广域网和网络互连.ppt

1、广域网与网络互联,返回,本 章 学 习 要 求,了解：网络互连的基本概念,掌握：网络互连的类型与层次,掌握：典型网络互连设备的工作原理,小结,作业,广域网（WAN, Wide Area Network）是一种覆盖地域较广的网络，它通过若干个结点交换机和连接这些结点交换机的物理链路构成，可以将分布在异地的多个局域网或主机连接起来，形成一个范围广泛的远程网络。,广域网的特点,（1）主要提供面向通信的服务，支持用户使用计算机进行远距离的信息交换； （2）覆盖范围广，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处理等； （3）由电信部门或公司负责组建、管理和维护，并

2、向全社会提供面向通信的有偿服务，流量统计和计费问题。,WAN与LAN的区别,1.所覆盖范围不同。 2.WAN需要使用路由器，而LAN不需要。 3.广域网包括大大小小不同的子网，子网可以是局域网，也可以是小型的广域网。,同步光纤网SONET,同步光纤网（SONET）标准，是由美国在1988年推出的一个新标准。新标准着重于高次群的统一，方便国际间光纤干线的互通。 以51.84Mbps为基准进行递增；能够提供从6 4 K b p s 2 . 4 G b p s的数据传输速率，采用T D M技术. 对于基于铜缆的电信号传输称为第一级同步传送信号（STS-1）； 对于基于光纤的光信号传输称为第一级光载波

3、（OC-1）。,同步数字体系SDH,CCITT(国际电报电话咨询委员会)在SONET标准的基础上略作修改，形成国际标准：同步数字体系（SDH）。基本的SDH速率为155.520Mbps，称为第1级同步传送模块（STM-1），SDH标准的制定，使得欧洲、北美和日本的三种不同的数字传输体系在STM-1级别上得到了统一。由于S O N E T能够直接和不同国家的不同标准兼容，它已经发展成为连接北美、欧洲和亚洲地区之间的广域网的一种最好的选择. 虽然SONET和SDH略有差异，但在较高次群上趋于一致，因此，有时又将SONET和SDH作为同义词看待。,S O N E T依靠光纤传输介质来达到非常高的服务

4、质量和吞吐量。 依靠光纤传输并且具有冗余设备，使用S O N E T技术是非常昂贵的 S O N E T技术通常都不被中、小规模的公司采用。大型全球公司、连接着大都市和乡村地区的公司，或者I S P要想保证快速可靠地接入因特网，往往更愿意采用S O N E T技术,.协议,I于1974年提出了对于分组交换网(Packet-Switched Network，PSN)的标准访问协议-X.25，X.25是一种“远程通信标准化分部”协议，并于1976、1980、1984和1988年相继作了修订，X.25描述了主机(DTE)与分组交换网(PSN)之间的接口标准，使主机不必关心网络内部的操作，从而能方便地

5、实现对各种不同络的访向。,X.25网就是使用X.25分组的网络。在公用数据网上，以分组方式进行操作的 DTE （数据终端设备）和 DCE （数据通信设备）之间的接口，即 X.25 只是对公用分组交换网络的接口规范说明，并不涉及网络内部实现，它是面向连接的，支持交换式虚电路和永久虚电路。 X . 2 5支持5 6 K b p s的吞吐量.,下图中一个DTE和两个DTE之间建立了二条虚连接。,帧中继,帧中继（ Frame Relay ）是在数据链路层用简化的方法传送和交换数据单元的一种技术。仅完成 OSI 物理层和链路层的功能，将流量控制、差错处理等功能提交给智能终端去完成，大大简化了结点机之间的

6、协议，以此减少结点的处理时间和网络时延，降低通信费用。它是从X.25分组通信技术演变而来的。,帧中继的原理：当帧中继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开始转发此帧。因此，帧中继网的吞吐量比X.25网高一个数量级。,我们可以将帧中继技术归纳为以下几点： 1) 帧中继技术主要用于传递数据业务，它使用一组规程将数据信息以帧的形式(简称帧中继协议)有效地进行传送。它是广域网通信的一种方式。 2) 帧中继所使用的是逻辑连接，而不是物理连接，在一个物理连接上可复用多个逻辑连接（即可建立多条逻辑信道），可实现带宽的复用和动态分配。 3) 帧中继协议是对X.25协议的简化，因此处理效率很高

7、，网络吞吐量高，通信时延低，帧中继用户的接入速率在64kbit/s至2Mbit/s，甚至可达到34Mbit/s。 4) 帧中继的帧信息长度远比X.25分组长度要长，最大帧长度可达1600字节/帧，适合于封装局域网的数据单元，适合传送突发业务(如压缩视频业务、WWW业务等)。 帧中继已经渐渐的取代了原来X.25的位置。,路由器,路由器,局域网,局域网,FR交换机,帧中继的主要优点 减少了网络互连的代价可将不同源站产生的通信量复用到专用的主干网上； 网络的复杂性减少但性能却提高； 使用了国际标准，增加了互操作性； 协议的独立性 帧中继适用于在文件的传送、多个低速率线路的复用，以及局域网的互连。,数

8、字数据网(DDN),DDN是电信部门向用户提供的一种高速通信业务,利用数字通道提供半永久性的连接电路，提供中高速、高质量的点点、点多点的数字专用电路。主要作用是向用户提供永久性和半永久性连接的数字数据传输信道，既可用于计算机之间的通信，也可用于传送数字化传真，数字话音，数字图像信号或其它数字化信号。 永久性连接的数字数据传输信道是指用户间建立固定连接，传输速率不变的独占带宽电路。 半永久性连接的数字数据传输信道对用户来说是非交换性的。但用户可提出申请，由网络管理人员对其提出的传输速率、传输数据的目的地和传输路由进行修改。 网络经营者向广大用户提供了灵活方便的数字电路出租业务，供各行业构成自己的

9、专用网。,将多路复用技术应用于数字传输信道，支持多个用户共享通信资源； DDN是面向用户的数字传输技术，速度较SDH低； DDN采用时分多路复用技术将支持数字信息高速传输的光纤通道划分为一系列的子信道（例如：2.048Mbps的光纤信道划分为32路64Kbps的子信道，可以分配给32个用户使用）； DDN仅是一条支持用户数据点到点高速传输的通道； 用户可以向电信部门定时的租用子信道（独占）； DDN的基本速率为64Kbps，用户租用的信道速率应为64Kbps的整数倍；,DDN本身并不提供任何通信协议的支持，在DDN信道上使用何种通信协议由用户自行决定； DDN信道的最大不足是DDN仅提供点到点

10、通信的专用信道（也称专线），因此当一个用户希望和多个其它的用户使用DDN通信时，必须租用多个DDN端口； 速率高、物理时延小，最高速率为150Mbps； 支持数据、图像、声音等多种业务； 网络运行管理简便，没有任何检错、纠错功能； DDN适用于传输数据量大的业务。 CHINADDN（公用数字数据网）94年10月开通，覆盖全国21个省会城市，并通过省内DDN网络延伸到地市县；,I S D N,ISDN（Integrated Services Digital Network，综合业务数字网）是一种国际标准。它是国际电信联盟（I T U，Internatioual Telecommunication

11、s Union）为了在数字线路上传输数据而开发的 独特的数字链路可以同时传输数据和语音。,所有的I S D N连接都基于两种信道： B信道和D信道。B信道是承载信道，采用电路交换技术通过I S D N来传输话音、视频、音频和其他类型的数据。单个的B信道的最大传输速率是64 K b p s（有些交换机限制为56KbPS） 。D信道是数据信道，采用分组交换技术来传输关于呼叫的信息，如会话初始和终止信号、呼叫者鉴别、呼叫转发以及呼叫协商信号。单个的D信道的最大传输速率是1 6 K b p s。每一个I S D N连接只使用一个D信道。 单个I S D N连接的B信道数目是可以不同的,ISDN 有两种

12、基本服务类型：基本速率I S D N（B R I）和主速率I S D N（P R I） 8 0年代后期， I T U提出了第三种I S D N连接，即宽带I S D N（B - I S D N），它能提供比B R I或P R I更高的通信容量,B R I（基本速率I S D N）,基本速率接口（BRI：Basic Rate Interface）：由两个 64 kb/s 的 B 信道和一个 16 kb/s 的 D 信道构成，总速率为 144 kb/s。该服务主要适用于个人计算机用户，大部分I S D N的家庭用户都使用了B R I，这是一种经济的I S D N连接方式。,网络终端1（N T 1）

13、设备连接利用双绞线经过R J - 11（标准电话）或R J - 4 5信息插头模块与I S D N终端设备相连接。 终端适配器（TA）可以把数字信号转换成I S D N电话和其他模拟设备使用的模拟信号 网络终端2（N T 2），特殊的网络终端设备提供服务可以处理多条I S D N线路,主要速率接口（PRI：Primary Rate Interface）：能够满足用户的更高要求。典型的 PRI 由 23 个 B 信道和一个 64kb/s 的 D 信道构成，总速率为 1536 kb/s。在欧洲，PRI 由30个 B 信道和一个 64kb/s 的 D 信道构成，总速率为 1984kb/s。通过 NF

14、AS（Non-Facility Associated Signaling），PRI 也支持具有一个 64 kb/s D 信道的多 PRI 线路。,ATM,ATM（异步传输模式）是一种广域网传输方法。它可以利用固定数据包的大小这种方法达到从2 5 6 2 2 M b p s的传输速率。它首先是由贝尔实验室的研究人员在1 9 8 3年提出的，但标准化组织用了十二年才就它的规范到成一致意见。 AT M的这种大小固定的数据包又叫信元，它由4 8字节的数据加上5字节的头信息组成 使用信元就能更有效地补偿数据丢失问题 AT M的6 2 2 M b p s的最大吞吐量,返回,ATM的基本概念,ATM的基本数

15、据传输单元是信元； 信元长度固定为53字节； 信元包括5字节的信元头与48字节的用户数据。,AT M采用的是虚电路方式。它可以使用专用虚电路（ P V C），也可以使用交换虚电路（S V C）。S V C是一种逻辑上的点对点连接。它要靠AT M交换机来选择发送者和接受者间的最优路径,返回,在ATM网中，ATM主机也称为ATM端用户。 ATM端用户与ATM交换机统称为ATM设备。,源ATM端主机在数据传输之前将根据对网络 带宽的需求，发出连接建立请求。,ATM交换机在接收到请求后，将根据网络状 况选择从源ATM端主机经过ATM网到达目的ATM 端主机的路径，构造相应的路由表，从而建立源 与目的A

16、TM主机的虚拟连接。,AT M交换机在网络传输AT M数据之前就建立起这种连接。 以太网是先传输数据，并且让路由器和交换机来决定如何指导数据传输。 使用AT M太贵了，它通常只被当作园区广域网技术来连接互相间距离相对较近的几个局域网。,返回,物 理 链 路,物理链路是连接ATM交换机ATM交换机、 ATM交换机ATM主机的物理线路。每条物理 链路可以包含一条或多条虚通路VP；每条虚通 路VP又可以包含一条或多条虚通道VC。,返回,ATM应用的例子,PSTN,PSTN(Public Switched Telephone Network)，即公用交换电话网，也就是大多数家庭使用的典型的电话网络。P

17、 S T N也可以称作普通老式电话服务（ P O T S）。它最开始由模拟线路组成，后来发展成可以处理话音通信。 现在，大多数P S T N通过光纤、铜双绞线、微波和卫星来传输数字信号。,P S T N的缺点在于它不能满足许多广域网应用所要求的质量和吞吐量。 P S T N采用电路交换方式, P S T N只提供很少的安全措施。在发送者和接受者之间的通路上，可以在它的许多通信点上截取数据并对它们进行解析。 为了使P S T N传输更安全，就必须在传输数据前对数据进行加密,D S L,数字用户线路（Digital subscriber lines）是一种相对比较新的传输技术D S L由于采用了先

18、进的数据调制技术，通过普通的电话线就可以达到非常高的吞吐量。 所谓的数据调制，就是用一个信号去改变另一个信号的频率、相位或幅度。 数据调制是为了保证在同一信道上传输的不同信号的特征（幅度、频率或相位）不同。幅度、频率或相位的差别使得在同一线缆上能够同时传送多个信号而它们之间互不干扰，这样就可以提高吞吐量,D S L也和I S D N一样，一根线路支持多个数据和话音信道。但它也有和（大部分） I S D N不一样的地方. 那就是： D S L使用专用服务，也就是用户不必通过拨号连接就能接入I S P而采用的一种方式；这种连接可以一直不间断地使用。 客户必须安装D S L调制解调器,D S L的类

19、型可以分为两大类，即非对称D S L和对称D S L。 x D S L是对所有不同D S L的总称。目前共有七种D S L。比较有名的D S L类型包括：非对称D S L （A D S L ）、高比特率D S L（H D S L），单线D S L（S D S L）以及超高比特率D S L（V D S L）.x D S L中的“x”被各种类型的D S L的第一个字母替换了。,以提供向一个方向传输数据比其他方向的传输快一些的技术被称为非对称技术。非对称通信非常适合用户从网络接收到的信息量比发送的多这种情况 上行数据传输和下行数据传输速率不同 A D S L是使用非对称D S L的例子；H D S

20、L和S D S L是使用对称D S L的例子。,PPPOE接入方式,PPPOE（Point to Point Protocol Ethernet）：基于局域网的点对点的通信协议，是我们目前使用最多的ADSL接入互联网的方式 使用PPPOE Ethernet300或者500软件进行拨号连接 但也可以使用带有路由功能的ADSL解调器或者直接购买小型家庭用路由器进行自动拨号连接。,FDDI,F D D I（分布式数据光纤接口）是最初由A N S I在2 0世纪8 0年代定义的一种网络标准。后来，I S O又对它进行了提炼。F D D I（发“ f i d d y”的音）使用双重光纤环传输数据，其数据

21、传输速率可达1 0 0 M b p s。事实上， F D D I是第一个达到1 0 0 M b p s传输速率的技术。,F D D I应用包括有连接位于几幢建筑物内的几个局域网这种情况，如在大学校园里。F D D I的传输距离可以多达6 2英里。依赖于光纤传输保证了F D D I比依赖于铜线传输的广域网传输方法，如D S L或T 1更可靠也更安全. 由于以太网和令牌环网技术已经开发出更快的传输速率，F D D I才不再像它在2 0世纪8 0年代那样大出风头了。 F D D I的另一个好处是它可以很好地与新开发出来的1 0 0 B a s e T X以太网技术共存。,Cable Modem,电缆调制解调器(Cable Modem)是一种可以通过有线电视(CATV)网络实现高速数据接入(如接入Internet)设备。Cable Modem通常至少有两个接口，一个用来接墙上的有线电视端口，另一个与计算机相连。在19