第五章 廣域網(wǎng)與接入技術(shù)

1、第五講網(wǎng)絡(luò)互連和廣域網(wǎng)技術(shù)5.1網(wǎng)絡(luò)互連5.1.1局域網(wǎng)互連需要(1)延長(zhǎng)局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)長(zhǎng)度(2)提高網(wǎng)絡(luò)效率和提高網(wǎng)絡(luò)性能：網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)太多。將大型網(wǎng)絡(luò)分成多個(gè)不同的網(wǎng)段(3)，建立完整的園區(qū)網(wǎng)絡(luò)或企業(yè)網(wǎng)絡(luò)(4)，以實(shí)現(xiàn)更大范圍的資源孔劉和信息交換：徐璐其他單位的局域網(wǎng)互連(5)全球信息交換和資源孔劉：和互聯(lián)網(wǎng)互連5.1.2網(wǎng)絡(luò)互連格式局域網(wǎng)；域網(wǎng)絡(luò)互連廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的互連局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)通過廣域網(wǎng)進(jìn)行互連5.1。3網(wǎng)絡(luò)互連的基本要求需要互連的網(wǎng)絡(luò)之間的一個(gè)或多個(gè)物理鏈路為網(wǎng)絡(luò)之間的通信提供路徑選擇和數(shù)據(jù)交換功能。不修改每個(gè)互連網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)和協(xié)議，而是利用網(wǎng)絡(luò)間的互連設(shè)備調(diào)整和

2、適應(yīng)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)的差異。網(wǎng)絡(luò)互連時(shí)，應(yīng)盡量減少互連對(duì)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)通信性能的影響。使用同一網(wǎng)絡(luò)之間的互連協(xié)議，圖5-1網(wǎng)絡(luò)互連，圖5-1中的虛線部分顯示了四種連接樣式。每個(gè)連接格式需要中間連接設(shè)備，以便數(shù)據(jù)包從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)搅硪粋€(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)進(jìn)行必要的轉(zhuǎn)換。我們將中間連接的設(shè)備稱為網(wǎng)絡(luò)間互連設(shè)備。5.1.4 WAN連接方法WAN中使用的傳輸技術(shù)主要包括電路交換、包交換和單元交換。通信部門的公共網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常用作通信鏈路，使用有線和無線傳輸介質(zhì)，例如雙絞線、光纖電纜、微波、衛(wèi)星、無線電波。1、撥號(hào)線路連接是廣域網(wǎng)連接方法，通過pstn-public switch telephone network(pstn-pub

3、lic switch telephone network)，通過電話線以撥號(hào)方式訪問網(wǎng)絡(luò)。撥號(hào)線連接是撥號(hào)線連接方法的主要特征，公用交換電話網(wǎng)PSTN中選擇所需的構(gòu)件。投資少，效果快，使用最廣泛的技術(shù)。使用雙絞線傳輸介質(zhì)，即普通電話線。采用電路交換技術(shù)。撥號(hào)線路不會(huì)限制距離，PSTN可以到達(dá)的任何地方都能到達(dá)網(wǎng)絡(luò)。可以跨越城市和國(guó)家。PSTN提供了通信雙方需要使用連接設(shè)備調(diào)制解調(diào)器(調(diào)制解調(diào)器)的模擬通道。傳輸速率相對(duì)較低，通常為9.6Kbps-56Kbps，通過調(diào)制解調(diào)器硬件壓縮后可達(dá)到115.2Kbps。語音傳輸和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信不能同時(shí)進(jìn)行。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單明了，拓?fù)涫切切蔚?。適用于單計(jì)算機(jī)訪

4、問網(wǎng)絡(luò)。工作原理發(fā)送方的計(jì)算機(jī)在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，首先通過異步接口(COM1-COM4)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖镜豈odem。發(fā)送方Modem將數(shù)字信號(hào)調(diào)制為模擬信號(hào)，并通過PSTN發(fā)送到接收方Modem。接收端Modem調(diào)節(jié)接收到的模擬信號(hào)，將其還原為數(shù)字信號(hào)，然后將其發(fā)送到本地計(jì)算機(jī)(圖5-2)。圖5-2撥號(hào)電纜的工作方式，圖5-2撥號(hào)電纜實(shí)例，通過公共交換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)、PSTN訪問互聯(lián)網(wǎng)的用戶需要“貓”和撥號(hào)軟件。撥號(hào)后，您可以啟動(dòng)IE internet連接方法，2，非對(duì)稱數(shù)字用戶線路(SDSL) xDSL。DSL包括ADSL非對(duì)稱數(shù)字用戶線(在我國(guó)使用最廣泛)RADSL速度自適應(yīng)非對(duì)稱數(shù)字用戶

5、線HDSL高比特率數(shù)字用戶線VDSL高比特率數(shù)字用戶線SDSL單線到HDSL數(shù)字用戶線(HDSL2)、非對(duì)稱數(shù)字用戶線(ADSL-Asymmement)等ADSL可以在現(xiàn)有電話線上傳輸高帶寬數(shù)據(jù)、多媒體和視頻信息，還可以在單個(gè)電話線上同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)和語音，這是從單個(gè)計(jì)算機(jī)高速訪問網(wǎng)絡(luò)的最新技術(shù)。ADSL技術(shù)提供的數(shù)據(jù)傳輸速率是不對(duì)稱的。下行速度：1.5 Mbps-8 Mbps；上行速度：16 kbps-640 kbps；ADSL的最大傳輸距離為5.5km。ADSL技術(shù)具有以下幾個(gè)主要特征：ADSL的工作頻帶具有4.4KHZ-1MHZ可傳輸聲音、視頻、數(shù)據(jù)等高信息傳輸速率。下行速度3360 1.5

6、 Mbps-8 Mbps；上行速度： 512Kbps-1Mbps傳輸距離：通過使用雙絞線(普通電話線)從電話線同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)和語音ADSL Modem和ADSL訪問服務(wù)器，可以配置硬件系統(tǒng)。使用PSTN提供的模擬信道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信技術(shù)。兩個(gè)組件：客戶端設(shè)備和本地設(shè)備客戶端設(shè)備要求ATU-R (ADSL傳輸單元)對(duì)ADSL型號(hào)、ADSL路由器、寬帶路由器DMT調(diào)制和曹征、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、路由分離語音信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)本地設(shè)備進(jìn)行DSL訪問多路復(fù)用器(DSL Access)如果以太網(wǎng)上PPPoE(PPP over Ethernet，PPPoE)以太網(wǎng)的中心或交換機(jī)使用雙絞線連接到ATU-R獨(dú)立設(shè)備，

7、請(qǐng)使用雙絞線將卡連接到ATU-R，以加載PPPoE堆棧，這樣PP協(xié)議在以太網(wǎng)上運(yùn)行的多個(gè)用戶就可以共享ADSL線路。安裝ADSL 1、在計(jì)算機(jī)上安裝網(wǎng)卡(普通以太網(wǎng)卡)2、安裝ADSL調(diào)制解調(diào)器的信號(hào)分離器(過濾器、sprite)3、安裝ADSL調(diào)制解調(diào)器、交叉電纜、3、Cabel Modem Cabel Modem Cabel Modem為視頻信號(hào)業(yè)務(wù)這項(xiàng)技術(shù)也有不對(duì)稱的特性，上下行速各不相同。Cabel Modem的上游速度為768Kbps，下游速度最高為38Mbps。目前有兩個(gè)Cabel Modem標(biāo)準(zhǔn)：MCNS和DOSSIS。4，DDN數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(DDN)是公共數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，是我國(guó)通

8、信部構(gòu)建的公共網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為國(guó)內(nèi)用戶提供多種波特率(64Kbps-2Mbps)的數(shù)字專用線路租賃服務(wù)。包括DDN交換機(jī)和傳輸線路，如光纖和雙絞線。DDN為用戶提供高帶寬、高質(zhì)量的數(shù)據(jù)傳輸通道。數(shù)字穿梭機(jī)有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。T1是北美標(biāo)準(zhǔn)，帶寬為1.544Mbps，E1是歐洲標(biāo)準(zhǔn)，帶寬為2.048Mbps，公共數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(DDN)使用歐洲標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)通道的帶寬為64Kbps。DDN數(shù)字專線可提供高質(zhì)量的高速數(shù)據(jù)傳輸，常用于遠(yuǎn)程LAN到點(diǎn)連接，是當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的WAN連接技術(shù)之一。功能：DDN為64K、128K、256K、512Kbps.為用戶提供不同速度的數(shù)字線路，提供2.048Mbps的帶寬。DDN數(shù)字

9、專線是永久性傳輸通道，從通道傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)，不受干擾，信號(hào)損失小，衰減小。DDN傳輸質(zhì)量高，等待時(shí)間低，線路可用性高。DDN沒有交換功能，僅提供一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)專用鏈路。DDN是完全透明的網(wǎng)絡(luò)，支持所有上層協(xié)議。傳輸距離很遠(yuǎn)，用數(shù)字專線連接的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)可以徐璐連接到其他城市，甚至其他國(guó)家的網(wǎng)絡(luò)。PPP和HDLC協(xié)議可用于通過DDN連接到遠(yuǎn)程LAN。適合高速遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)互連，DDN網(wǎng)絡(luò)中的配置用戶設(shè)備：數(shù)據(jù)終端設(shè)備、計(jì)算機(jī)、網(wǎng)橋、路由器等網(wǎng)絡(luò)訪問設(shè)備：調(diào)制解調(diào)器、基帶傳輸設(shè)備(DSU/CSU)、分時(shí)多路復(fù)用、語音/數(shù)字多路復(fù)用設(shè)備等。DDN節(jié)點(diǎn)：重用和數(shù)字交叉連接系統(tǒng)(DCS) NMC:網(wǎng)絡(luò)中心配置網(wǎng)絡(luò)結(jié)

10、構(gòu)和業(yè)務(wù)，實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，收集、統(tǒng)計(jì)和報(bào)告網(wǎng)絡(luò)信息、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)警報(bào)、線路利用率等。，DDN節(jié)點(diǎn)，DDN節(jié)點(diǎn)，DDN節(jié)點(diǎn)，數(shù)字專用線，數(shù)字專用線，NMC，CSU/DSU，CSU/DSU從E1電路信號(hào)中提取同步時(shí)鐘，并將其發(fā)送到路由器和接收時(shí)鐘。實(shí)例：通過DDN進(jìn)行LAN互連；圖5-3 DDN實(shí)例；通過X.25數(shù)據(jù)包交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行LAN互連；64KB/S、X.25，64 kb/S、LAN1、LAN1幀中繼基本上與X.25相同。即，使用組交換技術(shù)進(jìn)行對(duì)等點(diǎn)通信。但是，X.25協(xié)議有幾個(gè)不同之處，即它包含低三層協(xié)議，幀中繼僅包含物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。根據(jù)設(shè)計(jì)，幀中繼與X.25的區(qū)別在于幀中繼側(cè)重于快速

11、傳輸，而X.25強(qiáng)調(diào)高可靠性，因此，它檢查X.25網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，具有錯(cuò)誤處理機(jī)制，幀中繼省略了此功能，因此幀中繼的傳輸速度更快(64KBB幀中繼的性能優(yōu)于X.25，最適合遠(yuǎn)距離多節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸用戶)。圖5-4幀中繼網(wǎng)絡(luò)實(shí)例，幀中繼WAN配置FRS:幀中繼網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備FRAD:幀中繼封裝/封裝器，F(xiàn)RS，F(xiàn)RS，F(xiàn)RS使用帶外信號(hào)，撥號(hào)連接速度快。在ISDN中，用戶與統(tǒng)一業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò)之間的連接與數(shù)字位管道相同。流水線上的位流可以來自數(shù)字電話、數(shù)字傳真或其他終端，位流可以雙向流。ISDN用戶類型：家庭或小型單位：在用戶家里或辦公室安裝客戶機(jī)接機(jī)設(shè)備(NT1)，通過NT1將用戶的電話、傳真、計(jì)算機(jī)

12、等連接到ISDN交換站，最多可以使用8個(gè)用戶設(shè)備。只要一條線。更大的單元：需要更多的用戶設(shè)施和更大的訪問帶寬，因此有更多的電話和終端。NT1不足。需要僅限ISDN的PBX (PBX)。這稱為第二種類型的網(wǎng)絡(luò)縱斷面(NT2)。類似于電話交換機(jī)。家庭用戶通過ISDN訪問internet的示例，企業(yè)/機(jī)構(gòu)通過ISDN訪問internet的示例，可以是單獨(dú)的設(shè)備，也可以通過接口卡連接到微計(jì)算機(jī)。對(duì)于LAN用戶，此設(shè)備必須使用路由器或遠(yuǎn)程訪問服務(wù)器。圖5-5是使用微波無線網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程LAN實(shí)例，10 .異步傳輸模式(ATM)、傳輸模式同步傳輸模式(STM)異步傳輸模式(ATM)。ATM基于電路交換和組交換

13、。吸收了電路交換的實(shí)時(shí)性和組交換靈活性的優(yōu)點(diǎn)?；舅枷胧怯靡粋€(gè)小的固定長(zhǎng)度組傳輸所有類型的信息。ATM的傳輸單元長(zhǎng)度為53字節(jié)的短組，稱為單元(Cell)。其中5字節(jié)是單元標(biāo)頭，48字節(jié)是有效負(fù)載，可以高速傳輸數(shù)據(jù)、語音、視頻和多媒體。當(dāng)前的最大速度為10Gb/s，預(yù)計(jì)達(dá)到40gb/s。具有優(yōu)秀的服務(wù)質(zhì)量(QoS)保證。極小的傳輸延遲和抖動(dòng)，極小的細(xì)胞損失率。ATM是寬帶集成業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(B-ISDN)的默認(rèn)傳輸方法。主要用于廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)。在局域網(wǎng)中，優(yōu)勢(shì)不大，逐漸被FE，GE取代。，ATM的主要特性固定長(zhǎng)度分組(5字節(jié)單元頭48字節(jié)有效負(fù)載)使用虛擬電路連接，在傳輸錯(cuò)誤時(shí)更正錯(cuò)誤而不是請(qǐng)求

14、重新發(fā)送。UTP、STP、MMF、SMF等多種介質(zhì)。速度為1.544Mb/s到10gb/s。提供優(yōu)秀的服務(wù)質(zhì)量保證(QoS)功能第4類服務(wù)：CBR(調(diào)度比特率)服務(wù)可變比特率(VBR)服務(wù)可用比特率(ABR)服務(wù)待定比特率(UBR)服務(wù)；CBR:虛擬固定帶寬電路，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯?shí)時(shí)性。VBR:可保證傳輸可靠性、實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)的虛擬可變帶寬電路，ABR:可保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，但不能保證傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。UBR:不能保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，也不能保證傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性。ATM協(xié)議體系結(jié)構(gòu)分為三層，分別對(duì)應(yīng)于OSI的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層ATM物理層。這意味著在物理介質(zhì)(包括用于ATM的電氣接口和物理接口)中按位傳輸單元。ATM層：?jiǎn)卧渲?、錯(cuò)誤控制、虛擬電路創(chuàng)建/取消ATM適配器層：對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分區(qū)和重新配置，為各種數(shù)據(jù)傳輸類型提供正確的QoS標(biāo)準(zhǔn)。物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、OSI、ATM、ATM網(wǎng)絡(luò)配置最簡(jiǎn)單的ATM網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的ATM網(wǎng)絡(luò)、光纖和ATM應(yīng)用程序通過局域網(wǎng)(如園區(qū)網(wǎng)絡(luò)主干)的主干鏈路連接到服務(wù)器的高速鏈路，特別是在服務(wù)器場(chǎng)Windows2000/XP/2003上例如，通過ATM連接兩個(gè)FR網(wǎng)絡(luò)，ATM傳輸交換機(jī)多千兆位服務(wù)(SMDS)用于支持IEEE802.6 MAN標(biāo)準(zhǔn)(DBDQ)網(wǎng)絡(luò)。CCITT將國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)3360的默認(rèn)SDH速度設(shè)置為155.520