第五章广域网

1、第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第1 1页页第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第2 2页页5.1 广域网的基本概念广域网的基本概念 5.2 分组交换数据网络（分组交换数据网络（X.25网络）网络）5.3 帧中继帧中继5.4 异步传输模式异步传输模式ATM5.5 ADSL 本章将在讨论广域网基本概念基础上。着重介绍本章将在讨论广域网基本概念基础上。着重介绍X.25分组交换网、帧中继以及分组交换网、帧中继以及ATM等广域网技术。等广域网技术。 第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第3 3页页 广域网（广域网（Wide A

2、rea Network,WAN）指覆盖范围广阔）指覆盖范围广阔（一个城市，一个省，一个国家）的一类通信子网，有时（一个城市，一个省，一个国家）的一类通信子网，有时也称为远程网。也称为远程网。在许多广域网中，一般由电信部门所拥有在许多广域网中，一般由电信部门所拥有的公用网络系统充当的公用网络系统充当通信子网通信子网。 互联网局域网局域网广域网路由器结点交换机第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第4 4页页二、广域网的特点二、广域网的特点(与局域网的区别？与局域网的区别？)（1）主要提供）主要提供面向通信面向通信的服务，支持用户使用计算机进的服务，支持用户使用计算机进行远距

3、离的信息交换；行远距离的信息交换； （2）覆盖）覆盖范围广范围广，通信的距离远，需要考虑的因素增多，通信的距离远，需要考虑的因素增多，如媒体的成本、线路的冗余、媒体带宽的利用和差错，如媒体的成本、线路的冗余、媒体带宽的利用和差错处理等；处理等； （3）由国有）由国有电信部门电信部门或公司负责组建、管理和维护，并或公司负责组建、管理和维护，并向全社会提供面向通信的有偿服务、流量统计和计费问向全社会提供面向通信的有偿服务、流量统计和计费问题。题。 1、覆盖范围、覆盖范围2、传输方式、传输方式3、拓扑结构、拓扑结构4、企业性质、企业性质5、可扩展性等、可扩展性等第五章第五章 广域网广域网计算机网络与

4、通信计算机网络与通信第第5 5页页三、三、分组交换分组交换与与存储转发存储转发是广域网的核心技术是广域网的核心技术 广域网采用的传输广域网采用的传输交换技术交换技术主要有主要有电路交换电路交换、分组交换分组交换和和信元交换信元交换。它常借助一些电信部门的公用网络系统作为它的。它常借助一些电信部门的公用网络系统作为它的通信链路，使用双绞线、光缆、微波、卫星、无线电波等有通信链路，使用双绞线、光缆、微波、卫星、无线电波等有线线传输介质传输介质和无线传输介质。和无线传输介质。广域网工作在广域网工作在OSI参考模型的参考模型的低低3层层，即物理层、数据链路，即物理层、数据链路层和网络层。层和网络层。

5、广域网结构广域网结构第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第6 6页页四、广域网实例四、广域网实例中国教育和科研计算机网中国教育和科研计算机网(CERNET)第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第7 7页页5.2 分组交换数据网络（分组交换数据网络（PSDN,也称也称X.25网络网络） X.25建议书是建议书是CCITT在在1976年制定的一个著名标准。年制定的一个著名标准。适用于：低中速线路（适用于：低中速线路（9600bps， 64Kbps，或，或TI1.44Mbps线路）。线路）。X.25分组交换网现已成为分组交换网现已成为WAN，MAN，或

6、，或LAN互连常用的通信子网。互连常用的通信子网。一、一、X.25网的层次结构网的层次结构(课本课本P168) X.25建议主要包括建议主要包括物理层、链路层和分组层物理层、链路层和分组层协议。协议。 用户层 分组层 分组层 链路层 链路层 物理层 物理层 分组交换网 至远程用户进程DTE DCE第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第8 8页页 物理层物理层，X.21协议，定义了协议，定义了 DTEDCE 之间的接口特之间的接口特性，为帧级提供一个物理连接，实现比特流的透明传输。性，为帧级提供一个物理连接，实现比特流的透明传输。 数据链路层数据链路层标准有链路访问规程标

7、准有链路访问规程LAP(Link Access Procedure)和平衡式链路访问规程和平衡式链路访问规程LAPB(Balanced Link Access Procedure)两种，主要用于解决主机（终端）与公两种，主要用于解决主机（终端）与公网（节点）之间数据传送的差错问题，其帧格式是网（节点）之间数据传送的差错问题，其帧格式是HDLC协议的一个子集。协议的一个子集。 分组层分组层协议处理寻址、流控、传递证实、中断等相关问协议处理寻址、流控、传递证实、中断等相关问题。题。第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第9 9页页二、二、X.25网的分组格式网的分组格式注意几

8、点：注意几点：1、分组是传输信息基本单元。、分组是传输信息基本单元。2、F为帧头、帧尾标志字段。为帧头、帧尾标志字段。3、分组头各部分含义。、分组头各部分含义。X.25分组格式分组格式第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第1010页页三、分组传输的工作过程三、分组传输的工作过程 (虚电路方式，虚电路方式， 课本课本P171)三个阶段三个阶段DTE之间的通信过程：建立虚电路、数据传输、拆除虚电路之间的通信过程：建立虚电路、数据传输、拆除虚电路X.25分组虚电路方式数据交换过程分组虚电路方式数据交换过程第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第1111页

9、页四、四、X.25 网络的组成网络的组成(课本课本P172) nPSE：分组交换设备：分组交换设备 PC：分组集中器：分组集中器nNPT：非分组式终端：非分组式终端 PAD：分组装拆设施：分组装拆设施nMODEM：调制解调器：调制解调器 NMC：网络管理中心：网络管理中心X.25网络结构示意图网络结构示意图第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第1212页页六、六、X.25网络特点网络特点优点：优点：支持支持OSI下三层服务，提供下三层服务，提供PVC和和SVC； 采用动态复用技术，提高信道利用率，简化物理接口；采用动态复用技术，提高信道利用率，简化物理接口； 各结点具有

10、存储各结点具有存储-转发功能，不同速率终端可相互通信；转发功能，不同速率终端可相互通信；缺点：模拟信道、差错控制复杂、时延大、端口速率低，不适合实时业务缺点：模拟信道、差错控制复杂、时延大、端口速率低，不适合实时业务第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第1313页页5.3 帧中继帧中继 (Frame Relay)对应国际标准：对应国际标准：CCITT Q.922帧中继是一种面向连接帧中继是一种面向连接的，既能得到所需速率又很经济的的，既能得到所需速率又很经济的点对点数据传输业务。点对点数据传输业务。帧中继只支持帧中继只支持OSI模型中的模型中的1、2层层(无流量控制、纠

11、错功能无流量控制、纠错功能)。帧中继的特征帧中继的特征：通信协议简单，网络处理速率得到提高。：通信协议简单，网络处理速率得到提高。帧中继提供永久虚电路帧中继提供永久虚电路(PVC)和交换虚电路和交换虚电路(SVC)。永久。永久虚电路连接的建立是在用户申请业务时，由网络运营商一虚电路连接的建立是在用户申请业务时，由网络运营商一次建立的，在以后的通信中不需要重新连接。而交换虚电次建立的，在以后的通信中不需要重新连接。而交换虚电路，每次通信必须重新连接，使用后释放。路，每次通信必须重新连接，使用后释放。帧中继可达到帧中继可达到T1/E1速率。速率。第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络

12、与通信第第1414页页 帧中继技术淡化了交换设备上的层次概念，将数据链路层帧中继技术淡化了交换设备上的层次概念，将数据链路层和网络层进行了和网络层进行了融合融合。融合的融合的目的目的：一方面减少了层次之间的接口处理；另一方：一方面减少了层次之间的接口处理；另一方面，也可以通过对融合的功能进行分析，发现冗余项，并进面，也可以通过对融合的功能进行分析，发现冗余项，并进行简化。行简化。 “优化优化”交换设备性能的另一方面是简化流量控制交换设备性能的另一方面是简化流量控制功能。功能。(课本课本P175)帧中继的帧格式帧中继的帧格式第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第1515页

13、页源站源站中间结点中间结点中间结点 中间结点目的站一般分组交换网存储转发帧中继存储转发第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第1616页页第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第1717页页第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第1818页页5.4 异步传输模式异步传输模式ATM(Asynchronous Transfer Mode)第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第1919页页第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第2020页页使用使用固定长度固定长度信元作为传输基本单元，简化

14、信元作为传输基本单元，简化ATM交换机处理；交换机处理；允许使用允许使用多种传输媒体多种传输媒体，支持不同传输速率，提高网络吞吐率；，支持不同传输速率，提高网络吞吐率；支持数据、数字化语音支持数据、数字化语音/图像传输与多媒体应用，支持图像传输与多媒体应用，支持实时应用实时应用；可组建各种可组建各种规模网络规模网络，比如，比如LAN，WAN等。等。53字节信元头用户数据48字节5字节信元格式信元格式ATM的基本数据传输单元是的基本数据传输单元是信元信元；信元长度固定为信元长度固定为53字节字节；信元包括信元包括5字节字节的信元头与的信元头与48字节字节的用户数据。的用户数据。信头两种结构：信头

15、两种结构：UNI与与NNI(课本课本P181)第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第2121页页ATM系统采用光纤媒质，频带宽；系统采用光纤媒质，频带宽；一条物理信道分为若干虚通道一条物理信道分为若干虚通道VP，每条，每条VP有一个标识符有一个标识符VPI；一条虚通道又分为若干虚通路一条虚通道又分为若干虚通路VC，每条，每条VC有一个标识符有一个标识符VCI；ATM虚通路和虚通道第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第2222页页用于多媒体传输的虚通道用于多媒体传输的虚通道第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第2323页页图

16、 VP交换图 VC交换第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第2424页页例例 ATM网络网络1.B-ISDN网络网络2.LAN网络，即网络，即ATM-LAN3.LANE、IP over ATM、MPOA等等第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第2525页页ASX-200 ATM 交换机交换机ATM发展：随着发展：随着Internet迅猛发展，迅猛发展，B-ISDN网络价格高、网络价格高、与现有网络兼容困难等因素，与现有网络兼容困难等因素，ATM仅应用于接入网与传输网中。仅应用于接入网与传输网中。ATM网卡网卡(右接右接RJ45)第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第2626页页第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第2727页页第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信计算机网络与通信第第2828页页第五章第五章 广域网广域网计算机网络与通信