計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) (2)課件

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之11廣域網(wǎng)技術(shù)局域網(wǎng)強(qiáng)調(diào)的是資源共享；而廣域網(wǎng)則重視數(shù)據(jù)傳輸。所以對(duì)于廣域網(wǎng)我們研究的重點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)能夠提供什么樣的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，以及用戶如何使用網(wǎng)絡(luò)。5.1.3通訊子網(wǎng)通信子網(wǎng)的劃分因?yàn)橥ㄐ抛泳W(wǎng)是由：傳輸鏈路、交換節(jié)點(diǎn)、終端組成。按傳輸鏈路劃分:有線和無(wú)線兩種鏈路按傳輸?shù)男盘?hào)劃分：模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。按接入的線路劃分：電話線接入、光纖接入、專線接入。按速率不同劃分：低俗、中速和高速。按交換節(jié)點(diǎn)的交換方式劃分：電路交換方式的子網(wǎng)（PSTN/DDN)分組交換方式的通信子網(wǎng)（X.25/FR、N-ISDN、ATM）2.通信子網(wǎng)的各種方式電路交換方式：公共交換電話網(wǎng)PSTN數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN分組交換方式：公共分組交換網(wǎng)X.25窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)N-ISDN中繼網(wǎng)FRATM廣域網(wǎng)分別提供兩種服務(wù)，無(wú)連接服務(wù)和面向連接服務(wù)，也就是數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和虛電路服務(wù)。需要說(shuō)明的是數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路都是以分組進(jìn)行信息傳遞和傳輸?shù)摹?.1.4.1數(shù)據(jù)報(bào)(Datagram)通信子網(wǎng)以面向無(wú)連接服務(wù)的工作方式。為每個(gè)分組選擇獨(dú)立的路由，即不同的分組可以走不同的路由。應(yīng)用：

網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（文件服務(wù)、打印服務(wù)、郵件服務(wù)等）網(wǎng)絡(luò)管理（共享資源管理、用戶管理等）同一報(bào)文的各個(gè)分組的傳輸路徑可能不同。每個(gè)分組必須有源地址、目的地址到達(dá)時(shí)可能出現(xiàn)亂序、重復(fù)和丟失現(xiàn)象5.4.1.2虛電路（VirtualCircuit）含義：

通信子網(wǎng)借以實(shí)現(xiàn)面向連接服務(wù)的工作方式，需要源與目標(biāo)之間建立一條邏輯上的通信鏈路。

涉及虛電路邏輯連接的三個(gè)階段：

①虛電路對(duì)立②數(shù)據(jù)傳輸③虛電路拆除發(fā)送前建立邏輯連接的虛電路，所有分組順序在其上傳輸。虛電路的特點(diǎn)和分類特點(diǎn)：包傳輸路徑相同，不需要源地址與目標(biāo)地址信息。除了建立連接時(shí)需要路由，在數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中不需要路由只。包的傳輸不會(huì)出現(xiàn)丟失、重復(fù)和亂序現(xiàn)象。在建立連接時(shí)，將從源端機(jī)器到目標(biāo)機(jī)器的路由作為連接建立的一部分加以保存。在虛電路上傳送的分組總是取相同的路徑（路由）通過(guò)通信子網(wǎng)。虛電路與數(shù)據(jù)報(bào)的比較

1.公用電話網(wǎng)PSTN

因?yàn)殡娫捑W(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍較大，所以采用電話網(wǎng)絡(luò)為用戶提供網(wǎng)絡(luò)的接入提供了可能和方便。5.2電路交換方式的廣域網(wǎng)技術(shù)PSTN采用的技術(shù)PSTN(PublicSwitchedDataNetwork)提供的是一個(gè)模擬的專有通道，通道之間經(jīng)由若干個(gè)電話交換機(jī)連接而成，是一種電路交換的網(wǎng)絡(luò)。由于PSTN是一種電路交換的方式，所以一條通路自建立直至釋放，其全部帶寬僅能被通路兩端的設(shè)備使用，即使它們之間并沒(méi)有任何數(shù)據(jù)需要傳送。因此，這種電路交換的方式不能實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)帶寬的充分利用。特點(diǎn)：實(shí)時(shí)性好，租用費(fèi)用低，入網(wǎng)方式簡(jiǎn)單；無(wú)存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，但是帶寬有限，難于實(shí)現(xiàn)不同速率設(shè)備之間的傳輸。2.數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）DDN的概念DDN的全名是數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)（DigitalDataNetwork），它是利用數(shù)字信道提供永久或半永久性連接，傳輸數(shù)字信號(hào)的數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)。

它采用的傳輸介質(zhì)有光纖、數(shù)字微波、衛(wèi)星信道以及用戶端可用的普通電纜和雙絞線。它包含了數(shù)據(jù)通信、數(shù)字通信、數(shù)字傳輸、數(shù)字交叉連接、計(jì)算機(jī)帶寬管理等技術(shù)，可根據(jù)用戶的需要，在短時(shí)間內(nèi)接通所需的帶寬線路，為客戶建立自己的專業(yè)數(shù)據(jù)網(wǎng)提供條件。DDN的特點(diǎn)DDN的特點(diǎn)：（1）DDN專線是實(shí)現(xiàn)端到端的數(shù)字連接的同步數(shù)字傳輸信道，傳輸質(zhì)量高。（2）DDN是一種全透明的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)，支持各種協(xié)議和規(guī)程，可用于傳輸數(shù)據(jù)、圖像、話音等多種業(yè)務(wù)。（3）DDN專線是臨時(shí)的半固定連接網(wǎng)絡(luò)，用戶所需的數(shù)據(jù)傳輸速率和信道帶寬可根據(jù)需要靈活設(shè)置。（4）DDN將檢錯(cuò)糾錯(cuò)等功能放到智能化程度較高的終端完成，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行管理和控制的內(nèi)容，保障網(wǎng)絡(luò)的正常工作。（5）DDN設(shè)有網(wǎng)絡(luò)管理中心，可隨時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)，還可以按需要在用戶之間方便地建立專線電路。PSTN與DDN共同點(diǎn)：都是一條專用線路。PSTN與DDN區(qū)別:PSTN使用模擬通信信道，帶寬窄，加入管理機(jī)制DDN使用數(shù)字通信信道，帶寬相對(duì)較大，無(wú)管理機(jī)制。5.3綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN1984年10月國(guó)際電信聯(lián)盟（CCITT）給出了ISDN的定義：“ISDN是由綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)電話網(wǎng)發(fā)展起來(lái)的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，它提供端到端的數(shù)據(jù)連接以支持廣泛的服務(wù)，包括語(yǔ)音的和非語(yǔ)音的。用戶的訪問(wèn)是通過(guò)少量、多用途的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的。簡(jiǎn)言之，ISDN是對(duì)模擬音頻電話系統(tǒng)（PSTN）的再設(shè)計(jì)，它將決定用戶設(shè)備同全局網(wǎng)絡(luò)的連接，能方便的用數(shù)字的形式來(lái)處理聲音、傳真、影像和圖像通信。綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（IntegratedServiceDigitalNetwork，簡(jiǎn)稱ISDN）是基于現(xiàn)有的電話網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字傳輸服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn),與后來(lái)提出的寬帶ISDN相對(duì)應(yīng)。傳統(tǒng)的ISDN又被稱為窄帶(Narrowed)ISDN即N-ISDN，簡(jiǎn)稱ISDN。

ISDN特點(diǎn)可以承載多種類型的網(wǎng)絡(luò)流量（如數(shù)據(jù)，語(yǔ)音和視頻）(一線多能：一根電話線上可同時(shí)傳輸語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像等多種信息)

數(shù)據(jù)傳輸速率比傳統(tǒng)調(diào)制解調(diào)器快的兩種信道上網(wǎng)速度64KB/s-128KB/s,更快于modem；

一線二用,一條普通電話線上連接的兩部終端同時(shí)使用。(即打電話、上網(wǎng)可同時(shí)進(jìn)行)高速上網(wǎng)支持以64k-128k的速率接入互聯(lián)網(wǎng)。B-ISDNB-ISDN的產(chǎn)生原因N-ISDN受其設(shè)計(jì)限制，已經(jīng)不適應(yīng)未來(lái)的發(fā)展需求，具體表現(xiàn)在：（1）帶寬窄

N-ISDN很難提供高質(zhì)量的寬帶數(shù)據(jù)通信和多媒體業(yè)務(wù)。（2）業(yè)務(wù)綜合能力有限

N-ISDN通過(guò)適配器在用戶網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)綜合，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部仍需要電路交換和分組交換并存。（3）網(wǎng)絡(luò)資源利用率不高

N-ISDN一般只能提供64kbps的數(shù)字交換速率，但先進(jìn)的編碼算法使話音業(yè)務(wù)的速率一般達(dá)不到64kbps，網(wǎng)絡(luò)資源會(huì)因?yàn)榈退俾实臉I(yè)務(wù)而被浪費(fèi)。正是因?yàn)镹-ISDN的這些缺點(diǎn)，20世紀(jì)80年代出現(xiàn)了一種全新的以異步傳輸模式ATM為核心的B-ISDN。B-ISDN與N-ISDN的主要區(qū)別。5.4X.25分組交換網(wǎng)分組交換采用存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)交換技術(shù)與分組交換技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。原理是在發(fā)送端發(fā)送的數(shù)據(jù)分成固定長(zhǎng)度的分組，然后在網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)各分組交換機(jī)逐級(jí)“存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)發(fā)”。最終到達(dá)接收端。分組交換提供數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路兩種服務(wù)。分組交換設(shè)備數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)主機(jī)數(shù)據(jù)連接設(shè)備(DCE)調(diào)制解調(diào)器交換機(jī)分組交換設(shè)備(PSE)網(wǎng)間交換設(shè)備X.25特點(diǎn)：X.25的網(wǎng)絡(luò)傳輸基本上借用了模擬電話線路，容易受噪音的干擾，產(chǎn)生誤碼。所以為了確保無(wú)差錯(cuò)的傳輸，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)X.25都要做大量的處理，這種使系統(tǒng)開(kāi)銷相當(dāng)大，傳輸效率低。幀中繼定義

幀中繼FR(FrameRelay)是在分組交換技術(shù)的基礎(chǔ)上，在通信環(huán)境改善和用戶對(duì)高速傳輸技術(shù)需求的推動(dòng)下發(fā)展起來(lái)的。

幀中繼技術(shù)是由X.25分組交換技術(shù)演進(jìn)而來(lái)的，和X.25屬于相同類型的標(biāo)準(zhǔn)，但是幀中繼是一種可變幀長(zhǎng)的快速分組交換技術(shù)。5.5幀中繼1.優(yōu)點(diǎn)

（1）可靠性強(qiáng)，處理能力強(qiáng)。FR可將X.25分組網(wǎng)中通過(guò)節(jié)點(diǎn)的分組重發(fā)和流量控制來(lái)糾正差錯(cuò)和防止擁塞的處理過(guò)程從低層移到端系統(tǒng)中去實(shí)現(xiàn)，從而簡(jiǎn)化了節(jié)點(diǎn)的處理過(guò)程，縮短了處理時(shí)間。

（2）吞吐量高、時(shí)延小、適合突發(fā)性業(yè)務(wù)。因?yàn)镕R不在節(jié)點(diǎn)使用差錯(cuò)控制和流量控制，當(dāng)FR交換機(jī)收到一個(gè)幀的首部時(shí)，只要一查出幀的目的地址就立即進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，因此在FR網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)幀的處理時(shí)間比X.25網(wǎng)約減少一個(gè)數(shù)量級(jí)。這樣，F(xiàn)R網(wǎng)絡(luò)的吞吐量要比X.25網(wǎng)絡(luò)的提高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。而且因?yàn)镕R不采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，時(shí)延小。

（3）靈活可靠的組網(wǎng)方式。采用PVC(永久虛電路)使得用戶可以在傳輸數(shù)據(jù)之前設(shè)定路由，因不同的用戶和上網(wǎng)條件隨時(shí)選擇最佳路由，而不必像租用線業(yè)務(wù)一樣即使沒(méi)有業(yè)務(wù)發(fā)生也存在物理連接的線路，浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源。再加之在一條物理連接上能夠提供多個(gè)邏輯連接(PVC或SVC)，所需進(jìn)網(wǎng)端口數(shù)相應(yīng)減少，進(jìn)網(wǎng)設(shè)備也相應(yīng)減少，用戶接入費(fèi)用也隨之相應(yīng)減少。

（4）按需分配帶寬。雖然用戶在支付了一定數(shù)量的金額購(gòu)買的是承諾信息速率，但是突發(fā)性數(shù)據(jù)發(fā)生的時(shí)候，在網(wǎng)絡(luò)允許的范圍內(nèi)，可以使用更高的速率。

（5）兼容性好。FR保護(hù)了用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)接口和網(wǎng)絡(luò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)接口的詳細(xì)定義，不同的廠家制造的系統(tǒng)可以互通。2.缺點(diǎn)

（1）差錯(cuò)控制能力較差，不適合在誤碼率高的線路上傳輸。

（2）在提供更高速率鏈路上能力不足，目前最高提供T3/E3速率。

（3）對(duì)新業(yè)務(wù)(如IP語(yǔ)音和多媒體等應(yīng)用)支持不足。ＡＴＭ(AsynchronousTransferMode):CCITT在I系列建議中給ATM下了這樣的定義：ATM是一種轉(zhuǎn)換模式，在這一模式中信息被組織成信元（Cell），包含一段信息的信元并不需要周期性地出現(xiàn)在信道上，從這個(gè)意義上說(shuō)，這種傳輸是異步的。

5.6ATM異步傳輸模式

虛通道（VP，VirtualPath）和虛通路（VC，VirtualChannel）都是用來(lái)描述ATM信元單向傳輸?shù)穆酚?。在一條物理鏈路中由多條虛通道，而在一條虛通道中又包含了多條虛通路。物理通道、虛通道和虛通路是ATM中的三個(gè)重要概念，三者之間的關(guān)系如圖所示。ATM的體系結(jié)構(gòu)由三部分組成：用戶面控制面管理面高層物理層ATM層ATM適配層(AAL)控制面用戶面管理面面管理層管理應(yīng)用層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層物理層OSI參考模型

用戶面：提供用戶信息傳輸以及相關(guān)控制功能，如流量控制、差錯(cuò)控制等。控制面：用于完成呼叫和連接的控制，連接釋放等功能。管理面：分為面管理和層管理。面管理不分層，執(zhí)行與系統(tǒng)整體有關(guān)的管理功能，協(xié)調(diào)各平面之間的關(guān)系。層管理執(zhí)行與各層實(shí)體中的資源和參數(shù)有關(guān)的管理功能。

從ATM協(xié)議結(jié)構(gòu)看，又可以分為4層：物理層、ATM層、ATM適配層和高層高層物理層ATM層ATM適配層(AAL)控制面用戶面管理面面管理層管理應(yīng)用層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層傳輸層會(huì)話層表示層物理層OSI參考模型物理層:ATM物理層分為物理介質(zhì)相關(guān)子層（PM-PhysicalMedia）和傳輸匯聚子層（TC-TransmissionCoverage）。PM層負(fù)責(zé)在物理介質(zhì)上正確傳輸和接收比特流，完成僅與介質(zhì)相關(guān)的功能，包括編碼方案、操作模式、傳輸介質(zhì)等。TC層實(shí)現(xiàn)信元流與比特流的轉(zhuǎn)換、信元的定界與同步、速率適配等功能。ATM層:ATM層主要功能包括信元的多路復(fù)用、信元的VPI/VCI轉(zhuǎn)換、信元頭部的產(chǎn)生和提取、流量控制等。AAL層: