第 4 章 广域网教学课件.pptx

第四章第四章 广域网接入技术广域网接入技术 本章学习要点：本章学习要点： 广域网概述广域网概述 广域网实例广域网实例 HDLC协议协议 PPP协议协议4.1 广域网概述广域网概述 4.1.1 广域网的定义和特点广域网的定义和特点 1. 广域网广域网的定义的定义 广域网广域网，通常是指覆盖广阔物理范围的、能连接多个城市或国家并能通常是指覆盖广阔物理范围的、能连接多个城市或国家并能提供远距离通信的数据通信网。在个人计算机和局域网广泛使用后，广提供远距离通信的数据通信网。在个人计算机和局域网广泛使用后，广域网就成为了实现局域网之间远距离互连和跨地域数据通信的主要手段。域网就成为了实现局域网之间远距离互连和跨地域数据通信的主要手段。 2. 广域网广域网的主要特点的主要特点l 覆盖的地理范围广，通常从几公里覆盖的地理范围广，通常从几公里几万公里几万公里。 l 数据传输速率比局域网低，而信号的传播延迟却比局域网要大得多。数据传输速率比局域网低，而信号的传播延迟却比局域网要大得多。 l 网络结构较复杂，一般都为网状型拓扑结构。网络结构较复杂，一般都为网状型拓扑结构。 l 通常利用公用通信网络（如通常利用公用通信网络（如PSTN、DDN、ISDN）提供的信道）提供的信道进行数据传输。进行数据传输。l 主要用于实现局域网的远程互连、远距离计算机之间的数据通主要用于实现局域网的远程互连、远距离计算机之间的数据通信及信及 更大范围的资源共享。更大范围的资源共享。 4.1.2 广域网的广域网的的结构的结构 广域网由许多交换机以及连接这些交换机的传输线路组成。交换机之广域网由许多交换机以及连接这些交换机的传输线路组成。交换机之间都是点到点的连接，并间都是点到点的连接，并都采用存储转发方式进行数据交换都采用存储转发方式进行数据交换。 广域网通常只包含广域网通常只包含OSI参考模型的底下三层，即参考模型的底下三层，即物理层物理层、数据链路层数据链路层和和网络层网络层。和局域网不同的是，和局域网不同的是，局域网使用的协议主要集中在数据链路局域网使用的协议主要集中在数据链路层，而广域网的协议则在网络层。层，而广域网的协议则在网络层。返回本节首页返回本节首页返回本章首页返回本章首页4.2 HDLC协议协议1. HDLC的含义的含义 HDLC（High-level Data Link Control），即），即高级数据链路控制高级数据链路控制，它，它是是一种用于专用线和一种用于专用线和ISDN拨号连接的点到点协议拨号连接的点到点协议，由，由SDLC（同步数据链路（同步数据链路控制）控制）发展发展而来，用以实现远程用户间资源共享以及信息交互。该协议具而来，用以实现远程用户间资源共享以及信息交互。该协议具有有差错控制差错控制和和流量控制流量控制功能，但功能，但没有提供身份验证功能。没有提供身份验证功能。2. HDLC的帧格式的帧格式图图4-1 HDLC协议的帧结构协议的帧结构l 标志字段标志字段Fl 地址字段地址字段Al 控制字段控制字段C 该字段该字段共共8bit，内容为，内容为01111110，在接收端找到标志位就可确定，在接收端找到标志位就可确定一个帧的位置。一个帧的位置。 该该字段共字段共8bit，全，全“1”为广播地址为广播地址；全全“0”为无效地址，不分配给为无效地址，不分配给任何主机和设备，仅用作测试。任何主机和设备，仅用作测试。 该字段该字段共共8bit，根据，根据C字段的构成不同，可以把字段的构成不同，可以把HDLC帧分为帧分为3种类型：种类型：I帧帧（信息帧）、（信息帧）、S帧帧（监控帧）、（监控帧）、U帧帧（无编号帧无编号帧）。）。 第第1位是位是“0”表示表示I帧；第帧；第1、2位是位是“10”表示表示S帧；第帧；第1、2位是位是“11”表示表示U帧。帧。l 信息字段信息字段Infol 帧检验序列帧检验序列FCS 该字段该字段包含了用户的数据信息和来自上层的各种控制信息。在包含了用户的数据信息和来自上层的各种控制信息。在I帧和帧和某些某些U帧中具帧中具有有该字段，它可以是任意长度的比特序列。在实际应用中，该字段，它可以是任意长度的比特序列。在实际应用中，其长度由收发站的缓冲器的大小和线路的差错情况决定，但必须是其长度由收发站的缓冲器的大小和线路的差错情况决定，但必须是8bit的整数倍。的整数倍。 该字段该字段共共16bit。所检验的范围是从地址字段的第一个比特起，到。所检验的范围是从地址字段的第一个比特起，到信息字段的最末一个比特为止。信息字段的最末一个比特为止。3. HDLC的特点的特点 l 透明传输透明传输 HDLC对任意比特组合的数据均能透明传输对任意比特组合的数据均能透明传输，即对所传送的数即对所传送的数据信息来说，这个电路并没有对其产生什么影响。据信息来说，这个电路并没有对其产生什么影响。l 可可靠性高靠性高 在在HDLC中，差错控制的范围是除了中，差错控制的范围是除了F标志的整个帧。另外，标志的整个帧。另外，HDLC对对I帧进行编号传输，有效地防止帧的重收和漏收。帧进行编号传输，有效地防止帧的重收和漏收。l 传输效率高传输效率高在在HDLC中，额外的开销比较少，允许高效的差错控制和流量控制。中，额外的开销比较少，允许高效的差错控制和流量控制。l 适应性强适应性强HDLC规程能适应各种比特类型的工作站和链路。规程能适应各种比特类型的工作站和链路。 在在HDLC中，传输控制功能和处理功能分离，层次清楚，应用中，传输控制功能和处理功能分离，层次清楚，应用非常灵活。非常灵活。l 结构灵活结构灵活返回本节首页返回本节首页返回本章首页返回本章首页4.3 PPP 4.3.1 PPP的含义及组成的含义及组成 PPP（Point-to-Point Protocol，点对点协议点对点协议），是目前广域网上应用最），是目前广域网上应用最广泛的协议之一。用户使用电话线拨号接入广泛的协议之一。用户使用电话线拨号接入Internet时，一般都采用时，一般都采用PPP协议。此外，在路由器协议。此外，在路由器路由器之间的专用线上也得到了广泛应用。路由器之间的专用线上也得到了广泛应用。1. PPP的含义的含义图图4-2 用户采用用户采用PPP协议接入广域网协议接入广域网（2）PPP的组成的组成图图4-3 PPP的组成的组成4.3.2 PPP的帧结构的帧结构图图4-4 PPP协议的帧结构协议的帧结构l 标志字段标志字段Fl 地址字段地址字段A 该字段该字段取固定值取固定值0111 1110（7E），每个帧都是以标准的，每个帧都是以标准的HDLC标志字标志字节（节（0111 1110）作为开始和结束。）作为开始和结束。 该字段该字段取固定值取固定值0 xFF，为全，为全“1”的广播地址，表示所有的站都可以接收的广播地址，表示所有的站都可以接收该帧该帧。PPP是是面向字节面向字节的，所有的，所有PPP帧的长度都是整数字节帧的长度都是整数字节，帧格式如图帧格式如图4-4所示。所示。l 控制字段控制字段Cl 协议字段协议字段该字段该字段通常置为通常置为0 x03，表示这是一个无序号帧。，表示这是一个无序号帧。 该字段该字段为为2个字节个字节，用于指明信息字段中的数据是哪个协议产生的，用于指明信息字段中的数据是哪个协议产生的。 当协议字段为当协议字段为：0 x0021时，时，PPP帧的信息字段就是帧的信息字段就是IP数据报；数据报； 若协议字段为若协议字段为：0 xC021时，则信息字段是时，则信息字段是PPP链路控制数据；链路控制数据； 若协议字段为若协议字段为：0 x8021时，则表示网络控制数据。时，则表示网络控制数据。l 信息字段信息字段 信息字段通常是变长的，如果在建立链路时没有商定信息的长度，则信息字段通常是变长的，如果在建立链路时没有商定信息的长度，则使用默认值使用默认值1500字节。字节。l 帧校验序列帧校验序列FCS FCS为为2个字节，用于对信息域的校验，一般采用个字节，用于对信息域的校验，一般采用CRC校验，可保证校验，可保证无差错接收。无差错接收。4.3.3 PPP链路链路图图4-5 建立建立PPP链路的链路的3个阶段个阶段 PPP链路的建立过程分为链路的建立过程分为3个阶段：个阶段：创建阶段创建阶段、认证阶段认证阶段和和网络协商网络协商阶段，阶段，如图如图4-5所示。所示。1. 创建阶段创建阶段2. 认证阶段认证阶段3. 网络协商阶段网络协商阶段 在创建阶段，在创建阶段，PPP链路的两端设备通过链路的两端设备通过LCP向对方发送配置信息报文。向对方发送配置信息报文。一旦配置成功报文被成功发送，就完成了一旦配置成功报文被成功发送，就完成了PPP链路的建立。链路的建立。 在认证阶段，双方都可以将表明自己身份的信息发送给对方进行认证，在认证阶段，双方都可以将表明自己身份的信息发送给对方进行认证，如果认证失败，直接进入链路终止阶段。在认证完成之前，禁止从认证如果认证失败，直接进入链路终止阶段。在认证完成之前，禁止从认证阶段进入到网络协商阶段。阶段进入到网络协商阶段。 在网络协商阶段，在网络协商阶段，PPP调用在链路创建阶段选定网络控制协议（调用在链路创建阶段选定网络控制协议（NCP）来配置不同的网络层协议。来配置不同的网络层协议。4.3.4 PPP认证认证l PPP中最常用的认证协议有中最常用的认证协议有：口令认证协议口令认证协议（PAP）和）和挑战握手认挑战握手认证协议证协议（CHAP），它们，它们都都只支持只支持单向认证单向认证，并且需要在认证服务，并且需要在认证服务器上进行相应的配置。器上进行相应的配置。l CHAP认证过程采用认证过程采用三次握手机制三次握手机制，口令为，口令为密文密文。l PAP认证过程采用认证过程采用两次握手机制两次握手机制，口令为，口令为明文明文。 首先首先被认证用户发送用户名和口令到认证服务器端被认证用户发送用户名和口令到认证服务器端； 认证服务器查看是否有此用户及口令是否正确认证服务器查看是否有此用户及口令是否正确，若，若都正确，都正确，则则通过认通过认证，发送响应。证，发送响应。 第一步，被认证方向认证服务器发送自己的用户名；第一步，被认证方向认证服务器发送自己的用户名； 第二步，认证服务器确认该用户是合法用户（通过查找用户名），然第二步，认证服务器确认该用户是合法用户（通过查找用户名），然后向被认证方发送一随机数；后向被认证方发送一随机数； 第三步，被认证方将随机数和自己的口令用第三步，被认证方将随机数和自己的口令用MD5生成生成摘要摘要，并将摘要，并将摘要发送给认证服务器。在认证服务器中，同样将随机数和被认证方口令发送给认证服务器。在认证服务器中，同样将随机数和被认证方口令用用MD5生成摘要，然后比较生成摘要，然后比较这这两个摘要，如果相同，两个摘要，如果相同，则则认证通过。认证通过。l CHAP协议不用在网络上传递用户口令，安全性协议不用在网络上传递用户口令，安全性方面方面要比要比PAP好。好。4.3.5 PPP应用应用l PPP是目前广域网上应用最广泛的数据链路层协议之一是目前广域网上应用最广泛的数据链路层协议之一，该，该协议简单协议简单功能丰富、具备用户认证能力以及支持动态功能丰富、具备用户认证能力以及支持动态IP地址分配等地址分配等l 在当今流行的在当今流行的宽带接入技术宽带接入技术中，中，PPP又又衍生出衍生出了了新的应用新的应用，如如PPPoE（PPP over Ethernet）。）。l PPPoE是一种是一种在以太网上运行在以太网上运行PPP来进行用户认证接入的方式来进行用户认证接入的方式，它，它既保护了用户方的以太网资源，又完成了既保护了用户方的以太网资源，又完成了ADSL的接入要求，是目前的接入要求，是目前ADSL接入方式中应用最广泛的技术标准。接入方式中应用最广泛的技术标准。返回本节首页返回本节首页返回本章首页返回本章首页4.4 广域网实例广域网实例 4.4.1 数字数据网（数字数据网（DDN）l DDN是利用数字信道来传输数据信号的数据传输网，它既可用于计是利用数字信道来传输数据信号的数据传输网，它既可用于计 算算机之间的通信，也可用于传送数字化传真、数字语音和数字图像等信号。机之间的通信，也可用于传送数字化传真、数字语音和数字图像等信号。l DDN是一个公共数字数据传输网络，它为用户提供一个高质量、高带是一个公共数字数据传输网络，它为用户提供一个高质量、高带宽的数字传输通道。宽的数字传输通道。DDN由数字通道、由数字通道、DDN节点、网管控制和用户环路节点、网管控制和用户环路组成，由组成，由DDN提供的业务又称数字数据业务（提供的业务又称数字数据业务（DDS）。）。l DDN可以支持任何类型的用户设备入网，比如可以支持任何类型的用户设备入网，比如PC机、终端，也可以是机、终端，也可以是图像设备、语音设备或图像设备、语音设备或LAN等，支持数据、图像、声音等多种业务。等，支持数据、图像、声音等多种业务。1. DDN概述概述 2. DDN的特点的特点 l 传输速率高，网络时延小传输速率高，网络时延小 l 传输质量较高传输质量较高 l 协议简单协议简单 DDN采用了时分多路复用技术，有效地提高了网络传输速率，减小了采用了时分多路复用技术，有效地提高了网络传输速率，减小了时延。目前时延。目前DDN可达到的最高传输速率为可达到的最高传输速率为155Mbit/s，平均时延小于平均时延小于450us。 DDN的主干传输为光纤传输，用户之间是专用的固定连接，高速安全。的主干传输为光纤传输，用户之间是专用的固定连接，高速安全。 DDN用交叉连接技术和时分复用技术，由智能化程度较高的用户端设用交叉连接技术和时分复用技术，由智能化程度较高的用户端设备来完成协议的转换，本身不受任何规程的约束。备来完成协议的转换，本身不受任何规程的约束。l 灵活的连接方式灵活的连接方式 DDN可以支持数据、语音、图像传输等多种业务，它不仅可以和用户可以支持数据、语音、图像传输等多种业务，它不仅可以和用户终端设备进行连接，也可以和用户网络连接。终端设备进行连接，也可以和用户网络连接。l 网络运行管理简便，电路可靠性高网络运行管理简便，电路可靠性高 DDN的网管中心能以图形化的方式对网络设备进行集中监控，电路的网管中心能以图形化的方式对网络设备进行集中监控，电路的连接、测试、路由迂回均由计算机自动完成，使网络管理趋于智能化，的连接、测试、路由迂回均由计算机自动完成，使网络管理趋于智能化，并使电路安全可靠。并使电路安全可靠。3. DDN的应用的应用 DDN的应用领域主要表现在以下两方面的应用领域主要表现在以下两方面： l DDN应用在计算机联网中应用在计算机联网中l DDN应用在金融业中应用在金融业中4. 中国公用数字数据网（中国公用数字数据网（CHINADDN）l CHINADDN是中国电信经营管理的是中国电信经营管理的中国公用数字数据网中国公用数字数据网，是中国的中、，是中国的中、高速信息国道。目前，网络已覆盖全国所有省会城市及高速信息国道。目前，网络已覆盖全国所有省会城市及3000多个县以上市多个县以上市和乡镇。和乡镇。l CHINADDN网络结构可分为国家级网络结构可分为国家级DDN、省级省级DDN、地市级地市级DDN 国家级国家级DDN主要功能是：建立省际业务之间的逻辑路由，提供长途主要功能是：建立省际业务之间的逻辑路由，提供长途DDN业务以及国际出口。业务以及国际出口。 省级省级DDN主要功能是：建立本省内各市业务之间的逻辑路由，提主要功能是：建立本省内各市业务之间的逻辑路由，提供省内长途和出入省的供省内长途和出入省的DDN业务。业务。 地市级地市级DDN主要是：把各种低速率或高速率的用户复用起来进行主要是：把各种低速率或高速率的用户复用起来进行业务的接入和接出，并建立彼此之间的逻辑路由。业务的接入和接出，并建立彼此之间的逻辑路由。4.4.2 综合业务数字网综合业务数字网 ISDN 1. ISDN概述概述 l ISDN是国际电信联盟（是国际电信联盟（ITU）为了在数字线路上传输数据而开发的一为了在数字线路上传输数据而开发的一种信息通信网。种信息通信网。ISDN将多种业务集成在一个网内，为用户提供经济有效将多种业务集成在一个网内，为用户提供经济有效的数字化综合服务，包括电话、传真、可视图文及数据通信等。的数字化综合服务，包括电话、传真、可视图文及数据通信等。l ISDN主要由主要由用户终端（用户终端（TE1和和TE2 ）、）、终端适配器、网络终端组成，终端适配器、网络终端组成，它的结构如图它的结构如图4-6所示。所示。ISDNISDN的的组组成成部部件件普普通通电电话话普普通通传传真真机机计计算算机机适适配配器器网网络络终终端端带带有有ISDN PC卡卡的的计计算算机机数数字字电电话话G4传传真真机机网网络络终终端端图图4-6 ISDN结构示意图结构示意图 l ISDN连接基于两种信道：连接基于两种信道：B信道和信道和D信道信道 B信道信道采用电路交换技术，采用电路交换技术，用于传输用户数据，用于传输用户数据，如视频、音频等。单个如视频、音频等。单个B信道的最大传输速率是信道的最大传输速率是64kbit/s。 D信道信道采用分组交换技术，采用分组交换技术，用于传输控制信号和网用于传输控制信号和网络管理等指令信号。络管理等指令信号。单个单个D信道的最大传输速率是信道的最大传输速率是16kbit/s。 基本速率接口基本速率接口 BRI使用两个使用两个B信道和一个信道和一个D信道，即信道，即2B+D。两个两个B信道能同时传输相互信道能同时传输相互独立的一路话音和一路数据，或者同时为两路数据，允许用户在打电话的独立的一路话音和一路数据，或者同时为两路数据，允许用户在打电话的同时进行计算机通信。同时进行计算机通信。 BRI的最大传输速率通常为的最大传输速率通常为128Kbit/s。l ISDN连接有两种类型：基本速率接口连接有两种类型：基本速率接口（BRI）和基群速率接口和基群速率接口（PRI） 基群速率接口基群速率接口 在北美洲和日本，在北美洲和日本，PRI提供提供23B+D，总传输速率为总传输速率为1.544Mbit/s。 在中国、欧洲和澳大利亚，在中国、欧洲和澳大利亚，PRI提供提供30B+D，总传输速率为总传输速率为2.048Mbit/s。2. ISDN的特点的特点 l 高质量、高速度的数据传输高质量、高速度的数据传输 l 综合的通信业务综合的通信业务 l 标准化的用户接口标准化的用户接口 ISDN中，数据传输的比特误码特性和信号失真特性都比电话线路至中，数据传输的比特误码特性和信号失真特性都比电话线路至少改善了少改善了10倍，具有很好的传输性能。因此和以往利用调制解调器在倍，具有很好的传输性能。因此和以往利用调制解调器在电话线上传输数据相比，速度提高了至少电话线上传输数据相比，速度提高了至少10倍以上。倍以上。 ISDN用一个网络为用户提供各种通信业务，如语音、数据、传真、用一个网络为用户提供各种通信业务，如语音、数据、传真、图像、会议电视、电子信箱等。图像、会议电视、电子信箱等。 ISDN能够提供多种业务的关键在于使用标准化的用户接口。该接口能够提供多种业务的关键在于使用标准化的用户接口。该接口有基本速率接口和基群速率接口。有基本速率接口和基群速率接口。l 费用适宜费用适宜 由于使用单一的网络来提供多种业务，用户只需要使用一对用户线、由于使用单一的网络来提供多种业务，用户只需要使用一对用户线、一个入网接口就能获得话音、文字、图像、数据在内的各种综合业务，一个入网接口就能获得话音、文字、图像、数据在内的各种综合业务，大大节省了投资。大大节省了投资。l 网络互通性强网络互通性强 ISDN能与电话网、分组交换网、因特网、局域网等网络广泛连接。能与电话网、分组交换网、因特网、局域网等网络广泛连接。 3. ISDN的应用的应用 ISDN在语音通信、电视会议、计算机联网、远端接入局域网、文在语音通信、电视会议、计算机联网、远端接入局域网、文件传递、传真、远程医疗诊断、远程教学、销售点业务（件传递、传真、远程医疗诊断、远程教学、销售点业务（POS）、）、多多媒体信息通信、接入帧中继和快速接入媒体信息通信、接入帧中继和快速接入Internet网等方面都有着广泛网等方面都有着广泛地应用，如图地应用，如图4-7所示。所示。 4.4.3 宽带综合业务数字网（宽带综合业务数字网（B-ISDN）家庭个人用户BRIBRIBRI中小型企业个人或企业用户通过ISDN接入InternetISDN拨号服务器PRIISPISDN终端适配器ISDN路由器ISDN图图4-7 ISDN的应用示意图的应用示意图 l B-ISDN是能够提供综合业务的是能够提供综合业务的宽带数字网络宽带数字网络。它设计的目标是将语音、。它设计的目标是将语音、数据、动态和静态图形，以及数据、动态和静态图形，以及N-ISDN提供的所有服务综合在一个通信网中，提供的所有服务综合在一个通信网中，满足用户的各类传输要求。满足用户的各类传输要求。l B-ISDN可以提供视频点播（可以提供视频点播（VOD）、）、电视会议、高速局域网互联以及高电视会议、高速局域网互联以及高速数据传输等业务。速数据传输等业务。1. B-ISDN概述概述 l B-ISDN面临地两大技术难题：一是高速传输，二是高速交换。光纤通信为面临地两大技术难题：一是高速传输，二是高速交换。光纤通信为数据地高速传输提供了良好的支持，而数据地高速传输提供了良好的支持，而ATM技术又为实现高速交换提供了广技术又为实现高速交换提供了广阔的前景，使得阔的前景，使得B-ISDN网络的诞生成为现实。网络的诞生成为现实。 2. N-ISDN和和B-ISDN的比较的比较 l 使用的传输媒介不同使用的传输媒介不同l 采用的数据传输技术不同采用的数据传输技术不同 N-ISDN建立在原有的电话网和分组网基础上，而建立在原有的电话网和分组网基础上，而B-ISDN是以光纤作为是以光纤作为传输媒介的，大大提高了网络的传输速率。传输媒介的，大大提高了网络的传输速率。 N-ISDN采用的是时分多路复用技术，而采用的是时分多路复用技术，而B-ISDN采用的是采用的是ATM技术。技术。 l 对网络传输信道的利用方式不同对网络传输信道的利用方式不同 N-ISDN对网络信道的分配及数据传输速率是预先规定的，而在对网络信道的分配及数据传输速率是预先规定的，而在B-ISDN中可以做到按需分配网络资源，具有极大的灵活性。中可以做到按需分配网络资源，具有极大的灵活性。4.4.4 公用分组交换网（公用分组交换网（PSDN） 1. PSDN概述概述 l PSDN，是一种以是一种以数据包数据包作为基本数据单元进行交换的作为基本数据单元进行交换的公共数据网公共数据网（PDN）。PDN内部各结点是由交换机（内部各结点是由交换机（PSE）组成的。交换机具有组成的。交换机具有存储转发数据包的能力，如图存储转发数据包的能力，如图5-3所示。所示。PSEPSEPSEPSEPSEPSEPSE图图4-8 PSDN结构示意图结构示意图 2. PSDN的特点的特点 l 线路利用率高线路利用率高 在分组交换中采用了在分组交换中采用了“虚电路虚电路”技术，这使得在一条物理链路上可提供技术，这使得在一条物理链路上可提供多条信息通路，为多个用户同时使用，大大提高了线路的利用率。多条信息通路，为多个用户同时使用，大大提高了线路的利用率。 l 可以实现不同协议和不同速率的终端之间相互通信可以实现不同协议和不同速率的终端之间相互通信 网络内部各结点是具有运算、存储转发等功能的专用计算机，向用户网络内部各结点是具有运算、存储转发等功能的专用计算机，向用户设备提供了统一的接口，从而能够实现不同协议、速率、码型和传输控设备提供了统一的接口，从而能够实现不同协议、速率、码型和传输控制规程的用户设备接入制规程的用户设备接入X.25网进行相互通信。网进行相互通信。l PSDN以以X.25协议为基础，通常又称为协议为基础，通常又称为X.25网网。它允许不同速率、不同。它允许不同速率、不同协议的用户终端进行通信，在短时间内传送突发式信息，因此它协议的用户终端进行通信，在短时间内传送突发式信息，因此它 是应用是应用非常广泛的一种广域网接入技术。非常广泛的一种广域网接入技术。l X.25是一组协议，它规定了分组终端与分组交换网的接口规程。是一组协议，它规定了分组终端与分组交换网的接口规程。X.25对应对应于于OSI参考模型底下三层，包括物理层协议、数据链路层协议和网络层协议。参考模型底下三层，包括物理层协议、数据链路层协议和网络层协议。 l 传输质量高，误码率低传输质量高，误码率低 由于分组交换具有差错检测和纠错的能力，因此误码率极小，一般由于分组交换具有差错检测和纠错的能力，因此误码率极小，一般都低于都低于10-10。 3. PSDN提供的基本业务功能提供的基本业务功能 l 交换虚电路（交换虚电路（SVC） 要求用户双方通信前要临时建立一条虚电路供数据传输，通信完毕要求用户双方通信前要临时建立一条虚电路供数据传输，通信完毕后要拆除该虚电路。它适用于数据量小、随机性强的场合。后要拆除该虚电路。它适用于数据量小、随机性强的场合。 l 流量控制与管理流量控制与管理 X.25网内通过流量控制协议来实现对流量的控制，并且具有拥塞控制网内通过流量控制协议来实现对流量的控制，并且具有拥塞控制机制来防止拥塞现象的产生。机制来防止拥塞现象的产生。4. PSDN的应用的应用 l 利用分组网组建本系统的管理信息网利用分组网组建本系统的管理信息网 l 利用分组网进行中低速连网，实现实时业务处理利用分组网进行中低速连网，实现实时业务处理 l 利用分组网接入增值业务网利用分组网接入增值业务网 l 永久虚电路（永久虚电路（PVC） 它是指在两个用户之间建立固定的虚电路连接，用户可利用它直接它是指在两个用户之间建立固定的虚电路连接，用户可利用它直接进行数据传输，如同使用专线一样。它适用于通信比较频繁、通信量进行数据传输，如同使用专线一样。它适用于通信比较频繁、通信量较大的场合。较大的场合。4.4.5 帧中继帧中继 （Frame Relay）1. 帧中继概述帧中继概述 l 帧中继帧中继，类似于类似于X.25，都是点对点的交换网络。它是在，都是点对点的交换网络。它是在OSI的数据的数据链路层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种链路层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种快速分组交换技术快速分组交换技术，适合于吞吐量高、时延低、突发性强的数据传输业务中。适合于吞吐量高、时延低、突发性强的数据传输业务中。l 帧中继利用光纤作为传输介质，着眼于数据的快速传递，并使用简帧中继利用光纤作为传输介质，着眼于数据的快速传递，并使用简单的协议来减小网络延迟，将必要的差错控制功能交给用户设备完成，单的协议来减小网络延迟，将必要的差错控制功能交给用户设备完成，最大程度地提高了最大程度地提高了 网络的吞吐量，可提供网络的吞吐量，可提供2Mbit/s45Mbit/s的高速宽的高速宽带数据业务。带数据业务。l 帧中继仅包含帧中继仅包含物理层物理层和和数据链路层数据链路层协议，将差错控制和防止拥塞的协议，将差错控制和防止拥塞的处理过程交给智能终端去实现，从而大大缩短了结点的时延、提高了处理过程交给智能终端去实现，从而大大缩短了结点的时延、提高了 数据传输速度、有效地利用了高速数据信道。数据传输速度、有效地利用了高速数据信道。2. 帧中继的应用帧中继的应用 l 局域网的互联局域网的互联 l 图像和文件的传输图像和文件的传输 帧中继支持不同的数据传输速率，非常适合于处理局域网之间的突帧中继支持不同的数据传输速率，非常适合于处理局域网之间的突发数据流量。目前，帧中继多应用于银行、证券等金融机构以及大型发数据流量。目前，帧中继多应用于银行、证券等金融机构以及大型企业、政府部门的总部与各地分支机构的局域网之间的互连。企业、政府部门的总部与各地分支机构的局域网之间的互连。 帧中继使用的是虚电路，信号通路及带宽都可以动态分配，既能保帧中继使用的是虚电路，信号通路及带宽都可以动态分配，既能保证用户所需的带宽，又能获得满意的传输时延，因此非常适合于大流证用户所需的带宽，又能获得满意的传输时延，因此非常适合于大流量的图象和文件传输。量的图象和文件传输。 l 组建虚拟专用网（组建虚拟专用网（VPN） 帧中继可以将网络上的部分结点划分为一个分区，对分区内的数据帧中继可以将网络上的部分结点划分为一个分区，对分区内的数据流量及各种资源进行统一管理。这种结构就是虚拟专用网，它比组建流量及各种资源进行统一管理。这种结构就是虚拟专用网，它比组建一个实际的专用网要经济划算。一个实际的专用网要经济划算。 3. 中国公用帧中继网（中国公用帧中继网（CHINAFRN） l 中国公用帧中继网是我国第一个向公众提供服务的宽带数据通信网中国公用帧中继网是我国第一个向公众提供服务的宽带数据通信网络。它选用了络。它选用了ATM技术作为基本网络技术，可以面向社会和用户提供技术作为基本网络技术，可以面向社会和用户提供 其它网络难以提供的宽带实时业务，同时也便于今后向其它网络难以提供的宽带实时业务，同时也便于今后向B-ISDN的过渡。的过渡。l 目前，中国公用帧中继网已覆盖全国所有省会城市，绝大部分地市目前，中国公用帧中继网已覆盖全国所有省会城市，绝大部分地市和部分县市。它的网管中心设在北京邮电部数据通信局，国际出口分和部分县市。它的网管中心设在北京邮电部数据通信局，国际出口分别设在北京、上海和广州。别设在北京、上海和广州。l 中国公用帧中继网已经成为了中国公用帧中继网已经成为了CHINAPAC、CHINADDN和和CHINANET的骨干网，它的建设还在继续进行，其覆盖范围还将进一的骨干网，它的建设还在继续进行，其覆盖范围还将进一步扩大。该网还将实现与公用分组交换网（步扩大。该网还将实现与公用分组交换网（PSDN）和数字数据网和数字数据网（DDN）的互连互通，为用户提供更加高效、灵活、方便的各类信息的互连互通，为用户提供更加高效、灵活、方便的各类信息服务。服务。 4.4.6 ATM1. ATM的基本概念的基本概念l ATM，即，即异步传输模式异步传输模式，是在分组交换技术上发展起来的一种是在分组交换技术上发展起来的一种快速快速分组交换技术分组交换技术。该技术充分吸取了分组交换高效率和电路交换高速。该技术充分吸取了分组交换高效率和电路交换高速的优点，并成为了宽带综合业务数字网（的优点，并成为了宽带综合业务数字网（B-ISDN）的传递方式。）的传递方式。l 分组交换的数据传输单元是分组，而分组交换的数据传输单元是分组，而ATM的传输单元是的传输单元是信元信元（Cell）。）。信元有一个信元有一个5字节的字节的信元头信元头（header）与一个）与一个48字节的字节的用户数据用户数据，其结，其结构如图构如图4-9所示。所示。图图4-9 ATM信元结构信元结构2ATM 的工作原理的工作原理l 物理链路物理链路，是连接是连接ATM交换机与交换机与ATM交换机以及交换机以及ATM交换机与主机交换机与主机的物理线路。每条物理链路可以包括一条或多条的物理线路。每条物理链路可以包括一条或多条虚通路虚通路（VP），每），每条虚通路又可以包括一条或多条条虚通路又可以包括一条或多条虚通道虚通道（VC），三者间关系如图，三者间关系如图4-10所示。所示。图图4-10 物理链路、虚通路与虚通道的关系物理链路、虚通路与虚通道的关系l ATM的虚连接分为两级：的虚连接分为两级：虚通路连接虚通路连接（VPC）与）与虚通道连接虚通道连接（VCC）。）。l 在虚通路一级，两个在虚通路一级，两个ATM端用户间建立的连接称为端用户间建立的连接称为虚通路连接虚通路连接（VPC），），两个两个ATM设备间的链路称为设备间的链路称为虚通路链路虚通路链路（VPL）。一条虚通路连接是由一条虚通路连接是由多段虚通路链路组成的，如图多段虚通路链路组成的，如图4-11所示。所示。l 每一段每一段虚通路链路虚通路链路（VPL）都由）都由虚通路标识符虚通路标识符（VPI）来标识，并且）来标识，并且VPI值都是唯一的。每条虚通路中可以有单向或双向的数据流，值都是唯一的。每条虚通路中可以有单向或双向的数据流，ATM支持不对称的数据速率，即允许两个方向的数据速率可以是不同的。支持不对称的数据速率，即允许两个方向的数据速率可以是不同的。图图4-11 虚通路连接示意图虚通路连接示意图l 在虚通道一级，两个在虚通道一级，两个ATM端用户间建立的连接被称为端用户间建立的连接被称为虚通道连接虚通道连接（VCC），两个），两个ATM设备间的链路称为设备间的链路称为虚通道链路虚通道链路（VCL）。）。一条一条虚通道连接（虚通道连接（VCC）是由多）是由多段段虚通道链路（虚通道链路（VCL）组成的，如图）组成的，如图4-12所示。每一段虚通道链路（所示。每一段虚通道链路（VCL）都是由）都是由虚通道标识符虚通道标识符（VCI）标）标识的。识的。l ATM网中的两台主机传送数据时，发送方主机首先向交换机发出建立网中的两台主机传送数据时，发送方主机首先向交换机发出建立虚连接的请求。交换机接收到请求后，将根据当前网络状况虚连接的请求。交换机接收到请求后，将根据当前网络状况 构造出相应构造出相应的路由表。只有当网络中有足够的可用带宽时，的路由表。只有当网络中有足够的可用带宽时，ATM交换机才允许连接。交换机才允许连接。l 信元到达信元到达交换机后交换机后，将将根据信元头部分的根据信元头部分的虚拟路径标识符虚拟路径标识符（VPI）从从路由表中路由表中找到相应的找到相应的输出端口输出端口，然后信元传至下一交换机。然后信元传至下一交换机。图图4-12 虚通道连接示意图虚通道连接示意图3. ATM技术的特点技术的特点 l 极端灵活和可变的带宽极端灵活和可变的带宽 l 具有很高的数据传输速率，可支持不同速率的各种业务具有很高的数据传输速率，可支持不同速率的各种业务 l 对传输距离的依赖小对传输距离的依赖小l 可在局域网和广域网中提供一种单一的网络技术，实现完可在局域网和广域网中提供一种单一的网络技术，实现完美的网络集成美的网络集成 返回本节首页返回本节首页返回本章首页返回本章首页本章小结本章小结 随着社会需求的提高和相关领域技术不断进步，计算机网随着社会需求的提高和相关领域技术不断进步，计算机网络新技术层出不穷，令人眼花缭乱。用户在面对众多的选择络新技术层出不穷，令人眼花缭乱。用户在面对众多的选择时，如何就网络需要、投资强度、技术成熟性、网络构造复时，如何就网络需要、投资强度、技术成熟性、网络构造复杂性等方面进行比较、权衡就成了一个至关重要的问题。杂性等方面进行比较、权衡就成了一个至关重要的问题。 本章我们首先介绍了广域网的基本概念、特点和结构，使本章我们首先介绍了广域网的基本概念、特点和结构，使读者对广域网有一个全面、感性地认识；紧接着我们花了大读者对广域网有一个全面、感性地认识；紧接着我们花了大量篇幅就当今常见的几种广域网接入技术，如量篇幅就当今常见的几种广域网接入技术，如DDN、ISDN、PSDN、帧中继、帧中继、ATM等它们的技术特点、业务范围以及在等它们的技术特点、业务范围以及在当今信息服务中的众多应用问题进行了全面的探讨，目的是当今信息服务中的众多应用问题进行了全面的探讨，目的是让读者对当今网络新技术有更深一步的理解，以至今后在遇让读者对当今网络新技术有更深一步的理解，以至今后在遇到具体问题时，能够真正作出准确地判断并加以选择。到具体问题时，能够真正作出准确地判断并加以选择。返回本章首页返回本章首页