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网络互联技术网络互联技术广域网互联技术广域网互联技术广域网技术基础广域网技术基础 什么是广域网？什么是广域网？广域网广域网(Wide Area Network,简称简称WAN)是一是一种跨地区的数据通讯网络种跨地区的数据通讯网络,通常包含一个国家通常包含一个国家或地区。或地区。广域网广域网通常由两个或多个局域网组成。通常由两个或多个局域网组成。计算机常常使用电信运营商提供的设备作为信计算机常常使用电信运营商提供的设备作为信息传输平台息传输平台,例如通过例如通过公用网公用网,如电话网如电话网,连接连接到广域网到广域网,也可以通过也可以通过专线专线或或卫星卫星连接。国际连接。国际互联网是目前最大的广域网。互联网是目前最大的广域网。广域网的结构：广域网的结构：广域网由许多交换机以及连接这些交换机的链广域网由许多交换机以及连接这些交换机的链路组成，交换机之间采用点到点连接。路组成，交换机之间采用点到点连接。广域网最多只包含广域网最多只包含OSI参考模型的底下三层。参考模型的底下三层。广域网大多采用存储转发方式进行数据交换广域网大多采用存储转发方式进行数据交换:报文交换或分组交换。报文交换或分组交换。(公用电话交换网除外）公用电话交换网除外）广域网可以提供广域网可以提供面向连接面向连接和和无连接无连接两种服务。两种服务。广域网有两种组网方式：广域网有两种组网方式：虚电路（虚电路（Virtual circult)数据报（数据报（datagram)虚电路方式的主要特点：虚电路方式的主要特点：数据传输前必须在源端和目的端之间建立一数据传输前必须在源端和目的端之间建立一条虚电路，这条虚电路并非实际的物理线路，条虚电路，这条虚电路并非实际的物理线路，而是一条逻辑连接。而是一条逻辑连接。虚电路建立以后，所有的数据报文都沿着虚虚电路建立以后，所有的数据报文都沿着虚电路指定的路径传输。电路指定的路径传输。在虚电路方式中每个交换机都维持一个虚电在虚电路方式中每个交换机都维持一个虚电路表，记载经过该交换机的所有虚电路的情路表，记载经过该交换机的所有虚电路的情况。况。数据报方式的特点：数据报方式的特点：网络随时准备接收主机发送的分组（数网络随时准备接收主机发送的分组（数据报），不必事先建立连接。据报），不必事先建立连接。网络中的交换机都独立地为每一个分组网络中的交换机都独立地为每一个分组选择路由。选择路由。网络只是尽最大努力将分组交付给目的网络只是尽最大努力将分组交付给目的主机，但对源主机无任何承诺。主机，但对源主机无任何承诺。对比的方面对比的方面虚电路服务虚电路服务数据服服务数据服服务思路思路可靠通信由网络来保证可靠通信由网络来保证可靠通信由用户主机为保证可靠通信由用户主机为保证连接的建立连接的建立必须有（面向连接）必须有（面向连接）不要（无连接）不要（无连接）目的站地址目的站地址仅在连接建立阶段使用，仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路每个分组使用短的虚电路号号每个分组都有目的站的全地每个分组都有目的站的全地址址路由的选择路由的选择在虚电路建立时进行，所在虚电路建立时进行，所有分组按同一路由有分组按同一路由每个分组独立选择路由每个分组独立选择路由当路由器出故当路由器出故障时障时所有通过出故障的路由器所有通过出故障的路由器的虚电路均不能工作的虚电路均不能工作出故障的路由器可能会丢失出故障的路由器可能会丢失分组，一些路由可能会变化分组，一些路由可能会变化分组的顺序分组的顺序总是按发送顺序到达目的总是按发送顺序到达目的站站到达目的站时可能失序到达目的站时可能失序端至端的差错端至端的差错处理和流量控处理和流量控制制由通信子网负责由通信子网负责由用户主机负责由用户主机负责广域网互联技术广域网互联技术公用电话交换网公用电话交换网Public Switching Telephone Network（PSTN）PSTN系统构成：系统构成：交换设备：交换设备：程控交换机程控交换机、计算机交换机计算机交换机等。在等。在没出现程控交换机之前，接线都是靠人来完成的，没出现程控交换机之前，接线都是靠人来完成的，在一些老电影里可以看到。在一些老电影里可以看到。传输介质：传输介质：有线有线（双绞线、电缆、光缆）和（双绞线、电缆、光缆）和无无线线（地面微波，卫星）两种（地面微波，卫星）两种 用户设备：用户直接使用的设备，电话，要传用户设备：用户直接使用的设备，电话，要传输数字信号，还需要转换器，也就是输数字信号，还需要转换器，也就是modem。信令系统：在交换局之间提供的建立、释放呼信令系统：在交换局之间提供的建立、释放呼叫的控制系统。叫的控制系统。电话交换网的特点：电话交换网的特点：即可传输模拟信息，也可传输数字信息即可传输模拟信息，也可传输数字信息 用户环路为模拟传输用户环路为模拟传输 数据通信时需要使用数据通信时需要使用MODEM 收发双方传输速率必须相同，最高为收发双方传输速率必须相同，最高为56kbps电话交换网传输示意图电话交换网传输示意图中继网中继网电话交换机电话交换机计算机计算机本地环路本地环路电话公司的设备电话公司的设备用户的设备用户的设备用户家庭用户家庭电信公司电信公司MODEMMODEM数字线路数字线路模拟线路模拟线路公用数据分组交换网公用数据分组交换网 工作在网络体系结构的低工作在网络体系结构的低3层层 采用分组交换，面向连接采用分组交换，面向连接(虚电路虚电路)，可靠性高，可靠性高 多路复用，一条物理链路支持多条虚电路多路复用，一条物理链路支持多条虚电路 点对点传输，不支持广播点对点传输，不支持广播 支持多种高层协议，它们均作为普通数据被封装在支持多种高层协议，它们均作为普通数据被封装在X.25的分组中在网络中传送的分组中在网络中传送 工作速率工作速率64KbpsX.25的体系结构的体系结构X.25 “在公用数据网上以分组方式工作的数在公用数据网上以分组方式工作的数据终端设备据终端设备DTE和数据电路端接设备和数据电路端接设备DCE之间的之间的接口接口”。它对应于。它对应于OSI层次模型的最下三层层次模型的最下三层。X.21/RS-232/V.35/X.21/RS-232/V.35/网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层LAPBX.25X.25网络的设备网络的设备数据终端设备数据终端设备(DTE)：X.25网络的末端设备网络的末端设备(如路由器、主机、终端、如路由器、主机、终端、PC机等机等)，一般位，一般位于用户端（故称为用户设备）于用户端（故称为用户设备）数据数据电路端接设备电路端接设备(DCE)：专用的通信设备，：专用的通信设备，DTE通过通过DCE接入接入X.25网络网络PSE：X.25网络分组交换机，用于数据的存网络分组交换机，用于数据的存储转发储转发PAD设备设备：用于将非分组设备接入：用于将非分组设备接入X.25网。网。位于位于DTE与与DCE之间，实现三个功能：缓冲、之间，实现三个功能：缓冲、打包、拆包。打包、拆包。X.25网网络络由由许许多多称称之之为为分分组组交交换换机机(PSE)的节点组成。的节点组成。为为了了保保证证通通信信可可靠靠性性，每每个个PSE至至少少与与另另两两个个PSE相相连连接接，使使得得一一个个PSE故故障障时，能通过其他路由继续传输信息。时，能通过其他路由继续传输信息。PSE之间交换的是分组之间交换的是分组(包包)，所以又称，所以又称X.25网为网为分组交换网或包交换网分组交换网或包交换网。PSE采采用存储转发的方法交换分组。用存储转发的方法交换分组。X.25网络的组成网络的组成PSEPSEPSEPSEPSEDCEDCEX.25X.25PSE：分组交换设备：分组交换设备DTE：数据终端设备：数据终端设备DCE：数据电路端接设备：数据电路端接设备广域网广域网DTEDTE数字数据网数字数据网DDN(Digital Data Network)是利用数字信道传输数据信号的数据传输网。是利用数字信道传输数据信号的数据传输网。非交换的永久非交换的永久/半永久虚电路。半永久虚电路。为用户提供点到点的数字专用线路。为用户提供点到点的数字专用线路。网络对用户透明，支持任何协议。网络对用户透明，支持任何协议。适合于频繁的大数据量通信，可用于计算机适合于频繁的大数据量通信，可用于计算机之间的通信，或用于传送数字化传真，数字之间的通信，或用于传送数字化传真，数字话音，数字图像信号等。话音，数字图像信号等。帧中继网（帧中继网（Frame Relay,FR）在数据链路层实现分组交换在数据链路层实现分组交换 帧中继使用永久虚电路（帧中继使用永久虚电路（PVC）来建立通）来建立通信连接，并通过虚电路实现多路复用信连接，并通过虚电路实现多路复用 用链路层的帧来封装各种不同的高层协议，用链路层的帧来封装各种不同的高层协议，如如IP、IPX、AppleTalk等等 适用于在适用于在WAN上实现上实现LAN的互联的互联 传输速率一般为传输速率一般为56kbit/s45Mbit/s帧中继网中的设备分两类：帧中继网中的设备分两类：帧中继网接入设备帧中继网接入设备FRAD：属于用户设备。属于用户设备。如支持帧中继的主机、桥接器、路由器等。如支持帧中继的主机、桥接器、路由器等。帧中继网交换设备帧中继网交换设备FRS：属于网络服务提供者设备。属于网络服务提供者设备。如如T1/E1一次群复用设备和帧交换结点机。一次群复用设备和帧交换结点机。综合业务数字网（综合业务数字网（ISDN）（Integrated Service Digital Network）电路交换，利用现有的电话交换系统电路交换，利用现有的电话交换系统 有拨号连接过程有拨号连接过程 全数字传输网络全数字传输网络 多服务：语音、数据、文本、图形、视频多服务：语音、数据、文本、图形、视频 采用带外信令（采用带外信令（D信道），拨号连接速度快信道），拨号连接速度快 载体信道（载体信道（B信道）带宽为信道）带宽为64kbit/sISDN的优点的优点 速率快。使用一个信道时传输速率可达速率快。使用一个信道时传输速率可达64Kbps，使用两个，使用两个信道的时候速率可达信道的时候速率可达128Kbps 可靠性强。可靠性强。ISDN的数字传输比模拟传输受静电和噪音的影的数字传输比模拟传输受静电和噪音的影响小，传输数据更加安全可靠响小，传输数据更加安全可靠 可处理几乎所有的信息类型，包括语音、文本、图像、视频可处理几乎所有的信息类型，包括语音、文本、图像、视频 可适用的领域宽。包括计算机联网、远程通讯、文本交换、可适用的领域宽。包括计算机联网、远程通讯、文本交换、图像传送、多媒体信息存储等。图像传送、多媒体信息存储等。可同时执行多个通信任务，在一条可同时执行多个通信任务，在一条ISDN电话线上可以使用电话线上可以使用一条信道保持声音通话，在另一条信道上网。一条信道保持声音通话，在另一条信道上网。其他通信网络其他通信网络重点介绍一下重点介绍一下ADSL ADSL的特点的特点 上行速率与下行速率不相同上行速率与下行速率不相同“非对称非对称”上行上行16 64kbit/s 下行下行1.5 8Mbit/s 与因特网访问特点相适应与因特网访问特点相适应(要求的下传速率高要求的下传速率高)。仅使用一对双绞线，可直接利用用户原有的电仅使用一对双绞线，可直接利用用户原有的电话线。话线。语音和数据同时传输，互不干扰；语音和数据同时传输，互不干扰；采用专线连接时采用专线连接时,上网时不用拨号，永远在线上网时不用拨号，永远在线（打电话仍需拨号）。（打电话仍需拨号）。ADSL虚拟拨号虚拟拨号 在在ADSL的数字线上进行拨号，不同于模拟的数字线上进行拨号，不同于模拟电话线上用调制解调器的拨号，而采用专门的协电话线上用调制解调器的拨号，而采用专门的协议议PPP over Ethernet，拨号后直接由验证服务，拨号后直接由验证服务器进行检验，用户需输入用户名与密码，检验通器进行检验，用户需输入用户名与密码，检验通过后就建立起一条高速的数字通道；并分配相应过后就建立起一条高速的数字通道；并分配相应的动态的动态IP。虚拟拨号用户需要通过一个用户帐号。虚拟拨号用户需要通过一个用户帐号和密码来验证身份，这个用户帐号和和密码来验证身份，这个用户帐号和163帐号一样帐号一样，都是用户申请时自己选择的，并且这个帐号是，都是用户申请时自己选择的，并且这个帐号是作了限制的，只能用于作了限制的，只能用于ADSL虚拟拨号，不能用虚拟拨号，不能用于普通于普通MODEM拨号。拨号。有线电视网络有线电视网络 以有线电视使用的宽带同轴电缆作为传输以有线电视使用的宽带同轴电缆作为传输介质和广域网互联的技术介质和广域网互联的技术 微波无线网微波无线网 利用微波波段的电磁波进行信息传输的通利用微波波段的电磁波进行信息传输的通讯方式，也可实现网络互联讯方式，也可实现网络互联 卫星通信网卫星通信网 利用人造地球卫星作为中继站，实现网络利用人造地球卫星作为中继站，实现网络互联的技术互联的技术互互 联联 设设 备备中继器中继器仅作用于物理层；仅作用于物理层；简单放大再生信号；简单放大再生信号；主要用于局域网互联，连接同类局域网主要用于局域网互联，连接同类局域网网桥网桥工作在数据链路层的工作在数据链路层的MAC子层；子层；隔离不同网段之间的数据通信量；隔离不同网段之间的数据通信量；主要用于局域网互联，可以连接同类局域网，也可以连接主要用于局域网互联，可以连接同类局域网，也可以连接不同类局域网；不同类局域网；能够根据能够根据MAC地址对数据帧进行过滤，在不同局域网之间地址对数据帧进行过滤，在不同局域网之间提供帧的转换功能提供帧的转换功能路由器路由器网络层互联设备；网络层互联设备；主要用于局域网主要用于局域网-广域网互联；广域网互联；互联的是多个不同的逻辑子网；互联的是多个不同的逻辑子网；基本功能是路由选择和数据转发。基本功能是路由选择和数据转发。网关网关协议转换器协议转换器作用于传输层到应用层；作用于传输层到应用层；完成不同网络协议之间的转换；完成不同网络协议之间的转换；可用于广可用于广-广互联、广广互联、广-局互联、局局互联、局-主机互联主机互联