计算机网络 (2)课件

计算机网络技术之11广域网技术局域网强调的是资源共享；而广域网则重视数据传输。所以对于广域网我们研究的重点是网络能够提供什么样的数据传输业务，以及用户如何使用网络。5.1.3通讯子网通信子网的划分因为通信子网是由：传输链路、交换节点、终端组成。按传输链路划分:有线和无线两种链路按传输的信号划分：模拟信号和数字信号。按接入的线路划分：电话线接入、光纤接入、专线接入。按速率不同划分：低俗、中速和高速。按交换节点的交换方式划分：电路交换方式的子网（PSTN/DDN)分组交换方式的通信子网（X.25/FR、N-ISDN、ATM）2.通信子网的各种方式电路交换方式：公共交换电话网PSTN数字数据网DDN分组交换方式：公共分组交换网X.25窄带综合业务数据网N-ISDN中继网FRATM广域网分别提供两种服务，无连接服务和面向连接服务，也就是数据报服务和虚电路服务。需要说明的是数据报和虚电路都是以分组进行信息传递和传输的。5.1.4.1数据报(Datagram)通信子网以面向无连接服务的工作方式。为每个分组选择独立的路由，即不同的分组可以走不同的路由。应用：

网络服务（文件服务、打印服务、邮件服务等）网络管理（共享资源管理、用户管理等）同一报文的各个分组的传输路径可能不同。每个分组必须有源地址、目的地址到达时可能出现乱序、重复和丢失现象5.4.1.2虚电路（VirtualCircuit）含义：

通信子网借以实现面向连接服务的工作方式，需要源与目标之间建立一条逻辑上的通信链路。

涉及虚电路逻辑连接的三个阶段：

①虚电路对立②数据传输③虚电路拆除发送前建立逻辑连接的虚电路，所有分组顺序在其上传输。虚电路的特点和分类特点：包传输路径相同，不需要源地址与目标地址信息。除了建立连接时需要路由，在数据传送过程中不需要路由只。包的传输不会出现丢失、重复和乱序现象。在建立连接时，将从源端机器到目标机器的路由作为连接建立的一部分加以保存。在虚电路上传送的分组总是取相同的路径（路由）通过通信子网。虚电路与数据报的比较

1.公用电话网PSTN

因为电话网络的覆盖范围较大，所以采用电话网络为用户提供网络的接入提供了可能和方便。5.2电路交换方式的广域网技术PSTN采用的技术PSTN(PublicSwitchedDataNetwork)提供的是一个模拟的专有通道，通道之间经由若干个电话交换机连接而成，是一种电路交换的网络。由于PSTN是一种电路交换的方式，所以一条通路自建立直至释放，其全部带宽仅能被通路两端的设备使用，即使它们之间并没有任何数据需要传送。因此，这种电路交换的方式不能实现对网络带宽的充分利用。特点：实时性好，租用费用低，入网方式简单；无存储转发，但是带宽有限，难于实现不同速率设备之间的传输。2.数字数据网（DDN）DDN的概念DDN的全名是数字数据网（DigitalDataNetwork），它是利用数字信道提供永久或半永久性连接，传输数字信号的数字传输网络。

它采用的传输介质有光纤、数字微波、卫星信道以及用户端可用的普通电缆和双绞线。它包含了数据通信、数字通信、数字传输、数字交叉连接、计算机带宽管理等技术，可根据用户的需要，在短时间内接通所需的带宽线路，为客户建立自己的专业数据网提供条件。DDN的特点DDN的特点：（1）DDN专线是实现端到端的数字连接的同步数字传输信道，传输质量高。（2）DDN是一种全透明的数据传输网，支持各种协议和规程，可用于传输数据、图像、话音等多种业务。（3）DDN专线是临时的半固定连接网络，用户所需的数据传输速率和信道带宽可根据需要灵活设置。（4）DDN将检错纠错等功能放到智能化程度较高的终端完成，简化了网络运行管理和控制的内容，保障网络的正常工作。（5）DDN设有网络管理中心，可随时监控网络运行状态，还可以按需要在用户之间方便地建立专线电路。PSTN与DDN共同点：都是一条专用线路。PSTN与DDN区别:PSTN使用模拟通信信道，带宽窄，加入管理机制DDN使用数字通信信道，带宽相对较大，无管理机制。5.3综合业务数字网ISDN1984年10月国际电信联盟（CCITT）给出了ISDN的定义：“ISDN是由综合业务数据电话网发展起来的一个网络，它提供端到端的数据连接以支持广泛的服务，包括语音的和非语音的。用户的访问是通过少量、多用途的网络标准实现的。简言之，ISDN是对模拟音频电话系统（PSTN）的再设计，它将决定用户设备同全局网络的连接，能方便的用数字的形式来处理声音、传真、影像和图像通信。综合业务数字网（IntegratedServiceDigitalNetwork，简称ISDN）是基于现有的电话网络来实现数字传输服务的标准,与后来提出的宽带ISDN相对应。传统的ISDN又被称为窄带(Narrowed)ISDN即N-ISDN，简称ISDN。

ISDN特点可以承载多种类型的网络流量（如数据，语音和视频）(一线多能：一根电话线上可同时传输语音、数据、图像等多种信息)

数据传输速率比传统调制解调器快的两种信道上网速度64KB/s-128KB/s,更快于modem；

一线二用,一条普通电话线上连接的两部终端同时使用。(即打电话、上网可同时进行)高速上网支持以64k-128k的速率接入互联网。B-ISDNB-ISDN的产生原因N-ISDN受其设计限制，已经不适应未来的发展需求，具体表现在：（1）带宽窄

N-ISDN很难提供高质量的宽带数据通信和多媒体业务。（2）业务综合能力有限

N-ISDN通过适配器在用户网络接口实现业务综合，网络内部仍需要电路交换和分组交换并存。（3）网络资源利用率不高

N-ISDN一般只能提供64kbps的数字交换速率，但先进的编码算法使话音业务的速率一般达不到64kbps，网络资源会因为低速率的业务而被浪费。正是因为N-ISDN的这些缺点，20世纪80年代出现了一种全新的以异步传输模式ATM为核心的B-ISDN。B-ISDN与N-ISDN的主要区别。5.4X.25分组交换网分组交换采用存储/转发交换技术与分组交换技术来实现的数据通信网。原理是在发送端发送的数据分成固定长度的分组，然后在网络中经各分组交换机逐级“存储/转发”。最终到达接收端。分组交换提供数据报和虚电路两种服务。分组交换设备数据终端设备(DTE)主机数据连接设备(DCE)调制解调器交换机分组交换设备(PSE)网间交换设备X.25特点：X.25的网络传输基本上借用了模拟电话线路，容易受噪音的干扰，产生误码。所以为了确保无差错的传输，在每个节点X.25都要做大量的处理，这种使系统开销相当大，传输效率低。帧中继定义

帧中继FR(FrameRelay)是在分组交换技术的基础上，在通信环境改善和用户对高速传输技术需求的推动下发展起来的。

帧中继技术是由X.25分组交换技术演进而来的，和X.25属于相同类型的标准，但是帧中继是一种可变帧长的快速分组交换技术。5.5帧中继1.优点

（1）可靠性强，处理能力强。FR可将X.25分组网中通过节点的分组重发和流量控制来纠正差错和防止拥塞的处理过程从低层移到端系统中去实现，从而简化了节点的处理过程，缩短了处理时间。

（2）吞吐量高、时延小、适合突发性业务。因为FR不在节点使用差错控制和流量控制，当FR交换机收到一个帧的首部时，只要一查出帧的目的地址就立即进行转发，因此在FR网络中，一个帧的处理时间比X.25网约减少一个数量级。这样，FR网络的吞吐量要比X.25网络的提高一个数量级以上。而且因为FR不采用存储转发技术，时延小。

（3）灵活可靠的组网方式。采用PVC(永久虚电路)使得用户可以在传输数据之前设定路由，因不同的用户和上网条件随时选择最佳路由，而不必像租用线业务一样即使没有业务发生也存在物理连接的线路，浪费网络资源。再加之在一条物理连接上能够提供多个逻辑连接(PVC或SVC)，所需进网端口数相应减少，进网设备也相应减少，用户接入费用也随之相应减少。

（4）按需分配带宽。虽然用户在支付了一定数量的金额购买的是承诺信息速率，但是突发性数据发生的时候，在网络允许的范围内，可以使用更高的速率。

（5）兼容性好。FR保护了用户对网络接口和网络对网络接口的详细定义，不同的厂家制造的系统可以互通。2.缺点

（1）差错控制能力较差，不适合在误码率高的线路上传输。

（2）在提供更高速率链路上能力不足，目前最高提供T3/E3速率。

（3）对新业务(如IP语音和多媒体等应用)支持不足。ＡＴＭ(AsynchronousTransferMode):CCITT在I系列建议中给ATM下了这样的定义：ATM是一种转换模式，在这一模式中信息被组织成信元（Cell），包含一段信息的信元并不需要周期性地出现在信道上，从这个意义上说，这种传输是异步的。

5.6ATM异步传输模式

虚通道（VP，VirtualPath）和虚通路（VC，VirtualChannel）都是用来描述ATM信元单向传输的路由。在一条物理链路中由多条虚通道，而在一条虚通道中又包含了多条虚通路。物理通道、虚通道和虚通路是ATM中的三个重要概念，三者之间的关系如图所示。ATM的体系结构由三部分组成：用户面控制面管理面高层物理层ATM层ATM适配层(AAL)控制面用户面管理面面管理层管理应用层数据链路层网络层传输层会话层表示层物理层OSI参考模型

用户面：提供用户信息传输以及相关控制功能，如流量控制、差错控制等。控制面：用于完成呼叫和连接的控制，连接释放等功能。管理面：分为面管理和层管理。面管理不分层，执行与系统整体有关的管理功能，协调各平面之间的关系。层管理执行与各层实体中的资源和参数有关的管理功能。

从ATM协议结构看，又可以分为4层：物理层、ATM层、ATM适配层和高层高层物理层ATM层ATM适配层(AAL)控制面用户面管理面面管理层管理应用层数据链路层网络层传输层会话层表示层物理层OSI参考模型物理层:ATM物理层分为物理介质相关子层（PM-PhysicalMedia）和传输汇聚子层（TC-TransmissionCoverage）。PM层负责在物理介质上正确传输和接收比特流，完成仅与介质相关的功能，包括编码方案、操作模式、传输介质等。TC层实现信元流与比特流的转换、信元的定界与同步、速率适配等功能。ATM层:ATM层主要功能包括信元的多路复用、信元的VPI/VCI转换、信元头部的产生和提取、流量控制等。AAL层: