第8章--广域网概论.ppt

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1、第第8 8章章广广 域域 网网 概概 论论 8.1 8.1 广域网概述广域网概述8.1.1 WAN8.1.1 WAN的的定义与拓扑结构定义与拓扑结构 1.WAN1.WAN的定义的定义 广域网（Wide Area Network，简称WAN）指使用本地或公共数据网络，将分布在不同国家、地域，甚至全球范围内的各种局域网、计算机、终端等设备，通过互联技术而形成的大型计算机网络。广域网是整个网络的一部分，用于局域网(LAN)之间远距离连接并提供服务。WAN主要有两种类型：1）电信部门提供的电话网或者数据通信网络等公用广域网。如：PSTN（公用电话网）、X.25（公用分组交换网）、DDN（公用数字数据网

2、）等。这些网络可以向用户提供世界范围的数据通信服务。2）分布在同一大城市、国家、洲，甚至几个洲的多个局域网，通过电信部门的公用通信网络互联而成的专用广域网。2.WAN的特点 广域网由一些节点（交换机或路由器）以及连接这些节点的链路（通信线路）互联组成，距离没有限制。广域网是基于分组交换技术的。在广域网内，节点和链路一般由电信部门提供，网络由多个部门或多个国家联合组建而成，实现整个网络范围内的资源共享。广域网一般都是开放的，因而通常可称为“公用数据网”(Public Data Network，简称PDN)。3.WAN3.WAN的拓扑结构的拓扑结构 为了提高可靠性，使网络能提供多条冗余的通信链路，

3、广域网通常采用网状型拓扑结构，即一个节点同时与多个节点相连。广域网分为主干网和用户接入网两部分。根据广域网的类型和用户接入端线路的不同，可以有多种接入广域网的技术。用户只要遵循通信网络的接口标准，提出申请并支付一定的费用，就可接入公共通信网。WANWAN的网状拓扑结构：的网状拓扑结构：广域网广域网 8.1.2 WAN 8.1.2 WAN提供的服务提供的服务 广域网可以提供面向连接的服务和面向无连接的两种服务。其中面向连接的网络服务包括：传统公用电话交换网的电路交换方式和分组数据交换网的虚电路交换方式。而面向无连接的网络服务就是分组数据交换网的数据报方式。1.1.面向连接的虚电路服务面向连接的虚

4、电路服务 虚电路服务必须有：建立连接、传输数据和释放连接三个阶段。虚电路服务在传输数据时采用存储-转发技术，即某个节点先把分组接收下来，进行验证，然后再把该分组转发出去。因此，虚电路和电路交换有很大的不同。2.2.面向无连接的数据报服务面向无连接的数据报服务 分组交换数据网中，提供面向无连接的数据报服务。某一主机想要发送数据就随时可以发送，不需要事先建立连接，每个分组可独立地选择路由到达目的地。8.2 8.2 广域网的组网广域网的组网 广域网的组网方式主要有两种：点到点的连接和通过分组交换方式的连接。8.2.1点对点式的连接点对点式的连接 以点对点连接的方式组建广域网，有两种情况：一种是组成全

5、连通式的网络，所有路由器节点互相连通。第二种是可用网桥或Modem进行点到点连接。8.2.28.2.2分组交换式的连接分组交换式的连接 路由器比网桥更常用于网络间的互联。通过点到点网络并经由公共数据网的交换网络，路由器与远端路由器进行连接。8.3 8.3 典型广域网典型广域网8.3.18.3.1公共交换电话网（公共交换电话网（PSTNPSTN）公共交换电话网（简称PSTN）也就是通常所说的固定电话网络，PSTN采用分级交换方式。通过PSTN传输数据时，中间必须经双方Modem拨号连接，实现计算机数字信号与模拟信号的相互转换。PSTN调制解调器调制解调器PCPC图8-5 Modem拨号连接 8.

6、3.2 X.258.3.2 X.25公用分组交换数据网公用分组交换数据网 1.X.251.X.25网概述网概述 2.X.252.X.25网的特点网的特点 （1）能接入不同类型的用户设备。（2）可靠性高。（3）支持多路复用。（4）支持流量控制和拥塞控制。（5）采用点对点协议。3.X.253.X.25协议协议 X.25分为三个功能层次：物理层、链路层和分组层。4.X.254.X.25网的互联网的互联 X.25分组交换网络可用于LAN间互联，构成更大规模的广域网，常采用以下互联方案：（1）采用路由器和网关同时连接X.25和本地局域网；（2）采用一台微机作为路由器，安装相应的X.25网卡和路由软件，适

7、用于中小规模、协议比较少的网络。8.3.3 8.3.3 数字数据网（数字数据网（DDNDDN）1.DDN1.DDN简介简介 DDN是数字数据网Digital Data Network的英文简称，是直接用数字信道传输数据信号的数据传输网。它向用户提供专用的数字传输信道，为用户建立专用的数据网。它的传输媒介有：光缆、数字微波、卫星信道以及用户端可用的数字电缆和双绞线。又称DDN专线。2.DDN2.DDN的特点的特点 (1)DDN是同步数据传输网，不交换，低时延。(2)DDN具有质量高、速度快、流量大的特点。(3)DDN支持数据、图像、声音等多种业务数据传输。8.4 8.4 虚拟专用网（虚拟专用网（

8、VPNVPN）8.4.1 VPN8.4.1 VPN概述概述 VPN是虚拟专用网络（Virtual Private Network）的简称。它是一种利用公共网络（如互联网，也称外网）建立的，实现多个私网（内网）之间通信（访问）的技术。1.VPN1.VPN的工作原理的工作原理 就是在两台直接和公网连接的计算机之间，建立一条专用通道，两个私有网络间的通信内容，经过这两台计算机或设备打包，通过公用网络的这条专用通道进行传输，然后在对方端解包，还原通信内容后转发到私有网络中。图图8-9 企业企业VPN网络拓扑结构网络拓扑结构2.VPN2.VPN系统的组成系统的组成完整的VPN系统包括：（1）VPN服务器

9、：用来接收和验证VPN连接的请求，处理数据的打包和解包。（2）VPN客户端：一台计算机或设备用来发起VPN连接的请求，也处理数据的打包和解包。（3）VPN数据通道（专用、私有通道）3.VPN3.VPN的特性的特性 （1）安全有保障 实现VPN的技术很多，但所有的VPN均应保证通过公用网络中传输数据的专用性和安全性。在公用IP网上建立一个点到点的逻辑连接，即建立一个“隧道”。对经过隧道传输的数据可通过加密，保证数据的私有性和安全性。（2）服务质量保证（QoS）（3）灵活和可扩充 （4）可管理 8.4.2 VPN 8.4.2 VPN的安全性的安全性 安全是VPN的核心问题。VPN主要采用四项技术保

10、证安全：1）隧道技术（Tunneling）2）加解密技术（Encryption Decryption）3）密钥管理技术（Key Management）4）身份认证技术（Authentication）1.1.隧道技术隧道技术 隧道技术是VPN的基本技术，用它在公网上建立一条专用的数据通道（隧道）。隧道是用所谓隧道协议建立的，隧道协议又分为第二层和第三层隧道协议。其中：第二层隧道协议是先把各种网络协议封装到PPP（Point to Point Protocol）中，再把整个数据包装入隧道协议中。这种双层封装方法形成的数据包用第二层隧道协议进行传输。第二层隧道协议有：L2F、PPTP、L2TP等。其

11、中L2TP协议是IETF的标准。PPP是为传输数据设计的链路层协议，提供全双工操作，并按照顺序传递数据。设计目的主要是通过拨号或专线方式建立点对点连接，为两个对等节点之间的IP流量传输，提供一种封装协议。使其成为各种主机、网桥和路由器之间一种共性的连接。PPP同时又是串行通信协议，它具有检错、纠错、支持数据压缩、支持多种网络协议、动态分配IP地址、允许在连接时刻协商IP地址和允许身份认证等功能。第三层隧道协议是把各种网络协议直接装入隧道协议中，形成的数据包用第三层隧道协议进行传输。第三层隧道协议有VTP、IPSec等。其中IPSec（IP Security）定义了一系列安全协议，来提供安全选择

12、、安全算法以及服务所使用的密钥等，在IP层提供安全保障。2.2.数据加解密技术数据加解密技术 3.3.密钥管理技术密钥管理技术 为保证在公用数据网上安全地传递密钥而不被窃取。密钥管理技术主要有：SKIP与ISAKMP/OAKLEY。其中SKIP是在网络上传输密钥；而ISAKMP技术中，双方都有两把密钥，分别用于公用和私用。4.身份认证技术身份认证技术 在计算机网络领域，身份认证是最常用、最基本的一种认证方式，常使用用户名称、密码等。密码认证是最基本的认证方法；当进入系统或设备时，通常都要输入密码，这种身份认证方法被广泛的应用。8.4.3 VPN8.4.3 VPN解决方案解决方案 VPN有三类应

13、用解决方案：1）远程访问，主要为在外出差、移动办公和在家中办公的人员访问企业内部网络；2）内部网络互联，在内部各分支机构网络与总部网络之间实现安全互联；3）与合作伙伴建立安全通信。对于移动外出用户，可以通过VPN客户端软件来安全接入内部网络。图图8-10 VPN实际解决方案实际解决方案 VPNVPN发展趋势：发展趋势：（1）多种VPN技术集成。如在MPLS VPN网络的基础上再部署IPSec VPN，以满足对保密和可用性要求极高的银行、证券公司用户的需求。（2）多种VPN业务整合与互补。如企业主干网络互联采用基于网络的MPLS VPN，以保证安全性、可靠性和高性能。（3）越来越高的VPN产品集成。（4）SSL VPN受到青睐。VPN技术不再局限于第二层和第三层。基于第四层的SSL VPN作为安全的远程访问技术，也已得到广泛的应用。