《广域网技术》课件

广域网技术广域网（WAN）连接多个地理位置分散的网络。它连接城市、州或国家之间的网络。广域网的概念及特点覆盖范围广广域网覆盖范围可以跨越城市、省份甚至国家，连接不同地理位置的网络。数据传输距离远广域网数据传输距离远，通常使用光纤、微波等传输介质，适用于长距离通信。网络结构复杂广域网网络结构复杂，包含多个网络节点和连接线路，需要复杂的管理和维护。传输速率较高广域网传输速率较高，满足大数据量、高带宽的传输需求。广域网的分类公用广域网公用广域网由电信运营商提供，面向公众开放，例如中国电信的宽带网络。企业专用广域网企业专用广域网由企业自建或租用，用于连接企业内部各个分支机构。专用广域网专用广域网由政府或军队等机构建设和管理，具有较高的安全性和可靠性。广域网的组成节点节点包括网络设备和终端用户设备，例如路由器、交换机、服务器和计算机。通信链路连接网络节点的物理线路，例如光纤、同轴电缆和无线网络。协议定义数据传输、路由和网络管理规则，例如TCP/IP协议族。广域网的主要设备1路由器路由器是广域网的核心设备。负责数据包的转发和路由选择，连接不同的网络。2交换机交换机负责在局域网内进行数据包的转发，连接不同的主机。3调制解调器调制解调器将数字信号转换为模拟信号，反之亦然，用于连接不同的网络。4其他设备其他设备包括网络接口卡、光纤收发器、网络安全设备等。广域网的通信方式电路交换电路交换是一种连接导向的通信方式，在通信之前需要建立一条专用的物理连接。它类似于打电话，在通话之前需要拨号建立连接，通话结束之后断开连接。分组交换分组交换是一种以数据包为单位的通信方式，数据被分割成数据包，通过网络传输到目的地。数据包在传输过程中可能走不同的路径，到达目的地后进行重组。报文交换报文交换是一种以完整的报文为单位的通信方式，报文在网络中被完整地传输。报文交换的效率较低，因为需要完整地传输报文，而不需要分割和重组。ATM交换ATM交换是一种高速的通信方式，它使用固定长度的单元（单元）来传输数据。ATM交换可以提供更高的带宽和更低的延迟，但成本也更高。广域网的协议体系TCP/IP协议互联网的核心协议，支持多种网络服务。它提供数据传输、寻址和路由等功能。TCP/IP协议栈可分为四层：应用层、传输层、网络层和数据链路层。OSI参考模型是一个国际标准化的网络协议模型，描述了网络通信的各个层次和功能。它将网络通信过程分为七层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。广域网的编址方式1IP地址IP地址是网络中设备的唯一标识，用于在广域网中定位和识别不同设备。2子网掩码子网掩码用于区分网络地址和主机地址，用于网络划分和路由优化。3MAC地址MAC地址是物理地址，用于在网络层实现数据传输。广域网的路由方式静态路由管理员手动配置路由表，适合网络规模较小、网络拓扑结构相对简单的网络。每个路由器都需要手动添加路由信息。动态路由路由器之间自动交换路由信息，可以根据网络变化自动调整路由表，适合网络规模较大、网络拓扑结构复杂的网络。RIP协议距离矢量路由协议，基于距离和跳数计算最优路径，简单易用，但容易出现路由环路问题。OSPF协议链路状态路由协议，基于链路状态信息计算最优路径，稳定可靠，支持多路径路由，但配置较为复杂。广域网的接入方式专线接入专线接入是用户通过独立的物理线路连接到网络，带宽稳定可靠，适合对带宽要求较高的企业和机构。数据中心接入数据中心接入是指用户将设备放置在数据中心，通过数据中心提供的网络连接访问互联网，具有高带宽、高可靠性、高安全性的特点。无线接入无线接入使用无线技术，如Wi-Fi，连接到网络，方便快捷，但带宽和稳定性相对较低。移动网络接入移动网络接入使用移动运营商的网络，方便灵活，但带宽和稳定性受移动网络的影响。广域网的传输介质同轴电缆同轴电缆结构简单，成本低廉，但带宽有限，抗干扰能力差。光纤光纤传输带宽高，抗干扰能力强，但造价较高，施工难度较大。微波微波传输距离远，带宽高，但易受气候影响，需要建设专门的基站。卫星卫星通信覆盖范围广，不受地理环境限制，但传输延迟高，成本高。广域网的交换技术11.电路交换技术电路交换技术是传统的交换技术，在通信之前需要建立一条专用的物理线路，确保数据传输的稳定性。22.分组交换技术分组交换技术将数据分成多个数据包，通过不同的路径传输，提高了网络的利用率和效率，降低了成本。33.帧中继技术帧中继技术是一种面向连接的，分组交换技术，具有较高的带宽效率和较低的延迟，适合于数据传输量大的应用。44.ATM交换技术ATM交换技术采用异步传输模式，能够支持多种数据类型，具有高速率、低延迟的特性，适用于视频、语音等实时应用。电路交换技术电路交换概述电路交换是一种古老的通信方式，建立连接后，用户可以独占通信线路。它类似于传统的电话系统，通话前要拨号建立连接，通话结束后释放线路。电路交换特点连接建立时间长线路利用率低数据传输速度快适合实时性要求高的应用电路交换网络电路交换网络由交换机和连接线路组成，每个连接都占用一条独占的物理线路。分组交换技术数据分割分组交换将数据拆分为称为分组的数据包，并独立传输。路由选择每个分组包含地址信息，用于确定最优传输路径。动态分配分组交换根据网络状况动态分配带宽，提高资源利用率。灵活高效分组交换适用于各种类型的网络，支持多种数据传输。ATM交换技术异步传输模式ATM是一种面向连接的交换技术，适用于高带宽、低延迟的应用。它将数据分割成固定大小的单元（称为信元），并以统一的速度传输。高带宽ATM交换技术支持多种速率，最高可达10Gbps，满足高速数据传输需求。低延迟ATM交换技术采用固定大小的信元，避免了数据包的排队和处理延迟，提高网络效率。SONET/SDH技术同步数字系列SONET(同步光网络)和SDH(同步数字体系)是同步数字通信系统，支持高速数据传输和多路复用。网络架构SONET/SDH提供标准化的网络架构，支持各种通信服务，包括语音、数据和视频。高可靠性SONET/SDH采用环形拓扑结构，具有高可靠性，确保网络的持续运作。帧中继技术11.虚拟电路技术帧中继技术使用虚拟电路来连接网络设备，提供更稳定的数据传输。22.数据包分组数据包在传输过程中被分组，以提高网络效率，并支持不同类型的服务。33.简化网络管理帧中继技术简化了网络管理，减少了网络配置和维护的复杂性。44.广泛应用帧中继技术在各种网络场景中得到广泛应用，包括互联网接入、企业网络和视频会议。X.25技术分组交换技术X.25是一种早期的分组交换技术，它在20世纪70年代发展起来，为数据通信提供了可靠和高效的解决方案。网络层协议X.25协议栈包括网络层、数据链路层和物理层，它在数据传输中发挥了关键作用，为数据通信建立了可靠的框架。应用场景X.25广泛应用于银行、金融和电信等领域，它在数据通信的可靠性和安全性方面起着重要的作用。PPP技术点对点协议PPP是广泛应用于广域网的连接协议，它允许在不同类型的网络之间建立点对点连接，例如，互联网和拨号网络。安全可靠PPP支持多种认证方式，例如，密码验证和挑战-响应认证，以确保连接安全。灵活传输PPP允许传输各种类型的网络数据，包括TCP/IP和IPX/SPX数据，并支持多种数据压缩技术。全球标准PPP已经成为全球互联网连接的标准协议，其广泛应用确保了互联网的互联互通。广域网的Internet接入拨号接入拨号接入是最早的Internet接入方式，通过电话线连接到ISP，速度较慢，已逐渐被淘汰。ADSL接入ADSL利用电话线进行数据传输，速度比拨号接入快，但受距离和线路质量的影响。光纤接入光纤接入是目前主流的Internet接入方式，速度快，带宽高，稳定性好，是未来发展趋势。移动网络接入移动网络接入利用移动电话网络接入Internet，方便快捷，但速度和稳定性不如光纤接入。虚拟专用网VPN技术安全性和保密性VPN建立安全的连接，保护数据在公共网络中的传输安全。使用加密技术，防止信息被窃取或篡改。远程访问VPN允许用户从任何地方访问公司网络，例如在家或在旅途中，就像在办公室一样。成本效益与传统的专用线路相比，VPN可以降低成本。它使用互联网基础设施，减少了硬件和带宽成本。灵活性和可扩展性VPN易于配置和扩展，可根据需要添加或删除用户和设备。支持不同设备和操作系统。广域网的网络安全11.保护数据安全防止数据泄露和篡改，确保数据完整性和机密性。22.防御攻击抵御恶意攻击，包括拒绝服务攻击、病毒攻击和入侵攻击。33.保障网络稳定确保网络正常运行，避免恶意攻击和网络故障的影响。44.确保用户隐私保护用户敏感信息，例如个人身份信息和商业机密。防火墙技术访问控制防火墙通过规则和策略，控制网络访问，防止未经授权的访问。数据过滤防火墙检查网络流量，过滤恶意数据包，防止病毒、蠕虫等攻击。入侵检测防火墙监控网络活动，识别可疑行为，并采取相应的安全措施。VPN防火墙可以与VPN技术结合，建立安全的网络连接，保护数据传输。密码技术加密算法加密算法将明文转换为密文，防止未授权访问。密钥管理密钥管理涉及密钥生成、存储、分发和撤销，确保密钥安全。协议SSL/TLS等协议使用密码技术保护网络通信的安全。数字签名技术数字签名技术概述数字签名技术通过使用公钥密码算法对数据进行加密和验证，保证数据完整性和来源可信。数字签名技术作用主要作用是确保信息来源真实性，保证信息完整性，防止信息被篡改或伪造。广域网的质量保证可靠性网络连接稳定，数据传输可靠，保证业务不受中断影响，这是核心目标。安全性防止数据丢失、泄露和攻击，确保数据传输安全，保护用户信息和网络资源。可管理性方便管理和监控网络，及时发现和解决问题，确保网络性能稳定。性能保证网络带宽和延迟满足业务需求，确保数据传输速度和效率。带宽管理技术流量控制限制网络流量，防止网络拥塞，确保重要数据的优先级。带宽分配根据不同应用的需求，合理分配网络带宽资源，提高资源利用率。带宽监控实时监测网络带宽的使用情况，识别潜在问题并及时采取措施。策略管理制定带宽管理策略，设定带宽使用规则，确保网络性能稳定。流量整形技术控制流量速率流量整形技术用于控制网络流量的速率，防止网络拥塞。优化网络性能通过调节数据包发送速度，提高网络效率，减少延迟。缓冲数据包在流量高峰期，将数据包缓存起来，防止网络阻塞。网络监控技术实时性能监控网络设备的运行状态，例如CPU利用率、内存使用情况、网络流量等。网络安全检测网络攻击、入侵尝试以及安全事件，并提供相应的安全策略和防御措施。故障诊断通过监控网络设备的运行日志和性能指标，可以快速定位并解决网络故障。容量规划监控网络流量和资源使用情况，为网络容量规划提供数据支持。广域网的发展趋势1带宽持续提升光纤网络和5G技术的快速发展，广域网带宽不断提升，满足高带宽应用的需求。2网络虚拟化与软件定义网络网络虚拟化技术和软件定义网络技术，提高网络资源利用率，降低网络运营成本。3网络安全的重要性日益凸显随着网络攻击事件的增多，网络安全问题更加突出，需要更加强大的安全防护体系。4云计算与边缘计算的融合云计算和边缘计算技术的融合，提供更灵活、更高效的广域网服务。5物联网和人工智能的应用物联网和人工智能技术的