《计算机网络仿真技术》第七章

1、第七章第七章广域网及相关技术仿真广域网及相关技术仿真 7.1 广域网概述广域网概述 广域网（Wide Area Network，WAN）是在一个广泛范围内建立的跨区域的数据通信网。广域网没有规则的拓扑结构，通常采用点到点的数据传输方式。广域网通常是利用公共远程通信设施，为用户提供远程用户之间的快速信息交换的系统。7.1 广域网概述广域网概述 广域网是一种跨地区的数据通讯网络，使用电信运营商提供的设备作为信息传输平台，广域网传输速率一般低于局域网。 对照OSI参考模型，广域网技术主要位于底层的3个层次，分别是物理层，数据链路层和网络层。物理层描述了如何为广域网提供电气、机械、操作性以及功能性的连

2、接。而数据链路层协议描述了在单一数据链路中数据帧的传输，其中包括点到点、点到多点、多路访问交换业务等协议。7.2 FR帧中继协议帧中继协议 帧中继（Frame Relay,FR）是一种高性能的WAN协议，它运行在OSI参考模型的物理层和数据链路层，是一种高效的数据包交换技术。7.2.1 帧中继的概述帧中继的概述 帧中继是一个提供连接并且能够支持多种协议、多种应用，并能在多个地点之间进行通信的广域网技术。帧中继可以使终端站动态共享网络介质和可用带宽。 帧中继技术是在数据链路层上用简化的方法传送和交数换据单元的一种技术。它采用虚电路技术，对分组交换技术进行简化，具有吞吐量大、时延小，适合突发性业务

3、等特点，能充分利用网络资源。7.2.1 帧中继的概述帧中继的概述n1.帧中继的协议层次帧中继的协议层次 帧中继只使用两个通信层:物理层和帧模式承载服务链接访问协议层(LAPF) 物理层由接口构成,这些接口和X.25中使用的接口类似 第二层LAPF是为快速通信服务而设计的,它包含一个可选的子层,在需要高可靠性的情形可以使用该子层 这两层分别对应于OSI模型中的物理层和数据链路层，如图7-1所示7.2.1 帧中继的概述帧中继的概述图7-1 FR协议层次7.2.1 帧中继的概述帧中继的概述n2.虚电路（虚电路（VC） 虚电路（VC）通过为每一对DTE设备分配一个连接标识符，实现多个逻辑数据会话在同一

4、条物理链路上进行多路复用。帧中继网络提供的虚电路包括永久虚电路(PVC)和交换虚电路(SVC)。7.2.1 帧中继的概述帧中继的概述n3.数据链路连接标识符（数据链路连接标识符（DLCI） 数据链路连接标识符（Data-Link Connection Identifier，DLCI）是一个在路由器和帧中继交换机之间标识逻辑电路的数值，帧中继交换机通过在一对路由器之间映射DLCI来创建和识别在DTE和FR之间的逻辑虚电路，相当于MAC地址。7.2.1 帧中继的概述帧中继的概述n4.本地管理接口（本地管理接口（LMI） 本地管理接口(Local Management Interface，LMI)是

5、路由器和帧中继交换机之间的一种信令标准，负责管理设备之间的连接及维护连接状态。 LMI是对基本的帧中继标准的扩展，它提供了许多管理复杂互联网络的特性,其中包括全局寻址 虚电路状态消息和多目发送等功能7.2.1 帧中继的概述帧中继的概述n5.帧中继的配置命令帧中继的配置命令（1）设定封装帧中继协议nRouter(config-if)#encapsulation frame-relay cisco|ietf（2）配置DCE时钟频率nRouter(config-if)#clock rate 频率值（3）指定LMI类型nRouter(config-if)#frame-relay lmi-typeans

6、i | cisco | q933a7.2.1 帧中继的概述帧中继的概述（4）配置物理接口类型nRouter(config-if)#frame-relay intf-typedce | dte（5）设置虚电路的DLCI号nRouter(config-if)#frame-relay interface-dlci dlci-number broadcast（6）配置帧中继映射nRouter(config-if) #frame-relay route dlci-id1 interface Serial-id dlci-id2 （7）映射协议地址与DLCI号nRouter(config-if)#fram

7、e-relay map protocol-type protocol-address dlci broadcast（8）激活接口nRouter(config-if)#no shutdown7.2.1 帧中继的概述帧中继的概述（9）帧中继配置的检验命令nRouter#show interfaces/显示有关帧中继网络的端口信息； nRouter#show frame-relay route/查看有关帧中继信息；nRouter#show frame-relay lmi/查看LMI流量的统计信息；nRouter#show frame-relay pvc DLCI号/显示所有或指定的PVC的状态；nR

8、outer#show frame-relay map/显示路由器上配置的所有映射，验证帧中继的连接状况；7.2.2 FR帧中继的配置仿真帧中继的配置仿真 本章开始的试验中涉及到一个网云设备，该设备是进行WAN仿真所必须的设备，在Packet Tracer中设备区域中单击“WAN Emulation”，弹出如图7-2所示的窗口，在右边的区域选择第2个 图标的网云设备，该设备是一个空的云设备，用户可以根据实际需求来选择添加相关的硬件设备，端口的添加等和前面章节介绍路由器和交换机等设备端口的添加类似，。7.2.2 FR帧中继的配置仿真帧中继的配置仿真图7-2 网云设备7.2.2 FR帧中继的配置仿真

9、帧中继的配置仿真n详见教材P164.7.3 PPP协议的配置仿真协议的配置仿真 （Point-to-Point Protocol）即点对点协议，是为同等单元之间传输数据包而设计的链路层协议。这种链路提供全双工操作，并按照顺序传递数据包。设计目的主要是用来通过拨号或专线方式建立点对点连接发送数据。7.3.1 PPP协议概述协议概述n1.PPP协议的组成协议的组成PPP协议有三个组成部分：（1）一个将IP数据报封装到串行链路的协议。PPP既支持异步链路（无奇偶校验的8bit数据），也支持面向比特的同步链路。（2）一个用来建立、配置和测试数据链路的链路控制协议（Link Control Protoc

10、ol，LCP）。在RFC 1661中定义了11种类型的LCP分组。7.3.1 PPP协议概述协议概述（3）一套网络控制协议（Network Control Protocol，NCP），支持不同的网络层协议，如IP、AppleTalk等。PPP利用NCP协商第三层协议使用的选项和参数。 NCP支持对各种协议的处理及分组的压缩和加密。此外，在NCP中还对压缩整个分组数据的CCP(The PPP Compression Control Protocol，RFCl962)进行协商。7.3.1 PPP协议概述协议概述n2.PPP的认证协议的认证协议 PPP的认证协议有口令验证协议（Password Au

11、thentication Protocol，PAP）和挑战握手验证协议（Challenge-Handshake Authentication Protocol，CHAP）。 PAP是一种简单的两次握手明文验证协议。被验证方直接将用户名和口令传递给验证方。验证方将这个用户名和口令与自己用户命令配置的用户列表进行比较，如果相同则通过验证。7.3.1 PPP协议概述协议概述 CHAP是一种加密的3次握手协议，它能够避免建立连接时传送用户的真实密码。验证时，验证方生成一段随机报文并同时将本端的主机名一起发送给被验证方。被验证方接到验证请求时，根据报文中验证方的主机名和本端的用户表查找用户口令字，用此用

12、户的口令对这段随机报文进行加密，然后与自己的用户名一起传递给对方。 验证方根据对方的用户名查找用户列表，找到对应的口令，用这个口令对随机报文加密，与对方加密的随机报文比较，若相同则验证通过，否则失败。CHAP 不用在网络上传递口令，保密性较好。7.3.1 PPP协议概述协议概述n3.PPP的配置命令的配置命令 （1）封装PPP协议nRouter(config)#encapsulation PPP（2）设置对端拨号的用户名和口令nRouter(config)#username username1 password password1（3）配置认证方式nRouter(config)#ppp aut

13、hentication chap | chap pap | pap chap | pap list-name callin7.3.1 PPP协议概述协议概述（4）设置本地路由器名和口令nRouter(config)#hostname hostname1nRouter(config)#enable secret secret-string（5）设置压缩算法nRouter(config)#compress mppc|predictor|stac7.3.2 PPP协议的配置仿真协议的配置仿真n详见教材P173.7.4 HDLC协议的配置仿真协议的配置仿真 HDLC是Cisco路由器使用的缺省协议，一

14、台新路由器在未指定封装协议时默认使用HDLC封装。7.4.1 HDLC协议概述协议概述 HDLC（High-Level Data Link Control，高层数据链路控制协议）是一个工作在链路层的点对点的数据传输协议，其帧结构有两种类型，一种是ISO HDLC帧结构，它由IBM SDLC协议演化过来，采用SDLC的帧格式，支持同步全双工操作。 HDLC分为物理层及LLC 两个子层；一种是Cisco HDLC帧结构，无LLC子层， Cisco HDLC对上层数据只进行物理帧封装，没有应答、重传机制，所有的纠错处理由上层协议处理。7.4.1 HDLC协议概述协议概述HDLC的相关配置命令如下：的

15、相关配置命令如下：（1）封装HDLC协议n封装HDLC协议的配置命令：Router(config)#encapsulation hdlc。（2）设置DCE端线路速度n设置DCE端线路速度的配置命令：Router(config)#clockrate speed。（3）设置压缩算法n设置压缩算法的配置命令：Router(config)#compress stac。 7.4.2 HDLC协议的配置仿真协议的配置仿真n详见教材179.7.5.1 PPPOE协议概述协议概述 PPPOE全称是Point to Point Protocol over Ethernet（基于局域网的点对点通讯协议），它基于两

16、个广泛接受的标准即：局域网Ethernet和PPP点对点拨号协议。 PPPOE协议不仅为使用桥接以太网接入的用户提供了一种宽带接入手段，同时还能提供方便的接入控制和计费。每个接入用户均建立一个独一无二PPP的会话。7.5.1 PPPOE协议概述协议概述 PPPOE协议分为发现阶段和PPP会话阶段。当主机希望开始一个PPPOE会话时，它首先要执行一个发现过程来识别对方的MAC地址，然后建立一个唯一的PPPOE会话ID。 PPPOE使用一个发现协议来解决这个问题，它是基于客户/服务器模型的。由于以太网的广播特性，在这个过程中主机(客户)能发现所有的访问集中器(服务器)，并选择其中一个，根据所获信息

17、在两者之间建立点对点的连接。当一个PPP会话被建立起来之后，就完成了PPPOE的整个发现阶段。7.5.1 PPPOE协议概述协议概述 PPPOE的会话阶段开始后，主机和访问集中器之间就依据PPP协议传送PPP数据，进行PPP的各项协商和数据传输。在这一阶段传输的数据包中必须包含在发现阶段确定的会话标识并保持不变。 正常情况下，会话阶段的结束是由PPP协议控制完成的，但在PPPOE中定义了一个PADT 包用来结束会话，主机或者访问集中器可以在PPP会话开始后的任何时候通过发送这个数据包来结束会话。7.5.2 模拟模拟ADSL拨号的拨号的PPPOE配置仿真配置仿真n详见教材P181.实验习题实验习题1.在Packet Tracer构建一个如图7-4所示的网络拓扑，完成FR帧中继网络