《計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)》第七章

1、第七章第七章廣域網(wǎng)及相關(guān)技術(shù)仿真廣域網(wǎng)及相關(guān)技術(shù)仿真 7.1 廣域網(wǎng)概述廣域網(wǎng)概述 廣域網(wǎng)（Wide Area Network，WAN）是在一個廣泛范圍內(nèi)建立的跨區(qū)域的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。廣域網(wǎng)沒有規(guī)則的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通常采用點(diǎn)到點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸方式。廣域網(wǎng)通常是利用公共遠(yuǎn)程通信設(shè)施，為用戶提供遠(yuǎn)程用戶之間的快速信息交換的系統(tǒng)。7.1 廣域網(wǎng)概述廣域網(wǎng)概述 廣域網(wǎng)是一種跨地區(qū)的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)，使用電信運(yùn)營商提供的設(shè)備作為信息傳輸平臺，廣域網(wǎng)傳輸速率一般低于局域網(wǎng)。 對照OSI參考模型，廣域網(wǎng)技術(shù)主要位于底層的3個層次，分別是物理層，數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層。物理層描述了如何為廣域網(wǎng)提供電氣、機(jī)械、操作性以及功能性的連

2、接。而數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議描述了在單一數(shù)據(jù)鏈路中數(shù)據(jù)幀的傳輸，其中包括點(diǎn)到點(diǎn)、點(diǎn)到多點(diǎn)、多路訪問交換業(yè)務(wù)等協(xié)議。7.2 FR幀中繼協(xié)議幀中繼協(xié)議 幀中繼（Frame Relay,FR）是一種高性能的WAN協(xié)議，它運(yùn)行在OSI參考模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，是一種高效的數(shù)據(jù)包交換技術(shù)。7.2.1 幀中繼的概述幀中繼的概述 幀中繼是一個提供連接并且能夠支持多種協(xié)議、多種應(yīng)用，并能在多個地點(diǎn)之間進(jìn)行通信的廣域網(wǎng)技術(shù)。幀中繼可以使終端站動態(tài)共享網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)和可用帶寬。 幀中繼技術(shù)是在數(shù)據(jù)鏈路層上用簡化的方法傳送和交數(shù)換據(jù)單元的一種技術(shù)。它采用虛電路技術(shù)，對分組交換技術(shù)進(jìn)行簡化，具有吞吐量大、時延小，適合突發(fā)性業(yè)務(wù)

3、等特點(diǎn)，能充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。7.2.1 幀中繼的概述幀中繼的概述n1.幀中繼的協(xié)議層次幀中繼的協(xié)議層次 幀中繼只使用兩個通信層:物理層和幀模式承載服務(wù)鏈接訪問協(xié)議層(LAPF) 物理層由接口構(gòu)成,這些接口和X.25中使用的接口類似 第二層LAPF是為快速通信服務(wù)而設(shè)計的,它包含一個可選的子層,在需要高可靠性的情形可以使用該子層 這兩層分別對應(yīng)于OSI模型中的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，如圖7-1所示7.2.1 幀中繼的概述幀中繼的概述圖7-1 FR協(xié)議層次7.2.1 幀中繼的概述幀中繼的概述n2.虛電路（虛電路（VC） 虛電路（VC）通過為每一對DTE設(shè)備分配一個連接標(biāo)識符，實(shí)現(xiàn)多個邏輯數(shù)據(jù)會話在同一

4、條物理鏈路上進(jìn)行多路復(fù)用。幀中繼網(wǎng)絡(luò)提供的虛電路包括永久虛電路(PVC)和交換虛電路(SVC)。7.2.1 幀中繼的概述幀中繼的概述n3.數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識符（數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識符（DLCI） 數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識符（Data-Link Connection Identifier，DLCI）是一個在路由器和幀中繼交換機(jī)之間標(biāo)識邏輯電路的數(shù)值，幀中繼交換機(jī)通過在一對路由器之間映射DLCI來創(chuàng)建和識別在DTE和FR之間的邏輯虛電路，相當(dāng)于MAC地址。7.2.1 幀中繼的概述幀中繼的概述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、路由器和幀中繼交換機(jī)之間的一種信令標(biāo)準(zhǔn)，負(fù)責(zé)管理設(shè)備之間的連接及維護(hù)連接狀態(tài)。 LMI是對基本的幀中繼標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展，它提供了許多管理復(fù)雜互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的特性,其中包括全局尋址 虛電路狀態(tài)消息和多目發(fā)送等功能7.2.1 幀中繼的概述幀中繼的概述n5.幀中繼的配置命令幀中繼的配置命令（1）設(shè)定封裝幀中繼協(xié)議nRouter(config-if)#encapsulation frame-relay cisco|ietf（2）配置DCE時鐘頻率nRouter(config-if)#clock rate 頻率值（3）指定LMI類型nRouter(config-if)#frame-relay lmi-typeans

6、i | cisco | q933a7.2.1 幀中繼的概述幀中繼的概述（4）配置物理接口類型nRouter(config-if)#frame-relay intf-typedce | dte（5）設(shè)置虛電路的DLCI號nRouter(config-if)#frame-relay interface-dlci dlci-number broadcast（6）配置幀中繼映射nRouter(config-if) #frame-relay route dlci-id1 interface Serial-id dlci-id2 （7）映射協(xié)議地址與DLCI號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 幀中繼的概述幀中繼的概述（9）幀中繼配置的檢驗命令nRouter#show interfaces/顯示有關(guān)幀中繼網(wǎng)絡(luò)的端口信息； nRouter#show frame-relay route/查看有關(guān)幀中繼信息；nRouter#show frame-relay lmi/查看LMI流量的統(tǒng)計信息；nRouter#show frame-relay pvc DLCI號/顯示所有或指定的PVC的狀態(tài)；nR

8、outer#show frame-relay map/顯示路由器上配置的所有映射，驗證幀中繼的連接狀況；7.2.2 FR幀中繼的配置仿真幀中繼的配置仿真 本章開始的試驗中涉及到一個網(wǎng)云設(shè)備，該設(shè)備是進(jìn)行WAN仿真所必須的設(shè)備，在Packet Tracer中設(shè)備區(qū)域中單擊“WAN Emulation”，彈出如圖7-2所示的窗口，在右邊的區(qū)域選擇第2個 圖標(biāo)的網(wǎng)云設(shè)備，該設(shè)備是一個空的云設(shè)備，用戶可以根據(jù)實(shí)際需求來選擇添加相關(guān)的硬件設(shè)備，端口的添加等和前面章節(jié)介紹路由器和交換機(jī)等設(shè)備端口的添加類似，。7.2.2 FR幀中繼的配置仿真幀中繼的配置仿真圖7-2 網(wǎng)云設(shè)備7.2.2 FR幀中繼的配置仿真

9、幀中繼的配置仿真n詳見教材P164.7.3 PPP協(xié)議的配置仿真協(xié)議的配置仿真 （Point-to-Point Protocol）即點(diǎn)對點(diǎn)協(xié)議，是為同等單元之間傳輸數(shù)據(jù)包而設(shè)計的鏈路層協(xié)議。這種鏈路提供全雙工操作，并按照順序傳遞數(shù)據(jù)包。設(shè)計目的主要是用來通過撥號或?qū)＞€方式建立點(diǎn)對點(diǎn)連接發(fā)送數(shù)據(jù)。7.3.1 PPP協(xié)議概述協(xié)議概述n1.PPP協(xié)議的組成協(xié)議的組成PPP協(xié)議有三個組成部分：（1）一個將IP數(shù)據(jù)報封裝到串行鏈路的協(xié)議。PPP既支持異步鏈路（無奇偶校驗的8bit數(shù)據(jù)），也支持面向比特的同步鏈路。（2）一個用來建立、配置和測試數(shù)據(jù)鏈路的鏈路控制協(xié)議（Link Control Protoc

10、ol，LCP）。在RFC 1661中定義了11種類型的LCP分組。7.3.1 PPP協(xié)議概述協(xié)議概述（3）一套網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議（Network Control Protocol，NCP），支持不同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，如IP、AppleTalk等。PPP利用NCP協(xié)商第三層協(xié)議使用的選項和參數(shù)。 NCP支持對各種協(xié)議的處理及分組的壓縮和加密。此外，在NCP中還對壓縮整個分組數(shù)據(jù)的CCP(The PPP Compression Control Protocol，RFCl962)進(jìn)行協(xié)商。7.3.1 PPP協(xié)議概述協(xié)議概述n2.PPP的認(rèn)證協(xié)議的認(rèn)證協(xié)議 PPP的認(rèn)證協(xié)議有口令驗證協(xié)議（Password Au

11、thentication Protocol，PAP）和挑戰(zhàn)握手驗證協(xié)議（Challenge-Handshake Authentication Protocol，CHAP）。 PAP是一種簡單的兩次握手明文驗證協(xié)議。被驗證方直接將用戶名和口令傳遞給驗證方。驗證方將這個用戶名和口令與自己用戶命令配置的用戶列表進(jìn)行比較，如果相同則通過驗證。7.3.1 PPP協(xié)議概述協(xié)議概述 CHAP是一種加密的3次握手協(xié)議，它能夠避免建立連接時傳送用戶的真實(shí)密碼。驗證時，驗證方生成一段隨機(jī)報文并同時將本端的主機(jī)名一起發(fā)送給被驗證方。被驗證方接到驗證請求時，根據(jù)報文中驗證方的主機(jī)名和本端的用戶表查找用戶口令字，用此用

12、戶的口令對這段隨機(jī)報文進(jìn)行加密，然后與自己的用戶名一起傳遞給對方。 驗證方根據(jù)對方的用戶名查找用戶列表，找到對應(yīng)的口令，用這個口令對隨機(jī)報文加密，與對方加密的隨機(jī)報文比較，若相同則驗證通過，否則失敗。CHAP 不用在網(wǎng)絡(luò)上傳遞口令，保密性較好。7.3.1 PPP協(xié)議概述協(xié)議概述n3.PPP的配置命令的配置命令 （1）封裝PPP協(xié)議nRouter(config)#encapsulation PPP（2）設(shè)置對端撥號的用戶名和口令nRouter(config)#username username1 password password1（3）配置認(rèn)證方式nRouter(config)#ppp aut

13、hentication chap | chap pap | pap chap | pap list-name callin7.3.1 PPP協(xié)議概述協(xié)議概述（4）設(shè)置本地路由器名和口令nRouter(config)#hostname hostname1nRouter(config)#enable secret secret-string（5）設(shè)置壓縮算法nRouter(config)#compress mppc|predictor|stac7.3.2 PPP協(xié)議的配置仿真協(xié)議的配置仿真n詳見教材P173.7.4 HDLC協(xié)議的配置仿真協(xié)議的配置仿真 HDLC是Cisco路由器使用的缺省協(xié)議，一

14、臺新路由器在未指定封裝協(xié)議時默認(rèn)使用HDLC封裝。7.4.1 HDLC協(xié)議概述協(xié)議概述 HDLC（High-Level Data Link Control，高層數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議）是一個工作在鏈路層的點(diǎn)對點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，其幀結(jié)構(gòu)有兩種類型，一種是ISO HDLC幀結(jié)構(gòu)，它由IBM SDLC協(xié)議演化過來，采用SDLC的幀格式，支持同步全雙工操作。 HDLC分為物理層及LLC 兩個子層；一種是Cisco HDLC幀結(jié)構(gòu)，無LLC子層， Cisco HDLC對上層數(shù)據(jù)只進(jìn)行物理幀封裝，沒有應(yīng)答、重傳機(jī)制，所有的糾錯處理由上層協(xié)議處理。7.4.1 HDLC協(xié)議概述協(xié)議概述HDLC的相關(guān)配置命令如下：的

15、相關(guān)配置命令如下：（1）封裝HDLC協(xié)議n封裝HDLC協(xié)議的配置命令：Router(config)#encapsulation hdlc。（2）設(shè)置DCE端線路速度n設(shè)置DCE端線路速度的配置命令：Router(config)#clockrate speed。（3）設(shè)置壓縮算法n設(shè)置壓縮算法的配置命令：Router(config)#compress stac。 7.4.2 HDLC協(xié)議的配置仿真協(xié)議的配置仿真n詳見教材179.7.5.1 PPPOE協(xié)議概述協(xié)議概述 PPPOE全稱是Point to Point Protocol over Ethernet（基于局域網(wǎng)的點(diǎn)對點(diǎn)通訊協(xié)議），它基于兩

16、個廣泛接受的標(biāo)準(zhǔn)即：局域網(wǎng)Ethernet和PPP點(diǎn)對點(diǎn)撥號協(xié)議。 PPPOE協(xié)議不僅為使用橋接以太網(wǎng)接入的用戶提供了一種寬帶接入手段，同時還能提供方便的接入控制和計費(fèi)。每個接入用戶均建立一個獨(dú)一無二PPP的會話。7.5.1 PPPOE協(xié)議概述協(xié)議概述 PPPOE協(xié)議分為發(fā)現(xiàn)階段和PPP會話階段。當(dāng)主機(jī)希望開始一個PPPOE會話時，它首先要執(zhí)行一個發(fā)現(xiàn)過程來識別對方的MAC地址，然后建立一個唯一的PPPOE會話ID。 PPPOE使用一個發(fā)現(xiàn)協(xié)議來解決這個問題，它是基于客戶/服務(wù)器模型的。由于以太網(wǎng)的廣播特性，在這個過程中主機(jī)(客戶)能發(fā)現(xiàn)所有的訪問集中器(服務(wù)器)，并選擇其中一個，根據(jù)所獲信息

17、在兩者之間建立點(diǎn)對點(diǎn)的連接。當(dāng)一個PPP會話被建立起來之后，就完成了PPPOE的整個發(fā)現(xiàn)階段。7.5.1 PPPOE協(xié)議概述協(xié)議概述 PPPOE的會話階段開始后，主機(jī)和訪問集中器之間就依據(jù)PPP協(xié)議傳送PPP數(shù)據(jù)，進(jìn)行PPP的各項協(xié)商和數(shù)據(jù)傳輸。在這一階段傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包中必須包含在發(fā)現(xiàn)階段確定的會話標(biāo)識并保持不變。 正常情況下，會話階段的結(jié)束是由PPP協(xié)議控制完成的，但在PPPOE中定義了一個PADT 包用來結(jié)束會話，主機(jī)或者訪問集中器可以在PPP會話開始后的任何時候通過發(fā)送這個數(shù)據(jù)包來結(jié)束會話。7.5.2 模擬模擬ADSL撥號的撥號的PPPOE配置仿真配置仿真n詳見教材P181.實(shí)驗習(xí)題實(shí)驗習(xí)題1.在Packet Tracer構(gòu)建一個如圖7-4所示的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，完成FR幀中繼網(wǎng)絡(luò)