第五章廣域網(wǎng)連接技術(shù)

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計算機網(wǎng)絡(luò)第五章廣域網(wǎng)連接技術(shù)2023/2/41浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系主要內(nèi)容公用電話交換網(wǎng)1綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)ISDN2DDN3X.25網(wǎng)42023/2/42浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系主要內(nèi)容幀中繼5ATM網(wǎng)絡(luò)6xDSL接入技術(shù)72023/2/43浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系第五章廣域網(wǎng)連接技術(shù)1、廣域網(wǎng)的構(gòu)成當主機之間的距離較遠時，例如，相隔幾十或幾百公里，甚至幾千公里，局域網(wǎng)顯然就無法完成主機之間的通信任務。這時就需要另一種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，即廣域網(wǎng)。2023/2/44浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系由局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)組成互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)路由器廣域網(wǎng)結(jié)點交換機相距較遠的局域網(wǎng)通過路由器與廣域網(wǎng)相連組成了一個覆蓋范圍很廣的互聯(lián)網(wǎng)2023/2/45浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系應當注意即使是覆蓋范圍很廣的互聯(lián)網(wǎng)，也不是廣域網(wǎng)，因為在這種網(wǎng)絡(luò)中，不同網(wǎng)絡(luò)的“互連”才是其最主要的特征。廣域網(wǎng)是單個的網(wǎng)絡(luò)，它使用結(jié)點交換機連接各主機而不是用路由器連接各網(wǎng)絡(luò)。結(jié)點交換機在單個網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)分組，而路由器在多個網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的互聯(lián)網(wǎng)中轉(zhuǎn)發(fā)分組。連接在一個廣域網(wǎng)（或一個局域網(wǎng)）上的主機在該網(wǎng)內(nèi)進行通信時，只需要使用其網(wǎng)絡(luò)的物理地址即可。2023/2/46浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系5.1公用電話交換網(wǎng)公用電話交換網(wǎng)是為國內(nèi)公眾用戶提供電話業(yè)務而建立和經(jīng)營的電信網(wǎng)，簡稱PSTN。計算機通信利用現(xiàn)有的電話通信設(shè)施可以有效節(jié)約成本。拔號上網(wǎng)就是利用公用電話交換網(wǎng)絡(luò)，使用調(diào)制解調(diào)器通過電話撥號程序?qū)⒂脩舻挠嬎銠C連接到已接入Internet的一臺主機上，經(jīng)由主機系統(tǒng)訪問Internet，實現(xiàn)終端與計算機、終端之間或計算機之間的通信。2023/2/47浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系5.2綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)ISDN綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)是一種公用電信網(wǎng)絡(luò)，是由公用電話網(wǎng)發(fā)展起來的，為解決電話網(wǎng)速度慢，提供功能單一的缺點而設(shè)計的能提供多種服務的綜合性網(wǎng)絡(luò)。定義：ISDN是以綜合數(shù)字電話網(wǎng)（IDN）為基礎(chǔ)發(fā)展演變而成的通信網(wǎng)，能夠提供端到端的數(shù)字連接，用來支持包括話音在內(nèi)的多種電信業(yè)務，用戶能夠通過有限的一組標準化的多用途的用戶/網(wǎng)絡(luò)接口接入網(wǎng)內(nèi)。2023/2/48浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系5.2綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)ISDN按傳輸速率分窄帶ISDN（N-ISDN）寬帶ISDN（B-ISDN）相對電話網(wǎng)使用MODEM接入優(yōu)點可同時上網(wǎng)和打電話ISDN提供端到端的數(shù)字連接，方便計算機的接入可以提供高達數(shù)百千至2兆的全雙工數(shù)據(jù)帶寬2023/2/49浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系5.2綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)ISDNISDN網(wǎng)絡(luò)用戶接口圖ISDN終端設(shè)備TE1普通模擬設(shè)備TE2終端適配器TA網(wǎng)絡(luò)端接設(shè)備NTISDN交換機S接口U接口U接口是用戶網(wǎng)絡(luò)線接口S接口是由用戶終端接入的標準接口2023/2/410浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系5.2綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)ISDNCCITT規(guī)定了兩種UNI基本速率接口（BRI）包括一個D通道和兩個B通道，稱為2B+D。每個B信道可以64kb/s傳輸，“一線通”128K的速率就是指的2B的速率。基群速率接口（PRI）30B+D，B和D均為64kb/s的數(shù)字通道。2023/2/411浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系5.3DDN數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)是利用數(shù)字信道傳輸數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。不具備數(shù)據(jù)交換的功能，不同于通常的報文交換網(wǎng)和分級交換網(wǎng)。中國公用數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)（ChinaDDN）的建設(shè)始于20世紀90年代初，現(xiàn)已基本覆蓋全國大部分地區(qū)。2023/2/412浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系5.4X.25網(wǎng)分組交換是一種建立在“存儲--轉(zhuǎn)發(fā)”基礎(chǔ)上發(fā)展起來的數(shù)據(jù)交換技術(shù)，兼有電路交換和報文交換的優(yōu)點。X.25網(wǎng)就是X.25分組交換網(wǎng)，它是在二十多年前根據(jù)CCITT（即現(xiàn)在的ITU-T）的X.25建議書實現(xiàn)的計算機網(wǎng)絡(luò)。X.25協(xié)議包含了OSI七層模型中的下3層，定義了專用電路連接到公用數(shù)據(jù)網(wǎng)上的分組型數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）與數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備（DCE）之間的接口標準。X.25只是一個對公用分組交換網(wǎng)接口的規(guī)約。X.25所討論的都是以面向連接的虛電路服務為基礎(chǔ)。2023/2/413浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系X.25規(guī)定了DTE-DCE的接口X.25接口X.25接口X.25公用分組交換網(wǎng)VC2VC1DTEDTEDCEDCEDCEDTEX.25接口2023/2/414浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系5.4X.25網(wǎng)中國公用分組交換網(wǎng)（ChinaPAC)于1993年建立，是由中國郵電部建設(shè)和經(jīng)營的，能提供多種業(yè)務的全國分組交換網(wǎng)。用戶進網(wǎng)方式有電話撥號入網(wǎng)和專線入網(wǎng)兩種方式。普通用戶用一個調(diào)制解調(diào)器通過公用電話網(wǎng)連到分組交換網(wǎng)上，專用用戶可租用市話模擬線或數(shù)字數(shù)據(jù)專線，采用X.28或X.25規(guī)程，方便地進入CHINAPAC。2023/2/415浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系X.25網(wǎng)退出了歷史舞臺到了20世紀90年代，情況就發(fā)生了很大的變化。通信主干線路已大量使用光纖技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量大大提高使得誤碼率降低好幾個數(shù)量級，而X.25十分復雜的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議和分組層協(xié)議已成為多余的。PC機的價格急劇下降使得無硬盤的啞終端退出了通信市場。這正好符合因特網(wǎng)當初的設(shè)計思想：網(wǎng)絡(luò)應盡量簡單而智能應盡可能放在網(wǎng)絡(luò)以外的用戶端。2023/2/416浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系5.5幀中繼在20世紀80年代后期，許多應用都迫切要求增加分組交換服務的速率。幀中繼

FR(FrameRelay)就是一種支持高速交換的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。幀中繼在許多方面非常類似于X.25，被稱為第二代的X.25。今天的數(shù)字光纖網(wǎng)比早期的電話網(wǎng)具有低得多的誤碼率，如果減少結(jié)點對每個分組的處理時間，則各分組通過網(wǎng)絡(luò)的時延亦可減少，同時結(jié)點對分組的處理能力也就增大了。2023/2/417浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系幀中繼減少結(jié)點處理時間幀中繼不使用差錯恢復和流量控制機制。當幀中繼交換機收到一個幀的首部時，只要一查出幀的目的地址就立即進行轉(zhuǎn)發(fā)。因此在幀中繼網(wǎng)絡(luò)中，一個幀的處理時間比X.25網(wǎng)約減少一個數(shù)量級。這樣，幀中繼網(wǎng)絡(luò)的吞吐量要比X.25網(wǎng)絡(luò)的提高一個數(shù)量級以上。2023/2/418浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系幀中繼對差錯的處理當檢測到有誤碼時，結(jié)點要立即中止這次傳輸。當中止傳輸?shù)闹甘镜竭_下個結(jié)點后，下個結(jié)點也立即中止該幀的傳輸，并丟棄該幀。如果需要重傳出錯的幀，則由源站使用高層協(xié)議（而不是幀中繼協(xié)議）請求重傳該幀。因此，僅當幀中繼網(wǎng)絡(luò)本身的誤碼率非常低時，幀中繼技術(shù)才是可行的。2023/2/419浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系5.5幀中繼幀中繼網(wǎng)幀中繼交換機路由器局域網(wǎng)局域網(wǎng)虛電路路由器幀中繼網(wǎng)路由器局域網(wǎng)局域網(wǎng)虛電路路由器虛電路像一條專用電路用戶看不見幀中繼網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的幀中繼交換機2023/2/420浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系5.6ATM網(wǎng)絡(luò)人們曾經(jīng)設(shè)想過“未來最理想的”一種網(wǎng)絡(luò)應當是寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)B-ISDN。B-ISDN采用新的ATM交換技術(shù)。這種技術(shù)結(jié)合了電路交換和分組交換的優(yōu)點。雖然在B-ISDN并沒有成功，但ATM技術(shù)還是獲得了相當廣泛的應用，并在因特網(wǎng)的發(fā)展中起到了重要的作用。2023/2/421浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系5.6ATM網(wǎng)絡(luò)ATM是建立在電路交換和分組交換的基礎(chǔ)上的一種面向連接的快速分組交換技術(shù)。ATM采用定長分組作為傳輸和交換的單位。這種定長分組叫做信元(cell)。2023/2/422浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系A(chǔ)TM優(yōu)點選擇固定長度的短信元作為信息傳輸?shù)膯挝唬欣趯拵Ц咚俳粨Q。信元長度為53字節(jié)，其首部（可簡稱為信頭）為5字節(jié)。能支持不同速率的各種業(yè)務。所有信息在最低層是以面向連接的方式傳送，保持了電路交換在保證實時性和服務質(zhì)量方面的優(yōu)點。ATM使用光纖信道傳輸。由于光纖信道的誤碼率極低，且容量很大，因此在ATM網(wǎng)內(nèi)不必在數(shù)據(jù)鏈路層進行差錯控制和流量控制(放在高層處理)，因而明顯地提高了信元在網(wǎng)絡(luò)中的傳送速率。2023/2/423浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系A(chǔ)TM缺點ATM的一個明顯缺點就是信元首部的開銷太大，即5字節(jié)的信元首部在整個53字節(jié)的信元中所占的比例相當大。ATM的技術(shù)復雜且價格較高。ATM能夠直接支持的應用不多。10千兆以太網(wǎng)的問世，進一步削弱了ATM在因特網(wǎng)高速主干網(wǎng)領(lǐng)域的競爭能力。2023/2/424浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系A(chǔ)TM網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)元素ATM

端點（又稱為ATM端系統(tǒng)）通過點到點鏈路與ATM交換機相連。ATM

交換機是一個快速分組交換機（交換容量高達數(shù)百Gb/s），其主要構(gòu)件是：交換結(jié)構(gòu)(switchingfabric)若干個高速輸入端口和輸出端口必要的緩存2023/2/425浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系5.6ATM網(wǎng)絡(luò)1、ATM的協(xié)議參考模型

ATM的協(xié)議參考模型共有三層，大體上與OSI的最低兩層相當（但無法嚴格對應）。ATM層物理層PMD子層TC子層ATM適配層(AAL層)SAR子層CS子層321

ATM的層次2023/2/426浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系5.7XDSL接入技術(shù)數(shù)字用戶線路（DSL）是一項利用銅電話線路，將高帶寬信息傳送到家庭和小型企業(yè)的技術(shù)，可傳送數(shù)據(jù)，也可以傳送語音信號?？梢蕴峁┻h遠高于普通的模擬Modem的傳輸速率。優(yōu)勢：利用現(xiàn)有的電話線路。2023/2/427浙江郵電職業(yè)技術(shù)學院計算機系5.7XDSL接入技術(shù)DSL種類ADSL非對稱數(shù)字用戶線，下行速率可高