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1、1 广域网与网络互联问题问题原由原由随着计算机、通信和计算机网络技术的飞速发展，随着计算机、通信和计算机网络技术的飞速发展，单一的局域网已不能满足社会对信息的需求，需将单一的局域网已不能满足社会对信息的需求，需将分布在不同地理位置的多个相同或不同类型的计算分布在不同地理位置的多个相同或不同类型的计算机网络互联机网络互联,以实现更广泛的资源共享和信息交流。以实现更广泛的资源共享和信息交流。本章重点讨论数字数据网（本章重点讨论数字数据网（DDN）和帧中继（）和帧中继（FR）网）网技术、网络互联的基本形式、网络互联设备的工作技术、网络互联的基本形式、网络互联设备的工作原理，以及局域网与局域网互联和局
2、域网与广域网原理，以及局域网与局域网互联和局域网与广域网互联技术。互联技术。教学教学重点重点能力能力要求要求熟悉：熟悉：计算机广域网的基本概念计算机广域网的基本概念、数据网及帧中继数据网及帧中继 网技术网技术、网络互联设备网络互联设备与网络与网络互联方法互联方法。掌握：掌握：网络互联的基本概念网络互联的基本概念、工作原理、工作原理、典型互联典型互联 网络的实现方法与技术网络的实现方法与技术。制作人：张越2本章内容 1 计算机计算机广域网广域网 3 局域网与局域网互联局域网与局域网互联 2 计算机计算机网络互联网络互联 4 局域网与广域网互联局域网与广域网互联 5 多层交换技术多层交换技术3知识
3、结构广广域域网网与与网网络络互互联联计算机网络互联计算机网络互联利用路由器实现互联利用路由器实现互联计算机广域网计算机广域网局域网与广域局域网与广域网互联网互联网络互联的类型网络互联的类型网络互联的目的网络互联的目的网络互联的内涵网络互联的内涵利用网关实现互联利用网关实现互联利用网桥实现互联利用网桥实现互联利用中继器实现互联利用中继器实现互联 广域网类型广域网类型 广域网组网广域网组网 数字数据网数字数据网网络互联的层次网络互联的层次互联设备的对比互联设备的对比 帧中继网帧中继网 ATM网网第二、三层交换第二、三层交换第四、七层交换第四、七层交换局域网与局域局域网与局域网互联网互联局域网与广域
4、局域网与广域网互联网互联41 计算机广域网 广域网广域网(Wide Area Network(Wide Area Network）是以信息传输为主要目）是以信息传输为主要目的的数据通信网，是进行网络互联的中间媒介。由于广域的的数据通信网，是进行网络互联的中间媒介。由于广域网能连接多个城市或国家，并能实现远距离通信，因而又网能连接多个城市或国家，并能实现远距离通信，因而又称为远程网。广域网与局域网之间，既有区别称为远程网。广域网与局域网之间，既有区别,又有联系又有联系。对于局域网，人们更多关注的是如何根据应用需求来对于局域网，人们更多关注的是如何根据应用需求来规划规划、建立和应用，强调的是资源共
5、享；对于广域网，侧建立和应用，强调的是资源共享；对于广域网，侧重的是网络能够提供什么样的数据传输业务，以及用户如重的是网络能够提供什么样的数据传输业务，以及用户如何接入网络等，强调的是数据传输。由于广域网的体系结何接入网络等，强调的是数据传输。由于广域网的体系结构不同，广域网与局域网的应用领域也不同。广域网具有构不同，广域网与局域网的应用领域也不同。广域网具有传输媒体多样化、连接多样化、结构多样化、服务多样化传输媒体多样化、连接多样化、结构多样化、服务多样化的特点，广域网技术及其管理都很复杂。的特点，广域网技术及其管理都很复杂。51.1广域网的组网 1 1 1 1、广域网的基本组成、广域网的基
6、本组成、广域网的基本组成、广域网的基本组成 与局域网相似与局域网相似,广域网也由通信子网和资源子网组成广域网也由通信子网和资源子网组成,如图如图5-15-1所示。所示。图图 5-1 5-1 广域网的基本组成广域网的基本组成CADEHost1Host1Host4Host4Host3Host3Host2Host2通信子网通信子网B 广域网中包含很多用来运行系统程序、用户应用程序的主广域网中包含很多用来运行系统程序、用户应用程序的主机机(Host)(Host)，如服务器、路由器、网络智能终端等。其通信子网，如服务器、路由器、网络智能终端等。其通信子网工作在工作在OSI/RMOSI/RM的下的下3 3
7、层层,OSI/RM,OSI/RM高层的功能由资源子网完成。高层的功能由资源子网完成。61.1广域网的组网 2 2 2 2、广域网的组网方式、广域网的组网方式、广域网的组网方式、广域网的组网方式 为了适应广域网的特点，广域网提供了面向连接的服务模为了适应广域网的特点，广域网提供了面向连接的服务模式和面向无连接的服务模式。式和面向无连接的服务模式。面向连接服务模式：面向连接服务模式：好比电话系统好比电话系统,进行数据传输之前进行数据传输之前要建立连接，然后方可进行数据传输。要建立连接，然后方可进行数据传输。面向无连接服务模式：面向无连接服务模式：好比邮政系统好比邮政系统,每个数据分组带每个数据分组
8、带有完整的目的地址，经由系统选择的不同路径独立进行传输有完整的目的地址，经由系统选择的不同路径独立进行传输。上述两种服务模式各有所长。在实际应用中，对信道数据上述两种服务模式各有所长。在实际应用中，对信道数据传输质量较好、实时性要求不高的应用，采用面向无连接的服传输质量较好、实时性要求不高的应用，采用面向无连接的服务模式较好；相反，则采用面向连接的服务模式较好。对应于务模式较好；相反，则采用面向连接的服务模式较好。对应于两种不同的数据传输模式，广域网提供了虚电路和数据报两种两种不同的数据传输模式，广域网提供了虚电路和数据报两种不同的组网方式。不同的组网方式。71.2广域网的类型 广域网主要由交
9、换结点和公用数据网广域网主要由交换结点和公用数据网(PDN)(PDN)所组成所组成。如果如果按公用数据网划分按公用数据网划分,有有PSTNPSTN、ISDNISDN、X.25X.25、DDNDDN、FRFR、ATMATM等等。按交换结点相互连接的方式进行划分，可分为以下按交换结点相互连接的方式进行划分，可分为以下3 3种类型：种类型：1 1 1 1、线路交换网、线路交换网、线路交换网、线路交换网 线路交换网即电路交换网，是面向连接的交换网络。线路交换网即电路交换网，是面向连接的交换网络。公用交换电话网（公用交换电话网（PSTNPSTN）：）：也常被称为也常被称为“电话网电话网”,是人们打电话时
10、所依赖的传输和交换网络是人们打电话时所依赖的传输和交换网络,是数字交换和电话是数字交换和电话交换两种技术的结合。交换两种技术的结合。PSTNPSTN的组成如下图所示。的组成如下图所示。81.2广域网的类型 综合业务数据网综合业务数据网(lSDN)(lSDN)：是以电话综合数字网是以电话综合数字网(IDN)(IDN)为基础发展起来的通信网，是由国际电报和电话顾问委员会为基础发展起来的通信网，是由国际电报和电话顾问委员会(CCITT)(CCITT)和各国的标准化组织开发的一组标准。和各国的标准化组织开发的一组标准。ISDN的主要的主要目标就是提供适合于声音和非声音的综合通信系统来代替模目标就是提供
11、适合于声音和非声音的综合通信系统来代替模拟电话系统。拟电话系统。1984 1984年年1010月月CCITTCCITT给出了给出了ISDNISDN的定义：的定义：“ISDNISDN是由综合数是由综合数字电话网发展起来的一个网络，它提供端到端的数字连接以字电话网发展起来的一个网络，它提供端到端的数字连接以支持广泛的服务，包括声音和非声音的，用户的访问是通过支持广泛的服务，包括声音和非声音的，用户的访问是通过少量、多用途的用户网络标准实现的少量、多用途的用户网络标准实现的”。ISDN ISDN的发展分为两个阶段：第一代为窄带综合业务数字的发展分为两个阶段：第一代为窄带综合业务数字网（网（N-ISD
12、N）,第二代为宽带综合业务数字网（第二代为宽带综合业务数字网（B-ISDN）。N-ISDN基于有限的特定带宽基于有限的特定带宽,B-ISDN基于基于ATMATM异步传输模式异步传输模式的综合业务数字网，它的最高速率是的综合业务数字网，它的最高速率是N-ISDN的的100100倍以上。倍以上。91.2广域网类型 2 2 2 2、专用线路网、专用线路网、专用线路网、专用线路网 专用线路数据网是通过电信运营商在通信双方之间建立专用线路数据网是通过电信运营商在通信双方之间建立的永久性专用线路的永久性专用线路,适合于有固定速率的高通信量网络环境适合于有固定速率的高通信量网络环境。目前最流行的专用线路类型
13、是目前最流行的专用线路类型是DDNDDN。3 3 3 3、分组交换网、分组交换网、分组交换网、分组交换网 分组交换数据网（分组交换数据网（PSDNPSDN）是一种以分组为基本数据单元）是一种以分组为基本数据单元进行数据交换的通信网络。进行数据交换的通信网络。PSDNPSDN诞生于诞生于2020世纪世纪7070年代，是最年代，是最早被广泛应用的广域网技术早被广泛应用的广域网技术,著名的著名的ARPAnetARPAnet就是使用分组交就是使用分组交换技术组建的。通过公用分组交换数据网不仅可以将相距很换技术组建的。通过公用分组交换数据网不仅可以将相距很远的局域网互联起来，也可以实现单机接入网络。它采
14、用分远的局域网互联起来，也可以实现单机接入网络。它采用分组交换（包交换）传输技术，是一种包交换的公共数据网。组交换（包交换）传输技术，是一种包交换的公共数据网。典型的分组交换网有：典型的分组交换网有：X.25X.25网、帧中继网、网、帧中继网、ATMATM等。等。101.3数字数据网（DDN）1 1 1 1、DDNDDNDDNDDN的概念的概念的概念的概念 数字数据网（数字数据网（DDNDDN）是由光纤、数字微波或卫星等数字传输）是由光纤、数字微波或卫星等数字传输通道和数字交叉复用设备组成的数字通信网络。通道和数字交叉复用设备组成的数字通信网络。2 2 2 2、DDNDDNDDNDDN的结构组
15、成的结构组成的结构组成的结构组成 DDN DDN主要由本地传输系统、交叉连接主要由本地传输系统、交叉连接/复用系统、局间传输复用系统、局间传输系统和网络管理系统等组成。系统和网络管理系统等组成。DDNDDN的结构如图的结构如图5-25-2所示。所示。图图 6-2 DDN的网络结构的网络结构DXCDXCDXCNAU本地传输系统本地传输系统本地传输系统本地传输系统局间传输系统局间传输系统数字信道数字信道用户线用户线网络管理控制中心网络管理控制中心用户线用户线NAUDTEDTE图图 5-25-2 DDNDDN的结构的结构111.3数字数据网（DDN）本地传输系统：本地传输系统：由用户设备、用户线和网
16、络接入单由用户设备、用户线和网络接入单元组成，其中把用户线和网络接入单元称为用户环路。元组成，其中把用户线和网络接入单元称为用户环路。交叉连接交叉连接/复用系统：复用系统：主要由数字交叉连接（主要由数字交叉连接（DXCDXC）设备组成。数字交叉连接设备是设备组成。数字交叉连接设备是DDNDDN中的主要结点设备，它中的主要结点设备，它是对数字群路信号及其子速率信号进行交换的设备。是对数字群路信号及其子速率信号进行交换的设备。局间传输系统：局间传输系统：是指是指DDNDDN中各结点机通过数字信道中各结点机通过数字信道连接组成的局间网络拓扑结构。局间传输的数字信道是指连接组成的局间网络拓扑结构。局间
17、传输的数字信道是指数字传输系统中的基群（数字传输系统中的基群（2Mbit/s2Mbit/s）信道。）信道。网络管理系统：网络管理系统：系统包括用户接入管理、路由的选系统包括用户接入管理、路由的选择、网络资源的调度、网络状态的监控、网络故障诊断、择、网络资源的调度、网络状态的监控、网络故障诊断、网络运行数据的收集与统计、计费的统计等。网络运行数据的收集与统计、计费的统计等。图图 6-2 DDN的网络结构的网络结构121.3数字数据网（DDN）时分复用时分复用技术技术通信方式通信方式灵活灵活全透明全透明传输传输传输质传输质量好量好有网络管有网络管理中心理中心传输速传输速率高率高 3 3 3 3、D
18、DNDDNDDNDDN的功能特点的功能特点的功能特点的功能特点 DDNDDN具有通话、传真、数据传输、会议电视、帧中继、组具有通话、传真、数据传输、会议电视、帧中继、组建虚拟专网等多种功能，并具有以下特点：建虚拟专网等多种功能，并具有以下特点：131.3数字数据网（DDN）1基本业务：基本业务：点对点、点到多点通信业务。点到多点通信可以将点对点、点到多点通信业务。点到多点通信可以将数据信息流从一点同时传送到多点，使多点同时得到同一信息数据信息流从一点同时传送到多点，使多点同时得到同一信息2帧中继业务：帧中继业务：是通过在是通过在DDN节点上设置帧中继模块来实现的，节点上设置帧中继模块来实现的，
19、提供永久性虚电路（提供永久性虚电路（PVC）连接方式的帧中继业务。）连接方式的帧中继业务。3话音话音/G3传真业务：传真业务：通过在用户入网处设置的话音服务模块提供通过在用户入网处设置的话音服务模块提供压缩话音压缩话音/G3传真业务。传真业务。4虚拟专用网（虚拟专用网（VPN）业务：）业务：VPN是利用是利用DDN的部分网络资源所的部分网络资源所形成的一种虚拟网络。形成的一种虚拟网络。4 4 4 4、DDNDDNDDNDDN提供的业务提供的业务提供的业务提供的业务 DDN DDN实际上是我们常说的数据租用专线，是近年来广泛使实际上是我们常说的数据租用专线，是近年来广泛使用的数据通信服务，用的数
20、据通信服务，DDNDDN提供的业务主要有以下提供的业务主要有以下4 4项：项：141.3数字数据网（DDN）5 5 5 5、DDNDDNDDNDDN的组网方式的组网方式的组网方式的组网方式 1数据终端接口单元接入：数据终端接口单元接入：这是通常情况下的组网方式，其接口这是通常情况下的组网方式，其接口标准符合标准符合ITU-T V.24、V.35和和X.21。2Modem接入：接入：在电信局在电信局DDN节点机机房配置一台调制解调器节点机机房配置一台调制解调器,在用户终端配置另一台与其相同或兼容的调制解调器。在用户终端配置另一台与其相同或兼容的调制解调器。3xDSL系列设备接入：系列设备接入：适
21、用于支持高速用户接入，如适用于支持高速用户接入，如HDSL接入接入速率可达速率可达2048Kbit/s。4节点机接入：节点机接入：将小容量将小容量DDN节点直接放到用户机房内。用户节节点直接放到用户机房内。用户节点和网络节点之间采用光端机和光纤点和网络节点之间采用光端机和光纤,提供一个或多个提供一个或多个E1E1连接。连接。5光纤电路接入：光纤电路接入：已将光纤接入到网络用户的家中，通信速率可已将光纤接入到网络用户的家中，通信速率可灵活选择。灵活选择。151.3数字数据网（DDN）6 6 6 6、DDNDDNDDNDDN的主要应用的主要应用的主要应用的主要应用 DDNDDN作为一种数据业务的承
22、载网络作为一种数据业务的承载网络,不仅可以实现用户终不仅可以实现用户终端的接入，而且可以满足用户网络的互联，扩大信息的交换端的接入，而且可以满足用户网络的互联，扩大信息的交换与应用范围，在各行各业、各个领域中的应用也较广泛。与应用范围，在各行各业、各个领域中的应用也较广泛。DDN DDN的主要应用有：数据传输，语音、图像传输，民航、的主要应用有：数据传输，语音、图像传输，民航、火车站售票连网火车站售票连网,银行联网、股市行情广播及交易银行联网、股市行情广播及交易,信息数据信息数据库查询等库查询等。特别适用于业务量大特别适用于业务量大、实时性强的数据通信使用实时性强的数据通信使用。随着多媒体通信
23、的普及，人们对网络的带宽、时延、传随着多媒体通信的普及，人们对网络的带宽、时延、传输质量等提出了更高的要求。输质量等提出了更高的要求。DDNDDN独享资源独享资源,信道专用将会造信道专用将会造成一部分网络资源的浪费，并对多媒体信息传输显得带宽太成一部分网络资源的浪费，并对多媒体信息传输显得带宽太窄窄,致使现有致使现有DDNDDN传输技术不能适应数据业务的发展和网络规传输技术不能适应数据业务的发展和网络规模的扩大。模的扩大。161.4帧中继（FR）网 1 1 1 1、帧中继网概念、帧中继网概念、帧中继网概念、帧中继网概念 帧中继帧中继(Frame Relay，FR)又又称快速分组交换，它是在称快
24、速分组交换，它是在分组交换数据分组交换数据网（网（PSDN）的的基础上发展起来的、在综合业基础上发展起来的、在综合业务数字务数字网（网（ISDN）标标准化过程中一项最重要的革新技术，准化过程中一项最重要的革新技术，是在数字光纤传输线路逐渐代替原有的模拟线路是在数字光纤传输线路逐渐代替原有的模拟线路、用户终端用户终端日益智能化的情况下，由日益智能化的情况下，由X.25分组交换网发展起来的一种快分组交换网发展起来的一种快速分组交换网。速分组交换网。帧中继采用了两种关键技术，即帧中继采用了两种关键技术，即“虚拟租用线路虚拟租用线路”和和“流水线流水线”技术，从而使帧中继能够面向需要高带宽、低费用、技
25、术，从而使帧中继能够面向需要高带宽、低费用、额外开销低的用户群，而得到广泛应用。额外开销低的用户群，而得到广泛应用。171.4帧中继（FR）网图图 5-4 5-4 帧中继组成结构帧中继组成结构FRFR交换机交换机帧中继网络帧中继网络FRFR交换机交换机FR交换机交换机LANLAN路由器路由器FRFR终端终端FRADFRFR交换机交换机 2 2 2 2、帧中继网的结构组成、帧中继网的结构组成、帧中继网的结构组成、帧中继网的结构组成 在物理实现上，帧中继网络由用户设备与网络交换设备组在物理实现上，帧中继网络由用户设备与网络交换设备组成，其典型结构如图成，其典型结构如图5-45-4所示。所示。FR交
26、换机是帧中继网络的核心，其功能作用类似于以太网交换机是帧中继网络的核心，其功能作用类似于以太网交换机交换机,都是在数据链路层完成对帧的传送。帧中继网络中的用都是在数据链路层完成对帧的传送。帧中继网络中的用户设备负责把数据帧送到帧中继网络。户设备负责把数据帧送到帧中继网络。181.4帧中继（FR）网3 3 3 3、帧中继网的功能特点、帧中继网的功能特点、帧中继网的功能特点、帧中继网的功能特点 1误码率低：误码率低：采用光纤作为传输介质，将分组交换机之间的恢复采用光纤作为传输介质，将分组交换机之间的恢复差错、防止拥塞的处理过程简化差错、防止拥塞的处理过程简化,使数据传输误码率大大降低。使数据传输误
27、码率大大降低。2效率高：效率高：帧中继将分组通信的三层协议简化为两层，大大缩短帧中继将分组通信的三层协议简化为两层，大大缩短了处理时间，提高了效率。了处理时间，提高了效率。3适合多媒体传输：适合多媒体传输：帧中继以帧为单位进行数据交换，特别适合帧中继以帧为单位进行数据交换，特别适合于作为网间数据传输单元，适用于多媒体信息的传输。于作为网间数据传输单元，适用于多媒体信息的传输。4电路利用率高：电路利用率高：帧中继采取统计复用方式，因而提高了电路利帧中继采取统计复用方式，因而提高了电路利用率，能适应突发性业务的需要。用率，能适应突发性业务的需要。5连接性能好：连接性能好：帧中继网是由许多帧中继交换
28、机通过中继电路连帧中继网是由许多帧中继交换机通过中继电路连接组成的通信网络，可为各种网络提供快速、稳定的连接。接组成的通信网络，可为各种网络提供快速、稳定的连接。191.4帧中继（FR）网 4 4 4 4、帧中继网提供的业务、帧中继网提供的业务、帧中继网提供的业务、帧中继网提供的业务 帧中继是一个简单的面向连接的虚电路分组业务，它既帧中继是一个简单的面向连接的虚电路分组业务，它既提供交换虚电路（提供交换虚电路（PVCPVC），也提供永久虚电路（），也提供永久虚电路（SVCSVC）。帧中）。帧中继允许用户以高于约定传输速率的速率发送数据，而不必承继允许用户以高于约定传输速率的速率发送数据，而不必
29、承担额外费用。帧中继可适用于以下情况：担额外费用。帧中继可适用于以下情况：在用户通信所需带宽要求为在用户通信所需带宽要求为64kbps64kbps2Mbps2Mbps且参与通且参与通信的用于多于两个。信的用于多于两个。通信距离较长，应优先选用帧中继。通信距离较长，应优先选用帧中继。数据业务量为突发性的数据业务量为突发性的,由于帧中继具有动态分配带由于帧中继具有动态分配带宽的能力，选用帧中继可以有效处理。宽的能力，选用帧中继可以有效处理。帧中继适合于远距离或突发性的数据传输，特别适用于帧中继适合于远距离或突发性的数据传输，特别适用于局域网之间互联。局域网之间互联。201.4帧中继（FR）网 5
30、5 5 5、帧中继网的组网方式、帧中继网的组网方式、帧中继网的组网方式、帧中继网的组网方式 若用户需要接入帧中继网若用户需要接入帧中继网,则可以根据用户的网络类型选择则可以根据用户的网络类型选择适合的组网方式。适合的组网方式。局域网接入：局域网接入：用户接入帧中继网络一班通过用户接入帧中继网络一班通过FRADFRAD设备，设备，FRADFRAD指支持帧中继的主机指支持帧中继的主机、网桥网桥、路由器等路由器等,连接如图连接如图5-55-5所示。所示。图图 5-5 5-5 LANLAN接入帧中继网示意图接入帧中继网示意图帧中继交换帧中继交换机终端机终端路由器路由器UNIUNIFRADFRSFRSF
31、RSFRS帧中继网帧中继网帧中继终端帧中继终端局域网局域网211.4帧中继（FR）网 终端接入：终端接入：终端通常是指终端通常是指PCPC或大型主机，大部分终端或大型主机，大部分终端是通过是通过FRAD设备接入到帧中继网络。如果是具有标准设备接入到帧中继网络。如果是具有标准UNI（用户网络接口）的终端，例如具有用户网络接口）的终端，例如具有PPP、SNA或或X.25协议协议的终端，则可作为帧中继终端直接接入帧中继网络。帧中继的终端，则可作为帧中继终端直接接入帧中继网络。帧中继终端或终端或FRADFRAD设备可以采用直通用户电路接入到帧中继网络，设备可以采用直通用户电路接入到帧中继网络，也可采用
32、电话交换电路或也可采用电话交换电路或ISDN交换电路接入帧中继网络。交换电路接入帧中继网络。专用帧中继网接入：专用帧中继网接入：用户专用帧中继网接入公用帧中用户专用帧中继网接入公用帧中继网时，通常将专用网中的规程接入到公用帧中继网络。继网时，通常将专用网中的规程接入到公用帧中继网络。221.4帧中继（FR）网 6 6 6 6、帧中继网的主要应用、帧中继网的主要应用、帧中继网的主要应用、帧中继网的主要应用 帧中继网的应用十分广泛，但主要用在公共或专用网上帧中继网的应用十分广泛，但主要用在公共或专用网上的局域网互联以及广域网连接。的局域网互联以及广域网连接。局域网互联局域网互联图像文件传送图像文件
33、传送局域网互联是帧中继最典型的一种应用局域网互联是帧中继最典型的一种应用,在世界上已经建成的帧中继网中在世界上已经建成的帧中继网中,其用户其用户数量占数量占9090以上。以上。虚拟专用网虚拟专用网帧中继网络帧中继网络可以将几个结点划分为一个分可以将几个结点划分为一个分区，并可设置相对独立的网络管理机构对区，并可设置相对独立的网络管理机构对分区内的各种资源进行管理。分区内的各种资源进行管理。帧中继可以为医疗、金融机构提供图像帧中继可以为医疗、金融机构提供图像、图表的传送业务。在不久的将来，图表的传送业务。在不久的将来，“帧中帧中继电话继电话”将被越来越多的企业所采用。将被越来越多的企业所采用。2
34、31.4帧中继（FR）网 【应用案例【应用案例【应用案例【应用案例5-15-15-15-1】利用帧中继实现网络互联。某公司的总利用帧中继实现网络互联。某公司的总部和分支机构位于一个城市的不同区域，希望利用最实惠价部和分支机构位于一个城市的不同区域，希望利用最实惠价格实现总部和两个分支机构高速网络通信。格实现总部和两个分支机构高速网络通信。案例分析：案例分析：为了实现上述目标，可以利用帧中继联网，为了实现上述目标，可以利用帧中继联网，总部和两个分支机构通过帧中继线路建立总部和两个分支机构通过帧中继线路建立PVCPVC连接连接,总部使用总部使用T1(1.544Mbit/s)T1(1.544Mbit
35、/s)速率连接速率连接,两个分支机构使用两个分支机构使用6464kbit/skbit/s速率速率连接，并为各机构连接的路由器分配数据连接标示符连接，并为各机构连接的路由器分配数据连接标示符(DLCI)DLCI)。例如，分配给总部路由器连接的两个端口的例如，分配给总部路由器连接的两个端口的DLCIDLCI分别为分别为100100和和400,400,代表代表PVCPVC连接的本地管理接口地址。可通过连接的本地管理接口地址。可通过LMILMI测试测试PVCPVC的连接状态的连接状态,例如在总部查看帧中继的例如在总部查看帧中继的PVCPVC连接连接,通过通过LMILMI信息显示：信息显示：DLCIDL
36、CI地址为地址为100100和和400400的端口都处于活跃的端口都处于活跃(ActiveActive）状态。网络连接如图状态。网络连接如图5-65-6所示。所示。241.4帧中继（FR）网PVCPVCDLCI:200DLCI:200DLCI:500DLCI:500DLCI:100DLCI:100PVCPVCDLCI:400DLCI:400本地访问本地访问速率速率T1T1帧中继交换机帧中继交换机本地访问本地访问环速率环速率本地访问本地访问环速率环速率LMILMI100100ActiveActive400400ActiveActive图图 5-6 5-6 帧中继网络连接帧中继网络连接251.4帧
37、中继（FR）网 总部和分支机构的路由器通过总部和分支机构的路由器通过CSU/DSUCSU/DSU连接帧中继线路，连接帧中继线路，速率为速率为6464kbit/skbit/s。帧中继的地址配置如图帧中继的地址配置如图5-75-7所示。所示。在路由器的串行端口上需要封装帧中继协议，可采用静在路由器的串行端口上需要封装帧中继协议，可采用静态方式配置态方式配置DLCIDLCI和和IPIP地址的映射。由于不同厂家的路由器其地址的映射。由于不同厂家的路由器其配置方法不同，因而具体配置帧中继作为作业由同学们完成。配置方法不同，因而具体配置帧中继作为作业由同学们完成。图图 5-7 5-7 帧中继网络连接帧中继
38、网络连接总部总部分支分支路由器路由器B B路由器路由器A ACSU/DSUCSU/DSU帧中继帧中继网络网络帧中继交换机帧中继交换机DLCIDLCI110110IPIP10.16.0.1/2410.16.0.1/24DLCIDLCI110110IPIP10.16.0.2/2410.16.0.2/24CSU/DSUCSU/DSU26 1 1 1 1、ATMATMATMATM概念概念概念概念 异步传输模式异步传输模式(ATM)以信元以信元(cell)为传输单位为传输单位,并且是在并且是在数据链路层进行交换。数据链路层进行交换。ATM和和B-ISDN的结合可实现全世界的的结合可实现全世界的网络之间高
39、速连接，网络之间高速连接，ATM是信息高速公路上的是信息高速公路上的“高速公路高速公路”,它比帧中继的传输速率更高，短距离时高达它比帧中继的传输速率更高，短距离时高达2.2Gbps,长距离时长距离时可达可达10Mbps100Mbps。ATM信元由信头和信息段两部分组成信元由信头和信息段两部分组成,为为53个字节个字节,其中其中信头为信头为5个字节，信息段个字节，信息段48个字节，信元长度固定，每个信元个字节，信元长度固定，每个信元都花费同样传输时间。由于信元的发送无固定周期都花费同样传输时间。由于信元的发送无固定周期,可采用异可采用异步时分复用传输技术，故将步时分复用传输技术，故将ATM称为异
40、步传输模式。称为异步传输模式。异步传输模式（异步传输模式（ATM）能使用户设备同全局网络的连接）能使用户设备同全局网络的连接,能能方便地用数字的形式来处理声音、传真、影像和图像通信方便地用数字的形式来处理声音、传真、影像和图像通信。1.5ATM网27100100Mb/sMb/s以太网以太网图图 5-8 5-8 由由ATMATM交换机构成的交换机构成的LANLAN155155Mb/sMb/s到共用到共用ATMATM网络网络155155Mb/sMb/s到共用到共用ATMATM网络网络100100Mb/sMb/s以太网以太网ATMATM交换机交换机ATMATM交换机交换机100Mb/s 2 2 2
41、2、ATMATMATMATM网的配置方法网的配置方法网的配置方法网的配置方法 ATM局局域域网网有有多多种种配配置置方方法法，例例如如在在传传统统的的局局域域网网中中加加入入一一个个ATM交交换换机机，再再把把交交换换机机作作为为路路由由器器和和通通信信中中继继器器，通通过过它它将将局局域域网网与与广广域域网网相相联联。图图5-8所所示示是是由由4台台ATM交交换换机机构构成的主干局域网。成的主干局域网。1.5ATM网到共用到共用ATMATM网络网络622Mb/s155Mb/sFDDI281.5ATM网3 3 3 3、ATMATMATMATM的功能特点的功能特点的功能特点的功能特点 1固定信元
42、：固定信元：所有数据信息被组织成所有数据信息被组织成53字节的信元。固定信元使字节的信元。固定信元使网络用硬件直接处理，缩短信元的处理时间，保证快速交换。网络用硬件直接处理，缩短信元的处理时间，保证快速交换。2简化数据链路层的功能：简化数据链路层的功能：链路层没有差错控制与流量控制，所链路层没有差错控制与流量控制，所有工作由端到端高层协议处理。有工作由端到端高层协议处理。3高效灵活的复用技术：高效灵活的复用技术：在在ATM传输中各信道信元是按信息量大传输中各信道信元是按信息量大小来排队的，是一种统计复用。小来排队的，是一种统计复用。4能支持不同速率的各种业务：能支持不同速率的各种业务：ATM允
43、许终端有足够多的比特时允许终端有足够多的比特时就利用信道，从而取得灵活的带宽共享。就利用信道，从而取得灵活的带宽共享。5面向连接：面向连接：ATM采用虚路径与虚信道技术使得所有信息在最低采用虚路径与虚信道技术使得所有信息在最低层是以面向连接的方式传送，保证实时数据的交换。层是以面向连接的方式传送，保证实时数据的交换。291.5ATM网 4 4 4 4、ATMATMATMATM的主要应用的主要应用的主要应用的主要应用 ATMATM的应用领域很多，但就目前而言，的应用领域很多，但就目前而言，ATMATM的应用领域主要的应用领域主要有以下有以下3个方面。个方面。多媒体应用：多媒体应用：适应于视频点播
44、、电视会议、远程医疗诊适应于视频点播、电视会议、远程医疗诊断断、远程教学和娱乐需要远程教学和娱乐需要,图图5-9是是ATMATM传输多媒体信息的例子。传输多媒体信息的例子。图图 5-9 5-9 用于多媒体传输的虚通道结构用于多媒体传输的虚通道结构虚通路虚通路虚通道虚通道VCIVCI（文本）（文本）虚通道虚通道VCIVCI2 2（语音）（语音）虚通道虚通道VCIVCI3 3（视频）（视频）学生端学生端文本文本语音语音视频视频教师端教师端信元信元5 5信元信元4 4信元信元3 3信元信元2 2信元信元1 1信元信元5 5信元信元4 4信元信元3 3信元信元2 2信元信元1 1信元信元5 5信元信元
45、4 4信元信元3 3信元信元2 2信元信元1 1301.5ATM网 客客户户机机/服服务务器器结结构构：在在该该结结构构中中，服服务务器器要要为为很很多多用用户户提提供供服服务务，所所以以服服务务器器的的吞吞吐吐能能力力关关系系到到整整个个系系统统的的性性能能,而而服服务务器器接接入入ATM网网络络就就可可以以解解决决传传输输速速率率、网网络络带带宽宽和大吞吐量的问题和大吞吐量的问题,并为更多的用户提供客户机服务。并为更多的用户提供客户机服务。高高速速主主干干网网：在在企企业业网网和和校校园园环环境境中中,可可以以将将ATM网网络络作作为为高高速速主主干干网网分分布布在在各各个个部部门门。把把
46、众众多多的的小小规规模模LAN连接起来，以扩大网络规模，提高网络性能。连接起来，以扩大网络规模，提高网络性能。【提提示示】在在广广域域网网技技术术发发展展过过程程中中，ATM这这一一面面向向连连接接的的快快速速分分组组交交换换技技术术曾曾被被认认为为是是最最有有发发展展前前景景的的高高速速互互联联网网解解决决方方案案，但但由由于于ATM技技术术、设设备备和和兼兼容容性性等等方方面面的的原原因因，现现在在人人们们认认为为千千兆兆、万万兆兆以以上上的的高高速速以以太太网网技技术术更更适适合合各各局局域网之间实现高速互联。域网之间实现高速互联。312 网络互联技术 1 1 1 1、网络互连接（、网络
47、互连接（、网络互连接（、网络互连接（interconnectioninterconnectioninterconnectioninterconnection）“互互连连接接”是是指指在在物物理理网网络络之之间间必必须须存存在在一一条条以以上上的的物物理理连连接接线线路路。“互互连连接接”包包括括网网络络互互连连与与互互联联,两两者者是是有有区区别别的的,前者是网络的物理连接，后者主要是指逻辑上的连接。前者是网络的物理连接，后者主要是指逻辑上的连接。2 2 2 2、网络互通信（、网络互通信（、网络互通信（、网络互通信（intercommunicationintercommunicationint
48、ercommunicationintercommunication）“互通信互通信”是指在网络互联接的基础上，网络之间可以是指在网络互联接的基础上，网络之间可以进行数据交换的手段。进行数据交换的手段。3 3 3 3、网络互操作（、网络互操作（、网络互操作（、网络互操作（interoperabilityinteroperabilityinteroperabilityinteroperability）“互操作互操作”是指网络中计算机之间具有透明地访问对方是指网络中计算机之间具有透明地访问对方资源的能力，而这种能力是建立在互连接和互通信基础之上，资源的能力，而这种能力是建立在互连接和互通信基础之上，
49、通过高层软件实现的。通过高层软件实现的。2.1 2.1 网络互联的内涵网络互联的内涵322.2 网络互联的目的 网络互联的网络互联的目的目的2 2 2 25 5 5 53 3 3 34 4 4 41 1 1 1延长局域网延长局域网缆段的长度缆段的长度扩大网络覆盖的地理范围扩大网络覆盖的地理范围提高网络效率提高网络效率和网络性能和网络性能消去网络消去网络存在的差异存在的差异实现更大范围资实现更大范围资源共享和信息交源共享和信息交流流332.3 网络互联的类型 1 1 1 1、LAN-LANLAN-LANLAN-LANLAN-LAN互联互联互联互联 在在LAN-LANLAN-LAN互联中，根据互联
50、中，根据LANLAN的传输性质和通信协议不同，的传输性质和通信协议不同，又分为同构网互联和异构网互联两种形式。又分为同构网互联和异构网互联两种形式。同构网互联：同构网互联：指具有相同传输性质和相同通信协议的局指具有相同传输性质和相同通信协议的局域网互联。域网互联。LAN-LANLAN-LAN互联结构图互联结构图PCPCPCPCPCPCPCPCLAN1LAN1LAN2LAN2互连设备互连设备 异构网互联异构网互联：指两种完全指两种完全不同传输性质和不同通信协议的不同传输性质和不同通信协议的局域网互联。局域网互联。目前，不同类型的网络之间目前，不同类型的网络之间的互联大多是异构网互联。异构的互联大