第-章广域网2优秀文档.ppt

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1、第7 章 广域网 本章内容 WAN 的特征及组成 常见的WAN 技术：PSTN、xDSL、ISDN、Cable ModemX.25、DDN、FR、ATM 各种广域网技术的特点、提供的服务、优缺点和适用场合17.1 广域网（WAN）概述 WAN 的特点：范围广：地区、国家、洲际、全球 建立在电信网络的基础上 应用环境复杂：线路、技术、协议、设备 介质：双绞线、同轴、光纤、地面微波、卫星 传输速率：主干网高，但接入速率低（成本？）误码率高：复杂的错误控制技术，开销？拓扑结构：点到点连接构成的网状结构 公共服务：电信服务商 Pro：资源利用率高、用户建网成本低 Con：用户必须依赖电信部门2广域网的

2、拓扑结构3主要的广域网技术 X.25：公共分组交换网 Frame Relay：帧中继（FR）一种高速的在链路层进行分组交换的技术 ISDN：综合业务数据网 一种可以在电话线路上同时提供音频、视频和数据服务的数字网络 DDN：数字数据网 一种利用数字信道提供半永久性连接电路的数字网络 xDSL：数字用户线 一种利用电话线路进行数字传输的高速接入技术 ATM：异步传输模式 一种基于异步时分多路复用的、采用信元交换代替分组交换的技术4广域网的协议层次 广域网涉及OSI/RM 的最低三层：物理层：PSTN、DDN、xDSL、SONET 数据链路层：ISDN、FR、ATMModem,DSU/CSUDTU

3、,NT1PHYDLNETWORKDLPHY路由器PSTN,DDN,ISDN,ATM,X.25Modem,DSU/CSUDTU,NT1局域网PHYDLNETWORKDLPHY路由器局域网57.2 公共传输系统 广域网的基础电信网络 提供公共传输平台 物理线路、技术支持、网络服务(音频、视频、数据)模拟通信（仅本地环路）、数字通信电信网络PSTN ISDN ATM X.25 FR xDSL DDN各种广域网应用61.电话系统 是一种分布最广泛、最容易获得的服务 除本地环路外，基本实现了数字传输 三个部分：交换局：端局(CO)，汇接局、长途局提供交换连接 接入网（本地环路、用户环路）提供用户接入 传

4、输网（干线、中继线）交换局间的连接线路7 电话网中的核心技术 PCM 编码 每路语音信号被转换成64kb/s 的PCM 编码数字信号 在端局转换 时分多路复用技术 多路PCM 信号复合成更高速率的信号 E1 E5（DS1 DS5）电话网也可以用于计算机通信 通过拨号连接可以实现不超过64kb/s 的传输速率 由于模拟传输技术的限制，实际传输速率56kb/s 通过ISDN、xDSL 可以实现更高速率的通信 ISDN:128kb/s，xDSL:512kb/s 55Mb/s8 通过PSTN 接入因特网 用户需要“猫”和拨号软件，拨通后即可启动IE上网 连接方式因特网计算机电话线路ISP用户MODEM

5、MODEM池RS-232访问服务器9 用电话线路进行通信的优缺点 优点 电话线路非常容易获得 对于移动人群特别重要 设备简单（Modem），大多数计算机中已集成 笔记本电脑和品牌电脑的标准配置 成本低 设备便宜、通信费用低 缺点 速度慢，不超过56kb/s 电路连接时间长102.SONET 光传输网络 使用光纤介质的高速WAN 通信技术 基本速率级别（OC-1）为51.84Mb/s，最高可达OC-192 乃至OC-256（13.271Gb/s）能够与ATM（采用定长信元）很好地兼容 拓扑结构：网状、环形（双环）11FDDI多路复用器多路复用器多路复用器FDDI集中器局域网 局域网ATM交换机A

6、TM交换机SONET 光纤环12 SONET 体系结构 只对应于OSI 的物理层 包含4 个子层：光子：在光纤上传输数据位流，光电转换 分段：帧的组装及正确传输 线路：同步和信号交换，复用，故障恢复 路径：端到端的传输，与其他网络（ATM、FDDI、ISDN、SMDS 等）的接口，即定义这些网络的帧如何映射到SONET 帧中13 SONET 基本帧结构 810 字节（90 列9 行），其中：传输开销（3 列，共27 字节）其中：同步开销3 行（9 字节），线路开销6 行（18 字节）同步载荷包（87 列，共783 字节）其中：路径开销1 列（9 字节），净载荷86 列（774 字节）从上至下逐

7、行传输，每125 s 传输一帧（TDM）图例：传输开销线路开销路径开销净载荷3 列 87 列3 行6 行14 SONET 的优点 非专利标准，很多供应商均提供兼容设备 ATM 交换机、ISDN 交换机、路由器 远距离的超高速通信 SONET 应用领域 在相距很远的网络之间提供超高速连接 远程教学 高质量的音频和视频传输 远距离的视频会议、远程医学诊断 复杂图形的高速传输 高分辨率卫星照片153.xDSL（数字用户线）DSL 是在普通电话线上实现数字传输的技术。DSL 属于接入网技术“最后一公里”；开发目的：宽带接入：满足视频、音频、多媒体、互联网等需要高带宽的应用；利用现有的、广泛应用的电话铜

8、线，而不是重新布线。关键：提高电话线路的传输带宽！方案：利用4kHz 以上语音通信未使用的频带 DSL的主要应用：网吧、住宅小区的用户接入互联网 WWW，文件/电影/音乐下载 16 DSL包括以下几种技术：ADSL 非对称数字用户线（我国使用最广泛）RADSL 速率自适应非对称数字用户线 HDSL 高比特率数字用户线 VDSL 甚高比特率数字用户线 SDSL 单线对HDSL 数字用户线（HDSL2）类型最大速率(b/s)距离 对称 典型应用POTS并存ADSL/RADSL下行8M上行768k3.5 5.5km否因特网访问、视频点播、远程访问是HDSL/SDSL1.544M 或2.048M5km

9、是T1/E1 专线、无线基站互连、高速LAN 互连、因特网接入、视频应用否VDSL下行52M上行26M0.3 1.5km均可高清晰度电视、多媒体传输、高速LAN 互连、因特网接入是17 DSL的调制方式 2B1Q（脉冲幅度调制PAM 的一种）用4 电平脉冲信号表示2 个二进制位；码间干扰大，需要使用自适应均衡器和回波抵消器；信号频谱延伸到4kHz 以下，无法与语音通信并存。CAP（无载波幅度相位调制）属于正交幅度调制QAM，幅度调制和相位调制的结合；编码效率高，每个传输符号可携带2 9 位信息；可以与语音通信并存。DMT（离散多音频调制）把数据调制到多个子载波上：先把数据分配到256 个宽度为

10、4.3125kHz 的信道，每个信道再采用QAM 调制；理论上，DMT 的数据速率可达25632kb/s 8192kb/s 可做到信息量的自适应分配，抗噪声性能非常好；根据信道特性和噪声频谱动态调整分配给每个信道的比特数 频谱利用率高，在1MHz 的带宽上实现了8Mb/s 的传输速率；规定为ADSL 的标准调制方式（ITU-T G.922）。18信息量的自适应分配(S/N)(S/N)19ADSL（非对称数字用户线）宽带接入技术，我国使用最广泛 两种标准：G.992.1（G.dmt），G.992.2（G.lite）上下行非对称：用户CO（上行）：G.dmt：640kb/s，G.lite：512k

11、b/s CO用户（下行）：实际的用户端速率与线路质量、距离和电信公司的市场策略有关20 ADSL 的特点 上行速率与下行速率不相同 与因特网访问特点相适应 下载数据量远大于上传数据量：FTP、WWW、视频点播 低的上行速率使近端串扰NEXT 较低 可以简化用户端设备的设计成本降低 仅使用一对铜线，可直接利用原有的电话线；语音和数据同时传输，互不干扰：频分复用：语音：0 4kHz，数据：30kHz 1.1MHz；用户端和局端都需要安装话音/数据分离器。上网时不用拨号，永远在线（打电话仍需拨号）。21ADSL 的频谱分配频率0 4kHz 26kHz 138kHz 1.1MHz话音频带保护频带上行数

12、据频带下行数据频带上、下行频带重叠部分幅度为解决频带重叠带来的近端串扰问题，需使用回波抵消技术。但复杂性和价格的代价较大。22ADSL 系统构成 两部分组成：用户端设备和局端设备 用户端设备包括：ATU-R(ADSL Transmission Unit)也称为ADSL Modem、ADSL 路由器、宽带路由器 DMT 调制与解调，数据转发，路由 分离器 分离语音信号和数据信号 局端设备包括：DSL接入复用器(DSL Access Multiplexer，DSLAM)ADSL 接入和复用 分离器/ATU-C 机架 局端分离器和ADSL Modem 组合机柜23ADSL 系统构成PSTN因特网电话

13、交换机DSLAM分离器/ATU-C机架局端DSLAM:DSL 接入复用器ATU-C:局端ADSL Modem分离器ATU-R电话机计算机用户端ATU-R:ADSL Modem电话双绞线本地环路24ADSL 应用方式 PPPoE（PPP over Ethernet）以太网的HUB 或交换机用双绞线连接到ATU-R 单机使用时，则用双绞线把网卡与ATU-R 相连 加载PPPoE 协议栈，使PPP 协议工作在以太网上 多个用户可共享一条ADSL 线路254.其他宽带接入方式 HFC（光纤同轴混合网络）利用有线电视网CATV 访问因特网的技术 网络结构图见p181，树形总线结构 技术特点：主干：光纤，

14、用户：同轴电缆 频分复用，上下行占用不同频带 用户端设备：线缆调制解调器（Cable Modem）每个光纤节点为一个共享域，多个用户共享带宽（10-30Mb/s）难点：需要对CATV 进行双向化改造 成本、产业政策 替代方案：上行采用电话拨号线路，以降低成本 技术标准尚未统一，仅小规模试点，大规模推广尚需时日 26 光纤接入 FTTx x=H(ome)、B(uilding)、Z(one)、C(oner)FTTH 性能最佳，但成本太高，只能作为远期目标；中期目标可以实现FTTB、FTTZ、FTTC。网络结构参见教材第7 章：树形结构，无源光纤网络 目前较佳的方案是FTTx 与其他铜线或无线技术相

15、结合的方式：FTTx LAN、FTTx xDSL、FTTx WLAN、优缺点：数据速率高，上行可达155Mb/s，下行可达622Mb/s 建设成本高，光纤到户困难很大277.3 广域网的通信服务类型 电路交换 PSTN、ISDN：低速，不超过144kb/s 主要用于：家庭上网、移动/远程用户连接企业LAN、高速线路的备份等 优点：实时性好 分组交换 X.25：可靠性高、速度慢（64kb/s）适用于一般的数据通信 帧中继：速度快（2Mb/s 以上）适用于企业用户，如远程局域网互联、多媒体通信 优点：灵活性好 租用专线 模拟专线：半永久性地租用电话线路 数字专线：半永久性地租用电信网络的子信道，如

16、DDN 带宽：N64kb/s（1N 30），为部分或全部E1 带宽 昂贵，只适用于企业用户287.4 广域网的链路层协议 1.HDLC（高级数据链路控制协议）历史 SDLC，IBM，SNA 的数据链路层协议，1974 HDLC，ISO，数据链路层协议的国际标准 LAPB，ITU-T，最新版本的国际标准 面向位的链路层协议 HDLC 链路的两种基本配置：非平衡型：主站/从站（点到点链路或多点链路）平衡型：复合站（点到点链路）29 点到点链路 多点链路命令响应控制链路的工作：如初始化、建立、拆除、差错恢复等主站 从站非平衡型复合站 复合站平衡型只有当主站轮询到自己时才能被动地对主站进行响应复合站同

17、时具有主站和从站的功能，既可以发出命令，也可以对命令作出响应命令/响应命令/响应命令 响应非平衡型主站从站 从站 从站 从站A C B D30 站点的三种工作模式：正常响应模式（NRM）主站控制通信，从站只有在主站允许时才能发送数据。用于非平衡配置中。异步响应模式（ARM）从站可以不经过主站的允许就发送数据，但不能发送命令。建立、维护和拆除连接仍由主站负责。用于非平衡配置中。异步平衡模式（ABM）每个站都能发送命令或数据。每个站都可以建立、维护和拆除连接。用于平衡配置中。31 HDLC 的帧格式标志 地址 控制 数据 帧校验 标志 8 8 8 可变长 16 8 bit标志：帧的开始和结束（01

18、111110B，7EH）为防止标志之间出现同样的位模式，需要使用“位填充法”。即发送方每碰到5 个连续“1”，就要填充一个“0”。接收方需做删“0”操作（5 个连续“1”后面的“0”要删除）。连续发送多个帧时，前一帧的结束标志可以作为下一帧的起始标志。无信息发送时，可以连续发送标志，使接收端与发送端保持同步。地址：次站地址（非平衡方式）或确认站地址（平衡方式）。全“1”地址为广播地址，全“0”地址为非法地址，有效地址为254个。控制：帧类型和链路控制帧校验：用于错误检测，CRC16。校验区间为：地址、控制和数据。32 HDLC 帧的控制字段 控制字段中第1、2 位决定了帧的类型：0 N(R)P

19、/F N(S)1 2 3 4 5 6 7 8 信息帧(I帧)1 0 S P/F N(R)管理帧(S帧)1 1 M M P/F 无编号帧(U帧)N(S)：本帧的序号。N(R)：所期望的下一帧的序号（隐含表示N(R)-1 以前的帧已正确接收）。P/F：对主站为轮询位。主站想了解从站的情况时，就发送P/F=1 的帧；对次站为终结位。次站发出的最后一个信息帧的P/F 应为1，表示数 据已发送完。S：共2 位，用于数据传输过程管理。M：共5 位，用于链路控制和管理。N(S)和N(R)均以8 为模，轮流使用0-7 这8 个编号33 S 字段的定义 S=00，接收就绪（RR 帧）确认N(R)-1 及以前的帧

20、，请求序号为N(R)的帧。S=01，拒绝（REJ 帧）请求重发N(R)开始的以后各帧(Go_Back_N ARQ)。S=10，接收未就绪（RNR 帧）确认N(R)-1 及以前的帧，从N(R)开始的以后各帧请暂停发送。S=11，选择拒绝（SREJ 帧）请求重发序号为N(R)的帧(选择重传ARQ)。M 字段定义了32 种链路控制操作，常用的操作有：SNRM/SARM/SABM：设置正常响应/异步响应/异步平衡模式 DISC：断开连接 DM：拒绝收到的命令，断开连接（用于拒绝链路初始化命令）UA：确认收到的命令 UP：无编号轮询34HDLC 正常响应模式操作举例主站 次站SNRMUAUADISC链路

21、的建立和断开操作I，0，0主站 次站次站传送数据RR，0I，1，0RR，3I，2，0I，3，0I，4，0I，5，F，0RR，x主站 次站差错控制I，0，0REJ，1I，2，0I，1，0I，2，0I，3，0RR，4I，1，0建立断开35 2.PPP（点对点协议）用于在点对点链路上提供传输多种网络层协议的功能 三个组成部分：封装多种网络层协议数据报的方法；用于建立、配置和测试数据链路连接的链路控制协议（LCP）；一组用于建立、配置不同网络层协议的网络控制协议（NCP）。PPP 的功能：配置和测试数据链路，控制数据链路的建立、维护和终止；错误检测；对IP 地址进行分配和管理；同时支持多种网络层协议；

22、对网络层的地址和数据压缩等选项进行协商；如拨号上网时动态分配IP 地址以及是否启用数据压缩功能 支持PAP(口令认证协议)和CHAP(挑战握手认证协议)认证。用于互相确认对方身份的合法性36 PPP 的链路操作过程（以拨号过程为例）PPP 链路初始状态为链路静止状态。激活链路 物理层收到载波信号，通过电路交换与对方建立物理连接。建立链路 双方的PPP 实体通过发送一系列的LCP 帧对链路进行测试和配置（这时，双方只允许发送/接收LCP 帧）。认证 可选，对通信双方身份进行认证（LCP 帧、认证协议帧）。配置网络层协议 对需要使用的网络层协议（IP、IPX 等）进行配置，如分配IP 地址。未被配

23、置的网络层协议，PPP 将予以丢弃。配置完成后，双方就建立起网络连接，可以传送数据。终止链路 当物理链路丢失载波信号、认证失败、线路质量恶化、链路空闲时间过长、管理员主动关闭链路时，PPP 将终止链路。PPP 重新进入链路静止状态。建立 认证静止终止 打开网络检测到载波协商选项 成功或不需认证失败配置失败或线路中断NCP 配置关闭链路载波停止377.5 综合业务数字网（ISDN）综合服务：语音、电报、数据、图形、视频 两类：B-ISDN 分组交换，基于异步传输模式（ATM）高传输速率：Up to 622Mb/s or Higher N-ISDN（ISDN，“一线通”）：电路交换，利用现有的电话

24、交换系统，需要拨号连接过程 全数字传输：通信质量好，可靠性高 统一的用户网络接口：UNI 同时支持多个设备（最多连接8 个，同时可以支持3 个通信）采用带外信令，拨号连接速度快38 ISDN 的两种主要信道类型：D 信道：16kb/s 数字信道 用于传输信令（带外信令）B 信道：64kb/s 数字信道 用于传输用户的数据信息 在B 信道上可以建立4 种类型的连接：电路交换，通过拨号建立点到点连接 半永久电路（租用专线），无需拨号，始终处于连接状态 分组交换 帧中继，通过ISDN 连接到帧中继网络 电信公司通常把多个信道组合起来（称为数字管道或通道）提供给用户使用，标准的组合方式有：基本速率接口

25、BRI：2B+D 主速率接口PRI：30B+D通过D 信道的呼叫控制协议，在B 信道建立相应的连接39D ISDN 数字管道示意图基本速率数字管道，264 16 144kb/sBRIB1B2主速率数字管道，2Mb/sPRIDB1B30B 信道既可以单独使用，也可捆绑起来使用，以提供更高的带宽。分开使用时，两个信道可分别用于传输数据和电话，二者互不干扰。40 ISDN 的协议结构 物理层使用I.430（BRI）和I.431（PRI）；链路层 控制：LAPD（I.441/Q.921）用户：PPP、FR、LAPB（X.25）等 网络层LAPD网络层数据链路层物理层PPP FR LAPBIP/IPX用

26、户访问(B 信道)控制(D 信道)控制信令 电路交换 帧中继 分组交换41 ISDN 用户接入结构 在ISDN 中，设备分为若干个功能组：网络端接设备，称为NT1；执行交换和集中功能的智能设备（如程控交换机、终端控制器、LAN），称为NT2；支持ISDN 的用户设备（如ISDN 数字电话、ISDN 终端等），称为TE1 类终端；普通用户设备（如PC 微机），称为TE2 类终端 ISDN 终端适配器，又称为TA，用于连接TE2 功能组之间通过参考点分隔：参考点U：NT1 与ISDN 本地环路的接口 参考点T：用户设备与NT1（ISDN 网络）的接口 参考点S：TE1/TA 与NT2 的接口 参考

27、点R：TE2 与TA 的接口42 ISDN 用户接入结构示意图UTSRNT1NT2TE1TATE2RTATE2TE1用户端电信公司ISDN 交换机本地环路属于局端设备，但安装在用户端43q 家庭用户通过ISDN 访问因特网的例子因特网NT1TAPC 微机q 企业/机构通过ISDN 连网的例子可以是一个单独的设备，也可以做成接口卡插入微机。广域网电话NT1电话终端PCNT2用户程控电话交换机TATE1TE2对局域网用户，此设备应采用路由器或远程访问服务器447.6 数字数据网DDN 建立在数字信道上的数据网络；端到端全数字化：包括中继线和用户线；非交换的时分复用信道；永久虚电路（Permanen

28、t Virtual Circuit，PVC）由网络管理员手工创建 点到点的数字专用线路；DDN 专线就相当于一条高质量、高带宽、透明的双向数字线路，用户可以在其上利用任何类型的协议进行两点间的直接数据传输。适合于频繁的大数据量通信，可用于计算机之间的通信，或用于传送数字语音，数字视频、数字图像等。45 DDN 的接入速率一般为2.048Mb/s（E1），分为32 个64kb/s 信道（PCM 信道）：用户数据速率64kb/s 时，采用子速率复用；多个低速用户数据复用一个PCM 信道。用户数据速率64kb/s 时，采用时分复用：PCM 帧复用：每个用户可使用一个或多个PCM 信道，共有30 个信

29、道可供用户使用（不包括同步/信令）。超速率复用：多个PCM 信道合并后提供给用户使用，用户速率为N64kb/s（N 1 31）实现：在E1 帧中分配连续的N 个时隙。46 DDN 的协议结构 物理层：使用RS-232、V.35 等物理层协议；数据链路层：与ISDN 类似，但没有呼叫控制协议 PPP、FR、LAPB（X.25）、HDLC、网络层：RS-232/V.35/网络层数据链路层物理层PPP FR LAPBIP/IPXHDLC47 DDN 网的组成 用户设备：数据终端设备、计算机、网桥、路由器等 网络接入单元：可以是调制解调器、基带传输设备（DSU/CSU）以及时分复用、语音/数字复用设备

30、等。DDN 节点：复用及数字交叉连接系统（DCS）NMC：网管中心 对网络结构和业务进行配置，实时地监视网络运行情况，进行网络信息、网络节点告警、线路利用情况等收集、统计和报告。DDN 节点DDN 节点 DDN 节点DDN 节点数字专线 数字专线NMCCSU/DSU CSU/DSULANRLANRDSU/CSU的功能主要有两个：1.把用户数据转换成适合在E1 电路上传输的信号和帧结构。2.从E1 电路信号中提取同步时钟，送给路由器作为发送和接收时钟。48 DDN 提供的服务类型 专用电路（专线）在两个用户之间的一条双向的点对点专线（逻辑线路），传输速率可在64Kb/s 2.048Mb/s 之间

31、。帧中继 DDN 也提供帧中继(Frame Relay)业务，传输速率2.048Mb/s。压缩话音/G3 传真 用户话音/传真设备接入DDN 的话音服务模块(VSM)，由VSM 完成模数转换、话音编码压缩和处理，DDN 在二端的VSM 之间提供数字化信号的透明传输。虚拟专网 用户租用DDN 线路构成自己的虚拟专用网，能够对租用的网络资源参与调度和管理。49 DDN 的特点 传输速率高 64kb/s、N64kb/s 或2.048Mb/s。传输质量好 误码率低，网络时延小（每节点小于450 s）。多协议支持 全透明网络，可支持任何高层协议。多种业务 可以支持数据、语音、图像的传输。可靠性高 多路由

32、网状拓扑，故障时传输路由能自动迂回改道。无需拨号，永远在线。主要应用 HOST-HOST、LAN-LAN、LAN-WAN 等需要实时性、突发性、高速和大通信量的应用场合。50交换局：端局(CO)，汇接局、长途局提供交换连接PPP、FR、LAPB（X.WAN 的链路层协议主要使用PPP 和HDLC 类（包括HDLC、LAPB）。确认N(R)-1 及以前的帧，请求序号为N(R)的帧。从站可以不经过主站的允许就发送数据，但不能发送命令。构造信元：把SAR-PDU 封装在信元中；也称为ADSL Modem、ADSL 路由器、宽带路由器与因特网访问特点相适应25）、HDLC、ISDN 用户接入结构示意图

33、对需要使用的网络层协议（IP、IPX 等）进行配置，如分配IP 地址。只有当主站轮询到自己时才能被动地对主站进行响应“哑”终端 vs“足够智能”的微型计算机电信公司通常把多个信道组合起来（称为数字管道或通道）提供给用户使用，标准的组合方式有：也称为ADSL Modem、ADSL 路由器、宽带路由器因特网和万维网是建立在广域网基础上的一种大规模的网络应用系统。实例：通过DDN 实现局域网互联64k-2.048MDDN64k-2.048M路由器 路由器LAN1 LAN251*X.25 协议：“在公用数据网上以分组方式工作的数据终端设备DTE和数据电路端接设备DCE 之间的接口”。最早的WAN 协议

34、之一：1976 年由CCITT（现在的ITU-T）制定，用于公用数据网（PDN）；1992 年修订，速率从64kb/s 扩展到2.048Mb/s。只涉及DTE与DCE 的接口，不涉及网络内部功能实现。52 对次站为终结位。地址：次站地址（非平衡方式）或确认站地址（平衡方式）。HDLC 正常响应模式操作举例21标准：同步通信，物理接口为15针连接器：定时(2),即发送方每碰到5个连续“1”，就要填充一个“0”。光纤、微波或铜线链路上运行的E 载波用于在点对点链路上提供传输多种网络层协议的功能N-ISDN（ISDN，“一线通”）：宽带接入：满足视频、音频、多媒体、互联网等需要高带宽的应用；lite

35、：512kb/s能支持各种不同的业务：用于UNI 接口中的流量控制。1984年由ITU-T 推出：DSLAM:DSL 接入复用器 无信息发送时，可以连续发送标志，使接收端与发送端保持同步。8 8 8 可变长 16 8 bit虚路径连接由源端点到目的端点之间一系列的VP 链路构成 工作在OSI 网络体系结构的低3 层；采用分组交换；提供点对点的、面向连接的通信；包含验证WAN 连接连续性的技术；包含确保每个分组正确到达预期目的地的技术。多路复用，一条物理链路支持多条虚电路；支持多种高层协议：高层协议的PDU 均作为普通数据被封装在X.25 的分组中在网络中传送。工作速率64kb/s（2.048M

36、b/s，罕见）。53 对应于OSI 层次模型的最低三层。物理层网络层数据链路层物理层链路访问层分组层物理层链路访问层分组层DTE DCEX.21LAPBX.25 分组协议物理层：采用ITU-T X.21 标准：同步通信，物理接口为15 针连接器：定时(2),控制(2)，数据(2)。链路访问层：采用LAPB 协议。数据传输、寻址、差错控制、流控制和组帧。分组层：建立逻辑通道（虚电路），保证虚电路的可靠性，使分组可靠地传输（正确，有序）。允许同时建立4095 条虚电路。54 的虚电路服务 X.25 分组交换网为用户提供的是虚电路服务。一条物理线路可支持4095 个虚电路。DTE之间端到端的通信是通

37、过双向虚电路来完成的（一般申请16 个双向虚电路）。永久虚电路PVC 和交换虚电路SVC：PVC：预先配置的、半永久性的，无需建立/拆除过程 适用于频繁的、数据量较大的、猝发的数据传输 SVC：通过呼叫建立的、动态的 适用于偶发的、数据量较小的数据传输55 三类设备 DTE：数据终端设备，如计算机、路由器等；DCE：数据电路设备，其中又分为：数据电路终端设备：Modem；数据电路交换设备：如数字传输设备、分组交换机PSE 等。PAD：分组封包/解封包器非分组终端X.25 网卡主机LANRouterDCE DCEDCE DCEPSE PSEPSE PSEPC 机PDNX.25X.25X.25X.

38、25为了保证通信可靠性，每个PSE 至少与另外两个PSE 相连接，使得一个PSE 故障时，还能通过其他路由继续传输信息。PSE 采用存储转发的方法交换分组。PAD 用于将非分组设备接入X.25 网。位于DTE与DCE 之间，实现三个功能：缓冲、打包、拆包。56 可靠性高 网络提供了高可靠性的传输服务：面向连接的虚电路 多路复用 同一物理信道上的多条虚电路允许一个用户设备同时与多个其他用户设备通信 提供流量控制和拥塞控制能力 点对点的通信，不支持广播，适用于网状拓扑 支持多种协议 TCP/IP、IPX/SPX、AppleTalk、DECnet、57 网络设计思想产生如此巨大差别的原因：通信线路

39、普通双绞线 vs 光纤 计算机的普及“哑”终端 vs“足够智能”的微型计算机X.25 Internet面向连接 无连接提供可靠交付的虚电路服务，能保证服务质量提供尽力交付的数据报服务，无服务质量保证传输中所有的问题由网络解决 传输中的差错控制、流量控制由用户端解决5864kb/s64kb/sLAN1路由器LAN2路由器同步Modem同步Modem59如拨号上网时动态分配IP 地址以及是否启用数据压缩功能确认N(R)-1 及以前的帧，从N(R)开始的以后各帧请暂停发送。物理层：使用RS-232、V.局端分离器和ADSL Modem 组合机柜仅使用一对铜线，可直接利用原有的电话线；接入网（本地环路

40、、用户环路）提供用户接入84Mb/s，最高可达OC-192 乃至OC-256（13.DSLAM:DSL 接入复用器ATU-R:ADSL Modem控制：帧类型和链路控制超速率复用：多个PCM 信道合并后提供给用户使用，用户速率为N64kb/s（N 131）高质量的音频和视频传输FRAD：帧中继封装/解封装器。7.8 帧中继（Frame Relay,FR）1984 年由ITU-T 推出：财富杂志前1000 家公司的首选WAN 技术；为解决X.25 效率低下、速率慢的问题而开发:基本思想：差错控制和流量控制交由端系统处理，网络只要保证尽可能快地传输数据即可。这样做的理由是：传输网络的可靠性大大提高

41、；作为用户终端的PC 微机已经具备了强大的数据处理能力。60 帧中继的技术特征 工作在OSI 网络体系结构的最低两层；在数据链路层实现分组交换；帧中继在本质上仍是分组交换技术，但舍去了X.25 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交换。链路层的功能包括帧定界、寻址和差错检测；但省略了帧编号、重传、流控、窗口、应答、监视等功能。使用虚电路（PVC/SVC）来建立通信连接，并通过虚电路实现多路复用；不提供错误恢复和流量控制功能；可以封装多种类型的协议。可以通过帧中继传输的典型协议包括：IP、IPX、AppleTalk PPP（封装TCP/IP、IPX/SPX 或NetBEU

42、I）传输速率为56kb/s、2.048Mb/s 和45Mb/s。61 帧中继的特点 传输速率和传输延迟比X.25 网络要分别提高和降低至少一个数量级。帧长度可变，允许最大帧长在1600 字节以上。因为采用了基于变长帧的异步多路复用技术，帧中继主要用于数据传输，而不适合语音、视频或其他对延迟时间敏感的信息的传输。虽然PVC 和SVC 都可以提供，但在实际的帧中继网络中，主要使用PVC。对传输错误仅仅进行检测，但并不纠错，发现错误时仅是简单地将错误帧丢弃。重传、纠错和流控由端设备中的上层协议(如TCP/IP)完成。62X.25帧中继交换技术 在虚电路上进行的分组交换 同左 虚电路类型 PVC 或S

43、VC，在第3 层实现 PVC 或SVC，在第2 层实现拆/封包设备PAD FRAD差错控制 由网络实现 仅检错，差错恢复由端系统实现流量控制 由网络实现 由端系统实现确认形式 逐链路段进行确认 端到端的确认复用 多条虚电路复用一条物理链路 同左多协议封装 支持 支持FRAD：帧中继封装/解封装器。它通常是插在路由器、交换机、通信控制器上的一个模块，属于DTE 设备。其用途是封装LAN 发送到FRAD的数据分组，以便这些数据分组可以在帧中继网络中传输；它也解封装帧中继格式的数据，使LAN 能够识别这些数据。63数链网络物理数链网络物理完全的差错控制数链物理数链物理完全的差错控制网络 网络帧中继的

44、有限差错控制有限的差错控制源站中间节点目的站 源站 目的站中间节点帧中继的确认方式中间节点 中间节点 目的站 源站数据确认中间节点 中间节点 目的站 源站数据确认64 帧中继的应用场合 高带宽突发型数据业务 远程LAN 之间的互联。块交互应用 块交互应用的典型例子是高分辨率图像传输，如CAD/CAM 等。大型文件传输 在这种应用类型中传输延迟并不是最主要的，关键是高吞吐率，能在合理的时间内完成大文件传输。字符交互应用 字符交互应用的典型例子是文本编辑，这种应用类型的最主要特征是短帧、低延迟和低吞吐率。多个这样的低速位流业务经过复用后接入帧中继。65 帧中继协议的体系结构 分为控制面和用户面两个

45、部分 控制面仅用于建立虚电路三层 使用LMI 协议管理链路 用户面用于用户数据传输只有两层，链路层协议 使用LAPF（Link Access Procedure for Frame-mode Bearer Service）核心功能完成用户数据传输LAPF 核心功能LAPF（Q.922）T1/E1 或V.35/I.430/I.431LMI、Q.933控制面 用户面物理层链路层网络层66 LAPF 核心功能：用户数据传输 去掉了LAPF 的差错控制、流控制功能；仅提供以下功能：帧的格式化、帧定界和透明传输；用帧中的DLCI 字段实现多路复用和解复用；帧长度检测和错误检测；拥塞控制。帧格式(参考HD

46、LC)标志 地址 信息 校验 标志1 2-4 1600 2 1 字节DLCI C/R EA DLCI FECN BECN DE EA数据链路连接标识符(即虚电路号)，用于标识虚电路。长度为10 位、16 位或23 位。前向显式阻塞通知（Front Explicit Congestion Notification）。通知前向节点，帧传输路径中存在拥塞问题。反向显式阻塞通知（Back Explicit Congestion Notification）。通知后向节点，帧传输路径中存在拥塞问题。允许丢弃位。发生拥塞时，有此标记的帧首先被丢弃。地址扩展位。用于把地址扩充到3个或4 个字节。67 帧中继W

47、AN 的组成 FRS：帧中继网交换设备 FRAD：帧中继封装/解封装器FRS FRSFRS FRS帧中继WAN主机FRLANRouterFRFRLANFR内含FRAD 的通信控制器插有FRAD 模块的路由器插有FRAD 模块的交换机插有FRAD 模块的路由器 68 帧中继的虚电路操作 基于DLCI（数据链路连接标识符），DLCI 用来标识虚电路（2 字节地址时最多为1024 个）。DLCI 只具有本地意义，通过虚电路连接的两个用户可以使用不同的DLCI 来标识该连接。FRS交换帧的方法：每建立一条虚电路，FRS都会在路由表中增加一行；FRS中的路由表每一行都具有以下的格式：FRS 根据帧中的D

48、LCI 进行转发。对每一个输入帧，根据其输入端口和DLCI 查找路由表。找到后，从找到的那一行所指定的输出端口把帧转发出去，转发时，用“出DLCI”替换掉原来的DLCI（从这里即可看出为什么DLCI 只具有本地意义）。输入端口入DLCI输出端口出DLCI69 例：NET1 发送的三个帧，目的网络？R1R2BC102 101 100103105104106107IN DLCI OUT DLCI11 100 12 10311 101 13 10411 102 14 1051112131422313221IN DLCI OUT DLCI31 104 32 107交换机A的路由表交换机C的路由表IN

49、DLCI OUT DLCI21 103 22 106交换机B的路由表R3R4ANET1NET2NET3NET4Q:IP 地址如何映射到DLCI？A:由网管员在路由器中设置它们的对应关系。70*7.9 异步传输模式（ATM）ATM 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换技术。吸取了电路交换实时性好、分组交换灵活性强的优点；基本思想是以小的定长分组来传输所有类型的信息；ATM 的传输单元长度为53 字节的短分组，称为信元（Cell）其中5 字节为信元头，48 字节为有效载荷 能够高速传输数据、语音、视频和多媒体；目前最高速率为10Gb/s，即将达到40Gb/s；具有优秀的Qo

50、S（服务质量）保证。极小的传输时延和抖动，以及极小的信元丢失率。ATM 是宽带综合业务数据网（B-ISDN）的基本传输方法；主要用于广域网，也可用于局域网。在局域网中优势不大，逐渐被FE、GE 所取代。71 ATM 的主要特性 定长短分组(5 字节信元头48 字节有效载荷)；使用虚电路连接；传输错误时进行纠错而不是请求重发；可以使用多种介质：UTP、STP、MMF、SMF；速率从1.544Mb/s 到10Gb/s；优良的QoS（服务质量保证）特性；提供4 类服务：恒定比特率（CBR）服务 可变比特率（VBR）服务 可用比特率（ABR）服务 未定比特率（UBR）服务CBR：虚拟的固定带宽电路，能