《計算機網(wǎng)絡(luò)自頂向下（中文）》第6講 數(shù)據(jù)鏈路層之三

第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-1IEEE802.11無線LAN(p128-129)無線LANs:不拘范圍(經(jīng)常是移動的)聯(lián)網(wǎng)形態(tài)IEEE802.11標準:MAC協(xié)議無需注冊的頻率范圍(US):900Mhz,2.4Ghz基本服務(wù)集(BSS)

包括:無線主機接入點(AP):

基站由BSS再聯(lián)合組成分配系統(tǒng)(DS)用門橋（portal）接入有線網(wǎng)第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-2自組網(wǎng)絡(luò)（AdHocNetworks）p130自組網(wǎng)絡(luò):IEEE802.11站點可以不使用AP動態(tài)地組成網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用:在會議室、汽車中舉行“膝上型”會議與個人使用的電子設(shè)備進行互聯(lián)戰(zhàn)場上自組網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)的連接采用所謂的

殘樁網(wǎng)絡(luò)(stubnetwork)方式(p131)第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-3無線局域網(wǎng)中的隱蔽站問題(p132)隱蔽站:A,C兩個站點不能互相“聽見”障礙物,信號衰減在B站點發(fā)生沖突

802.11MAC的設(shè)計目標:

避免可能在B站發(fā)生的沖突CSMA/CA:帶有沖突避免（CollisionAvoidance）策略的CSMA第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-4802.11MAC層:CSMA/CA(p133)802.11CSMA:發(fā)送方-如果檢測到信道閑置了DISF

秒.

然后傳輸整個幀(無沖突檢測)-如果檢測到信道忙

然后進行二進制避退（binarybakeoff）802.11CSMA接收方:如果接收OK

等待SIFS后返回ACK第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-5IEEE802.11MAC協(xié)議802.11CSMA協(xié)議:其他方NAV:網(wǎng)絡(luò)分配向量（NetworkAllocation

Vector）802.11幀具有傳輸時間字段其他站點(聽見有傳輸時)必須推遲若干NAV時間單位再對信道進行訪問第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-6沖突避免:RTS-CTS交換(p135)CSMA/CA:進行顯式的信道預(yù)留發(fā)送方:發(fā)送簡短的RTS:requesttosend接收方:使用簡短的CTS:cleartosend回應(yīng)CTS為發(fā)送方預(yù)留了信道,并通知了其他(可能是隱蔽的)站點避免了隱蔽站點的沖突第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-7沖突避免:RTS-CTS交換由于RTS/CTS比較短:發(fā)送時間短，發(fā)生沖突的可能小最終的結(jié)果同沖突檢測基本一致IEEE802.11允許:CSMACSMA/CA:信道預(yù)留從AP進行輪詢第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-8點對點的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議（DLC）一方發(fā),一方收,一條鏈路:比廣播信道簡單的多無需介質(zhì)訪問控制不必進行MAC尋址e.g.,撥號鏈路,ISDN線路等常見的點對點DLC協(xié)議:SLIP(SerialLineInternetProtocol)(p89)PPP(point-to-point協(xié)議)SDLC:SynchronousDataLinkControl(SNA的面向比特的數(shù)據(jù)鏈路規(guī)程)HDLC:Highleveldatalinkcontrol(ISO高級數(shù)據(jù)鏈路控制)(p85)第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-9PPP設(shè)計要求[RFC1557]分組成幀:

將網(wǎng)絡(luò)層的分組封裝入數(shù)據(jù)鏈路層的幀

同時可以承載任意網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)(不僅僅是IP)提供向上分用的能力位流透明:

在數(shù)據(jù)字段中，必須能攜帶任意組合的位流錯誤檢測

(無需校正)網(wǎng)絡(luò)層地址協(xié)商:

端點間可以學(xué)習(xí)/配置對方的網(wǎng)絡(luò)地址第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-10PPP無需做的工作無錯誤校正/恢復(fù)無流量控制允許失序遞交

無需支持多點鏈路(e.g.,輪詢)出錯恢復(fù)、流量控制、分組重新排序

都被趕到更高層去解決了!第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-11PPP數(shù)據(jù)幀(p90)Flag:定界符(成幀)Address:

沒用(只有一種選擇)Control:

沒用;將來可能會用作多點控制字段Protocol:

本幀傳遞數(shù)據(jù)的上層協(xié)議(eg,PPP-LCP,IP,IPCP,etc)第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-12PPP數(shù)據(jù)幀info:

所攜帶的上層數(shù)據(jù)check:CRC

進行錯誤檢測第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-13字節(jié)填充（ByteStuffing）(p91)“數(shù)據(jù)透明”要求:數(shù)據(jù)字段必須可以包括幀的flag字段的固定字節(jié)<01111110>Q:

如何判斷這個<01111110>到底是數(shù)據(jù)還是flag?發(fā)送方:

在每個<01111110>數(shù)據(jù)字節(jié)后加入一個額外的<01111110>接收方:

在連續(xù)收到兩個01111110時:丟棄第一個字節(jié),繼續(xù)數(shù)據(jù)接收單個01111110:flag字節(jié)第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-14字節(jié)填充flag字型出現(xiàn)在發(fā)送數(shù)據(jù)中flag字型加上填充字節(jié)在傳輸數(shù)據(jù)中第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-15PPP數(shù)據(jù)控制協(xié)議(p92)在交換網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)之前,數(shù)據(jù)鏈路的對等雙方必須配置PPP鏈路(最大幀長度,認證等)學(xué)習(xí)/配置網(wǎng)絡(luò)

(p92)

就IP而言:攜帶IP控制協(xié)議(IPCP)報文(protocolfield:8021)給出比要配置/學(xué)習(xí)的IP地址第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-16ATM技術(shù)(p156)1980s/1990’sstandard標準用于高速

(155Mb/sto622Mb/s以上)BroadbandIntegratedServiceDigitalNetwork

（B-ISDN）體系結(jié)構(gòu)目標:

集成的,端對端的voice,video,data傳輸滿足voice,video傳輸?shù)膖iming/QoS

要求(針對Internetbest-effort模型)“下一代”電話系統(tǒng):技術(shù)之根基植于telephoneworld分組交換(固定長度分組,稱為“cells-信元”)使用虛電路第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-17ATM體系結(jié)構(gòu)adaptationlayer（適配層）:

僅存于ATM網(wǎng)絡(luò)的邊緣上數(shù)據(jù)分段/裝配（datasegmentation/reassembly）基本等同于InternettransportlayerATM層:“網(wǎng)絡(luò)”層信源交換,路由選擇物理層第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-18ATM:網(wǎng)絡(luò)層

或鏈路層?理想（Vision）:

端對端的傳輸:“ATM從桌面到桌面”ATM的確是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)現(xiàn)實（Reality）:

用來連接IP主干路由器

“IPoverATM”ATM作為交換鏈路,連接IP路由器第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-19ATM適配層(AAL)ATMAdaptationLayer(AAL):夾在中間，用來對其上層(IPorATM本身的應(yīng)用程序)和其下層（ATM層）進行“適配”AAL僅出現(xiàn)在端接系統(tǒng),而交換機中是不存在的AAL層的數(shù)據(jù)段(首部/尾部字段,數(shù)據(jù))被分割后放入多個ATM信元

類比:TCP的數(shù)據(jù)段可分入多個IP分組第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-20ATM適配層(AAL)[續(xù)]不同版本的AAL層,取決于ATM的服務(wù)類別:AAL1:

用于CBR(ConstantBitRate，恒定傳輸速率)服務(wù),e.g.線路交換模擬（circuitemulation）AAL2:

用于VBR(VariableBitRate，可變傳輸速率)服務(wù),e.g.,MPEGvideoAAL5:

用于UBR,數(shù)據(jù)傳輸(eg,IP分組)AALPDUATMcellUserdata第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-21AAL5-SimpleAndEfficientAL(SEAL)簡單有效的適配層AAL5:開銷低，可用來傳輸IP分組4字節(jié)的CRCPAD用來保證數(shù)據(jù)負荷（payload）為48字節(jié)的整倍數(shù)

大個的AAL5數(shù)據(jù)單元被分入多個48-byteATMcells第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-22ATM層服務(wù):

將信元通過ATM網(wǎng)絡(luò)進行傳輸如同IP網(wǎng)絡(luò)層但其提供的服務(wù)與IP網(wǎng)絡(luò)層大相徑庭NetworkArchitectureInternetATMATMATMATMServiceModelbesteffortCBRVBRABRUBRBandwidthnoneconstantrateguaranteedrateguaranteedminimumnoneLossnoyesyesnonoOrdernoyesyesyesyesTimingnoyesyesnonoCongestionfeedbackno(inferredvialoss)nocongestionnocongestionyesnoGuarantees?第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-23ATM層:虛電路VC傳輸:

信元的傳輸是通過VC完成的在數(shù)據(jù)傳輸之前需要建立連接，完后斷開每個分組攜帶VC定義符(而不是信宿的ID)為傳輸路徑每個正在通信的連接上所有交換結(jié)點維持“狀態(tài)”鏈路,交換資源(帶寬,緩存)可以被分配給VC:以獲取線路交換類似的性能永久型虛電路(PVCs)長期持續(xù)的連接典型:在IP路由器之間的“永久性”路由交換型虛電路(SVC):在每次通信的基礎(chǔ)上動態(tài)設(shè)置第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-24ATM虛電路ATMVC的優(yōu)點:連接時QoS

的性能承諾可以映射到VC上(帶寬,延遲,延遲抖動-delayjitter)ATMVC的缺點:對數(shù)據(jù)報的支持效率不高（不合算）每個信源/信宿對間的PVC需要N*2連接

SVC由于需要呼叫建立（callsetup）等待,因此處理生存期短的連接開銷較大第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-25ATM層:ATMcell（信元）5字節(jié)ATM信元首部48字節(jié)的有效負荷（payload）Why?:較小的payload->對數(shù)字化語音來說，創(chuàng)建信元的延遲較小些介乎于32和64之間(折衷!)CellheaderCellformat第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-26ATM信元首部VCI:virtualchannelID（虛通道標志）在通過網(wǎng)絡(luò)的各段鏈路時會變化PT:

Payloadtype（負荷類型）(e.g.RMcellvs.

datacell)CLP:CellLossPrioritybit(信元丟失優(yōu)先位)CLP=1意味著低優(yōu)先級信元,如果擁塞可先丟棄HEC:HeaderErrorChecksum（首部錯誤校驗）cyclicredundancycheck（CRC）第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-27ATM物理層兩片(子層)形式的物理層:TransmissionConvergenceSublayer(TCS)-傳輸匯聚子層:

在ATM層和PMD子層間進行適配PhysicalMediumDependent（物理媒體相關(guān)子層）:

取決于使用的物理介質(zhì)傳輸匯聚子層（TCS）功能:首部校驗和計算:8位CRC信源圈定對于“非結(jié)構(gòu)化的”PMD子層,在沒有數(shù)據(jù)傳輸時須傳輸空閑信元，進行速率適配第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-28ATM物理層物理媒體相關(guān)(PMD)子層SONET/SDH:

傳輸幀結(jié)構(gòu)(類似集裝箱運輸);位同步;帶寬分割(TDM);若干種速率:OC1=51.84Mb/s;OC3=155.52Mb/s;OC12=622.08Mb/sT1/T3（北美標準）:

傳輸幀結(jié)構(gòu)(沿襲于傳統(tǒng)的電話體系技術(shù)):1.5Mb/s～45Mb/s無結(jié)構(gòu)的（unstructured）:僅用信元(忙/閑)第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-29IP-Over-ATM傳統(tǒng)的IP3個“網(wǎng)絡(luò)”(e.g.,LAN網(wǎng)段)MAC(802.3)和IP地址IPoverATM

用ATM網(wǎng)絡(luò)替代傳統(tǒng)“網(wǎng)絡(luò)”(e.g.,LAN網(wǎng)段)ATM地址,IP地址ATMnetworkEthernetLANsEthernetLANs第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-30IP-Over-ATM業(yè)務(wù):IP分組放入ATMAAL5PDU從IP地址映射到ATM地址就像IP地址映射到802.3MAC地址!ATMnetworkEthernetLANs第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-31在IP-over-ATM網(wǎng)絡(luò)中的分組旅程在信源主機:IP層(使用ARP)

尋求IP信宿地址到ATM地址之間的映射將分組送入AAL5AAL5把數(shù)據(jù)段封裝入信元，再傳遞給ATM層ATM網(wǎng)絡(luò):

沿VC將信元送到信宿在信宿主機:AAL5將信元重新裝配成原始分組如果CRCOK,分組將傳遞給IP層第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-32ATM網(wǎng)絡(luò)的ARP（地址解析協(xié)議）ATM網(wǎng)絡(luò)需要信宿的ATM地址就像以太網(wǎng)需要信宿的以太網(wǎng)地址IP/ATM之間的地址轉(zhuǎn)換通過ATMARP(AddressResolutionProtocol)進行ATM網(wǎng)絡(luò)中的ARP服務(wù)器對所有連接的設(shè)備廣播ATMARP的轉(zhuǎn)換請求主機可以在服務(wù)器上注冊其ATM地址以免去查找之煩第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-33X.25和幀中繼（FrameRelay）類似ATM:廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

面向虛電路

根植于telephonyworld可以傳輸IP分組從這個視角，可以把其看成IP協(xié)議的鏈路層第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-34X.25(p146)X.25為每個用戶在信源和信宿之間建立VC連接在通信路徑上按步跳進行控制(校驗，可靠性，擁塞控制)在每個步跳之間使用LAP-B協(xié)議進行錯誤控制(具有重發(fā)功能)采用了HDLC協(xié)議的變體

按步跳使用信用證（credits

）進行流量控制在中間結(jié)點發(fā)生的擁塞回傳回通道上的前個結(jié)點最后通過背壓方式（backpressure）傳回信源第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-35IPvs.

X.25X.25:可以做到可靠的、按序的端對端的傳遞“智能在網(wǎng)絡(luò)中（intelligenceinthenetwork）”IP:只能完成不可靠的,可能失序的端對端傳遞“智能在端系統(tǒng)中(intelligenceintheendpoints)”IPoverX.25(p148)X.25也可以作為IP的數(shù)據(jù)鏈路層第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-36幀中繼（FrameRelay）(p148)設(shè)計于1980s末,廣泛應(yīng)用于1990s,是在信道技術(shù)進步的現(xiàn)實基礎(chǔ)上對X.25的改進Framerelay服務(wù):無錯誤控制進行端對端的擁塞控制第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-37幀中繼(續(xù))設(shè)計用來對公司用戶的LANs進行互聯(lián)一般為永久性VC’s:把兩個路由器間的數(shù)據(jù)流通過這樣的“管道”連接起來

交換VC’s:通過撥號連接，類似ATM公司用戶從公共的FrameRelay網(wǎng)絡(luò)租用FR服務(wù)(eg,Sprint,ATT，中國電信)第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-38幀中繼(續(xù))Flag位,01111110,界定幀address:10位VCID字段3擁塞控制位FECN:forwardexplicitcongestionnotification(幀在前向通道上遭遇擁塞)BECN:congestiononreversepathDE:discardeligibility（丟棄資質(zhì)）addressflagsdataCRCflags第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-39幀中繼–VC速率控制(p153)CommittedInformationRate(CIR)-承諾信息速率定義,“承諾的”每個VC的速率在VC建立的協(xié)商過程中確定用戶根據(jù)CIR付費DE位:DiscardEligibilitybit

（丟棄資質(zhì)）端接的FR交換機為每條VC測量速率;標記DE位DE=0:高優(yōu)先,重要幀;”不惜一切代價”的傳遞DE=1:低優(yōu)先,在擁塞時首先丟棄第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-40幀中繼-承諾信息速率(CIR)&幀標記訪問速率:R指（用戶的)源路由器到（服務(wù)商的）FR端接交換機之間的數(shù)據(jù)速率;64Kbps<R<1,544Kbps一般，許多VC(每條通向一個信宿路由器)被復(fù)用到統(tǒng)一個訪問干線上;每條VC有自己的CIRFR端接交換機測量每個VC的信息流量;并作標記（marks）(ieDE>=1)超出了CIR的幀(這些幀可能會在稍后被丟棄)第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-41廣域網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用三類：撥號（電路交換）

PSTN、ISDN分組(幀)交換

ATM、X.25、FrameRelay專線（點到點）

DDN、xDSL第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-42互聯(lián)實例1：遠程PC接入局域網(wǎng)LANPSTNModem撥號訪問服務(wù)器RASPCPCModem第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-43互聯(lián)實例2：利用幀中繼實現(xiàn)局域網(wǎng)遠程互聯(lián)LAN1路由器LAN2路由器LAN3路由器FRSFRSFRSFRS：幀中繼交換機廣域網(wǎng)第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-44公共電話交換網(wǎng)PSTN(POTS)電路交換有撥號連接過程即可傳輸模擬信息，也可傳輸數(shù)字信息用戶環(huán)路為模擬傳輸數(shù)據(jù)通信時需要使用MODEM收發(fā)雙方傳輸速率必須相同，最高為56kbps第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-45PSTN的協(xié)議結(jié)構(gòu)

物理層主要使用RS-232(DTE和Modem之間的接口，目前也有相當(dāng)部分集成主板和內(nèi)置的Modem)；鏈據(jù)層為PPP(或SLIP，現(xiàn)已很少用)；

PPP支持的任何一種高層協(xié)議IP/IPX/…PPP/SLIPRS-232網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-46PSTN的組成中繼網(wǎng)電話交換機計算機本地環(huán)路電話公司的設(shè)備用戶的設(shè)備用戶家庭電信公司MODEMMODEM數(shù)字線路模擬線路RS-232第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-47綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(p154)

ISDN

（IntegratedServiceDigitalNetwork）電路交換，利用現(xiàn)有的電話交換系統(tǒng)有撥號連接過程全數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)多服務(wù)：語音、數(shù)據(jù)、文本、圖形、視頻采用帶外信令（D信道），撥號連接速度快載體信道（B信道）帶寬為64kbit/s第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-48Q.931LAPD(Q.921)I.430/I.431網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層N-ISDN的協(xié)議結(jié)構(gòu)

物理層使用I.430(BRI)和I.431(PRI)；

鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層分為控制呼叫協(xié)議和用戶訪問協(xié)議鏈路層控制：LAPD用戶：PPP、FR、LAPB(X.25)等網(wǎng)絡(luò)層控制：Q.931用戶：IP、X.25PPPFRLAPBIP/IPXX.25用戶訪問控制呼叫第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-49ISDN的組成廣域網(wǎng)ISDN交換機ISDN終端ISDN數(shù)字電話本地回路電信公司的設(shè)備NT1用戶的設(shè)備用戶家庭電信公司家庭用的ISDNTE1TE1TE1TU第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-50廣域網(wǎng)ISDN交換機TE1本地回路電信公司的設(shè)備NT1用戶的設(shè)備用戶辦公室電信公司大型商用的ISDNTE1TE1TE2TANT2UTSSSRPBX第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-51ISDN的設(shè)備1類終端設(shè)備（TE1）

與ISDN網(wǎng)絡(luò)兼容的設(shè)備，可直接連接1類網(wǎng)絡(luò)終結(jié)設(shè)備NT1或2類網(wǎng)絡(luò)終結(jié)設(shè)備NT2。通過4根（2對）數(shù)字線路連接到ISDN網(wǎng)絡(luò)。2類終端設(shè)備（TE2）

與ISDN網(wǎng)絡(luò)不兼容的設(shè)備。連接ISDN網(wǎng)時需要使用終端適配器TA。終端適配器（TA）把非ISDN設(shè)備的信號轉(zhuǎn)換成符合ISDN標準的信號?？梢允且粋€單獨的設(shè)備，也可以安裝在TE2內(nèi)。第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-521類網(wǎng)絡(luò)終結(jié)設(shè)備（NT1）用戶端網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，與4線的ISDN用戶線或傳統(tǒng)的2線用戶環(huán)路連接。一般由電信公司提供，是ISDN網(wǎng)絡(luò)的一部分。物理層設(shè)備。

NT1的用戶端接口可支持連接8臺ISDN終端設(shè)備。2類網(wǎng)絡(luò)終結(jié)設(shè)備（NT2）

位于用戶端的執(zhí)行交換和集中功能的一種智能化設(shè)備（可提供OSI/RM的第2、3層服務(wù)）。如小型的數(shù)字程控交換機PBX。大型用戶終端數(shù)量多，需要使用NT2做交換連接。第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-53ISDN參考點ISDN網(wǎng)絡(luò)中不同設(shè)備之間連接的規(guī)范。U參考點：NT1與電信公司ISDN交換機間的連接點T參考點：NT1到用戶設(shè)備之間的連接點。S參考點：NT2與TE1/TA之間的連接點。R參考點：TE2與TA之間的連接點。第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-54ISDN接口ISDN提供了一種數(shù)字化的比特管道，使信息在用戶與電信公司之間流動。ISDN比特管道支持由TDM分隔的多個信道。常用的有兩種標準化信道：D信道——16kbit/s數(shù)字信道，用于帶外信令。B信道——64kbit/s數(shù)字PCM信道，用于語音或數(shù)字。ISDN比特管道主要支持兩種信道的組合：BRI：基本速率接口。2B+DPRI：主速率接口（一次群速率接口）。30B+D第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-55BRIDB1B2PRIDB1~B30基本速率數(shù)字管道，144kbps主速率數(shù)字管道，2Mbps數(shù)字管道示意圖第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-56數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)DDN(DigitalDataNetwork)

是利用數(shù)字信道傳輸數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)。非交換的永久/半永久虛電路(租用線路)。為用戶提供點到點的數(shù)字專用線路。網(wǎng)絡(luò)對用戶透明，支持任何協(xié)議。適合于頻繁的大數(shù)據(jù)量通信，可用于計算機通信、數(shù)字化傳真、數(shù)字話音、數(shù)字圖像信號等。實際上就是在干線上為用戶提供時分復(fù)用信道。用戶接入速率一般為2Mb/s，干線最高155Mb/s。網(wǎng)絡(luò)延遲約為450微秒。第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-57RS-232/V.35/…網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層點對點專線和DDN的協(xié)議結(jié)構(gòu)

物理層使用RS-232、V.35等物理層協(xié)議；

數(shù)據(jù)鏈路層與ISDN類似，但沒有控制呼叫協(xié)議鏈路層：PPP、FR、LAPB(X.25)、HDLC等網(wǎng)絡(luò)層：IP、X.25等PPPFRLAPBIP/IPXX.25HDLC第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-58DDN節(jié)點DDN節(jié)點DDN節(jié)點DDN節(jié)點數(shù)字專線數(shù)字專線DTEDTEDSU/CSU:數(shù)據(jù)（通信）服務(wù)單元。可以是調(diào)制解調(diào)器或基帶傳輸設(shè)備，

以及時分復(fù)用、語音/數(shù)字復(fù)用等設(shè)備。

NMC:網(wǎng)管中心?？梢苑奖愕剡M行網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)的配置，實時地監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)運行情況，進行網(wǎng)絡(luò)信息、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點告警、線路利用情況等收集、統(tǒng)計和報告。DDN節(jié)點:數(shù)字交叉連接時分復(fù)用設(shè)備NMCDDN的組成第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-59DDN的物理接口接入DDN的設(shè)備，物理接口應(yīng)符合ITU-T的相關(guān)建議：

2Mb/s數(shù)字復(fù)用電路接口：應(yīng)符合ITU-TG.703、G.704、G.732、G.823、G.826、G.921等建議；

N×64kb/s數(shù)字復(fù)用電路：應(yīng)符合ITU-TG.735、G.736建議；

TDM接口：應(yīng)符合ITU-TG.703、V.35、V.24/V.28、X.21建議復(fù)用標準符合X.50、X.58。幀中繼接口：應(yīng)符合ITU-TI.122、Q.932建議。第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-60

傳輸速率高：2Mb/s或N×64kb/s（N≤30或31）

傳輸質(zhì)量高：無連接延遲，網(wǎng)絡(luò)時延小協(xié)議簡單：不受任何協(xié)議的約束，是全透明網(wǎng)多種業(yè)務(wù)：可以支持數(shù)據(jù)、語音、圖像的傳輸幀中繼：提供幀中繼服務(wù)靈活的連接方式：可支持PC-LAN、LAN-LAN連接，為用戶提供靈活的組網(wǎng)環(huán)境可靠性高：采用路由迂回和備用方式，安全可靠DDN的特點第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-61用DDN進行LAN互聯(lián)64k-2MDDN64k-2MLAN1路由器LAN2路由器第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-62X.25分組交換網(wǎng)（PDN）工作在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的低3層采用分組交換，面向連接(虛電路)，可靠性高多路復(fù)用，一條物理鏈路支持多條虛電路點對點傳輸，不支持廣播支持多種高層協(xié)議，它們均作為普通數(shù)據(jù)被封裝在X.25的分組中在網(wǎng)絡(luò)中傳送工作速率≤64Kb/s第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-63X.25的體系結(jié)構(gòu)X.25——“在公用數(shù)據(jù)網(wǎng)上以分組方式工作的數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE和數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備DCE之間的接口”。它對應(yīng)于OSI層次模型的最下三層。

X.21/RS-232/V.35/…網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層LAPBX.25第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-64X.25網(wǎng)絡(luò)的組成PSEPSEPSEPSEPSEDCEDCEX.25X.25PSE：分組交換設(shè)備廣域網(wǎng)DTEDTE第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-65

X.25網(wǎng)絡(luò)由許多稱之為分組交換機(PSE)的節(jié)點組成。為了保證通信可靠性，每個PSE至少與另兩個PSE相連接，使得一個PSE故障時，能通過其他路由繼續(xù)傳輸信息。PSE之間交換的是分組(包)，所以又稱X.25網(wǎng)為分組交換網(wǎng)或包交換網(wǎng)。PSE采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方法交換分組。

第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-66X.25網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備(DTE,DataTerminalEquipment

)：X.25網(wǎng)絡(luò)的末端設(shè)備(如路由器、主機、終端、PC機等)，一般位于用戶端（故稱為用戶設(shè)備）(DCE,DataCircuitterminatingEquipment

)：專用的通信設(shè)備，DTE通過DCE接入X.25網(wǎng)絡(luò)PSE(PacketSwitchEquipment)：X.25網(wǎng)絡(luò)分組交換機，用于數(shù)據(jù)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)PAD(PacketAssemblyDisassembly)：用于將非分組設(shè)備接入X.25網(wǎng)。位于DTE與DCE之間，實現(xiàn)三個功能：緩沖、打包、拆包。第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-67緩沖區(qū)打包拆包PAD非分組終端DCEPAD的工作原理X.25網(wǎng)絡(luò)第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-68

X.25網(wǎng)絡(luò)為用戶提供的是虛電路服務(wù)。多個虛電路可復(fù)用到單條物理電路上。一條物理電路可支持4096個虛電路。

DTE之間端到端的通信是通過雙向虛電路來完成的（一般申請16個雙向虛電路）。

X.25即支持永久虛電路PVC，也支持交換虛電路SVC。X.25提供的服務(wù)第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-69X.25網(wǎng)絡(luò)的接入分組終端：直接接入非分組終端：通過PAD接入字符終端：用撥號(PSTN)方式間接接入(X.28/X.32）利用X.25組網(wǎng)：

1.通過X.25將PC接入局域網(wǎng)

PC端——X.25網(wǎng)卡，同步MODEMLAN端——路由器，同步MODEM2.通過X.25實現(xiàn)LAN的遠程互連雙方均需路由器，同步MODEM第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-70用X.25進行LAN互聯(lián)64kX.2564kLAN1路由器LAN2路由器同步MODEM同步MODEM第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-71幀中繼（FrameRelay,FR）p148

在數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)分組交換幀中繼使用永久虛電路（PVC）來建立通信連接，并通過虛電路實現(xiàn)多路復(fù)用用鏈路層的幀來封裝各種不同的高層協(xié)議，如IP、IPX、AppleTalk等適用于在WAN上實現(xiàn)LAN的互聯(lián)傳輸速率一般為56kb/s～45Mb/s第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-72LAPF(核心)FR的協(xié)議層次與OSI/RM的對應(yīng)關(guān)系FR是CCITT和ANSI標準，定義了在公共數(shù)據(jù)網(wǎng)(PDN)上發(fā)送數(shù)據(jù)的流程，屬于鏈路層協(xié)議。其用戶它對應(yīng)于OSI層次模型的最下二層。

網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層高層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層X.25OSIFRLAPF(Q.922)V.35/I.430/I.431Q.931Q.933控制用戶第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-73F.R網(wǎng)絡(luò)的組成FRSFRSFRSFRS網(wǎng)橋CSU/DSURouterRouter廣域網(wǎng)PSTN,X.25,DDNRouter幀中繼在這里工作HostBridgeLANLANLAN第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-74幀中繼網(wǎng)中的設(shè)備分兩類：幀中繼網(wǎng)接入設(shè)備FRAD：

屬于用戶設(shè)備。如支持幀中繼的主機、橋接器、路由器等。幀中繼網(wǎng)交換設(shè)備FRS：

屬于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者設(shè)備。如T1/E1一次群(TDM標準)復(fù)用設(shè)備和幀交換結(jié)點機。第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-75FR的工作原理

本質(zhì)上仍是分組交換技術(shù)，但舍去了X.25的分組層，僅保留物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，以幀為單位在鏈路層上進行發(fā)送、接收、處理。在鏈路層上完成統(tǒng)計復(fù)用，實現(xiàn)幀定界、尋址、差錯檢測；但省略了幀編號、重傳、流控、窗口、應(yīng)答、監(jiān)視等功能。

幀出錯或發(fā)生阻塞時，僅僅簡單地丟棄；重傳、糾錯和流控在端設(shè)備中由上層協(xié)議(如TCP)完成。

FR用數(shù)據(jù)鏈路連接標識符DLCI來標識虛電路(最多1024個)，不同的DLCI在鏈路層上實現(xiàn)了復(fù)用。第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-76用DLCI路由用戶數(shù)據(jù)幀192.168.0.110.0.0.1LAN10.0.0.0LAN192.168.0.0R1R2ABCDLCI=222DLCI=333幀中繼交換機DA=10.0.0.1DLCI=111R1把10.0.0.1映射為DLCI=111A把DLCI=111

映射為DLCI=222B把DLCI=222

映射為DLCI=333第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-77FR中虛電路在FR中，多條虛電路可復(fù)用一條物理線路。R1R2ABC102101100103105104106107INDLCIOUTDLCI1110012103111011310411102141051112131422313221INDLCIOUTDLCI3110432107交換機A的路由表交換機C的路由表INDLCIOUTDLCI2110322106交換機B的路由表R3R4第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-78xDSL(數(shù)字用戶線)

為滿足VOD、多媒體等需要高帶寬的應(yīng)用而開發(fā)。在普通電話線路上實現(xiàn)了高速傳輸(1.5～52Mbit/s)。

主要用于廣域網(wǎng)的用戶接入。包括以下幾種技術(shù)：ADSL非對稱數(shù)字用戶線RADSL速率自適應(yīng)數(shù)字用戶線HDSL高速數(shù)字用戶線VDSL甚高速數(shù)字用戶線SDSL單線數(shù)字用戶線

屬于點對點專線，協(xié)議層次與DDN基本相同。我國使用最廣泛的是ADSL。第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-79xDSL(數(shù)字用戶線)HDSL：高速數(shù)字用戶線（HDSL）能夠在3700m的雙絞線上提供兩個DS1（1.5Mb/s）。但HDSL并不是最佳的方案，因為它不能同時提供全速率或是半速率業(yè)務(wù)和話音信號并存。

SDSL：對稱DSL，它可以和話音并存于信道上，提供從160kb/s到2.048Mb/s的E1速率的信號。但由于近端串話（NEXT）它的傳輸距離限制在3000m以下。而在3000m的距離內(nèi)其他DSL技術(shù)可以提供更高的下行速率。

IDSL：ISDNDSL，它提供128kb/s的速率，傳輸距離在5500m內(nèi)，與ISDN唯一不同的是它不和ISDN交換機相連，而是直接通過路由器連到因特網(wǎng)。缺點是和模擬話音不兼容；且速率低，不能滿足未來對寬帶業(yè)務(wù)的需求。

VDSL：甚高比特率DSL（VDSL）在雙絞線上300m的距離內(nèi)可提供52Mb/s的速率，900m的距離內(nèi)可以提供15Mb/s的速率。

第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-80xDSL(數(shù)字用戶線)ADSL：在5500m的距離上可以傳輸DS1下行速率，在3700m的距離上可以傳輸6Mb/s的速率，8Mb/s的E2速率可以在2000m的線路上傳輸。上行速率在64～64kb/s范圍之內(nèi)。

此外，在同一根電纜線上可以傳輸話音信號，ADSL是一種已經(jīng)發(fā)展成熟的接入技術(shù)，ISP已經(jīng)開始在ASDL上提供某些業(yè)務(wù)。RADSL：速率自適應(yīng)的DSL（RADSL）是一種智能化的ADSL。RADSL調(diào)制器能夠自動的根據(jù)線路狀況和要求的質(zhì)量來調(diào)整接入速率。

第6講數(shù)據(jù)鏈路層之三6c-81技術(shù)速度距離應(yīng)用ADSL/RADSL1.5-8Mb/s下行16-640kb/s上行3.5-5.5km因特網(wǎng)訪問、VOD、遠程訪問HDSL1.544Mb/s(T1)2.048Mb/s(E1)4.5km中繼線、幀中繼接入SDSL1.544Mb/s(T1)2.048Mb/s(E1)3km中繼