第六章因特网应用技术-广域网的发展与应用

1、第六章第六章 广域网的发展与应用广域网的发展与应用复习与回顾复习与回顾o判断以下说法是否正确，说明原因。判断以下说法是否正确，说明原因。1、如果网络的错误率、如果网络的错误率1/1000，则认为此，则认为此网络工作正常。网络工作正常。2、802.3协议既可用于局域网，也可以用于协议既可用于局域网，也可以用于Internet网。网。3、WIFI是无线局域网的通俗称呼。是无线局域网的通俗称呼。4、三网合一指的是电视网、电话网和广播网、三网合一指的是电视网、电话网和广播网5、如果没有网卡，则机器一定不能上网。、如果没有网卡，则机器一定不能上网。6、以太网就是指星型结构的局域网。、以太网就是指星型结构

2、的局域网。本章主要内容本章主要内容o6.1 广域网的基本概念o6.2 X.25协议o6.3 帧中继o6.4 ATM技术o6.5 DDN6.1 广域网的基本概念广域网的基本概念6.1.1 广域网简介o广域网 WAN（Wide Area Network）是指的作用范围很广的计算机网络。这里的作用范围是指地理范围而言，可以是一个城市，国家甚至全球。o覆盖范围广，可达数千、甚覆盖范围广，可达数千、甚至数万公里。至数万公里。o广域网广域网没有固定的拓扑结构没有固定的拓扑结构。o广域网通常使用广域网通常使用光纤光纤作为传作为传输介质。输介质。o局域网可以作为广域网的终局域网可以作为广域网的终端用户与广域网

3、相连。端用户与广域网相连。o广域网广域网主干带宽主干带宽大，但提供大，但提供给终端用户的带宽小。给终端用户的带宽小。o数据传输数据传输距离远距离远，往往要经，往往要经过多个广域网设备转发，延过多个广域网设备转发，延时较长。时较长。o广域网管理、维护困难。广域网管理、维护困难。 广域网的特点o广域网是由一些路由器、结点交换机、防火墙以及连接这些交换机的链路组成的。6.1.2 广域网的组成1 1、无连接的网络服务、无连接的网络服务在数据发送前，通信的双方不建立连接。每个分组独立进行路由选择，具有高度的灵活性。但也需要每个分组都携带地址信息，而且，先发出的分组不一定先到达，没有服务质量保证。网络也不

4、保证数据不丢失，用户自己来负责差错处理和流量控制，网络只是尽最大努力将数据分组或包传送给目的主机，称为尽最大努力交付。6.1.3 广域网提供的服务2、面向连接的网络服务面向连接的网络服务o在数据发送前要建立虚拟连接，每个虚拟连接对应一个虚拟连接标识，网络中的结点交换机看到这个虚拟连接标识，就知道该将这个分组转发到那个端口。o建立虚拟连接要消耗网络资源。但是，虚拟连接的建立相当于一次就为所有分组进行了路由选择，分组只需要携带较短的虚拟连接标识，而不用携带较长的地址信息。不过，如果虚电路中有一段故障，则所有分组都无法到达。o采用数据报服务的广域网的典型代表是Internet，而采用虚电路服务的广域

5、网主要有X.25网络，帧中继网络和ATM网络。o1、路由器（routers）：提供诸如局域网互连、广域网接口、路由选择、转发、包过滤等多种服务。o2、交换机（switches）：连接到广域网上，进行语音、数据及视频通信。o3、调制解调器（modems）：提供话音级服务的接口，信道服务单元是T1/E2服务的接口，终端适配器是综合业务数字网的接口。o4、通讯服务器（communication server）：汇集用户拨入和拨出的连接。6.1.4 广域网的主要设备o交换机和MODEM实物图6.1.4 广域网的主要设备 6.2 X.25协议协议6.2.1 X.25协议简介oX.25协议是数据终端设备（

6、DTE）和数据电路终接设备（DCE）之间的接口规程。6.2.2 X.25 网络层次结构oX.25协议定义了一共三层的内容。6.2.2 X.25 网络层次结构oX.25协议定义了一共三层的内容。oX.25第三层（分组层）规程描述了分组层所使用分组的格式和两个三层实体之间进行分组交换的规程；oX.25第二层（链路层）规程也叫做平衡型链路访路规程LAPB，定义了DTE与DCE之间交互的帧的格式和规程； oX.25第一层（物理层）则定义了DTE与DCE之间进行连接时的一些物理电气特性。6.2.2 X.25 网络层次结构o通信的双方是两台DTE，他们在通信前先要建立虚拟连接。将X.25协议为两台通信的D

7、TE之间建立的连接称为虚电路。一旦在一对DTE之间建立一条虚电路，这条虚电路便被赋于一个唯一的虚电路号，当其中的一台DTE要向另一台DTE发送一个分组时，它便给这个分组标上号（虚电路号）交给DCE设备，DCE就是根据分组所携带的这个号来决定如何在交换网内部交换这个数据分组，使其正确到达目的地。 6.2.2 X.25 网络层次结构oX.25的链路层规定了在DTE和DCE之间的线路上交换帧的过程。从分层的观点来看，链路层好像是给DTE的分组层接口和DCE的分组层接口之间架设了一道桥梁。DTE的分组层和DCE的分组层之间可以通过这座桥梁不断传送分组。 6.2.2 X.25 网络层次结构o链路层的主要

8、功能： 在DTE和DCE之间有效地传输数据。确保接收器和发送器之间信息的同步。检测和纠正传输中产生的差错。识别并向高层协议报告规程性错误。向分组层通知链路层的状态。6.3 帧中继帧中继o6.3.1 帧中继简介o帧中继（Frame Relay，FR）技术是在OSI第二层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种技术。o帧中继仅完成OSI物理层和链路层核心层的功能，将流量控制、纠错等留给智能终端去完成，大大简化了节点机之间协议；同时，帧中继采用虚电路技术，能充分利用网络资源，因而帧中继具有吞吐量高、时延低、适合突发性业务等特点。 6.3 帧中继帧中继o6.3.1 帧中继简介o1帧中继的协议结构o帧中继

9、在OSI第二层以简化的方式传送数据，仅完成物理层和链路层核心层的功能，智能化的终端设备把数据发送到链路层，并封装在LAPD帧结构中，实施以帧为单位的信息传送。网络不进行纠错、重发、流量控制等。6.3 帧中继帧中继o帧不需要确认，就能够在每个交换机中直接通过，若网络检查出错误帧，直接将其丢弃；一些第二、三层的处理，如纠错、流量控制等，留给智能终端去处理，从而简化了节点机之间的处理过程。6.3.2 帧中继业务o帧中继业务是在用户-网络接口（UNI）之间提供用户信息流的双向传送，并保持原顺序不变的一种承载业务。用户信息流以帧为单位在网络内传送，用户-网络接口之间以虚电路进行连接，对用户信息流进行统计

10、复用。o帧中继网络提供的业务有两种：永久虚电路和交换虚电路。（PVC永久虚电路，SVC交换虚电路）o帧中继的特点：高效、经济、可靠、灵活6.3.3 帧中继的带宽管理 o帧中继网络通过为用户分配带宽控制参数，对每条虚电路上传送的用户信息进行监视和控制，实施带宽管理，以合理地利用带宽资源。 6.3.4 帧中继用户接入方式o1、局域网用户接入方式oLAN用户通过路由器或网桥设备接入帧中继网络，其路由器或网桥具有标准的帧中继UNI(用户-网络接口 )接口规程。oLAN用户通过帧中继装/拆设备（FRAD）接入帧中继网络。 6.3.4 帧中继用户接入方式o2、终端用户接入方式o通过FRAD设备，将非标准的

11、接口规程转换为标准的接口规程后接入到帧中继网络。如果终端自身具有标准UNI的接口规程，那么可作为帧中继终端直接接入帧中继网络。 o3、专用帧中继网接入公用帧中继网o将专用网中的一台交换机作为公用帧中继网的用户，采用标准的FR UNI接口规程接入到公用帧中继网络 。6.3.5 帧中继用户接入设备o帧中继用户接入设备是用户宅用设备（CPE），是组成帧中继网络的基本要素，负责把帧送到帧中继网。 帧中继终端（PC，电话，传真）帧中继装/拆设备:FRAD既可以置在帧中继交换机内，也可以单独设置。FRAD通常具有以下特性：具有协议转换功能、具有拥塞管理和控制功能、具有集中功能，可以接入多个用户、具有维护和

12、测试功能。 路由器和网桥帧中继交换机：改装型X.25分组交换机、以全新的帧中继结构设计为基础的新型交换机、采用信元中继、ATM技术、支持帧中继接口的ATM交换机。 o6.3.6 帧中继的适用范围o（1）当用户需要数据通信，其带宽要求较高，而参与通信的各方多于两个的时候使用帧中继是一种较好的解决方案。o（2）通信距离较长时，应优选帧中继。应为帧中继的高效性使用户可以享有较好的经济性。o（3）当数据业务量为突发性时，由于帧中继具有动态分配带宽的功能，选用帧中继可以有效地处理突发性数据。o6.3.6 帧中继应用举例o帧中继连接可提供的物理接口速率为：64Kbps、N*64Kbps、2Mbps等。费用

13、一般包括：一次性费用如工料费、调测费和月租费如端口月租费、虚电路月租费等。永久虚电路(PVC)是通过帧中继网连接两个端节点的预先确定的通路 CIR (Committed Information Rate) 提交的信息速率，是帧中继电路上最高的平均数据传输率 6.4 ATM技术技术o6.4.1 ATM网简介oATM（Asynchronous Transfer Mode）异步传输模式，是一种传输模式，在这一模式中，信息被组织成信元，因包含来自某用户信息的各个信元不需要周期性出现，这种传输模式是异步的。oATM信元是固定长度的分组，共有53个字节，分为个部分。前面个字节为信头，主要完成寻址的功能；后

14、面的48个字节为信息段，用来装载来自不同用户，不同业务的信息。oATM是一项数据传输技术，是实现B-ISDN（宽带综合数字业务）的业务的核心技术之一。ATM是以信元为基础的一种分组交换和复用技术，它是一种为了多种业务设计的通用的面向连接的传输模式。它适用于局域网和广域网，它具有高速数据传输率和支持许多种类型如声音、数据、传真、实时视频、CD质量音频和图像的通信。 6.4 ATM技术技术oATM的一般入网方式，与网络直接相连的可以是支持ATM协议的路由器或装有ATM卡的主机，也可以是ATM子网。在一条物理链路上，可同时建立多条承载不同业务的虚电路，如语音、图象、文件传输等。oATM交换机中的连接

15、分为永久虚拟电路（PVC）和交换虚拟电路（SVC）两种。PVC是在源地址与目的地址之间的永久性硬件电路连接。SVC是根据实时交换要求建立的临时交换电路连接。两者的最大区别是：PVC不论是否有数据传输，它都保持连接；而SVC在数据传输完成后就自动断开。两者的应用区别是：在通常的ATM交换中，有一些PVC用于保持信号和管理信息通讯，保持永久连接；而SVC主要用于大量的具体数据的传输。 6.4 ATM技术技术o6.4.2 ATM业务介绍oATM采用了AAL1 AAL2 AAL3/4AAL5多种适配层，以适应A级、B级、C级、D级四种不同的用户业务 ATMATM简化协议分层示意图简化协议分层示意图o6

16、.4.2 ATM业务介绍oA 级 - 固定比特率（CBR）业务：ATM适配层（AAL1），支持面向连接的业务，其比特率固定，常见业务为64Kbit/s话音业务，非压缩的视频通信及专用数据网的租用电路。 oB 级 - 可变比特率（VBR）业务：ATM适配层2（AAL2）。支持面向连接的业务，其比特率是可变的。常见业务为压缩的分组语音通信和压缩的视频传输。该业务具有传递介面延迟物性，其原因是接收器需要重新组装原来的非压缩语音和视频信息。o C 级 - 面向连接的数据服务：AAL3/4。该业务为面向连接的业务，适用于文件传递和数据网业务，其连接是在数据被传送以前建立的。它是可变比特率的，但是没是介面

17、传递延迟。oD 级 - 无连接数据业务：常见业务为数据报业务和数据网业务。在传递数据前， 其连接不会建立。AAL3/4或AAL5均支持此业务 。ATM应用举例-LANELAN Switch从Ethernet终端接收到一个帧，这个帧的目的地址是ATM 网络另一端的一台Ethernet终端。 LEC 即LANE Client（它驻留在LAN Switch中）于是就发送一个MAC-to- ATM地址转换请求到LES（LES驻留在ATM Switch中）。 LES发送多点组播至网络上的其它LEC。在地址表中含有被叫MAC地址的LEC向LEC作出响应。LEC接着便向其它LEC广播这个响应。发送地址转换请

18、求的LEC认知这个响应，并得到目的地的ATM 地址，接着便通过ATM网建立一条SVC至目的LEC，用ATM信元传送数据。oATM应用举例6.5 DDN6.5.1 DDN概述o数字数据网（Digital Data Network）是利用数字信道传输数据信号的数据传输网 。oDDN有四个组成部分：数字通道、DDN节点、网管控制和用户环路。 oDDN的优点 同步数据传输网；传输速率高，延迟小；全透明网络。6.5.2 DDN的网络结构oDDN的节点类型o（1）2兆节点：2DDN网络的骨干节点，执行网络业务的转换功能。o（2）接入节点：为DDN各类业务提供接入功能，主要有：N*64kbit/s、2048

19、kbit/s数字通道的接口；N*64kbit/s（N=131）的复用；小于64kbit/s子速率复用和交叉连接；帧中继业务用户接入和本地帧中继功能；压缩话音/G3传真用户入网。 o（3）用户节点：为DDN用户入网提供接口并进行必要的协议转换。它包括小容量时分复用设备；LAN通过帧中继互联的网桥/路由器等。o6.5.2 DDN的网络结构oDDN的网络结构按网络的组建、运营、管理和维护的责任地理区域，可分为一级干线网、二级干线网和本地网三级。o（1）一级干线网o一级干线网由设置在各省、自治区和直辖市的节点组成，它提供省间的长途DDN业务。 o6.5.2 DDN的网络结构o（2）二级干线网：由设置在省内的节点组成，它提供本省内长途和出入省的DDN业务。根据数字通路、DDN网络规模和业务需要，二级干线网上也可设置枢纽节点。o（3）本地网：指城市范围内的网络，在省内发达城市可以组建本地网。本地网为其用户提供本地和长途DDN业务。 o6.5.2 DDN的网络结构o2各级网络之间的接口o为了能向用户提供全DDN网络范围内的基本业务和网络增值业务，不同等级的网络