第5章-广域网技术

第5章广域网技术

教学目标■掌握各种类型广域网的工作原理及相应的网络协议，包括HDLC、PPP、FR及ATM的工作原理

。5.1广域网的基本概念

5.1广域网的基本概念广域网(WideAreaNetwork，简称WAN)是一种跨地区的数据通讯网络，通常包含一个国家或地区。广域网通常由两个或多个局域网组成。网络层数据链路层介质访问层物理层交换式多兆比特数据业务包分组层

链路访问层帧中继高速数据链路控制协议点对点协议同步数据链路控制协议x.21bisEIA/TIA-232EIA/TIA-422V.24V.35HSSIG.703EIA-530OSI参考模型与WAN之间的对应关系5.1.2广域网的分类

目前有多种公共广域网络。按照其所提供业务的带宽的不同，可简单的分为窄带广域网和宽带广域网两大类。现有的窄带公共网络包括公共交换电话网（PSTN，PublicSwitchedTelephoneNetwork）、综合数字业务网（ISDN,Integratedservicedatanetwork）、DDN、X.25M网、帧中继网等。宽带广域网有异步传输模式（ATM，asynchronoustransfermode）、SDH等。

5.1.3广域网设备

（1）调制解调器（Modem）调制解调器作为终端系统和通信系统之间信号转换的设备，是广域网中必不可少的设备之一。它分为同步Modem和异步Modem两种，分别用来与路由器的同步和异步串口相连接。（2）路由器（Router）广域网通过过程中根据地址来寻找数据包到达目的最佳路径，这个过程在广域网中称为“路由（Routing）”。路由器负责在各段广域网和局域网间根据地址建立路由，将数据送到最终目的地。5.1.3广域网设备（3）广域网交换机广域网交换机是在广域网提供数据交换功能的设备。比如X.25交换机，帧中继交换机、ATM交换机。这些设备完成数据从入端口到出端口的交换，提供面向连接的数据服务，从而实现数据寻址和路由的功能。（4）接入服务器（AccessServer）接入服务器是一种提供远程拨号用户和互联网络想连接的设备。全世界有成千上万个接入服务器，用以响应来自远程用户的呼叫，并将它们连接到互联网络上。5.1.4互联网（Internet）

Internet也是一种广域网，从技术的角度讲，和一般意义上的大型网络是一样的，唯一区别在于Internet的开放程度不同。Internet主干网由于覆盖范围广、距离长、数据传输相应就会慢。数据传输慢，所使用的技术手段不相同。这就是为什么广域网和局域网的传输速率和技术有不同的原因所在。Internet不是唯一的一种技术，它是使互联网络成为可能的相关技术的一个集合。Internet为计算机网络技术的应用开辟了无限广阔的空间，Internet的典型应用有国际电子邮件E-Mail、WWW、电子商务、OA办公自动化等。5.2广域网的数据链路层协议

5.2广域网的数据链路层协议广域网是一种跨地区的数据通讯网络，通常使用电信运营商提供的设备和线路作为信息传输平台。广域网的服务需要其它的网络服务提供商的申请。例如，租用电信提供的综合业务数字网（ISDN）和帧中继通信服务。广域网点到点型点到点型点到点型PPPHDLCISDNX．25帧中继几种不同的点到点型和交换型链路5.2广域网的数据链路层协议（1）分组交换型分组交换是一种广域网数据交换方式，两个相连的网络设备通过若干个广域网交换机（分组交换机）建立数据传输的通道。用户在传送数据时，可以动态的分配传输带宽，换言之，就是网络可以传输长度不同的帧（包）或长度固定的信元。X.25帧中继都是分组交换技术的实例。（2）电路交换型电路交换也是一种广域网交换方式，它是每次通信前要申请（例如通过拔号）建立一条从发端到收端的物理线路，只在在此物理线路建立后，即用户占有了一定的传输带宽。双方才能互相通信。在通信的全部时间里，用户总占用这条线路，电路交换被广泛使用于电话网络中。5.2.1高级数据链路层控制（HDLC）协议

HDLC具有以下特点：协议不依赖于任何一种字符编码集。数据报文可透明传输，用于实现透明传输的“0比特填充法”易于硬件实现。全双工通信，不必等待确认便可连续发送数据，有较高的数据链路传输效率；所有帧均采用CRC校验，对信息帧进行顺序编号，可防止漏收或重收，传输可靠性高；传输控制功能与处理功能分离，具有较大的灵活性。5.2.1高级数据链路层控制（HDLC）协议HDLC中常有的的操作方式有以下三种：1）正常响应方式NRM（NORMALRESPONSESMODEL）这是一个非平衡数据链路方式，有时也称非平衡正常响应方式。该操作方式适用于面向终端的点到点或点到多点的链路。2）异步响应方式ARM（AsynchronousResponsesMode）这也是一种非平衡数据链路操作方式，与NRM不同的是，ARM下的传输过程由从站启动。从站主动发送给主站的一个或一组帧中可包含有信息，也可以是公以控制为目的而发送的帧。3）异步平衡方式ABM（AsynchronousBalancedMode）这是一种允许任何结点启动传输的操作方式。为了提高链路传输效率，结点之间在两个方向是都需要有较高的信息传输量。5.2.2PPP

PPP（PointtoPointProtocol）协议是一个点到点的数据链路层协议，目前是TCP/IP网络中最主要的点到点数据链路层协议。它是在串行线INTERNET协议（SerialLineIntemetProtocol，SLIP）的基础上发展起来的，SLIP和HDLC协议类似，是一种面向比特的数据链路层协议。由于SLIP协议只支持异步传输方式、无协商过程（尤其不能协商加双方IP地址等网络层属性）等缺陷，在后来的发展过程中，逐步被PPP协议所替代。5.2.2PPP

PPP协议组成：·PPP协议是数据链路层协议。·支持点到点的连接（不同于X.25,FRAMERELAY等数据链路层协议）。·物理层可以是同步电路或异步电路（如FrameRelay必须为同步电路）。·具有各种NCP协议，如IPCP，IPXCP更好地支持了网络层协议。·支持简单明了的验证，更好的保证了网络的安全性。·易扩充。·PPP协议是正式的Internet标准。5.2.3帧中继（FrameRelay）

帧中继（FrameRelay）技术是在X.25分组交换技术的基础上发展起来的一种快速分组交换技术。帧中继与OSI的对应关系

5.2.3帧中继（FrameRelay）帧中继技术是在数据链路层用简化的方法和交换数据单元的快速分组交换技术。在通信线路质量不断提高，用户终端智能化也不断提高的基础上，帧中继技术省去了X.25分组交换网中的差错控制和流量控制功能。5.2.3帧中继（FrameRelay）（1）帧中继的帧格式帧中继采用可变长度的帧来封装不同LAN网（如以太网、令牌环、FDDI等）的不同长度的数据包，其数据在网络中以帧为单位进行传送，其帧结构中只有标志字段，地址字段、信息这段和帧校验序列字段，而不存在控制字段。标志地址信息帧校验序列标志DLCIC/REA扩展DLCIBECNDE帧中继的帧格式5.2.4ATM技术

ATM是一种面向连接的快速分组交换技术，它是通过建立虚电路来进行数据传输的。ATM采用固定长度的数据包。每个ATM数据包称“信元”。固定长度的信元使得联网和交换的排队延迟时间更容易预测。同时，较小的信元长度降低了交换结点内部缓冲器的容量，限制了信息在缓冲器的排除延迟。与可变长度的数据包相比，ATM信元更便于简单可靠地进行处理。很高的可预估性使ATM硬件可以更有效地实现。5.2.4ATM技术

ATM的分层结构：B-ISDN的ATM协议模型包括三个平面：用户平面支持数据传送、流量控制、差错检测以及其他的用户功能;控制平面主要用于连接管理，包括对信令信息的管理；管理平面用来维护网络和执行操作功能。

AALCS汇聚SAR分段与重组ATM层一般流量控制、信元头产生/提取信元VPI/VCI翻译、信元复用和分路物理层TC信元速率匹配、HEC产生/验证信元定界、传输帧适配传输帧产生/恢复PMD比特定时、物理媒体5.2.4ATM技术

ATM模型中各层和相应子层的功能ATM的层次ATM中的子层功能对应的OSI层次AAL会聚子层CS拆装子层SAR为高层应用提供统一接口（会聚）3或4ATM·分割和组装信元·虚通道和虚通路管理信元头的生成和去除，信元复用和交换，流量控制2或3物理层传输会聚子层TC信元速率匹配，信元头验证，传输帧适配2物理媒体子层PMD比特定时，物理网络接入15.2.4ATM技术

ATM高层及其服务：ATM高层实际上指高层与业务相关的功能。高层是与业务密切相关联的，ITU-T定义了ATM网络业务分类。把网络业务分为A、B、C和D四类，每一类分别对应不同的网络业务，其中包括定时、比特率及连接模式。网络业务的分类服务类型A类B类C类D类端到端定时要求不要求比特率恒定可变连接模式面向连接无连接5.2.4ATM技术

UBR（不定比特率）服务不对用户作出任何承诺，同时，也不对网络阻塞作出任何反馈。用它来传送IP包是非常合适的。当网络发生拥塞时，UBR信元将被丢弃，网络不会向发送者返回任何反馈信息。文件传递、电子邮件以及公告牌等服务使用UBR是完全可以的。各类服务的性能CBRRT-VBRNRT-VBRABRUBR带宽保证实时数据流突发数据流拥挤反馈√√√可选择×√√×××××√√√×××√×5.2.4ATM技术

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