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1、第第6 6 章章 广域网简介广域网简介6.1 6.1 广域网概述广域网概述l6.1.1 6.1.1 广域网的概念广域网的概念 广域网并没有严格的定义，一般情况下，广域网并没有严格的定义，一般情况下，按网按网络的作用范围和计算机之间互连的距离划分络的作用范围和计算机之间互连的距离划分，网，网络可分为广域网、局域网和城域网络可分为广域网、局域网和城域网3 3 种类型。我种类型。我们把在一个广泛范围内建立的计算机数据通信网们把在一个广泛范围内建立的计算机数据通信网叫广域网（叫广域网（Wide Area NetworkWide Area Network，WANWAN），也叫），也叫远程网（远程网（Re
2、mote Computer NetworkRemote Computer Network，RCNRCN）。）。广泛的范围是指地理范围而言，可以超越一个城广泛的范围是指地理范围而言，可以超越一个城市、一个国家甚至及于全球。一个国家或国际间市、一个国家甚至及于全球。一个国家或国际间建立的网络都是广域网。在实际应用中，广域网建立的网络都是广域网。在实际应用中，广域网可与局域网（可与局域网（LANLAN）互连，即局域网可以是广域）互连，即局域网可以是广域网的一个终端系统。网的一个终端系统。6.1.2 6.1.2 公共数据通信网公共数据通信网 公共数据通信网主要提供以下公共数据通信网主要提供以下3 3
3、种通信服种通信服务。务。l 电路交换服务：适合传输实时性要求高电路交换服务：适合传输实时性要求高的信息，如语音信息、视频信息。的信息，如语音信息、视频信息。l 分组交换服务：传输数据和多媒体信息。分组交换服务：传输数据和多媒体信息。l 租用线路或专线服务：专用线路任意组租用线路或专线服务：专用线路任意组合可传输语音、数据、传真信息。但租用合可传输语音、数据、传真信息。但租用专线独占线路，因此传输费用高。专线独占线路，因此传输费用高。6.2 6.2 公用电话交换网公用电话交换网l6.2.1 6.2.1 公用电话交换网概述公用电话交换网概述 公用电话交换网（公用电话交换网（Public Switc
4、hing Public Switching Telephone NetworkTelephone Network，PSTNPSTN）是公用通信）是公用通信网中的基础网，通信区域覆盖全国，利用网中的基础网，通信区域覆盖全国，利用电话网进行远程通信是投资少、见效快、电话网进行远程通信是投资少、见效快、实现大范围数字通信最便捷的方法实现大范围数字通信最便捷的方法6.2.2 PSTN 6.2.2 PSTN 组成组成 公用电话交换网主要由长途传输介质公用电话交换网主要由长途传输介质和交换设备组成。长途传输介质主要采用和交换设备组成。长途传输介质主要采用铜缆，也可采用光缆以及微波通信系统。铜缆，也可采用光
5、缆以及微波通信系统。交换设备有长途电话交换机、国际自动电交换设备有长途电话交换机、国际自动电话交换设备以及市内自动电话交换设备等。话交换设备以及市内自动电话交换设备等。利用电话网进行数字传输的电路有利用电话网进行数字传输的电路有2 2 线式和线式和4 4 线式两种。线式两种。2 2 线式的特点是发送数据和接线式的特点是发送数据和接收数据都在收数据都在2 2 条线路中传输，条线路中传输，4 4 线式指发送线式指发送和接收各用和接收各用2 2 条线连接。条线连接。6.3 6.3 公用数据分组交换网公用数据分组交换网l6.3.1 X.25 6.3.1 X.25 协议协议 X.25 X.25 网是面向
6、连接的、支持交换式虚电网是面向连接的、支持交换式虚电路和永久式虚电路的网络，而不支持数据路和永久式虚电路的网络，而不支持数据报服务。报服务。X.25 X.25 可以通过虚电路（可以通过虚电路（VCVC）传送）传送多种上层协议（如多种上层协议（如IPIP、IPX IPX 等）数据，将网等）数据，将网络连接到各种类型的网络系统中。络连接到各种类型的网络系统中。X.25 X.25 通通常用于分组交换网络上，如电话行业，是常用于分组交换网络上，如电话行业，是根据用户使用的网络进行收费的。同时，根据用户使用的网络进行收费的。同时，因为因为X.25 X.25 是面向连接的业务，所以可以确是面向连接的业务，
7、所以可以确保数据包的顺序传输。保数据包的顺序传输。6.3.2 X.25 6.3.2 X.25 的工作过程的工作过程 在在X.25 X.25 网络中，一条虚电路在穿越分组交换网络中，一条虚电路在穿越分组交换网络的两个地点建立一条临时性或永久的网络的两个地点建立一条临时性或永久的“逻辑逻辑”通信信道。使用一条电路可以保证分组是按照通信信道。使用一条电路可以保证分组是按照顺序抵达的，这是因为它们都按照同一条路径传顺序抵达的，这是因为它们都按照同一条路径传输的。它为数据在网络上进行传输提供了可靠的输的。它为数据在网络上进行传输提供了可靠的方式。在方式。在X.25 X.25 中有两种类型的虚电路：中有两
8、种类型的虚电路：l临时性虚电路，临时性虚电路，即建立基于呼叫的虚电路，然即建立基于呼叫的虚电路，然后在数据传输会话结束时拆除；后在数据传输会话结束时拆除；l永久性虚电路永久性虚电路，在两个端点之间保持一种固定，在两个端点之间保持一种固定连接。连接。X.25 X.25 使用呼叫建立分组，从而在两个端点使用呼叫建立分组，从而在两个端点之间之间6.3.3 6.3.3 中国公用分组交换数据网中国公用分组交换数据网 中国公用分组交换数据网中国公用分组交换数据网（CHINAPACCHINAPAC）是邮电部门经营管理的全）是邮电部门经营管理的全国性分组交换数据网国性分组交换数据网lCHINAPAC CHIN
9、APAC 提供两种基本业务：提供两种基本业务：l1 1交换型虚电路（交换型虚电路（SVCSVC）l2 2永久型虚电路（永久型虚电路（PVCPVC）6.4 6.4 数字数据网数字数据网l6.4.1 6.4.1 数字数据网简介数字数据网简介 计算机通信技术层出不穷，国民经济的计算机通信技术层出不穷，国民经济的飞速发展，金融、证券、海关、外贸等集飞速发展，金融、证券、海关、外贸等集团用户和租用数据专线的部门、单位大幅团用户和租用数据专线的部门、单位大幅度增加，数据库及其检索业务也迅速发展，度增加，数据库及其检索业务也迅速发展，现代社会对电信业务的依赖性越来越强。现代社会对电信业务的依赖性越来越强。数
10、字数据网（数字数据网（Digital Data NetworkDigital Data Network，DDNDDN）就是适合这些业务发展的一种传输）就是适合这些业务发展的一种传输网络网络6.4.2 DDN 6.4.2 DDN 网络的结构网络的结构 DDN DDN 网由数字传输电路和相应的数字网由数字传输电路和相应的数字交叉复用设备组成。其中，数字传输主要交叉复用设备组成。其中，数字传输主要以光缆传输电路为主，数字交叉连接复用以光缆传输电路为主，数字交叉连接复用设备对数字电路进行半固定交叉连接和子设备对数字电路进行半固定交叉连接和子速率的复用。速率的复用。l（1 1）DTEDTE：数据终端设备
11、：数据终端设备l（2 2）DSUDSU：数据业务单元：数据业务单元l（3 3）NMCNMC（网管中心（网管中心）DDN DDN 网特点如下网特点如下l 传输速率高：传输速率高：l 传输质量较高：传输质量较高：l 协议简单：协议简单：l 灵活的连接方式灵活的连接方式l 电路可靠性高电路可靠性高l 网络运行管理简便网络运行管理简便6.4.3 DDN 6.4.3 DDN 网络的应用网络的应用 由于由于DDN DDN 网是一个全透明网络，提供网是一个全透明网络，提供速率可在一定范围内（速率可在一定范围内（200 bit/s 200 bit/s 至至2 2 Mbit/sMbit/s）任选的、信息量大、实
12、时性强的中）任选的、信息量大、实时性强的中高速数据通信业务，满足各类用户的需求，高速数据通信业务，满足各类用户的需求，如局域网互连、大中型主机互连、计算机如局域网互连、大中型主机互连、计算机互联网业务提供者（互联网业务提供者（ISPISP）等。）等。6.5 6.5 帧帧 中中 继继 网网l6.5.1 6.5.1 帧中继概述帧中继概述 帧中继（帧中继（Frame RelayFrame Relay，FRFR）是一种新的）是一种新的公用数据交换网，是以公用数据交换网，是以X.25 X.25 分组交换技术分组交换技术为基础，也属于分组交换网络，但它是一为基础，也属于分组交换网络，但它是一种可变帧长的快
13、速分组交换技术。种可变帧长的快速分组交换技术。1 1帧中继技术特点帧中继技术特点l 帧中继技术主要用于传递数据业务，帧中继技术主要用于传递数据业务，l 帧中继所使用的是逻辑连接，而不是物帧中继所使用的是逻辑连接，而不是物理连接，理连接，l 帧中继协议是对帧中继协议是对X.25 X.25 协议的简化协议的简化l 帧中继的帧信息长度远比帧中继的帧信息长度远比X.25 X.25 分组长度分组长度要长，要长，l2 2帧中继层次结构帧中继层次结构 帧中继网络在链路层和网络层，只保留帧中继网络在链路层和网络层，只保留了帧检错功能，遇到有差错的帧就简单地了帧检错功能，遇到有差错的帧就简单地抛弃，而不进行差错
14、纠正、重发和流量控抛弃，而不进行差错纠正、重发和流量控制等，这些相应的功能由端系统实现。因制等，这些相应的功能由端系统实现。因此，帧中继简化掉了分组级（网络层），此，帧中继简化掉了分组级（网络层），并简化了链路层功能。帧中继标准只提供并简化了链路层功能。帧中继标准只提供链路层和物理层的规格参数，而它独立于链路层和物理层的规格参数，而它独立于高层协议，因此，可以利用现有的网络设高层协议，因此，可以利用现有的网络设备实现帧中继业务备实现帧中继业务6.5.2 6.5.2 交换与虚连接交换与虚连接 帧中继网络提供的业务有两种：永久虚帧中继网络提供的业务有两种：永久虚电路（电路（PVCPVC）和交换虚电
15、路（）和交换虚电路（SVCSVC）。永久）。永久虚电路由网络管理器建立，用来提供专用虚电路由网络管理器建立，用来提供专用点对点连接；交换虚电路建立在呼叫到呼点对点连接；交换虚电路建立在呼叫到呼叫（叫（call-by-callcall-by-call）的基础上，它采用与建立）的基础上，它采用与建立 ISDN ISDN 相同的信令。相同的信令。6.5.3 6.5.3 帧中继的帧格式帧中继的帧格式l帧中继（基于帧中继（基于 LAPF Q.922LAPF Q.922）帧结构如图）帧结构如图6.2 6.2 所示。所示。6.5.4 6.5.4 帧中继网的组成帧中继网的组成l1 1节点设备节点设备l2 2网
16、管控制设备网管控制设备l3.3.帧中继用户入网设备帧中继用户入网设备6.5.5 6.5.5 帧中继业务应用帧中继业务应用l 利用帧中继进行局域网互连是帧中继的典型应利用帧中继进行局域网互连是帧中继的典型应用。用。l 利用帧中继的低时延特点应用于大型企业、医利用帧中继的低时延特点应用于大型企业、医疗机构、文化等部门传送图文图表、活动影像、疗机构、文化等部门传送图文图表、活动影像、语音、音乐、电视点播等实时性很强的业务。语音、音乐、电视点播等实时性很强的业务。l 适用于相对独立的专用网与分布于市内乃至全适用于相对独立的专用网与分布于市内乃至全国的各分支机构建立通信连接，并设置相对独立国的各分支机构
17、建立通信连接，并设置相对独立的网络管理系统，特别适用于相对独立的专用网的网络管理系统，特别适用于相对独立的专用网的自行监控管理。的自行监控管理。l 帧中继网可与全国骨干帧中继网和国际帧中继帧中继网可与全国骨干帧中继网和国际帧中继网互连，用户可以通过它与全国乃至全世界大城网互连，用户可以通过它与全国乃至全世界大城市的企业及其分支机构互连，实现远程的各种业市的企业及其分支机构互连，实现远程的各种业务的开放。务的开放。6.6 ATM 6.6 ATM 网络网络l6.6.1 6.6.1 宽带综合业务数字网宽带综合业务数字网B-ISDNB-ISDN 在数字电话网的基础上演变而成的在数字电话网的基础上演变而
18、成的N-N-ISDNISDN，其主要业务是，其主要业务是64 kbps 64 kbps 电路交换业务电路交换业务具体表现在以下几方面。具体表现在以下几方面。l（1 1）N-ISDN N-ISDN 采用传统的铜线来传输采用传统的铜线来传输l（2 2）N-ISDN N-ISDN 的网络交换系统相当复杂的网络交换系统相当复杂l（3 3）N-ISDN N-ISDN 对新业务的引入有较大的局对新业务的引入有较大的局限性限性6.6.2 ATM 6.6.2 ATM 概述概述 ATMATM（Asynchronous Transfer ModeAsynchronous Transfer Mode，异步传输模式）
19、是建立在电路交换和分组异步传输模式）是建立在电路交换和分组交换基础上的一种面向连接的快速分组交交换基础上的一种面向连接的快速分组交换技术，它采用定长分组，能够较好地对换技术，它采用定长分组，能够较好地对宽带信息进行交换。宽带信息进行交换。ATM ATM 网络技术主要目标是高速化（低网络技术主要目标是高速化（低时延）、综合化（综合业务通信）和适应时延）、综合化（综合业务通信）和适应不同速率业务服务。不同速率业务服务。ATM ATM 是实现是实现 B-ISDN B-ISDN 的核心技术，实际上的核心技术，实际上ATM ATM 是一种快速交换是一种快速交换技术。技术。ATM ATM 是建立在电路交换
20、和分组交换是建立在电路交换和分组交换基础上的传输模式。基础上的传输模式。ATM ATM 集交换（信元交集交换（信元交换）、复用（异步时分复用）和传输（异换）、复用（异步时分复用）和传输（异步传输，虚电路方式）技术于一体。步传输，虚电路方式）技术于一体。ATM ATM 的特点：的特点：l 面向连接的快速（信元）交换。面向连接的快速（信元）交换。l 综合了线路交换实时性好（节点延迟小）综合了线路交换实时性好（节点延迟小）和分组交换灵活性好（动态分配网络资源）和分组交换灵活性好（动态分配网络资源）的优点。的优点。l 支持不同速率的数据传输，满足实时性支持不同速率的数据传输，满足实时性业务和突发性业务
21、要求。业务和突发性业务要求。l 支持多媒体信息传输（业务综合化）。支持多媒体信息传输（业务综合化）。l 服务质量服务质量QoSQoS 高高ATM ATM 的主要优点如下：的主要优点如下：l 选择固定长度的短信元作为信息传输的选择固定长度的短信元作为信息传输的单位，有利于宽带高速交换；单位，有利于宽带高速交换；l 能支持不同速率的各种业务；能支持不同速率的各种业务；l 所有信息在最低层是以面向连接的方式所有信息在最低层是以面向连接的方式传送，以保持电路交换适合于传送实时性传送，以保持电路交换适合于传送实时性很强的业务的优点；很强的业务的优点；l ATM ATM 使用光纤信道传输。使用光纤信道传输
22、。6.6.3 ATM 6.6.3 ATM 交换交换l1 1选择路径选择路径l1 1建立连接建立连接l2 2发送信元发送信元l3.3.控制传输控制传输6.6.4 ATM 6.6.4 ATM 网络组成网络组成 ATM ATM 接入网主要指在各种接入网中使用接入网主要指在各种接入网中使用ATM ATM 技术，传送技术，传送ATM ATM 信元，如基于信元，如基于ATM ATM 的无源光纤网络（的无源光纤网络（APONAPON）、混合光纤同轴）、混合光纤同轴（HFCHFC）、非对称数字环路（）、非对称数字环路（ADSLADSL）以及）以及利用利用ATMATM的无线接入技术等。的无线接入技术等。6.6.
23、5 ATM 6.6.5 ATM 的应用及发展趋势的应用及发展趋势用领域主要有以下几个方面：用领域主要有以下几个方面：l 支持现有电信网逐步从传统的电路交换支持现有电信网逐步从传统的电路交换技术向分组（包）交换技术演变；技术向分组（包）交换技术演变；l 为为Internet Internet 骨干传送网互连核心路由器，骨干传送网互连核心路由器，支持支持IP IP 网的持续发展；网的持续发展；l 与与IP IP 技术结合，取长补短，共同作为未技术结合，取长补短，共同作为未来信息网的核心技术。来信息网的核心技术。ATM ATM 技术的发展趋势可总结如下技术的发展趋势可总结如下l ATM ATM 支持语音技术的研究。支持语音技术的研究。l 用于中继的用于中继的AAL2 AAL2 业务特定会聚子层业务特定会聚子层SSCSSSCS，IP IP 电话。电话。l 简化简化ATM ATM 技术的研究技术的研究l ATM ATM 与与IP IP 技术的结合技术的结合