广域网技术ppt课件.ppt
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1、计算机网络应用教程计算机网络应用教程第第5 5章章 广域网技术广域网技术2011.01第第5章章 广域网技术广域网技术广域网技术概述1常用的广域网设备2典型广域网协议和技术3第第5章章 广域网技术广域网技术广域网技术概述1常用的广域网设备2典型广域网协议和技术35.1 广域网技术概述广域网技术概述1. 广域网的概念广域网的概念 广域网(广域网(WAN,Wide Area Network)也称远程网。通常跨)也称远程网。通常跨接很大的物理范围,所覆盖的范围从几十公里到几千公里,它能接很大的物理范围,所覆盖的范围从几十公里到几千公里,它能连接多个城市或国家,或横跨几个洲并能提供远距离通信,形成连接
2、多个城市或国家,或横跨几个洲并能提供远距离通信,形成国际性的远程网络。广域网一般由主机(资源子网)和通信子网国际性的远程网络。广域网一般由主机(资源子网)和通信子网组成组成。5.1 广域网技术概述广域网技术概述2. 公共数据通信网公共数据通信网 一般广域网的通信子网都是由公共数据通信网承担。通常,公一般广域网的通信子网都是由公共数据通信网承担。通常,公共数据通信网是由政府的电信部门建立和管理的,这也是区别于共数据通信网是由政府的电信部门建立和管理的,这也是区别于局域网的重要标志之一。许多国家的电信部门都建立了自己的公局域网的重要标志之一。许多国家的电信部门都建立了自己的公用分组交换网、数字数据
3、网、综合业务数字网和帧中继网等,以用分组交换网、数字数据网、综合业务数字网和帧中继网等,以此为基础提供电路交换数据传输业务、分组交换数据传输业务、此为基础提供电路交换数据传输业务、分组交换数据传输业务、租用电路数据传输业务、帧中继数据传输业务和公用电话网数据租用电路数据传输业务、帧中继数据传输业务和公用电话网数据传输业务等。传输业务等。常用的公共网络系统有公用电话交换网常用的公共网络系统有公用电话交换网PSTN、分组数据交换网、分组数据交换网X.25网、帧中继网(网、帧中继网(FR网)、数字数据网网)、数字数据网DDN、综合业务数字、综合业务数字网网ISDN和异步传输模式和异步传输模式ATM等
4、。等。第第5章章 广域网技术广域网技术广域网技术概述1常用的广域网设备2典型广域网协议和技术35.2 常用的广域网设备常用的广域网设备1. 广域网交换机广域网交换机 广域网交换机是在运营商网络中使用的多端口网络互联设备。广域网交换机是在运营商网络中使用的多端口网络互联设备。广域网交换机工作在广域网交换机工作在OSI参考模型的数据链路层,可以对帧中继,参考模型的数据链路层,可以对帧中继,X.25以及以及SMDS等数据流量进行操作。图等数据流量进行操作。图5-2是位于广域网两端是位于广域网两端的两台路由器通过广域网交换机进行连接的示意图。的两台路由器通过广域网交换机进行连接的示意图。5.2 常用的
5、广域网设备常用的广域网设备2. 接入服务器接入服务器接入服务器是广域网中拨入和拨出连接的会聚点。图接入服务器是广域网中拨入和拨出连接的会聚点。图5-3说明了说明了接入服务器如何将多条拨出连接集合在一起接入广域网。接入服务器如何将多条拨出连接集合在一起接入广域网。5.2 常用的广域网设备常用的广域网设备3. 调制解调器调制解调器 调制解调器主要用于数字和模拟信号之间的转换,从而能够通调制解调器主要用于数字和模拟信号之间的转换,从而能够通过话音线路传送数据信息。在数据发送方,计算机数字信号被转过话音线路传送数据信息。在数据发送方,计算机数字信号被转换成适合通过模拟通信设备传送的形式;而在目标接收方
6、,模式换成适合通过模拟通信设备传送的形式;而在目标接收方,模式信号被还原为数字形式信号被还原为数字形式。 4. CSU/DSU 信道服务单元(信道服务单元(CSU)/数据服务单元(数据服务单元(DSU)类似数据终端)类似数据终端设备到数据通信设备的复用器,可以提供以下几方面的功能:信设备到数据通信设备的复用器,可以提供以下几方面的功能:信号再生,线路调节,误码纠正,信号管理,同步和电路测试等。号再生,线路调节,误码纠正,信号管理,同步和电路测试等。5.2 常用的广域网设备常用的广域网设备5. ISDN终端适配器终端适配器 ISDN终端适配器是用来连接终端适配器是用来连接ISDN基本速率接口(基
7、本速率接口(BRI)到其)到其它接口,如它接口,如EIA/TIA-232的设备。从本质上说,的设备。从本质上说,ISDN终端适配器终端适配器就相当于一台就相当于一台ISDN调制解调器。调制解调器。6. 路由器路由器(Router) 提供诸如局域网互连、广域网接口等多种服务。提供诸如局域网互连、广域网接口等多种服务。第第5章章 广域网技术广域网技术广域网技术概述1常用的广域网设备2典型广域网协议和技术35.3 典型广域网协议和技术典型广域网协议和技术典型的广域网协议和技术包括公用电话交换网(典型的广域网协议和技术包括公用电话交换网(PSTN)、分组)、分组交换网(交换网(X.25)、数字数据网(
8、)、数字数据网(DDN)、帧中继()、帧中继(FR)、交换)、交换式多兆位数据服务(式多兆位数据服务(SMDS)和异步传输模式()和异步传输模式(ATM)等。)等。下面我们将简单介绍几种常用的下面我们将简单介绍几种常用的PPP、ISDN、ATM、帧中继、帧中继、SDH和和PPPOE等广域网技术和协议。等广域网技术和协议。5.3.1 PPP协议协议1. PPP协议的特点协议的特点 1) 能够控制数据链路的建立。能够控制数据链路的建立。 2) 能够对能够对IP地址进行分配和使用。地址进行分配和使用。 3) 允许同时采用多种网络层协议。允许同时采用多种网络层协议。 4) 能够配置和测试数据链路。能够
9、配置和测试数据链路。 5) 能够进行错误检测。能够进行错误检测。 6) 有协商选项,能够对网络层的地址和数据压缩等进行协商。有协商选项,能够对网络层的地址和数据压缩等进行协商。5.3.1 PPP协议协议2. PPP的功能和层次结构的功能和层次结构 (1) PPP的功能的功能 PPP主要实现以下主要实现以下3部分功能:部分功能: 1) 在串行链路上封装数据报的方法:在串行链路上封装数据报的方法:PPP采用高级数据链路控采用高级数据链路控制(制(HDLC)作为在点对点的链路上封装数据报的基本方法。)作为在点对点的链路上封装数据报的基本方法。 2) 链路控制协议链路控制协议LCP(Link Cont
10、rol Protocol)用于启动线路、)用于启动线路、测试、任选功能的协商及关闭连接测试、任选功能的协商及关闭连接。 3) 网络控制协议网络控制协议NCP(Network Control Protocol)用来建立)用来建立和配置不同的网络层协议和配置不同的网络层协议。 PPP协议允许同时采用多种网络层协议允许同时采用多种网络层协议,如协议,如IP协议、协议、IPX协议和协议和DECnet协议。协议。PPP协议使用协议使用NCP对对多种协议进行封装多种协议进行封装。5.3.1 PPP协议协议(2) PPP中各层的功能中各层的功能 PPP协议由层次结构组成见表协议由层次结构组成见表5-1。5.
11、3.1 PPP协议协议3. PPP会话建立的过程会话建立的过程1) 链路的建立和配置协调:通信的发起方发送链路的建立和配置协调:通信的发起方发送LCP帧来配置和检帧来配置和检测数据链路,主要用于协商选择将要采用的测数据链路,主要用于协商选择将要采用的PPP参数,包括身份参数,包括身份验证、压缩、回叫、多链路等。验证、压缩、回叫、多链路等。 2) 链路质量检测:在链路建立、协调之后,这一阶段是可选的链路质量检测:在链路建立、协调之后,这一阶段是可选的。 3) 网络层协议配置协调:通信的发起方发送网络层协议配置协调:通信的发起方发送NCP帧以选择并配帧以选择并配置网络层协议。配置完成后,通信双方可
12、以发送各自的网络层协置网络层协议。配置完成后,通信双方可以发送各自的网络层协议数据报。议数据报。 4) 关闭链路:通信链路将一直保持到关闭链路:通信链路将一直保持到LCP或或NCP帧关闭链路,帧关闭链路,或者是发生一些外部事件(如空闲时间超长或用户干预)。或者是发生一些外部事件(如空闲时间超长或用户干预)。5.3.1 PPP协议协议4. PAP和和CHAP原理原理PPP提供了两种可选的身份认证方法:口令验证协议(提供了两种可选的身份认证方法:口令验证协议(Password Authentication Protocol,PAP)和质询握手协议()和质询握手协议(Challenge Handsh
13、ake Authentication Protocol,CHAP)。)。 (1) PAP (2) CHAP 5.3.2 ISDN技术技术1. ISDN概述概述 ISDN(Integrated Service Digital Network)是一种由交换机)是一种由交换机和数字信道构成,可提供语音、数据、图像等综合业务信息传输和数字信道构成,可提供语音、数据、图像等综合业务信息传输的数字通信网络。它可以使用户通过一条通信线路获得各种电信的数字通信网络。它可以使用户通过一条通信线路获得各种电信服务。服务。ISDN有三个基本特征有三个基本特征: 1) 端到端的数字连接端到端的数字连接。 2) 综合的
14、业务综合的业务。 3) 标准的入网接口(两种速率标准标准的入网接口(两种速率标准基本速率和基群速率基本速率和基群速率)。)。 5.3.2 ISDN技术技术2. N-ISDN和和B-ISDN ITU-T(国际电联电信标准化部分)在(国际电联电信标准化部分)在N-ISDN基础上提出宽带基础上提出宽带ISDN(B-ISDN)的系列建议,它是一种信道速率超过主群接口)的系列建议,它是一种信道速率超过主群接口速率的系统。因为在使用中速率的系统。因为在使用中2Mbps的速率很难满足用户的要求。的速率很难满足用户的要求。 B-ISDN以光纤为传输介质,传输速率可达以光纤为传输介质,传输速率可达155Mbps
15、、 622Mbps ,甚至高达几,甚至高达几Gbps。各种不同速率业务都能以同样的。各种不同速率业务都能以同样的方式在方式在B-ISDN网络中传输。为了实现网络中传输。为了实现 B-ISDN 功能,功能,ITU-T定义定义了一种新型的快速传输技术了一种新型的快速传输技术-异步传输模式异步传输模式ATM作为其核心技术。作为其核心技术。 B-ISDN也是将各种业务(如语音、数据、图像、动画等)综合在也是将各种业务(如语音、数据、图像、动画等)综合在一个网络中传输,它包含一个网络中传输,它包含N-ISDN的所有业务功能。的所有业务功能。5.3.3 ATM技术技术ATM具有如下特点:具有如下特点: 面
16、向连接的快速(信元)交换。面向连接的快速(信元)交换。 综合了线路交换综合了线路交换-实时性好(节点延迟小)和分组交换实时性好(节点延迟小)和分组交换-灵活灵活性好(动态分配网络资源)的优点。性好(动态分配网络资源)的优点。 支持不同速率的数据传输,满足实时性业务和突发性业务要支持不同速率的数据传输,满足实时性业务和突发性业务要求。求。 支持多媒体信息传输(业务综合化)。支持多媒体信息传输(业务综合化)。 服务质量服务质量QoS高。高。5.3.3 ATM技术技术1. 信元结构信元结构 ATM以信元为基本信息传输单位。信元是一种短的固定长度的以信元为基本信息传输单位。信元是一种短的固定长度的数据
17、分组,由信元头和信元体组成。信元固定为数据分组,由信元头和信元体组成。信元固定为53字节,其中字节,其中5个个字节为信元头,用来承载信元的控制信息,它可以标志不同的信字节为信元头,用来承载信元的控制信息,它可以标志不同的信道和优先级等控制信息;道和优先级等控制信息;48字节为信元体用来承载用户要分发的字节为信元体用来承载用户要分发的信息。信元体中可是任何类型的信息。这种短小而固定的信元传信息。信元体中可是任何类型的信息。这种短小而固定的信元传输可以缩小网络传输延迟;长度固定的信元首部,可以只用硬件输可以缩小网络传输延迟;长度固定的信元首部,可以只用硬件电路对信元进行处理,减少节点对信元的处理时
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