計算機網(wǎng)絡技術：第九講 廣域網(wǎng)技術

廣域網(wǎng)技術－－－WideAreaNetwork(WAN)

能連接多個城市，國家或大洲－－廣域網(wǎng)不僅僅只是連接許多結點中的計算機，它還必須能使得計算機之間能同時通信。廣域網(wǎng)交換系統(tǒng)的基本模式是存儲轉發(fā)交換。為完成存儲轉發(fā)功能，分組交換機必須在存儲器中存儲分組，當分組到達時，分組交換機的輸入/輸出硬件把一個分組的副本放在存儲器中并通知處理器，然后進行轉發(fā)操作。處理器檢查分組，決定應該送到哪個接口，并把分組輸送到輸出硬件。廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)都是互聯(lián)網(wǎng)的重要組成構件.連在一個廣域網(wǎng)和連在一個局域網(wǎng)上的計算機在該網(wǎng)內進行通信時,只需要使用其網(wǎng)絡的物理地址即可.廣域網(wǎng)是一種跨地區(qū)的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡，使用電信運營商提供的設備作為信息傳輸平臺。對照OSI參考模型，廣域網(wǎng)技術主要位于底層的3個層次，分別是物理層，數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡層。一、技術特性

1、物理層接口標準

EIA/TIA-232（RS-232）

世界上最常用的物理層接口標準。速率最高達64Kbps

常用的接口有9針和25針兩種。

EIA/TIA-449（RS-449）

是EIA/TIA-232的擴展標準，速率可達2Mbps，支持的電纜長度也

較長。常用的接口有9針和37針兩種。

X.21

由ITU-T開發(fā)，是一種電路交換網(wǎng)絡和用戶設備間通信的協(xié)議。

常用的接口為15針，接口的速率為4Mbps。

V.35

由ITU-T開發(fā)，用于定義網(wǎng)絡訪問設備和分組網(wǎng)的接口。

速率可達4Mbps，最常見為30針。

G.703/G.704

ITU-T有關電話公司設備和DTE間連接的電氣和機械規(guī)范。

速率可達4Mbps，接口為雙頭的BNC和普通的針型接口。

HSSI

由CISCO和T3PLUS網(wǎng)絡公司共同開發(fā)，并由EIA/TIATR30.2標準

化，是一種高速的串口標準。

支持在廣域鏈路上的高速串行通信，速率可達54Mbps2、網(wǎng)絡傳輸協(xié)議

PPP

對應于OSI參考模型的下兩層，它為兩端的用戶提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務。

可用于PSTN,DDN,SDH網(wǎng)中，其協(xié)議交互方法與HDLC相似。

HDLC

由IBM首先提出，并為ITU-T和ISO接受。

對應于OSI參考模型的下兩層。

可用于DDN,SDH網(wǎng)中。

3、中繼系統(tǒng)的路由協(xié)議

中繼系統(tǒng)的網(wǎng)際設備（如路由器）應提供完善的路由選擇功能。使不同

系統(tǒng)間能順利交換路由信息，并進行路由選擇，網(wǎng)際設備應支持以下路

由協(xié)議中的幾種。

RIP（路由信息協(xié)議）

RIP協(xié)議主要用于UNIX的IP網(wǎng)中。主要用于中小型網(wǎng)絡。OSPF（開放最短路徑優(yōu)先）

OSPF可用于大型互連網(wǎng)絡的路由協(xié)議，也是公認的國際標準路由

協(xié)議。絕大多數(shù)網(wǎng)際設備均支持OSPF。

E-IGRP（增強內部網(wǎng)關路由協(xié)議）

E-IGRP是CISCO公司開發(fā)的著名的網(wǎng)絡協(xié)議，目前已得到網(wǎng)絡界普

遍認可。在大型網(wǎng)絡中，E-IGRP是最完善的也是最有效的路由協(xié)議。IS-IS（中間系統(tǒng)-中間系統(tǒng)間域內路由選擇協(xié)議）

IS-IS是由OSI認可的國際標準的路由選擇協(xié)議。其很多的特征與

OSPF相似，適用于大型網(wǎng)絡。

BGP（邊界網(wǎng)關協(xié)議）

BGP是為Internet設計的自治系統(tǒng)間的路由選擇協(xié)議，也可用于自

治系統(tǒng)內部，是Internet中主要的路由協(xié)議。

二、技術分類

（一）、點對點鏈路點對點鏈路提供的是一條預先建立的從客戶端經(jīng)過運營商網(wǎng)絡到達遠端目標網(wǎng)絡的廣域網(wǎng)通信路徑。一條點對點鏈路就是一條租用的專線，可以在數(shù)據(jù)收發(fā)雙方之間建立起永久性的固定連接。網(wǎng)絡運營商負責點對點鏈路的維護和管理。點對點鏈路可以提供兩種數(shù)據(jù)傳送方式。一種是數(shù)據(jù)報傳送方式，該方式主要是將數(shù)據(jù)分割成一個個小的數(shù)據(jù)幀進行傳送，其中每一個數(shù)據(jù)幀都帶有自己的地址信息，都需要進行地址校驗。另外一種是數(shù)據(jù)流傳送方式，該方式與數(shù)據(jù)報傳送方式不同，用數(shù)據(jù)流取代一個個的數(shù)據(jù)幀作為數(shù)據(jù)發(fā)送單位，整個流數(shù)據(jù)具有1個地址信息，只需要進行一次地址驗證即可。DDN利用光纖的復用技術，可提供點對點專線、幀中繼和X.25服務

速率可達2Mbps。

通過租用DDN專線、幀中繼或X.25用戶線利用DDN網(wǎng)

（二）、電路交換電路交換是廣域網(wǎng)所使用的一種交換方式。可以通過運行商網(wǎng)絡為每一次會話過程建立，維持和終止一條專用的物理電路。電路交換也可以提供數(shù)據(jù)報和數(shù)據(jù)流兩種傳送方式。電路交換在電信運營商的網(wǎng)絡中被廣泛使用，其操作過程與普通的電話撥叫過程非常相似。綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（ISDN）就是一種采用電路交換技術的廣域網(wǎng)技術。ISDN（三）、包交換（分組交換）包交換也是一種廣域網(wǎng)上經(jīng)常使用的交換技術，通過包交換，網(wǎng)絡設備可以共享一條點對點鏈路通過運營商網(wǎng)絡在設備之間進行數(shù)據(jù)包的傳遞。包交換主要采用統(tǒng)計復用技術在多臺設備之間實現(xiàn)電路共享。ATM，幀中繼，SMDS以及X.25等都是采用包交換技術的廣域網(wǎng)技術。1、分組交換X.25X.25規(guī)范對應OSI三層，X.25的第三層描述了分組的格式及分組交換的過程。X.25的第二層由LAPB（LinkAccessProcedure,Balanced）實現(xiàn)，它定義了用于DTE/DCE連接的幀格式。X.25的第一層定義了電氣和物理端口特性。X.25網(wǎng)絡設備分為數(shù)據(jù)終端設備（DTE）、數(shù)據(jù)電路終端設備（DCE）及分組交換設備（PSE）。DTE是X.25的末端系統(tǒng)，如終端、計算機或網(wǎng)絡主機，一般位于用戶端，Cisco路由器就是DTE設備。DCE設備是專用通信設備，如調制解調器和分組交換機。PSE是公共網(wǎng)絡的主干交換機。2、幀中繼技術幀中繼是八十年代初發(fā)展起來的一種數(shù)據(jù)通信技術，其英文名為FrameRelay，簡稱FR。它是從X.25分組通信技術演變而來的。是一種先進的包交換技術，從分組技術發(fā)展起來的，是一種快速分組通信方式。它采用虛電路技術，對分組交換技術進行簡化，具有吞吐量大、時延小、適合突發(fā)性業(yè)務等特點，能充分利用網(wǎng)絡資源。幀中繼為多區(qū)域間，全國范圍內以及國際間實現(xiàn)通信提供了一個靈活高效的廣域網(wǎng)解決方案。

1)幀中繼技術主要用于傳遞數(shù)據(jù)業(yè)務，它使用一組規(guī)程將數(shù)據(jù)信息以幀的形式(簡稱幀中繼協(xié)議)有效地進行傳送。它是廣域網(wǎng)通信的一種方式。2)幀中繼所使用的是邏輯連接，而不是物理連接，在一個物理連接上可復用多個邏輯連接（即可建立多條邏輯信道），可實現(xiàn)帶寬的復用和動態(tài)分配。3)幀中繼協(xié)議是對X.25協(xié)議的簡化，因此處理效率很高，網(wǎng)絡吞吐量高，通信時延低，幀中繼用戶的接入速率在64kbit/s至2Mbit/s，甚至可達到34Mbit/s。4)幀中繼的幀信息長度遠比X.25分組長度要長，最大幀長度可達1600字節(jié)/幀，適合于封裝局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)單元，適合傳送突發(fā)業(yè)務(如壓縮視頻業(yè)務、WWW業(yè)務等)。幀中繼業(yè)務目前已廣泛在局域網(wǎng)（LAN）互連、計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、文件傳送、圖象查詢業(yè)務和圖象監(jiān)視業(yè)務等網(wǎng)絡應用中。3、X.25與幀中繼的區(qū)別X.25

對應于OSI參考模型的第三層。

PPP和HDLC均屬點到點一類協(xié)議，而X.25包含網(wǎng)絡層服務。

X.25協(xié)議主要用于X.25分組網(wǎng)中，用戶只需接入分組網(wǎng)，就可以

復用網(wǎng)上的通信線路，實現(xiàn)網(wǎng)上任意用戶間的通信，而無須兩用

戶間的直接連接，大大節(jié)省了通信線路。

X.25協(xié)議交互太多，所以速率受到限制。

幀中繼

主要實現(xiàn)OSI參考模型的下兩層協(xié)議，也提供某些網(wǎng)絡服務。

與X.25不同，幀中繼忽略了X.25分組層的差錯檢測和流量控制，

因此效率高于X.25。

幀中繼的速率可達2Mbps或更高，在國外已過渡到ATM的最佳廣域

網(wǎng)協(xié)議。

(四)、虛擬電路虛擬電路是一種邏輯電路，可以在兩臺網(wǎng)絡設備之間實現(xiàn)可靠通信。虛擬電路有兩種不同形式，分別是交換虛擬電路（SVC）和永久性虛擬電路（PVC）。ATM

主要實現(xiàn)OSI參考模型的下兩層協(xié)議。與幀中繼相似，但其信息包很小，且為固定長度（53個字節(jié)），因此實時性更佳，信息包稱為信元。ATM速率較高，可達155M，一般可基于SDH網(wǎng)組建主干網(wǎng)。

(五)、無線通信微波專線

以接近光速的速度傳輸信號，是金屬導線的1.2-1.6倍。

不能被遮擋，易受大氣、大雨的干擾。

偏遠山區(qū)的理想選擇。衛(wèi)星通信網(wǎng)絡

方便、靈活、見效快，但延時長。

如金橋網(wǎng)。

GSM是一種基于時分多址的第二代數(shù)字移動通信系統(tǒng)，

最初的開發(fā)宗旨是促進歐盟內部電信服務的統(tǒng)一和一體化頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）兩種方式的結合。CDMACDMA是碼分多址的英文縮寫（Code

Division

Muitiple

Access），它是在數(shù)字技術的分支--擴頻通信技術上發(fā)展起來的一種嶄新而成熟的無線通信技術。CDMA技術的原理是基于擴頻技術，即將需傳送的具有一定信號帶寬信息數(shù)據(jù)，用一個帶寬遠大于信號帶寬的高速偽隨機碼進行調制，使原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴展，再經(jīng)載波調制并發(fā)送出去。接收端使用完全相同的偽隨機碼，與接收的帶寬信號作相關處理，把寬帶信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴，以實現(xiàn)信息通信。

三、廣域網(wǎng)設備1、廣域網(wǎng)交換機廣域網(wǎng)交換機是在運營商網(wǎng)絡中使用的多端口網(wǎng)絡互聯(lián)設備。廣域網(wǎng)交換機工作在OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層，可以對幀中繼，X.25以及SMDS等數(shù)據(jù)流量進行操作。2、接入服務器接入服務器是廣域網(wǎng)中撥入和撥出連接的會聚點。3、調制解調器