計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教案(第6章)

1、第第6 6章章 廣廣 域域 網(wǎng)網(wǎng) 廣域網(wǎng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。廣域網(wǎng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分。本章重點(diǎn)討論廣域網(wǎng)的基本概念和廣域網(wǎng)本章重點(diǎn)討論廣域網(wǎng)的基本概念和廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制。中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制。 另外將介紹幾種常見(jiàn)的廣域網(wǎng)技術(shù)。另外將介紹幾種常見(jiàn)的廣域網(wǎng)技術(shù)。 6.1 6.1 廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)的基本概念 6.2 6.2 廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制6.3 6.3 幾種常見(jiàn)的廣域網(wǎng)技術(shù)幾種常見(jiàn)的廣域網(wǎng)技術(shù)6.4 6.4 異步傳遞方式異步傳遞方式ATMATM主要內(nèi)容主要內(nèi)容n廣域網(wǎng)的概念與構(gòu)成廣域網(wǎng)的概念與構(gòu)成n數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路n廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)

2、機(jī)制廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制本章重點(diǎn)本章重點(diǎn)n廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制本章難點(diǎn)本章難點(diǎn)6.1 6.1 廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)的基本概念 當(dāng)主機(jī)之間的距離較遠(yuǎn)時(shí)，例如：相隔當(dāng)主機(jī)之間的距離較遠(yuǎn)時(shí)，例如：相隔幾十、幾百公里甚至更遠(yuǎn)，局域網(wǎng)顯然無(wú)法完幾十、幾百公里甚至更遠(yuǎn)，局域網(wǎng)顯然無(wú)法完成主機(jī)間的通信任務(wù)，這時(shí)就需要另一種結(jié)構(gòu)成主機(jī)間的通信任務(wù)，這時(shí)就需要另一種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò) 。廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)1. 廣域網(wǎng)的定義：廣域網(wǎng)（廣域網(wǎng)的定義：廣域網(wǎng)（WAN）是一種覆蓋地理范圍）是一種覆蓋地理范圍相對(duì)較廣的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。相對(duì)較廣的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)。2. WAN的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 通信子網(wǎng)由結(jié)點(diǎn)交換機(jī)

3、和連接交換機(jī)的鏈路組成。通信子網(wǎng)由結(jié)點(diǎn)交換機(jī)和連接交換機(jī)的鏈路組成。 由主機(jī)（由主機(jī)（host）和通信子網(wǎng)（簡(jiǎn)稱(chēng)子網(wǎng)）和通信子網(wǎng)（簡(jiǎn)稱(chēng)子網(wǎng)subnet）組成；）組成； 結(jié)點(diǎn)交換機(jī)：對(duì)分組執(zhí)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)結(jié)點(diǎn)交換機(jī)：對(duì)分組執(zhí)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能的專(zhuān)用計(jì)算機(jī) 鏈路：連接結(jié)點(diǎn)交換機(jī)的高速傳輸線(xiàn)路鏈路：連接結(jié)點(diǎn)交換機(jī)的高速傳輸線(xiàn)路 通信子網(wǎng)的主要任務(wù)（通信子網(wǎng)的主要任務(wù)（廣域網(wǎng)的工作模式）廣域網(wǎng)的工作模式）：廣域網(wǎng)的基本工作模式是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)（廣域網(wǎng)的基本工作模式是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)（store and forward）即）即對(duì)分組進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，分組（數(shù)據(jù)）沿輸對(duì)分組進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，分組（數(shù)據(jù)）沿輸入線(xiàn)路到達(dá)交

4、換機(jī)后，交換機(jī)必須為其選擇輸出線(xiàn)路并入線(xiàn)路到達(dá)交換機(jī)后，交換機(jī)必須為其選擇輸出線(xiàn)路并負(fù)責(zé)將其輸出。負(fù)責(zé)將其輸出。圖6-1 廣域網(wǎng)系統(tǒng) 通信子網(wǎng)（subnet） 主機(jī)（host）結(jié)點(diǎn)交換機(jī)高速鏈路圖6-2 廣域網(wǎng)中的交換機(jī)及連接方式 通信子網(wǎng)（subnet）3. 廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)的區(qū)別廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)的區(qū)別廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間存在著較大的區(qū)別。廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間存在著較大的區(qū)別。從連接方式上看，廣域網(wǎng)的組成部分從連接方式上看，廣域網(wǎng)的組成部分主要是分組交換機(jī)，采用的是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)主要是分組交換機(jī)，采用的是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接（如圖連接（如圖6-3（a）所示），而局域）所示），而局域網(wǎng)的組成多為計(jì)算機(jī)，普遍采用多點(diǎn)網(wǎng)的

5、組成多為計(jì)算機(jī)，普遍采用多點(diǎn)接入技術(shù)（如圖接入技術(shù)（如圖6-3（b）所示）。）所示）。 圖6-3 廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)的接入方式n如圖如圖6-4所示的是一個(gè)典型的互聯(lián)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，位于不同所示的是一個(gè)典型的互聯(lián)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，位于不同地址位置的多個(gè)局域網(wǎng)通過(guò)廣域網(wǎng)連接后便形成了互聯(lián)網(wǎng)。地址位置的多個(gè)局域網(wǎng)通過(guò)廣域網(wǎng)連接后便形成了互聯(lián)網(wǎng)。 圖6-4 由局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)組成的互聯(lián)網(wǎng)5. 廣域網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)層所提供的服務(wù)類(lèi)型廣域網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)層所提供的服務(wù)類(lèi)型 網(wǎng)絡(luò)層為網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)提供了兩大類(lèi)服務(wù)：網(wǎng)絡(luò)層為網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)提供了兩大類(lèi)服務(wù)：n面向連接的虛電路服務(wù)面向連接的虛電路服務(wù)n面向非連接的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。面向非連接的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)

6、。 4. WAN的參考模型的參考模型 從從OSI參考模型來(lái)看，參考模型來(lái)看，WAN的通信涉及的通信涉及OSI參考模型的下三層：參考模型的下三層： 物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層。物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層。n虛電路服務(wù)是網(wǎng)絡(luò)層向運(yùn)輸層提供的一種使所有分組虛電路服務(wù)是網(wǎng)絡(luò)層向運(yùn)輸層提供的一種使所有分組按順序到達(dá)目的端系統(tǒng)的可靠的數(shù)據(jù)傳送方式。按順序到達(dá)目的端系統(tǒng)的可靠的數(shù)據(jù)傳送方式。n原理：進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的兩個(gè)端系統(tǒng)之間存在著一條為原理：進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的兩個(gè)端系統(tǒng)之間存在著一條為它們服務(wù)的虛電路。在虛電路中，為了進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，它們服務(wù)的虛電路。在虛電路中，為了進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間要先

7、建一條邏輯通路。網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間要先建一條邏輯通路。每個(gè)分組除了包含數(shù)據(jù)之外還包含一個(gè)虛電路標(biāo)識(shí)符。每個(gè)分組除了包含數(shù)據(jù)之外還包含一個(gè)虛電路標(biāo)識(shí)符。在預(yù)先建好的路徑上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都知道把這些分組引在預(yù)先建好的路徑上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都知道把這些分組引導(dǎo)到哪里去，不再需要路由選擇判定。最后，由某一導(dǎo)到哪里去，不再需要路由選擇判定。最后，由某一個(gè)站用清除請(qǐng)求分組來(lái)結(jié)束這次連接。它之所以是個(gè)站用清除請(qǐng)求分組來(lái)結(jié)束這次連接。它之所以是“虛虛”的，是因?yàn)檫@條電路不是專(zhuān)用的。的，是因?yàn)檫@條電路不是專(zhuān)用的。n特點(diǎn)：在數(shù)據(jù)傳送之前必須通過(guò)虛呼叫設(shè)置一條虛電特點(diǎn)：在數(shù)據(jù)傳送之前必須通過(guò)虛呼叫設(shè)置一條虛電路。但并

8、不像電路交換那樣有一條專(zhuān)用通路，分組在路。但并不像電路交換那樣有一條專(zhuān)用通路，分組在每個(gè)節(jié)點(diǎn)上仍然需要緩沖，并在線(xiàn)路上進(jìn)行排隊(duì)等待每個(gè)節(jié)點(diǎn)上仍然需要緩沖，并在線(xiàn)路上進(jìn)行排隊(duì)等待輸出。輸出。1)1)虛電路服務(wù)虛電路服務(wù)2）數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)）數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)n在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，每個(gè)分組的傳送是被單獨(dú)處理的。在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，每個(gè)分組的傳送是被單獨(dú)處理的。每個(gè)分組稱(chēng)為一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)自身攜帶足夠每個(gè)分組稱(chēng)為一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)，每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)自身攜帶足夠的地址信息。一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)后，根據(jù)數(shù)據(jù)的地址信息。一個(gè)節(jié)點(diǎn)收到一個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)后，根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)中的地址信息和節(jié)點(diǎn)所儲(chǔ)存的路由信息，找出一個(gè)報(bào)中的地址信息和節(jié)點(diǎn)所儲(chǔ)存的路由信

9、息，找出一個(gè)合適的出路，把數(shù)據(jù)報(bào)原樣地發(fā)送到下一節(jié)點(diǎn)。由于合適的出路，把數(shù)據(jù)報(bào)原樣地發(fā)送到下一節(jié)點(diǎn)。由于各數(shù)據(jù)報(bào)所走的路徑不一定相同，因此不能保證各個(gè)各數(shù)據(jù)報(bào)所走的路徑不一定相同，因此不能保證各個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)按順序到達(dá)目的地，有的數(shù)據(jù)報(bào)甚至?xí)型緛G數(shù)據(jù)報(bào)按順序到達(dá)目的地，有的數(shù)據(jù)報(bào)甚至?xí)型緛G失。整個(gè)過(guò)程中，沒(méi)有虛電路建立，但要為每個(gè)數(shù)據(jù)失。整個(gè)過(guò)程中，沒(méi)有虛電路建立，但要為每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)做路由選擇。報(bào)做路由選擇。 圖6-5 虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)一、一、 廣域網(wǎng)交換機(jī)中的轉(zhuǎn)發(fā)表廣域網(wǎng)交換機(jī)中的轉(zhuǎn)發(fā)表1 廣域網(wǎng)的物理編址廣域網(wǎng)的物理編址n在許多廣域網(wǎng)中使用了層次編址方案，以在許多廣域網(wǎng)中使用了層次編址方案，以提

10、高數(shù)據(jù)的傳輸速率。提高數(shù)據(jù)的傳輸速率。n最簡(jiǎn)單的層次編址稱(chēng)為兩段式層次地址，最簡(jiǎn)單的層次編址稱(chēng)為兩段式層次地址，它把一個(gè)地址分成兩個(gè)部分：它把一個(gè)地址分成兩個(gè)部分：n第一部分表示分組交換機(jī)的編號(hào)，第一部分表示分組交換機(jī)的編號(hào)，n第二部分表示所連接的分組交換機(jī)的端第二部分表示所連接的分組交換機(jī)的端口號(hào)。口號(hào)。 6.2 6.2 廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制與主機(jī)相連的交換機(jī)的編號(hào) 與主機(jī)相連的交換機(jī)端口的編號(hào)第一層地址第二層地址圖6-6 最簡(jiǎn)單的層次地址圖6-7顯示了連接在不同的兩臺(tái)交換機(jī)上的計(jì)算機(jī)的兩層編址地址。 圖6-7 連接在交換機(jī)上的計(jì)算機(jī)的編址方式2按照目的站點(diǎn)的交換機(jī)號(hào)

11、確定下一站點(diǎn)的地址按照目的站點(diǎn)的交換機(jī)號(hào)確定下一站點(diǎn)的地址n 每一個(gè)交換機(jī)中都有一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)表（每一個(gè)交換機(jī)中都有一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)表（forwarding table）。圖）。圖6-6中列出了交換機(jī)中列出了交換機(jī)2的轉(zhuǎn)發(fā)表以及每的轉(zhuǎn)發(fā)表以及每臺(tái)計(jì)算機(jī)的地址，轉(zhuǎn)發(fā)表中有兩個(gè)重要的組成：臺(tái)計(jì)算機(jī)的地址，轉(zhuǎn)發(fā)表中有兩個(gè)重要的組成：即分組的目的站點(diǎn)和下一站點(diǎn)（即分組的目的站點(diǎn)和下一站點(diǎn)（next hop）。）。 圖6-8 廣域網(wǎng)中交換機(jī)中的轉(zhuǎn)發(fā)表及計(jì)算機(jī)的地址 n因?yàn)槁酚蛇x擇中的下一個(gè)站點(diǎn)只取決于分組因?yàn)槁酚蛇x擇中的下一個(gè)站點(diǎn)只取決于分組中的目的站點(diǎn)地址，而與源站點(diǎn)地址無(wú)關(guān)，中的目的站點(diǎn)地址，而與源站點(diǎn)地址無(wú)關(guān)，

12、這個(gè)概念被稱(chēng)為這個(gè)概念被稱(chēng)為源地址獨(dú)立性源地址獨(dú)立性（source independence)。 源地址獨(dú)立性：源地址獨(dú)立性：n對(duì)于廣域網(wǎng)而言，在研究廣域網(wǎng)的路由問(wèn)題時(shí)，對(duì)于廣域網(wǎng)而言，在研究廣域網(wǎng)的路由問(wèn)題時(shí)，可以用可以用“圖圖”（graph）來(lái)表示廣域網(wǎng)。其中，）來(lái)表示廣域網(wǎng)。其中，圖中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)（圖中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)（node）代表交換機(jī)，連接兩）代表交換機(jī)，連接兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連線(xiàn)代表一條鏈路（個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連線(xiàn)代表一條鏈路（link）。）。圖6-9 廣域網(wǎng)與圖之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系3交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)表的簡(jiǎn)化交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)表的簡(jiǎn)化n據(jù)圖6-9所示的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，可以得出如圖6-10所示的路由表。圖6-10 圖6-9中

13、每個(gè)節(jié)點(diǎn)的路由表結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)1 的轉(zhuǎn)發(fā)表的轉(zhuǎn)發(fā)表 結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)2的轉(zhuǎn)發(fā)表的轉(zhuǎn)發(fā)表 結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)3的轉(zhuǎn)發(fā)表的轉(zhuǎn)發(fā)表 結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)4的轉(zhuǎn)發(fā)表的轉(zhuǎn)發(fā)表默認(rèn)路由默認(rèn)路由n在廣域網(wǎng)中，某一結(jié)點(diǎn)路由表中的重復(fù)條目可能在廣域網(wǎng)中，某一結(jié)點(diǎn)路由表中的重復(fù)條目可能是一個(gè)龐大的數(shù)字，這對(duì)路由的選擇帶來(lái)了很大是一個(gè)龐大的數(shù)字，這對(duì)路由的選擇帶來(lái)了很大的開(kāi)銷(xiāo)。為了消除節(jié)點(diǎn)路由表中的重復(fù)條目，可的開(kāi)銷(xiāo)。為了消除節(jié)點(diǎn)路由表中的重復(fù)條目，可以用一個(gè)條目來(lái)代替路由表中具有相同以用一個(gè)條目來(lái)代替路由表中具有相同“下一站下一站點(diǎn)點(diǎn)”的多條重復(fù)條目，此機(jī)制稱(chēng)為默認(rèn)路由的多條重復(fù)條目，此機(jī)制稱(chēng)為默認(rèn)路由（default route）。在路由表中，默

14、認(rèn)路由的目的）。在路由表中，默認(rèn)路由的目的站點(diǎn)用符號(hào)站點(diǎn)用符號(hào)“ * ”表示。表示。圖6-11 使用了默認(rèn)路由后的簡(jiǎn)化路由表結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)1 的轉(zhuǎn)發(fā)表的轉(zhuǎn)發(fā)表 結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)2的轉(zhuǎn)發(fā)表的轉(zhuǎn)發(fā)表 結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)3的轉(zhuǎn)發(fā)表的轉(zhuǎn)發(fā)表 結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)4的轉(zhuǎn)發(fā)表的轉(zhuǎn)發(fā)表結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)1 的轉(zhuǎn)發(fā)表的轉(zhuǎn)發(fā)表 結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)2的轉(zhuǎn)發(fā)表的轉(zhuǎn)發(fā)表 結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)3的轉(zhuǎn)發(fā)表的轉(zhuǎn)發(fā)表 結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)4的轉(zhuǎn)發(fā)表的轉(zhuǎn)發(fā)表6.3 6.3 幾種常見(jiàn)的廣域網(wǎng)技術(shù)幾種常見(jiàn)的廣域網(wǎng)技術(shù) 6.3.1 分組數(shù)據(jù)網(wǎng)分組數(shù)據(jù)網(wǎng)(X.25) 6.3.2幀中繼幀中繼 6.3.3數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDN 6.3.4 xDSL技術(shù)簡(jiǎn)介技術(shù)簡(jiǎn)介 6.3.1 X.25分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)

15、 X.25是由是由ITUT于于1974年制定的年制定的WAN通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，它定義了用戶(hù)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)之間的接口標(biāo)準(zhǔn)。它定義了用戶(hù)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)之間的接口標(biāo)準(zhǔn)。 X.25有如下特點(diǎn)有如下特點(diǎn): 能接入不同類(lèi)型用戶(hù)設(shè)備能接入不同類(lèi)型用戶(hù)設(shè)備 可靠性高可靠性高 采用多路復(fù)用技術(shù)采用多路復(fù)用技術(shù) 具有流量控制和擁塞控制具有流量控制和擁塞控制是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議 6.3.2 幀中繼幀中繼n定義：定義：幀中繼是在數(shù)字光纖傳輸線(xiàn)路逐漸代替原有的幀中繼是在數(shù)字光纖傳輸線(xiàn)路逐漸代替原有的模擬線(xiàn)路，用戶(hù)終端智能化的情況下，由模擬線(xiàn)路，用戶(hù)終端智能化的情況下，由X.25分組交分組交換技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種換技

16、術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種新型的交換技術(shù)新型的交換技術(shù)。它。它在在X.25X.25基基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)化了差錯(cuò)控制、流量控制和路由選擇功能，礎(chǔ)上，簡(jiǎn)化了差錯(cuò)控制、流量控制和路由選擇功能，著眼于數(shù)據(jù)的快速傳輸以提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。著眼于數(shù)據(jù)的快速傳輸以提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。n 幀中繼和分組交換類(lèi)似，但卻以比分組容量大的幀為幀中繼和分組交換類(lèi)似，但卻以比分組容量大的幀為單位而不是以分組為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而且，它在單位而不是以分組為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而且，它在網(wǎng)絡(luò)上的中間節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)不進(jìn)行誤碼糾錯(cuò)。網(wǎng)絡(luò)上的中間節(jié)點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)不進(jìn)行誤碼糾錯(cuò)。6.3.3 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)DDNn數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(DDN，Digital D

17、ata Network)是利用數(shù)字信是利用數(shù)字信道傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。道傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。n 它的傳輸媒介主要是光纜，輔助于數(shù)字微波、它的傳輸媒介主要是光纜，輔助于數(shù)字微波、 衛(wèi)星信道衛(wèi)星信道以及用戶(hù)端可用的普通電纜和雙絞線(xiàn)。以及用戶(hù)端可用的普通電纜和雙絞線(xiàn)。n在現(xiàn)有的電信網(wǎng)在現(xiàn)有的電信網(wǎng)(電話(huà)網(wǎng)或分組交換網(wǎng)電話(huà)網(wǎng)或分組交換網(wǎng))中，都有模擬成分中，都有模擬成分存在，需要許多模數(shù)轉(zhuǎn)換及調(diào)制解調(diào)設(shè)備。而存在，需要許多模數(shù)轉(zhuǎn)換及調(diào)制解調(diào)設(shè)備。而DDN則以則以全數(shù)字、高速率及靈活的交叉連接復(fù)用功能為用戶(hù)提供全數(shù)字、高速率及靈活的交叉連接復(fù)用功能為用戶(hù)提供永久性或半永久性的數(shù)字電路專(zhuān)線(xiàn)永久

18、性或半永久性的數(shù)字電路專(zhuān)線(xiàn)(出租出租)業(yè)務(wù)，為用戶(hù)構(gòu)業(yè)務(wù)，為用戶(hù)構(gòu)建了一個(gè)大容量的數(shù)據(jù)通信平臺(tái)。數(shù)字信道與傳統(tǒng)的模建了一個(gè)大容量的數(shù)據(jù)通信平臺(tái)。數(shù)字信道與傳統(tǒng)的模擬信道相比，具有傳輸質(zhì)量高、速度快、帶寬利用率高擬信道相比，具有傳輸質(zhì)量高、速度快、帶寬利用率高等一系列優(yōu)點(diǎn)。等一系列優(yōu)點(diǎn)。 nxDSLxDSL技術(shù)就是用數(shù)字技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的模擬電話(huà)技術(shù)就是用數(shù)字技術(shù)對(duì)現(xiàn)有的模擬電話(huà)用戶(hù)線(xiàn)進(jìn)行改造，使它能夠承載寬帶業(yè)務(wù)。用戶(hù)線(xiàn)進(jìn)行改造，使它能夠承載寬帶業(yè)務(wù)。 nDSLDSL就是數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)就是數(shù)字用戶(hù)線(xiàn) (Digital Subscriber (Digital Subscriber Line) Line)

19、的縮寫(xiě)。而的縮寫(xiě)。而DSLDSL的前綴的前綴x x則表示在數(shù)字則表示在數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)上實(shí)現(xiàn)的不同寬帶方案。用戶(hù)線(xiàn)上實(shí)現(xiàn)的不同寬帶方案。6.3.4 xDSL 技技 術(shù)術(shù) nADSL (Asymmetric Digital Subscriber ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) :Line) :非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)非對(duì)稱(chēng)數(shù)字用戶(hù)線(xiàn) W-ADSLW-ADSLnHDSL (High speed DSL) :HDSL (High speed DSL) :高速數(shù)字用戶(hù)高速數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)線(xiàn)nVDSL (Very high speed DSL) :VDSL (Very h

20、igh speed DSL) :甚高速甚高速數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)。數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)。 xDSLxDSL對(duì)稱(chēng)性對(duì)稱(chēng)性下下 行行 帶帶 寬寬上上 行行 帶帶 寬寬極限傳輸距離極限傳輸距離ADSLADSL非對(duì)稱(chēng)非對(duì)稱(chēng)1.5 Mbit/s1.5 Mbit/s64 kbit/s64 kbit/s4.64.65.5 km5.5 kmADSLADSL非對(duì)稱(chēng)非對(duì)稱(chēng)6 68 Mbit/s8 Mbit/s640 kbit/s640 kbit/s1 Mbit/s1 Mbit/s2.72.73.6 km3.6 kmHDSLHDSL（2 2對(duì)線(xiàn)）對(duì)線(xiàn)）對(duì)稱(chēng)對(duì)稱(chēng)1.5 Mbit/s1.5 Mbit/s1.5 Mbit/s1.5 Mbit

21、/s2.72.73.6 km3.6 kmHDSLHDSL（1 1對(duì)線(xiàn)）對(duì)線(xiàn)）對(duì)稱(chēng)對(duì)稱(chēng)768 kbit/s768 kbit/s768 kbit/s768 kbit/s2.72.73.6 km3.6 kmVDSLVDSL非對(duì)稱(chēng)非對(duì)稱(chēng)12.96 Mbit/s12.96 Mbit/s1.61.62.3 Mbit/s2.3 Mbit/s1.4 km1.4 kmVDSLVDSL非對(duì)稱(chēng)非對(duì)稱(chēng)25 Mbit/s25 Mbit/s1.61.62.3 Mbit/s2.3 Mbit/s0.9 km0.9 kmVDSLVDSL非對(duì)稱(chēng)非對(duì)稱(chēng)52 Mbit/s52 Mbit/s1.61.62.3 Mbit/s2.3 Mb

22、it/s0.3 km0.3 kmDSL (ISDN)DSL (ISDN)對(duì)稱(chēng)對(duì)稱(chēng)160 kbit/s160 kbit/s160 kbit/s160 kbit/s4.64.65.5 km5.5 km表表 xDSLxDSL的幾種類(lèi)型的幾種類(lèi)型( (書(shū)書(shū)6565頁(yè)頁(yè)) )ADSLADSLnADSLADSL中的中的“D D（數(shù)字）（數(shù)字）”應(yīng)理解為應(yīng)理解為“使使用數(shù)字技術(shù)用數(shù)字技術(shù)”。ADSLADSL的用戶(hù)線(xiàn)上傳送的用戶(hù)線(xiàn)上傳送的仍然是模擬信號(hào)而不是數(shù)字信號(hào)。的仍然是模擬信號(hào)而不是數(shù)字信號(hào)。nADSLADSL在現(xiàn)成的用戶(hù)線(xiàn)（銅線(xiàn)）的兩端在現(xiàn)成的用戶(hù)線(xiàn)（銅線(xiàn)）的兩端各安裝一個(gè)各安裝一個(gè)ADSLADSL調(diào)

23、制解調(diào)器。我國(guó)目調(diào)制解調(diào)器。我國(guó)目前采用的方案是離散多音調(diào)前采用的方案是離散多音調(diào)DMT DMT (Discrete Multi-Tone) (Discrete Multi-Tone) 調(diào)制技術(shù)。調(diào)制技術(shù)。 圖圖3-31 DMT3-31 DMT技術(shù)的頻譜分布技術(shù)的頻譜分布n基于基于A(yíng)DSLADSL的接入網(wǎng)由以下的接入網(wǎng)由以下3 3大部分組成：大部分組成：數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)接入復(fù)用器數(shù)字用戶(hù)線(xiàn)接入復(fù)用器DSLAM (DSL DSLAM (DSL Access Multiplexer)Access Multiplexer)，用戶(hù)線(xiàn)和居民，用戶(hù)線(xiàn)和居民家庭中的一些設(shè)施，如下圖所示。家庭中的一些設(shè)施，如下圖所

24、示。圖圖3-32 3-32 基于基于A(yíng)DSLADSL的接入網(wǎng)的組成的接入網(wǎng)的組成6.4 6.4 異步傳輸方式異步傳輸方式ATMATM1 ATM概述概述 1972年年ITU-T提出了綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)提出了綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)的概念。的概念。特別是特別是80年代初制定的一整套關(guān)于年代初制定的一整套關(guān)于ISDN的系列建議，的系列建議，奠定了奠定了ISDN發(fā)展的基礎(chǔ)。鑒于當(dāng)時(shí)技術(shù)能力和業(yè)務(wù)需發(fā)展的基礎(chǔ)。鑒于當(dāng)時(shí)技術(shù)能力和業(yè)務(wù)需求的限制，首先提出的只能是窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)求的限制，首先提出的只能是窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(N-ISDN)。 1989年，年，ITU-T第第18研究組在綜合了已有研究成果研究組

25、在綜合了已有研究成果的基礎(chǔ)上的基礎(chǔ)上, 提出了一種新的信息傳遞方式提出了一種新的信息傳遞方式-異步傳送模異步傳送模式式(ATM)，并將，并將ATM作為實(shí)現(xiàn)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)作為實(shí)現(xiàn)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)的一個(gè)解決方案。的一個(gè)解決方案。ATM從此正式誕生。從此正式誕生。 2 ATM 基本概念基本概念 ATM是異步傳送模式，它采用快速分組交換和統(tǒng)計(jì)是異步傳送模式，它采用快速分組交換和統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)。它具有如下基本特點(diǎn)。復(fù)用技術(shù)。它具有如下基本特點(diǎn)。 1)采用短而固定長(zhǎng)度的短分組采用短而固定長(zhǎng)度的短分組 在在A(yíng)TM中采用短而固定長(zhǎng)度的分組，稱(chēng)為信元中采用短而固定長(zhǎng)度的分組，稱(chēng)為信元(Cel

26、l)。信元由。信元由53個(gè)字節(jié)組成，其中個(gè)字節(jié)組成，其中5個(gè)字節(jié)是信元頭，個(gè)字節(jié)是信元頭，48個(gè)字節(jié)是凈荷。固定長(zhǎng)的短分組決定了個(gè)字節(jié)是凈荷。固定長(zhǎng)的短分組決定了ATM系統(tǒng)處理系統(tǒng)處理時(shí)間短、響應(yīng)快，特別適合實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和高速應(yīng)用。時(shí)間短、響應(yīng)快，特別適合實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)和高速應(yīng)用。 2)采用統(tǒng)計(jì)復(fù)用采用統(tǒng)計(jì)復(fù)用 ATM是按信元進(jìn)行統(tǒng)計(jì)復(fù)用的，在時(shí)間上沒(méi)有固定是按信元進(jìn)行統(tǒng)計(jì)復(fù)用的，在時(shí)間上沒(méi)有固定的復(fù)用位置。由于統(tǒng)計(jì)復(fù)用是按需分配帶寬，可以滿(mǎn)足的復(fù)用位置。由于統(tǒng)計(jì)復(fù)用是按需分配帶寬，可以滿(mǎn)足不同用戶(hù)傳遞不同業(yè)務(wù)的帶寬需要。不同用戶(hù)傳遞不同業(yè)務(wù)的帶寬需要。3 ATM的協(xié)議參考模型：的協(xié)議參考模型： ATM

27、層 ATM適配層（AAL） 傳輸匯聚 TC子層ATM物理層 物理媒體相關(guān) PMD子層（1） ATM物理層物理層 物理層利用通信線(xiàn)路的比特流傳送功能實(shí)現(xiàn)物理層利用通信線(xiàn)路的比特流傳送功能實(shí)現(xiàn)ATM信元信元的傳送。的傳送。 物理層物理層(PHY)包含兩個(gè)子層：物理媒介子層包含兩個(gè)子層：物理媒介子層(PMD)和和傳輸會(huì)聚子層傳輸會(huì)聚子層(TC)。PM的功能依賴(lài)于傳輸媒介的外部特的功能依賴(lài)于傳輸媒介的外部特性性(光纖、微波、雙絞線(xiàn)等光纖、微波、雙絞線(xiàn)等)，主要功能有比特傳遞和定時(shí)，主要功能有比特傳遞和定時(shí)校準(zhǔn)、線(xiàn)路編碼和電光轉(zhuǎn)換等。校準(zhǔn)、線(xiàn)路編碼和電光轉(zhuǎn)換等。TC負(fù)責(zé)會(huì)聚物理層操作，負(fù)責(zé)會(huì)聚物理層操作

28、，它不依賴(lài)于具體媒介。它不依賴(lài)于具體媒介。 與與OSI模型相比，模型相比，ATM物理層大體包括了物理層大體包括了OSI的物理層的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。其中，和數(shù)據(jù)鏈路層。其中，PM子層相當(dāng)于子層相當(dāng)于OSI物理層；物理層；TC子子層相當(dāng)于層相當(dāng)于OSI數(shù)據(jù)鏈路層，但其功能大大地簡(jiǎn)化了，只保數(shù)據(jù)鏈路層，但其功能大大地簡(jiǎn)化了，只保留了對(duì)信元頭的校驗(yàn)和信元定界功能。留了對(duì)信元頭的校驗(yàn)和信元定界功能。 （2） ATM層層 ATM層利用物理層提供的傳送功能，向外部提供傳層利用物理層提供的傳送功能，向外部提供傳送送ATM信元的能力。信元的能力。ATM層是與物理層相互獨(dú)立的。不層是與物理層相互獨(dú)立的。不管信元是在光纖、雙絞線(xiàn)上，還是在其他媒介上傳送，無(wú)管信元是在光纖、雙絞線(xiàn)上，還是在其他媒介上傳送，無(wú)論速率如何，論速率如何，ATM層均以統(tǒng)一的信元標(biāo)準(zhǔn)格式完成復(fù)用、層均以統(tǒng)一的信元標(biāo)準(zhǔn)格式完成復(fù)用、交換和選路。交換和選路。在每個(gè)在每個(gè)ATM節(jié)點(diǎn)為信元選路，建立端到端節(jié)點(diǎn)為信元選路，建立端到端的邏輯連接。的邏輯連接。ATM邏輯連接是通過(guò)虛通路標(biāo)識(shí)邏輯連接是通過(guò)虛通路標(biāo)識(shí)VPI(VP Identifier)和虛信道標(biāo)識(shí)和虛信道標(biāo)識(shí)VCI(VC Identifier)來(lái)識(shí)別的。來(lái)識(shí)別的。 ATM層的主要工作是產(chǎn)生層的主要工