPP采用的是一種HDLC的變化形式；

■對網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的支持則包括了多種不同的主流協(xié)議，如IP和IPX等。

7.2.1PPP協(xié)議

■PPP協(xié)議組成

■(i)一個將IP數(shù)據(jù)報封裝到串行鏈路的方法。PPP既支持異步

鏈路，也支殍面向比特的同步鏈路。

■(2)一個用來建立、配置和測試數(shù)據(jù)鏈路的鏈路控制協(xié)議LCP

(LinkControlProtocol)o

■(3)一套網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP(NetworkControlProtocol),

支持不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，如IP、OSI的網(wǎng)絡(luò)層、DECnet.

AppleTalk等。

7.2.1PPP協(xié)議

■PPP幀格式

■PPP協(xié)議是面向字符的

IP數(shù)據(jù)報

117E

信息FCSF

不超過1500字節(jié)21

7.2-1PPP協(xié)議

PPP鏈路工作過程

ppp的工作過程

oPPP的工作過程：鏈路建立、鏈路質(zhì)量協(xié)商、網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議選擇和鏈路拆

除四個階段。

＞鏈路建立階段一通過發(fā)送LCP的幀來對鏈路進行相關(guān)的配置，包括數(shù)據(jù)

最大傳輸單元、是否采用PPP的壓縮、PPP的認證方式等；

＞鏈路質(zhì)量協(xié)商階段（可選）一用于對鏈路質(zhì)量進行測試，以確定其能否

為上層所選定的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議提供足夠的支持，另外若連接的雙方已經(jīng)要

求采用安全認證，在該階段還要按所選定的認證方式進行相應(yīng)的身份

認證；

＞網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議選擇階段一通過發(fā)送NCP包來選擇網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議并進行相應(yīng)的

配置，不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議要分別進行配置；該階段完成后，一條完整

的PPP鏈路就建立起來了并可在上面進行數(shù)據(jù)傳輸。

＞任何時候只要用戶請求斷開連接或者由于鏈路故障，PPP的連接都會被

終止即進入鏈路拆除階段。

7.2.1PPP協(xié)議

■PPP協(xié)議的身份驗證

■PPP協(xié)議的身份驗證有兩種方式：PAP(Password

AuthenticationProtocol)和CHAP(Challenge

HandshakeAuthenticationProtocol)o

PPP的存份驗證方式之一：PAP

-

?英文全稱(PasswordAuthenticationProtocol);

o密碼在傳輸過程中采用的是明文方式，而且發(fā)送登錄

請求的時間和頻率完全由遠程節(jié)點控制。

o實現(xiàn)簡單但易受到攻擊。

7.2.1PPP協(xié)議

PPP中的CHAP認證過程

IjPP的身份驗證方式之一:CHAP

o英文全稱，ChallengeHandshakeAuthenticationProtocol

o使用三次握手的驗證方式：

本地節(jié)點提供一個用于身份驗證的“挑戰(zhàn)值”，由遠程節(jié)點

根據(jù)所收到的“挑戰(zhàn)值”計算出一個“回應(yīng)值”發(fā)送回本地節(jié)點,

若該值與本地節(jié)點的計算結(jié)果一致，則遠程節(jié)點被驗證通過；

o一個沒有獲得“挑戰(zhàn)值”的遠程節(jié)點是不可能嘗試登錄并建立連

接的，也就是說CHAP是由本地來控制登錄的時間與頻率；

o由于每次所發(fā)送的挑戰(zhàn)值都是一個不可預(yù)測的隨機變量，所以

CHAP較之PAP更加安全看效；

o在通常情況下，更多采用的是CHAP驗證方式。

7.2.1PPP協(xié)議

■PPP協(xié)議酉己置實伊j

如上圖所示，用戶計算機相連的調(diào)制解調(diào)器通過PSTN連接

到遠程訪問服務(wù)器上，下面配置用戶與訪問服務(wù)器之間的PPP認

證。

7.2.1PPP協(xié)議

■配置本地以CHAP方式驗證對端

操作命令

配置本地驗證對端方式為CHAPpppauthenticationchap

取消配置的PPP驗證方法即不進行nopppauthentication

PPP驗證

配置本地名稱pppchaphosthostname

刪除配置的本地名稱nopppchaphost

將對端用戶名和密碼加入本地用useruserpassword{0|7}password

戶列表

7.2.1PPP協(xié)議

丁配置本地被對端以CHAP方式驗證

操作命令

配置本地名稱pppchaphosthostname

刪除配置的本地名稱nopppchaphost

配置本地以CHAP方式驗證時的口令pppchappassword{0|7}password

刪除本地以CHAP方式驗證時的口令nopppchappassword

將對端用戶名和口令加入本地用戶列表useruserpassword{0|7}password

7.2.1PPP協(xié)議

忠2PAp方式驗證對瑞

操作命令

配置本地驗證對端方式為PAPpppauthenticationpap

取消配置的PPP驗證方法即不nopppauthentication

進行PPP驗證

將對端用戶名和密碼加入本地useruserpassword{0|

用戶列表7}password

［丁?2?工PPP協(xié)議

■配置本地被對端以PAP方式驗證

操作命令

配置本地被對端以PAP方式驗ppppapsent-username

證時本地發(fā)送的PAP用戶名username

和口令password{0|7}password

刪除以上配置的以PAP方式驗noppppapsent-usemame

證時發(fā)送的用戶名和口令

7.2.1PPP協(xié)議

■在遠程訪問服務(wù)器端，可以采用CHAP和PAP兩種驗證方式

進行配置，具體的配置過程如下

■(1)CHAP驗證的配置方式

■Quidway(config)#userquidway2password0hello

■〃將對端用戶名和口令加入本地用戶列表

■Quidway(config)#interfaceserial0

■〃進入serial。的配置模式

■Quidway(config-if-serialO)#pppauthenticationchap

■〃配置采地以chap方式驗證痣端

■Quidway(config-if-serialO)#pppchaphostquidwayl

■〃配置采地名稱

■Quidway(config-if-serialO)#pppchappassword0hello

■〃配置采地以chap方式驗證彘4口令

7.2-1PPP協(xié)議

■(2)PAP驗證配置方式

■Quidway(config)#userquidwayZ

password0quidway

■Quidway(config)#interfaceserial0

■Quidway(config-if-serialO)#ppp

authenticationpap

、常見的廣域網(wǎng)

-----------

■電話撥號網(wǎng)、分組交換網(wǎng)（X.25網(wǎng)）、DDN網(wǎng)，幀中

繼、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）、ATM網(wǎng)、無線通信

網(wǎng)（衛(wèi)星通信網(wǎng)、移動通信網(wǎng)）

■分組交換網(wǎng)，采用的X.25標準，是在1976年建立的，是所有分組交換

技術(shù)的鼻祖。

■當初建立X.25標準的目的是為了使用標準的電話線建立分組交換網(wǎng)。

-借助于虛電路實現(xiàn)了面向連接的服務(wù)。

-有差錯檢查功能，用以保證數(shù)據(jù)的完整性。

-統(tǒng)計時分復(fù)用，X.25支持64Kbps的速率。

-X.25網(wǎng)實現(xiàn)了在較低級模擬線路條件下也能提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。

?上個世紀80年代末、90年代初在廣域網(wǎng)中被大量采用，其豐富的檢、

糾錯機制特別適合于當時廣泛使用銅纜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。

-隨著容量大、質(zhì)量高（誤碼率低于10?9）的光纖被大量使用，通信網(wǎng)的糾

錯能力就不再成為評價網(wǎng)絡(luò)性能的主要指標。X,25分組交換的某些優(yōu)點

在光纖傳輸系統(tǒng)中已經(jīng)得不到體現(xiàn)，

7.2.2楨中繼

OX.25分組交換的某些優(yōu)點在光纖傳輸系統(tǒng)中已經(jīng)得不到體現(xiàn)，呼喚技術(shù)改進或

簡化9

幀中繼

o繼承了X.25提供統(tǒng)計時分復(fù)用功能和采用虛電路交換的優(yōu)點。

o簡化了可靠傳輸和差錯控制機制：

將那些用于保證數(shù)據(jù)可靠性傳輸?shù)娜蝿?wù)如流量控制和差錯控制等委托給用

戶終端或本地節(jié)點機來完成，在減少網(wǎng)絡(luò)時延的同時降低了通信成本。

o在網(wǎng)絡(luò)層次或體系結(jié)構(gòu)上，只有物理層和鏈路層兩層，并對鏈路層功

能進行了較大的調(diào)整。

取消了X.25中的網(wǎng)絡(luò)層，將統(tǒng)計時分復(fù)用、數(shù)據(jù)交換、路由選擇等功能定

義在數(shù)據(jù)鏈路層執(zhí)行，取消了流量控制、糾錯及確認等處理功能；

數(shù)據(jù)交換從X.25包交換改成了以幀為單位，故稱幀交換。

7.2.2楨中繼

■幀中繼是一個虛電路網(wǎng)絡(luò)。幀中繼提供永久虛電路PVC和交換虛電

路SVC。幀中繼的虛電路是用稱為數(shù)據(jù)鏈路連接標志符(datalink

connectionidentifier,DLCI)的一個數(shù)字來表示的。

■幀中繼僅工作在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。

■物理層

-幀中繼中的物理層沒有定義一個具體的協(xié)議。相反，它允許實現(xiàn)者使用

可用的任何協(xié)議。幀中繼支持任何可以被ANSI所識別的協(xié)議。

■數(shù)據(jù)鏈路層

-在數(shù)據(jù)鏈路層，幀中繼使用HDLC的一個簡化版本。之所以使用簡化版

本，是因為HDLC提供了很多差錯控制和流量控制字段。而這兩個字段

在幀中繼是不需要的。

q幀中繼中的虛電路

0幀中繼網(wǎng)絡(luò)中，虛電路為兩個相互通信的DTE節(jié)點之間提供了面

向連接的服務(wù)。

0不同的虛電路由數(shù)據(jù)鏈路連接標識符DLCI(Data-Link

ConnectionIdentifier)進行標識。

o按照虛電路實現(xiàn)方式的不同，幀中繼鏈路可分為：

>交換虛電路(SwitchedVirtualCircuits,SVCs):

一種“臨時”的電路連接，它只有在雙方需要通信時才建立。

>永久虛電路(PermanentVirtualCircuits,PVCs):

虛電路連接與雙方是否需要進行通信無關(guān)，或者說這種連接是“永

久”存在的。較SVCs常見。

幀中繼的組成

o一個典型的幀中繼網(wǎng)絡(luò)由用戶設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備組成；

OFR交換機是幀中繼網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備，在數(shù)據(jù)鏈路層完成對幀的

傳送；

o用戶設(shè)備負責(zé)把數(shù)據(jù)幀送到幀中繼網(wǎng)絡(luò)，用戶設(shè)備分為幀中

繼終端和非幀中繼終端兩種，非幀中繼終端必須通過幀中繼

裝拆設(shè)備FRAD接入幀中繼網(wǎng)絡(luò)。

用統(tǒng)計時分復(fù)用技術(shù)為用戶提供共享的網(wǎng)絡(luò)資源，提高了網(wǎng)絡(luò)

資源的利用率，降低了網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)費用。

不僅可以提供用戶事先約定的帶寬，而且在網(wǎng)絡(luò)資源富裕時,

允許用戶使用超過預(yù)定值的帶寬，而只用付預(yù)定帶寬的費用。

o基于數(shù)字傳輸和光線傳輸介質(zhì)，速度得到了提高。

o提供了較高的傳輸質(zhì)量，較高的網(wǎng)絡(luò)可靠性。

高質(zhì)量的線路和智能化的終端是實現(xiàn)幀中繼技術(shù)的基礎(chǔ)。

］產(chǎn)中繼的應(yīng)用

O幀中繼的用戶接入速率一般為64Kbps_2Mbps,局間中繼傳輸速率

一般為2Mbps、34Mbps,現(xiàn)已可達155Mbps。

o用戶業(yè)務(wù)流量為突發(fā)性時應(yīng)選用幀中繼網(wǎng)

°幀中繼具有動態(tài)分配帶寬的功能，可以有效的處理突發(fā)性數(shù)據(jù)

0用戶通信距離較長時采用幀中繼節(jié)省費用。

中繼的應(yīng)用

?局域網(wǎng)互聯(lián)

-由于需要互聯(lián)的局域網(wǎng)用戶，常常產(chǎn)生大量的突發(fā)數(shù)據(jù)，用

戶之間爭用帶寬資源，幀中繼網(wǎng)具有對帶寬進行動態(tài)分配、

平衡通信、保證數(shù)據(jù)可靠傳輸，并具有既節(jié)省費用又可以充

分利用網(wǎng)路資源等功能。所以，利用幀中繼進行局域網(wǎng)互連

是幀中繼最典型的一種應(yīng)用。

■圖像文件傳送

■虛擬專用網(wǎng)（VPN）

■幀中繼網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)

■幀中繼網(wǎng)之間的互聯(lián)

723ISDN

■綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（IntegratedServicesDigitalNetwork,

ISDN）是一種由數(shù)字交換機和數(shù)字信道組成的數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò),

可以提供語音、數(shù)據(jù)等綜合傳輸業(yè)務(wù)。

■特點:

■通信業(yè)務(wù)的綜合化。

■提高了通信的質(zhì)量。端與端的信道全數(shù)字化的，因此信道傳

輸質(zhì)量高于模擬信道。

■使用方便。信息信道和信令信道相分離。在一條2B+D的用

戶線上可以連接多達8臺終端，其中3臺可以同時工作

-降低通信費用。業(yè)務(wù)綜合在一起比分開使用不同網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?/p>

業(yè)務(wù)費用要低。

7.2.3ISDN

■ISDN通過提供用戶網(wǎng)絡(luò)接口（UNI）來支持用戶接入

ISDN。

.ITU規(guī)定了兩種UNI,即基本接口（BRI）和集群速

率接口（PRI）

■基本接口。它是將用戶現(xiàn)有的電話線作為接口，結(jié)構(gòu)簡稱

2B+D,即2條64kbps的B信道和1條64kbps的D信道組成。

B信道用來傳輸用戶信息，D信道用來傳輸信令信息和數(shù)據(jù)信

息。

.集群速率接口。用于高速傳輸大量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的場合，例如召

開視頻會議，我國采用的集群速率為2048kbps。30B+D。

7.2.4ATM

■ISDN按信道傳輸速率可分為窄帶ISDN(N-ISDN)和寬帶

ISDN(B-ISDN)兩類，在無特別說明時，ISDN指的是N?

ISDN。

■B-ISDN以光纖為傳輸介質(zhì)，傳輸速率可以從155Mbps至U幾

GbpSo

■從自然信息的特性來看，任何信息源在通信過程中的數(shù)據(jù)速率都

不是恒定的，且都具有一定的突發(fā)性。如果用恒定的速率來傳送

所有的業(yè)務(wù)信息，結(jié)果不是降低服務(wù)質(zhì)量就是浪費網(wǎng)絡(luò)資源，因

此，必須尋找一種適合于解決B-ISDN可變速率的傳送方式。

7.2.4ATM

■19884，ITU在藍皮書中把這種技術(shù)定名為異步傳輸

模式(AsynchronousTransferMode,ATM),

并把它作為B-ISDN的信息傳輸方式。

■ATM是一種新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，也是實現(xiàn)BTSDN的關(guān)鍵

性技術(shù)。

724ATM

I-------------------------------------------

■ATM網(wǎng)絡(luò)的主要優(yōu)點有以下幾個方面:

■采用虛電路交換方式，通過統(tǒng)計時分復(fù)用技術(shù)虛電路連接，

能夠按業(yè)務(wù)的需要動態(tài)的分配網(wǎng)絡(luò)帶寬。

■簡化了網(wǎng)絡(luò)功能，將差錯控制及流量控制等功能留給用戶終

端去處理。物理鏈路采用光纖，誤碼率低。

■信息傳輸以信元(Cell)為單位，每個信元固定為53個字節(jié),

這種短小而固定的信元傳輸可以縮小網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲。

■定義了多種不同速率的物理接口，對不同的應(yīng)用提供不同的

傳輸帶寬，并可支持100Mbps以上的高速傳輸。

■ATM定義了多種服務(wù)級別。不同服務(wù)類型分別代表不同的

QoS,且各有其使用的場合。如可靠性、延遲特性和損耗特

性等，ATM可以提供不同的服務(wù)質(zhì)量來適應(yīng)這些差別。

ATM信元

■ATM信元是ATM傳送信息的基本載體。

■ATM信元采用了固定長度的信元格式，只有53字節(jié)，其

中5個字節(jié)為信頭，其余的48個字節(jié)為信元凈荷。

■信元的主要功能為確定虛路徑，并完成相應(yīng)的路由控制。

當不同大小的格式的幀從分支網(wǎng)絡(luò)到達信元網(wǎng)絡(luò)時，它們

被分割成相同大小的多個數(shù)據(jù)單元，并裝載入信元中，這

些信元和其他信元復(fù)用并路由通過整個信元網(wǎng)絡(luò)。由于每

個信元大小相同并且都很小，因此避免了由于復(fù)用不同大

小的幀所帶來的問題。

ATM復(fù)用

A3A2Al

1C3B2A3C2BlA2ClAl

B2Bl\|—||一|口||口|口|口|口|口|口|口|

OJOIIn\

2U\_______________________________________?

C3C2ClX

OOP/

3/

■信元交換將一個簡短的指示器稱為虛擬通道標識符，并將其放在TDM時

間片的開始。這使得設(shè)備能夠?qū)⑺谋忍亓鳟惒降胤旁谝粋€ATM通信通

道上，使得通信變得能夠預(yù)知且持續(xù)的，這樣就為時間敏感的通信提供

了一個預(yù)QoS,這種方式主要用在視頻和音頻上。通信可以預(yù)知的另一

個原因是ATM采用的是固定的信元尺寸。ATM通道是虛擬的電路，并且

MAN傳輸速度能夠達到10Gbps。

ATM的組成

OATM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由ATM業(yè)務(wù)終端、交換、傳輸?shù)炔糠纸M

成。

OATM交換機是ATM網(wǎng)絡(luò)的核心，它采用面向連接的方

式實現(xiàn)信元的交換。

ATM網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)元素

■ATM端點（又稱為ATM端系統(tǒng)）通過點到點鏈路與

ATM交換機相連。

■ATM交換機是一個快速分組交換機（交換容量高達數(shù)百

Gb/s）,其主要構(gòu)件是：

■交換結(jié)構(gòu)（switchingfabric）

■若干個高盤輸入端口和輸出端口

■必要的緩存

的交換結(jié)構(gòu)

輸入信元ATM交換機輸出信元

(

密

林

國

)

>。

品

(

劃

密

筆

)

d

>

，

(

噌

密

靠

膽

)

d

VP（虛路徑）,VC（虛電路）,Cell

■是ATM三個重要的概念，VP和VC是ATM技術(shù)的重要

特點之一?！疤摗奔葱枰獣r立即設(shè)置，用完后馬上取

消，是各用戶信息分封成的全部信元復(fù)用、交換和傳

輸過程的通路。

■每個VP可以用復(fù)用方式容納多達65356個VC,屬于

同一VC的信元群，擁有相同VCI;屬于同一VP的不

同VC擁有相同VPI（虛路徑標識）。

■在信頭的各個組成部分中，VPI和VCI（虛電路標識）

兩個部分合起來構(gòu)成一個信元的路由信息。

VCI與VPI（VPI包含VCI）

■ATM連接用信元首部中的兩級標號來識別。

■虛電路標識VCI(VirtualChannelIdentifier)

■虛路徑標識符VPI(VirtualPathIdentifier)

傳輸鏈路虛路華VPx

VCx

.VCy

VCz

VCx

VCy

VCz

vPyVPZ

VCI與VPI（VPI包含VCI）

■一個虛電路vc是在兩個或兩個以上的端點之間的一個運

送ATM信元的通信通路。

■一個虛路徑VP包含有許多相同端點的虛帶你路VC,而這

許多VC都使用同一個VPL

VCx、

二VCy

^^VCz

虛電路

_VCx

^^VCy

、VCzJ

vPyVPZ

VCI與VPI（VPI包含VCI）

■在一個給定的接口，復(fù)用在一條鏈路上的許多不同的VP,

用它們的VPI來識別。

■復(fù)用在一個VP中的不同的vc用它們的vci來識別。

VCx、

二VCy

^^VCz

虛電路

_VCx

^^VCy

、VCzJ

vPyVPZ

VCI與VPI（VPI包含VCI）

■一個給定的vci值沒有端到端的意義。

■VP在經(jīng)過集中器或交換機時，其VPI也會改變。

傳輸鏈路VPx"

VCx

二VCy

--VCz

ygjA虛電路'

VCx

VCy

VCzJ

vPyVPZ

VCI和VP1的轉(zhuǎn)換

J■lATM信元在ATM網(wǎng)絡(luò)中傳輸時，一定是在某個特定的虛

路徑上按序傳送的。

■ATM信元的首部一定要有這個虛路徑的標識符VPI/VCI,

以便惟一地標識該信元屬于哪一個虛電路。

■所有的VPI/VCI值只在每一段物理鏈路上具有惟一的值。

■每經(jīng)過一段鏈路，信元的VPI/VCI值都可能改變數(shù)值。

端點A通過ATM交換機X,Y和Z

與端點B建立了一條邏輯連接

ATM網(wǎng)絡(luò)X

A

■

■

入入出出入入出出入入出出

端口VPI/VCI端口VPI/VCI端口VPI/VCI端口VPI/VCI端口VPI/VCI端口VPI/VCI

43/1729/3519/3546/3546/35242/55

交換機X的VPI/VCI轉(zhuǎn)換表交換機丫的VPI/VCI轉(zhuǎn)換表交換機Z的VPI/VCI轉(zhuǎn)換表

ATM的應(yīng)用

。ATM的高可靠性和高帶寬使得其能用于能夠適應(yīng)從低速

到高速的各種傳輸業(yè)務(wù)，如數(shù)字化的聲音、數(shù)據(jù)、圖像

等。

。ATM技術(shù)不僅可以構(gòu)造廣域網(wǎng)，也可以用來構(gòu)造局域網(wǎng)。

ATM網(wǎng)絡(luò)的核心是ATM交換機，因此有廣域ATM交換機和

局域ATM交換機之分。

?？蓱?yīng)用于高速骨干網(wǎng)中實現(xiàn)視頻點播(VOD)、寬帶信息

查詢、遠程教育、遠程醫(yī)療、遠程協(xié)同辦公、家庭購物

等。

】JTM的缺點

■ATM的一個明顯缺點就是信元首部的開銷太大，即5字節(jié)

的信元首部在整個53字節(jié)的信元中所占的比例相當大。

■ATM的技術(shù)復(fù)雜且價格較高。

■10千兆以太網(wǎng)的問世，進一步削弱了ATM在互聯(lián)網(wǎng)高速主

干網(wǎng)領(lǐng)域的競爭能力。

7.2-5數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)

■數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)(DigitalDataNetwork,DDN)是利

用數(shù)字信道傳輸信號的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)，是利用數(shù)字通道

提供半永久性連接服務(wù)，以傳輸數(shù)據(jù)信號為主的數(shù)字

傳輸網(wǎng)絡(luò)，DDN的傳輸媒體有光纜、數(shù)字微波、衛(wèi)星

信道以及用戶段可用普通電纜和雙絞線。

DDN的特點

■利用數(shù)字信道傳輸數(shù)據(jù)，具有傳輸質(zhì)量高、速度快、

帶寬率用率高等一系列優(yōu)點

■協(xié)議簡單。DDN向用戶提供的是半永久性數(shù)字連接，沿途不

進行復(fù)雜的軟件處理，因此延時較短。

-靈活的連接方式。DDN采用交叉連接裝置，可根據(jù)用戶需要,

在約定的時間內(nèi)連接所需帶寬的線路，信道容量的分配和接

續(xù)在計算機的控制下進行，具有極大的靈活性，使用戶可以

開通多種信息業(yè)務(wù)，傳輸任何合適的信息。

-傳輸速率高。目前DDN最高傳輸速率可達150Mbps。

■DDN是同步數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)，不具備交換功能。

.DDN為全透明網(wǎng)，可以支持任何網(wǎng)絡(luò)層以上的協(xié)議，滿足各

種應(yīng)用需求。

DDN的應(yīng)用

■DDN網(wǎng)絡(luò)在計算機聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

-DDN作為計算機數(shù)據(jù)通信聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)幕A(chǔ)，提供點對點、一點對多

點的大容量信息傳送通道。如利用全國DDN網(wǎng)組成的海關(guān)、外貿(mào)系

統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。各省的海關(guān)、外貿(mào)中心首先通過省級DDN網(wǎng)，出長途中繼,

到達國家DDN網(wǎng)骨干核心節(jié)點。由國家網(wǎng)管中心按照各地所需通達

的目的地分配路由，建立一個靈活的全國性海關(guān)外貿(mào)數(shù)據(jù)信息傳輸

網(wǎng)絡(luò)。并可通過國際出口局，與海外公司互通信息，足不出戶就可

進行外貿(mào)交易。

此外，通過DDN線路進行局域網(wǎng)互連的應(yīng)用也較廣泛。一些海

外公司設(shè)立在全國各地的辦事處在本地先組成內(nèi)部局域網(wǎng)絡(luò)，通過

路由器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等經(jīng)本地、長途DDN與公司總部的局域網(wǎng)相連，

實現(xiàn)資源共享和文件傳送、事務(wù)處理等業(yè)務(wù)。

DDN的應(yīng)用

■DDN網(wǎng)在金融業(yè)中的應(yīng)用

DDN網(wǎng)不僅適用于氣象、公安、鐵路、醫(yī)院等行業(yè)，也涉及到證券業(yè)、

銀行、金卡工程等實時性較強的數(shù)據(jù)交換。

通過DDN網(wǎng)將銀行的自動提款機（ATM）連接到銀行系統(tǒng)大型計算

機主機。銀行一般租用64KbpsDDN線路把各個營業(yè)點的ATM機進行全

市乃至全國連網(wǎng)。在用戶提款時，對用戶的身份驗證、提取款額、余額

查詢等工作都是由銀行主機來完成的。這樣就形成一個可靠、高效的信

息傳輸網(wǎng)絡(luò)。

通過DDN網(wǎng)發(fā)布證券行情，也是許多券商采取的方法。證券公司租

用DDN專線與證券交易中心實行聯(lián)網(wǎng)，大屏幕上的實時行情隨著證券交

易中心的證券行情變化而動態(tài)地改變，而遠在異地的股民們也能在當?shù)?/p>

的證券公司同步操作，來決定自己的資金投向。

■DDN的費用比較高，主要用于企業(yè)。

7.2.6無線通信網(wǎng)

■無線網(wǎng)絡(luò)可以分為無線局域網(wǎng)和無線廣域網(wǎng)，其組網(wǎng)方式可以分

為三種：一是無線自組網(wǎng)，而是無線接入網(wǎng)，三是無線中繼網(wǎng)。

■無線通信網(wǎng)采用的無線通信技術(shù)主要有三種：擴頻(Spread

Spectrum)、紅夕卜光(Infrared)>窄帶微波(Narrow

Microwave)。

-擴頻通信工作在不需要許可證的ISM頻段上，無線局域網(wǎng)主要采用

這項技術(shù)。

-紅外光傳輸速率高，不受電磁干擾，構(gòu)造簡單而且價格低廉，但穿

透能力差、距離短，在筆記本電腦等小型數(shù)字產(chǎn)品中比較適合采用

該項技術(shù)。

-窄帶微波主要有移動通信網(wǎng)和衛(wèi)星通信網(wǎng)等，它的有點是傳輸速率

高，技術(shù)簡單，但是無線頻段的使用必須經(jīng)無線電管理部門的許可。

無線廣域網(wǎng)主要采用該項技術(shù)。

動通信網(wǎng)

■第'一代移動通信系統(tǒng)

.蜂窩移動通信系統(tǒng)，將一個大區(qū)覆蓋的范圍劃分成若干小區(qū)，用小功率發(fā)射

機覆蓋每個小區(qū)，與用戶移動臺建立通信，許多小區(qū)可以覆蓋整個服務(wù)區(qū)，

每個小區(qū)抽象稱一個蜂窩，多個小區(qū)就像蜂窩的結(jié)構(gòu)。

■第二代移動通信系統(tǒng)

.GSM歐洲提出來的。

.TDMA/136美國電信業(yè)協(xié)會(TIA)針對美國用戶需求開發(fā)的。

.PDC日本

.CDMA/IS-95

-無線IP移動通信技術(shù)被稱為是2?5代技術(shù)

-第三代移動通信技術(shù)

.CDMA2000

.W-CDMA愛立信、諾基亞為主的歐洲通信設(shè)備制造商和日本聯(lián)合提出的。

.TD-SCDMA以中國為主提出的寬帶CDMA技術(shù)，這是中國提交的移動通信

標準第一次被ITU采納。

衛(wèi)星通信網(wǎng)

■衛(wèi)星通信是利用衛(wèi)星上的微波天線來接受由地球發(fā)出

的無線電信號，然后，又臀接受到的信號轉(zhuǎn)發(fā)回地球

接收端的通信。

■衛(wèi)星通信的特性：

■多直接入方式

■廣播通信方式

■上下信號頻率不同，可以方式串擾

■容量大，一顆衛(wèi)星能夠提供幾千路電話的傳輸能力

■覆蓋范圍寬，只要有3顆衛(wèi)星就可以覆蓋整個地球

■費用和傳輸距離無關(guān)，費用固定，代價低

衛(wèi)星通信網(wǎng)

■衛(wèi)星通信的應(yīng)用:

-海事衛(wèi)星移動系統(tǒng)、航空衛(wèi)星移動系統(tǒng)、陸地衛(wèi)星移動通信

系統(tǒng)。

7.3路由選擇

■7?3?1廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機制

■在分組交換網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)常提到“轉(zhuǎn)發(fā)”和“路由選擇”這兩個概念。

■路由選擇是根據(jù)一定的路由算法構(gòu)造路由表的過程，該過程負責(zé)搜索

分組從某個節(jié)點到達目的地的最佳路由；轉(zhuǎn)發(fā)是指交換機收到分組后,

根據(jù)目的地址查找轉(zhuǎn)發(fā)表，找出應(yīng)該從節(jié)點交換機的哪個接口將分組

發(fā)送出去，這里的轉(zhuǎn)發(fā)表是根據(jù)路由表構(gòu)造的。

■可以想象路由器內(nèi)部有兩個進程。一個進程在每個分組到達時對它處

理，它雇路由表中查找該分組對應(yīng)的輸出線路，這個進程為“轉(zhuǎn)發(fā)”。

另一個進程負責(zé)澳充和更新路由表，這個工作由路由算法完成的。

7.3路由選擇

■7?3,2路由算法

■1）距離矢量路由

■距離矢量路由（distancevectorrouting）算法是這樣工作的：

每個路由器維護一張路由表（即一個矢量），表中列出了當前已

知的到每個目標的最佳距離，以及所使用的線路。通過在鄰居之

間相互交換信息，路由器不斷地更新它們的路由表。

■在距離矢量路由算法中，路由表以子網(wǎng)中的每個路由器為索引，

每個路由器對應(yīng)一個表項。該表項包含兩部分：第一部分是為了

到達某個目標路由器而首選使用的輸出線路，第二部分是到達該

目標路由器的距離估計值。這個估計值（或者稱為度量值）可能

是是延遲，或者是跳數(shù)，或者是其他類似的值。

7.3路由選擇

■無窮計數(shù)問題

BCD

13

2初始時

323

33第1次交換后

4第次交換后

5452

55第3次交換后

6第4次交1奐后

767

7第次交換后

8