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1、计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-1计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用第第5章章 广域网原理与技术广域网原理与技术 计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-25.1 广域网概述广域网概述n广域网概念广域网概念 n是一个根据地理区域划分网络的概念，指能连接多个城市、地区是一个根据地理区域划分网络的概念，指能连接多个城市、地区或国家的网络，能够按照需要连接距离很远且大量的计算机，通或国家的网络，能够按照需要连接距离很远且大量的计算机，通过广域网可以互联距离遥远的计算机网络。过广域网可以互联距离遥远的计算机网络。n广域网组成广域网组成n通信子网通信子网 n资源子网资源子网 n主要
2、组成部分为通信子网，又称作公用数据通信网主要组成部分为通信子网，又称作公用数据通信网 计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-3n常用的公用数据通信网常用的公用数据通信网n公用电话交换网（公用电话交换网（PSTN）n数字数据网（数字数据网（DDN）n分组交换数据网（分组交换数据网（X.25）n帧中继（帧中继（frame relay）n综合业务数据网（综合业务数据网（ISDN）n局域网强调的是资源共享局域网强调的是资源共享n关注如何根据应用需求来规划、建立和应用关注如何根据应用需求来规划、建立和应用n广域网则着重数据传输广域网则着重数据传输n侧重网络能够提供什么样的数据传输业务侧重网络能够提
3、供什么样的数据传输业务n用户如何接入网络用户如何接入网络计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-4n公用数据通信网工作在公用数据通信网工作在OSI参考模型的低参考模型的低3层层n物理层物理层n数据链路层数据链路层n网络层网络层n广域网协议模型与广域网协议模型与OSI参考模型的对应关系参考模型的对应关系5.1.1 广域网参考模型广域网参考模型图5-1 广域网协议模型与OSI参考模型的关系计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-55.1.2 广域网的标准协议广域网的标准协议n广域网的标准协议广域网的标准协议n物理层协议物理层协议nX.21bis、V.24、V.35、EIA/TIA-232
4、n数据链路层协议数据链路层协议nSDLC、HDLC、LAP、LAPB、SLIP、PPP、帧中继、帧中继nX.25的网络层协议的网络层协议 nX.25计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-65.1.3 公用数据通信网公用数据通信网n一般广域网的通信子网都是由公用数据通信网充任一般广域网的通信子网都是由公用数据通信网充任n公用数据通信网通常由政府的电信部门建立和管理公用数据通信网通常由政府的电信部门建立和管理n是区别于局域网的主要标志之一是区别于局域网的主要标志之一 n中国公用数据通信网中国公用数据通信网 n公用电话交换网（公用电话交换网（PSTN）n中国公用分组交换网（中国公用分组交换网（
5、CHINAPAC）n中国数字数据网（中国数字数据网（CHINADDN）n公用帧中继宽带业务网（公用帧中继宽带业务网（CHINAFRN）计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-7n公用数据通信网主要提供三种通信服务公用数据通信网主要提供三种通信服务n电路交换服务电路交换服务n分组交换服务分组交换服务n租用线路或专线服务租用线路或专线服务计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-85.2 公用电话交换网公用电话交换网n公用电话交换网（公用电话交换网（public switching telephone network，PSTN）n提供语音通信服务、数据通信业务提供语音通信服务、数据通信业务n
6、借助于借助于modem实现实现 数字通信数字通信nPSTN由以下几部分组成：由以下几部分组成：n交换设备交换设备n传输媒体传输媒体n用户设备用户设备n信令系统信令系统n下载速率可以高达下载速率可以高达56Kbps，上传最高速率为，上传最高速率为33.6Kbps计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-95.3 公用数据分组交换网公用数据分组交换网n采用分组交换技术实现的数据通信网，它提供的网络功采用分组交换技术实现的数据通信网，它提供的网络功能相当于能相当于OSI参考模型物理层、数据链路层、网络层的功能参考模型物理层、数据链路层、网络层的功能n符合符合ITU-T的的X.25协议的网络又称协议
7、的网络又称X.25网网n常用的有常用的有X.25网、帧中继网和网、帧中继网和ATM网网n X.25是国际电话电报咨询委员会是国际电话电报咨询委员会CCITT）提出）提出n中国的公用分组交换网叫做中国的公用分组交换网叫做CHINAPAC 计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-105.3.1 X.25协议协议nITU-T制定：制定：n“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式工作的数据终端设备（DTE）和数）和数据电路终接设备（据电路终接设备（DCE）之间的接口）之间的接口”规范规范 nX.25接口分为三个层次接口分为三个层次 n通过双向的通过双向的“虚电路虚电路
8、”来完成来完成计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-115.3.2 X.25网的组成网的组成n主要由分组交换机、用户接入设备和传输线路组成主要由分组交换机、用户接入设备和传输线路组成图5-2 CHINAPAC示意图计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-12n分组交换机分组交换机 n提供路由选择和流量控制提供路由选择和流量控制n提供网络基本业务和可选业务提供网络基本业务和可选业务n实现实现X.25、X.75等多种协议的互联等多种协议的互联n实现局部的维护、运行管理、故障报告与诊断、网络计费与统计实现局部的维护、运行管理、故障报告与诊断、网络计费与统计n用户接入设备用户接入设备 n用户
9、终端用户终端n路由器路由器 n传输线路传输线路 n模拟形式模拟形式n数字形式数字形式 计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-135.4 数字数据网数字数据网n 数字数据网（数字数据网（DDN）是一）是一种利用数字信道（光纤、数字种利用数字信道（光纤、数字微波、卫星）和数字交叉复用微波、卫星）和数字交叉复用技术组成的、以传输数字信号技术组成的、以传输数字信号为主的数字数据传输网络为主的数字数据传输网络n实际上是数据租用专线，实际上是数据租用专线，简称专线简称专线n我国的我国的DDN网叫做网叫做CHINADDN，速率，速率2Mbps n中国教育科研网中国教育科研网（CERNET）的许多用户就
10、是）的许多用户就是通过通过CHINADDN实现跨省市连实现跨省市连接的接的 图5-3 通过DDN进行网络连接示例计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-14nDDN主要用于点对点的局域网连接主要用于点对点的局域网连接nDDN几乎不使用差错控制、流量控制等，性价比好几乎不使用差错控制、流量控制等，性价比好 nDDN不具备交换功能不具备交换功能 nDDN是全透明的网络是全透明的网络 nDDN主要方式就是租用专线主要方式就是租用专线nDDN更适用于信息量大、通信频繁的更适用于信息量大、通信频繁的LAN与与LAN或主或主机与主机之间的互联机与主机之间的互联 计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用
11、5-155.5 帧中继网帧中继网n5.5.1 帧中继概述帧中继概述n高带宽、低费用、额外开销低高带宽、低费用、额外开销低 n由由X.25分组交换技术演变而来的分组交换技术演变而来的n它继承了它继承了X.25的优点的优点 n对对X.25协议做了简化和改进协议做了简化和改进 n速率：速率：64Kbps2.043Mbps n适合大容量、突发性数据业务适合大容量、突发性数据业务n是远程是远程LAN间互联的一种理想选择间互联的一种理想选择计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-165.5.2 帧中继网的组成帧中继网的组成n三部分组成三部分组成n帧中继接入设备帧中继接入设备n帧中继交换设备帧中继交换设
12、备n公用帧中继业务公用帧中继业务 n用户接入帧中继网，用户接入帧中继网，通常采用两种主要形式通常采用两种主要形式nLAN接入接入n终端接入终端接入 n两种关键技术两种关键技术n虚拟租用线路虚拟租用线路n“流水线流水线”方式方式图5-4 帧中继网接入形式计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-175.6 ATM网络网络n5.6.1 综合业务数字综合业务数字网网n将语音、数据、图像等业务将语音、数据、图像等业务综合在一个网络内，即建立综合在一个网络内，即建立综合业务数字网（综合业务数字网（ISDN）n ISDN以电话综合数字网以电话综合数字网（IDN）为基础发展而成的）为基础发展而成的通信网通
13、信网n完全采用数字信道，能获得完全采用数字信道，能获得较高的通信质量与可靠性较高的通信质量与可靠性 图5-5 传统的电信网向ISDN发展的过程计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-18nISDN可分为两代可分为两代n第一代称为窄带第一代称为窄带ISDN（N-ISDN）n基于基于64Kbps通道作为基本交换部件，采用电路交换方式通道作为基本交换部件，采用电路交换方式n第二代称为宽带第二代称为宽带ISDN（B-ISDN）n支持高速率的数据传输，采用快速分组（固定长）交换支持高速率的数据传输，采用快速分组（固定长）交换n其最大贡献在于异步传输模式其最大贡献在于异步传输模式ATM，也称信元中继，
14、也称信元中继 n发展方向发展方向-ATM计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-195.6.2 ATM概述概述n 是是ITU-T于于1990年年1月确定的月确定的B-ISDN的最终传输模式的最终传输模式n采用面向连接的传输方式，将数据分割成固定长度的信采用面向连接的传输方式，将数据分割成固定长度的信元，通过虚连接进行交换元，通过虚连接进行交换 nATM的传输过程包括连接建立、数据传输和连接释放的传输过程包括连接建立、数据传输和连接释放nATM中传输的信息的基本单位称为信元（中传输的信息的基本单位称为信元（cell），信元），信元相当于一个分组相当于一个分组 计算机网络技术与应用计算机网络技
15、术与应用5-20ATM主要优点主要优点 n可按业务的需要动态地分配网络带宽可按业务的需要动态地分配网络带宽 n缩短交换节点的时延，提高交换节点的通信处理能力缩短交换节点的时延，提高交换节点的通信处理能力 n短小而固定的信元传输可以缩小网络传输延迟短小而固定的信元传输可以缩小网络传输延迟，支持，支持不同速率（不同速率（25Mbps、51Mbps、155Mbps、622Mbps等）等）的各种业务的各种业务 n定义了多种不同速率的物理接口，对不同的应用提供不定义了多种不同速率的物理接口，对不同的应用提供不同的传输带宽同的传输带宽 n定义多种服务类型，能够保证所承诺的服务质量定义多种服务类型，能够保证
16、所承诺的服务质量（QoS）计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-215.6.3 ATM网络组成网络组成nATM网络的核心是网络的核心是ATM交换机交换机 n分为分为ATM广域网和广域网和ATM局域网局域网 1、ATM广域网广域网由广域由广域ATM交换机、交换机、光纤传输线路和用户接入设光纤传输线路和用户接入设备（备（ATM终端或路由器）终端或路由器）图5-6 ATM广域网计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-222、ATM局域网局域网由由ATM局域交换局域交换机和用户接入设备机和用户接入设备（ATM终端或路由器终端或路由器/LAN）组成）组成 图5-7 ATM局域网计算机网络技术与
17、应用计算机网络技术与应用5-233、ATM网与传统网络的互联网与传统网络的互联 互联互通！互联互通！nIPOA协议协议nLANE协议协议 计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-245.6.4 ATM的应用的应用n多媒体应用多媒体应用n客户客户服务器结构服务器结构n高速主干网高速主干网nATM工作组工作组n平滑连接平滑连接计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-255.7 其他通信网络其他通信网络n非对称数字用户环路（非对称数字用户环路（ADSL）n利用普通电话线进行高速数据传输利用普通电话线进行高速数据传输 n数据传输速率是不对称的数据传输速率是不对称的 n下行速率是下行速率是1.5
18、8Mbps，而上行速率最高只有，而上行速率最高只有1MbpsnADSL的最大传输距离为的最大传输距离为5.5kmn有线电视网络有线电视网络 n以宽带同轴电缆作为传输介质，使用电缆调制解调器（以宽带同轴电缆作为传输介质，使用电缆调制解调器（cable modem）n也具有不对称的特性也具有不对称的特性ncable modem的上行速率是的上行速率是768Kbps，下行速率最高可以达到，下行速率最高可以达到38Mbps。计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-26n微波无线网微波无线网 n利用微波波段的电磁波在对流层的视距范围内进行信息传输利用微波波段的电磁波在对流层的视距范围内进行信息传输
19、n微波通信的主要特点是：微波通信的主要特点是：n传输速率比较高传输速率比较高n微波的传输距离有限微波的传输距离有限n微波沿直线传播微波沿直线传播n保密性强保密性强n易实现局域网之间的远程互联易实现局域网之间的远程互联 n卫星通信网卫星通信网 n利用人造地球卫星作为空中微波中继站利用人造地球卫星作为空中微波中继站 n覆盖地域广、传输距离长、传输质量好、通信速率快覆盖地域广、传输距离长、传输质量好、通信速率快 计算机网络技术与应用计算机网络技术与应用5-27本本 章章 小小 结结广域网原理与技术：公用电话交换网、公用数据分组交广域网原理与技术：公用电话交换网、公用数据分组交换网、数字数据网、帧中继网、换网、数字数据网、帧中继网、ATM网络、其他通信网络网络、其他通信网络（ADSL、有线电视网、微波无线网、卫星通信网）、有线电视网、微波无线网、卫星通信网）应掌握基本概念和基本原理应掌握基本概念和基本原理