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1、计算机网络计算机网络Computer Networks第 四 讲 广 域 网（续）1/31/20231内容提要内容提要l广域网实例广域网实例lPSTNlDDNlX.25l帧中继帧中继lATM1/31/20232公共传输系统公共传输系统三类：三类：拨号（电路交换）拨号（电路交换）PSTN、N-ISDN分组分组(帧帧)交换交换 ATM、X.25、帧中继帧中继专线专线 DDN1/31/20233公共电话交换网公共电话交换网PSTN特征特征:电路交换电路交换有拨号连接过程有拨号连接过程即可传输模拟信息，也可传输数字信息即可传输模拟信息，也可传输数字信息用户环路为模拟传输用户环路为模拟传输数据通信时需要
2、使用数据通信时需要使用MODEM收发双方传输速率必须相同，最高为收发双方传输速率必须相同，最高为56kbps1/31/20234PSTN举例举例LANPSTNModem拨号访问服务器拨号访问服务器PCPC1/31/20235数字数据网数字数据网DDN （Digital Data Network）特征特征:非交换的永久虚电路非交换的永久虚电路为用户提供点到点的数字专用线路为用户提供点到点的数字专用线路网络对用户透明，支持任何协议网络对用户透明，支持任何协议适合于频繁的大数据量通信适合于频繁的大数据量通信实际上就是在干线上为用户提供时分复用信道实际上就是在干线上为用户提供时分复用信道速率可达速率可
3、达155Mbps1/31/20236X.25分组交换网分组交换网特征特征:工作在工作在OSI/RM的低的低3层层采用分组交换，面向连接采用分组交换，面向连接(虚电路虚电路)，可靠性高，可靠性高多路复用。一条物理链路支持多条虚电路多路复用。一条物理链路支持多条虚电路 点对点传输，不支持广播点对点传输，不支持广播支持多种高层协议，它们均作为普通数据被封支持多种高层协议，它们均作为普通数据被封装在装在X.25的分组中在网络中传送的分组中在网络中传送工作速率工作速率 64Kbps1/31/20237X.25的体系结构的体系结构X.25:“在公用数据网上以分组方式工作的数据终端设备在公用数据网上以分组方
4、式工作的数据终端设备DTE和数据电路端接设备和数据电路端接设备DCE之间的接口之间的接口”。它对应于它对应于OSI层次模型的最下三层。层次模型的最下三层。1/31/20238X.25网络的组成网络的组成PSEPSEPSEPSEPSEDCEDCEDTEDTEX.25X.25PSE：分组交换设备分组交换设备广域网广域网1/31/20239X.25网网络络由由许许多多称称之之为为分分组组交交换换机机(PSE)的的节节点点组成。组成。为为了了保保证证通通信信可可靠靠性性，每每个个PSE至至少少与与另另两两个个PSE相相连连接接，使使得得一一个个PSE故故障障时时，能能通通过过其其他他路由继续传输信息。
5、路由继续传输信息。PSE之间交换的是分组之间交换的是分组(包包)，所以又称，所以又称X.25网为网为分组交换网或包交换网分组交换网或包交换网。PSE采用存储转发的方采用存储转发的方法交换分组。法交换分组。1/31/202310X.25网络的设备网络的设备数据终端设备数据终端设备(DTE)：X.25网络的末端设备网络的末端设备(如路由如路由器、主机、终端、器、主机、终端、PC机等机等)，一般位于用户端（故称，一般位于用户端（故称为用户设备）为用户设备）数据数据电路端接设备电路端接设备(DCE)：专用的通信设备专用的通信设备，DTE通过通过DCE接入接入X.25网络网络PSE：X.25网络分组交换
6、机，用于数据的存储转发网络分组交换机，用于数据的存储转发PAD设备设备：用于将非分组设备接入：用于将非分组设备接入X.25网。位于网。位于DTE与与DCE之间，实现三个功能：缓冲、打包、拆包。之间，实现三个功能：缓冲、打包、拆包。（见下页图）（见下页图）1/31/202311缓冲区缓冲区打包拆包打包拆包PAD非分组终端非分组终端DCEPAD的工作原理的工作原理X.25网络网络1/31/202312X.25网网络络为为用用户户提提供供的的是是虚虚电电路路服服务务。多多个个虚虚电电路可复用到单条物理电路上。路可复用到单条物理电路上。DTE之之间间端端到到端端的的通通信信是是通通过过双双向向虚虚电电
7、路路来来完完成成的（一般申请的（一般申请16个双向虚电路）。个双向虚电路）。X.25即支持永久虚电路即支持永久虚电路PVC，也支持交换虚电路也支持交换虚电路SVC。X.25提供的服务提供的服务1/31/202313X.25网络的接入网络的接入分组终端分组终端：直接接入直接接入非分组终端非分组终端：通过通过PAD接入接入字符终端：用拨号字符终端：用拨号(PSTN)方式间接接入方式间接接入(X.28/X.32）利用利用X.25组网：组网：1.通过通过X.25将将PC接入局域网接入局域网 PC端端X.25网卡，同步网卡，同步MODEM LAN端端路由器，同步路由器，同步MODEM 2.通过通过X.2
8、5实现实现LAN的远程互连的远程互连 双方均需路由器，同步双方均需路由器，同步MODEM1/31/202314帧中继（帧中继（Frame Relay,FR）特征特征:工作在工作在OSI/RM的的物理层和数据链路层物理层和数据链路层帧中继使用帧中继使用永久虚电路（永久虚电路（PVC）来建立通信连接，来建立通信连接，并通过虚电路实现多路复用并通过虚电路实现多路复用用链路层的用链路层的HDLC帧来封装各种不同的高层协议，帧来封装各种不同的高层协议，如如IP、IPX、AppleTalk等等适用于在适用于在WAN上上实现实现LAN的的互联互联传输速率一般为传输速率一般为56Kbps45Mbps1/31/
9、202315F.R的工作原理的工作原理本质上仍是分组交换技术，但舍去了本质上仍是分组交换技术，但舍去了X.25的分组层，仅的分组层，仅保留物理层和数据链路层，以帧为单位在链路层上进行保留物理层和数据链路层，以帧为单位在链路层上进行发送、接收、处理发送、接收、处理在链路层上完成统计复用，实现帧定界、寻址、差错检在链路层上完成统计复用，实现帧定界、寻址、差错检测；但省略了帧编号、重传、流控、窗口、应答、监视测；但省略了帧编号、重传、流控、窗口、应答、监视等功能等功能帧出错或发生阻塞时，仅仅简单地丢弃；重传、纠错和帧出错或发生阻塞时，仅仅简单地丢弃；重传、纠错和流控流控在端设备中由上层协议在端设备中
10、由上层协议(如如TCP)TCP)完成完成（这是因为（这是因为F.R是基于光纤线路的，而是基于光纤线路的，而光纤线路误码率很低，无需点光纤线路误码率很低，无需点到点纠错）到点纠错）F.R用数据链路连接标识符用数据链路连接标识符DLCI来标识虚电路来标识虚电路(最多最多1024个个)，不同的，不同的DLCI在链路层上实现了复用在链路层上实现了复用1/31/202316异步传输模式异步传输模式ATMATM是一种高速分组交换技术，采用了以信元是一种高速分组交换技术，采用了以信元（cell）为单位的存储转发方式，故又称为信元为单位的存储转发方式，故又称为信元交换。交换。ATM将话音、数据和图像等数据分解
11、成长度固将话音、数据和图像等数据分解成长度固定的数据块，并在各数据块前装配地址、优先定的数据块，并在各数据块前装配地址、优先级等控制信息构成信元。级等控制信息构成信元。信元由信元头部和有效载荷构成：信元由信元头部和有效载荷构成：信元头部信元头部 有效载荷有效载荷5B 48B1/31/202317在在ATM网络中，空信元以一定的速率出现，发送网络中，空信元以一定的速率出现，发送站只要获得空信元即可插入信息发送。因信息插站只要获得空信元即可插入信息发送。因信息插入位置无周期性，故称这种传送方式为入位置无周期性，故称这种传送方式为异步传输异步传输模式模式。ATM特点：特点：1)1)面向连接（虚连接）
12、，按序递交；面向连接（虚连接），按序递交；2)2)固定大小的信元，便于高速处理（可用硬件实固定大小的信元，便于高速处理（可用硬件实现），传输速率现），传输速率622Mb/s；3)3)QoS特性保证了特性保证了ATM可以实时地传送语音和活可以实时地传送语音和活动图像。动图像。123456数据块数据块信元流信元流1/31/202318综合业务数字网综合业务数字网N-ISDN特征特征:电路交换，利用现有的电话交换系统电路交换，利用现有的电话交换系统有拨号连接过程有拨号连接过程全数字传输网络全数字传输网络多服务：语音、数据、文本、图形、视频多服务：语音、数据、文本、图形、视频采用带外信令（采用带外信令
13、（D信道），拨号连接速度快信道），拨号连接速度快载体信道（载体信道（B信道）带宽为信道）带宽为64Kb/s1/31/202319ISDN的组成的组成广域网广域网ISDN交换机交换机ISDN终端终端ISDN数字电话数字电话本地本地回路回路电信公司的设备电信公司的设备NT1用户的设备用户的设备用户家庭用户家庭电信公司电信公司q家庭用的家庭用的ISDNTE1TE1TE1TU1/31/202320广域网广域网ISDN交换机交换机TE1本地本地回路回路电信公司的设备电信公司的设备NT1用户的设备用户的设备用户办公室用户办公室电信公司电信公司q大型商用的大型商用的ISDNTE1TE1TE2TANT2UTS
14、SSRPBX1/31/202321ISDN接口接口ISDN提供了一种数字化的提供了一种数字化的比特管道比特管道，使信息在用户与电信，使信息在用户与电信公司之间流动。公司之间流动。ISDN比特管道支持由比特管道支持由TDM分隔的多个信道。常用的有两种分隔的多个信道。常用的有两种标准化信道：标准化信道：D信道信道16kb/s数字信道，用于带外信令。数字信道，用于带外信令。B信道信道64kb/s数字数字PCM信道，用于语音或数字。信道，用于语音或数字。ISDN比特管道主要支持两种信道的组合：比特管道主要支持两种信道的组合：BRI：基本速率接口基本速率接口。2B+DPRI：基群速率接口，基群速率接口，23B+D或或30B+D1/31/202322BRIDB1B2PRIDB1B30基本速率数字管道，基本速率数字管道，144kbps主速率数字管道，主速率数字管道，2Mbps数字管道示意图数字管道示意图1/31/202323“广域网广域网”终终1/31/202324