數(shù)據(jù)通信CH3-常見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)接口與線纜

網(wǎng)絡(luò)接口與線纜本章學(xué)習(xí)目標(biāo)了解局域網(wǎng)接口及線纜了解廣域網(wǎng)接口與線纜了解邏輯接口3.1局域網(wǎng)接口及線纜局域網(wǎng)概念局域網(wǎng)類型局域網(wǎng)接口類型局域網(wǎng)線纜3.1.1局域網(wǎng)概念hubhubhubSwitchServerfarmstationstationsstations1.特點(diǎn)覆蓋范圍小房間、建筑物、園區(qū)范圍距離≤25km高傳輸速率10Mb/s～1000Mb/s低誤碼率10-8

～10-11拓?fù)洌嚎偩€、星形、環(huán)形介質(zhì)：UTP、Fiber、COAX私有性：自建、自管、自用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（邏輯、物理）總線型、星形、環(huán)形、樹(shù)形介質(zhì)訪問(wèn)方法CSMA/CD、Token-passing信號(hào)傳輸形式基帶、寬帶以上三種技術(shù)決定了局域網(wǎng)的特征2.局域網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)3.局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802（ISO8802）IEEE802是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)系列：IEEE802,IEEE802.1～I(xiàn)EEE802.14其體系結(jié)構(gòu)只包含了兩個(gè)層次：數(shù)據(jù)鏈路層，物理層數(shù)據(jù)鏈路層又分為邏輯鏈路控制和介質(zhì)訪問(wèn)控制兩個(gè)子層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層邏輯鏈路控制LLC介質(zhì)訪問(wèn)控制MAC

高層OSIIEEE802物理層PHY由TCP/IP和NOS實(shí)現(xiàn)IEEE802描述了最低兩層的功能以及它們?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)和接口IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列中的主要標(biāo)準(zhǔn)802.2-邏輯鏈路控制802.3-CSMA/CD（以太網(wǎng)）

802.4-TokenBus（令牌總線）802.5-TokenRing（令牌環(huán)）802.6-分布隊(duì)列雙總線DQDB--MAN標(biāo)準(zhǔn)802.8–FDDI（光纖分布數(shù)據(jù)接口）802.11–WLAN（無(wú)線局域網(wǎng)）局域網(wǎng)的物理層功能：位流的傳輸；同步前序的產(chǎn)生與識(shí)別；信號(hào)編碼和譯碼。IEEE802定義了多種物理層，以適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)和不同的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法。兩個(gè)接口：連接單元接口（AUI）－可選，僅用于粗同軸電纜介質(zhì)相關(guān)接口（MDI）屏蔽不同介質(zhì)的特性，使之不影響MAC子層的操作局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層按功能劃分為兩個(gè)子層：LLC和MAC功能分解的目的：將功能中與硬件相關(guān)的部分和與硬件無(wú)關(guān)的部分分開(kāi)，以適應(yīng)不同的傳輸介質(zhì)。解決共享信道(如總線)的介質(zhì)訪問(wèn)控制問(wèn)題，使幀的傳輸獨(dú)立于傳輸介質(zhì)和介質(zhì)訪問(wèn)控制方法。LLC：與介質(zhì)、拓?fù)錈o(wú)關(guān)；MAC：與介質(zhì)、拓?fù)湎嚓P(guān)。局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層的特點(diǎn)：局域網(wǎng)鏈路支持多路訪問(wèn)，支持成組地址和廣播；支持介質(zhì)訪問(wèn)控制功能；提供某些網(wǎng)絡(luò)層的功能，如網(wǎng)絡(luò)服務(wù)訪問(wèn)點(diǎn)(SAP)、多路復(fù)用、流量控制、差錯(cuò)控制、...MAC子層功能：實(shí)現(xiàn)、維護(hù)MAC協(xié)議，差錯(cuò)檢測(cè)，尋址。LLC子層功能：向高層提供統(tǒng)一的鏈路訪問(wèn)形式，組幀/拆幀、建立/釋放邏輯連接，差錯(cuò)控制，幀序號(hào)處理，提供某些網(wǎng)絡(luò)層功能。對(duì)不同的LAN標(biāo)準(zhǔn)，它們的LLC子層都是一樣的，區(qū)別僅在MAC子層（和物理層）。局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)層和高層IEEE802標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有定義網(wǎng)絡(luò)層和更高層：沒(méi)有路由選擇功能局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，一般不需中間轉(zhuǎn)接流量控制、尋址、排序、差錯(cuò)控制等功能由數(shù)據(jù)鏈路層完成網(wǎng)絡(luò)層和更高層通常由協(xié)議軟件（如TCP/IP協(xié)議、IPX/SPX協(xié)議）和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。TokenRing/802.5的操作哪個(gè)站點(diǎn)可以發(fā)送幀，是由一個(gè)沿著環(huán)旋轉(zhuǎn)的稱為“令牌”（TOKEN）的特殊幀來(lái)控制的。只有持有令牌的站可以發(fā)送幀，而沒(méi)有拿到令牌的站只能等待；拿到令牌的站將令牌轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)幀頭，后面加掛上自己的數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送；目的站點(diǎn)從環(huán)上復(fù)制該幀，幀則沿環(huán)繼續(xù)往下循環(huán)；數(shù)據(jù)幀循環(huán)一周后由源站點(diǎn)回收，并送出一個(gè)空令牌，使其余的站點(diǎn)能獲得幀的發(fā)送權(quán)。3.1.2傳統(tǒng)以太網(wǎng)以太網(wǎng)的產(chǎn)生與發(fā)展70年代中期由施樂(lè)公司（BobMetcalfe）提出，數(shù)據(jù)率為2.94Mb/s，稱為Ethernet（以太網(wǎng)）最初人們認(rèn)為電磁波是通過(guò)“以太”來(lái)傳播的經(jīng)DEC,Intel和Xerox公司改進(jìn)為10Mb/s標(biāo)準(zhǔn)（DIX標(biāo)準(zhǔn)）DIXV1（1980）、DIXV2（1982）－EthernetII特征：基帶傳輸、總線拓?fù)?、CSMA/CD、同軸電纜1985年被采納為IEEE802.3，支持多種傳輸媒體?！皫в袥_突檢測(cè)的載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)方法和物理層技術(shù)規(guī)范”EthernetII和IEEE802.3二者區(qū)別很小僅是幀格式和支持的傳輸介質(zhì)略有不同目前已發(fā)展到萬(wàn)兆以太網(wǎng)，仍在繼續(xù)發(fā)展…一種在以前被假定為電磁波的傳播介質(zhì)，具有絕對(duì)連續(xù)性、高度彈性、極其稀薄等特性。IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)（主要的）傳統(tǒng)以太網(wǎng)：10Mb/s802.3——粗同軸電纜802.3a——細(xì)同軸電纜802.3i——雙絞線802.3j——光纖快速以太網(wǎng)（FE）：100Mb/s802.3u——雙絞線，光纖千兆以太網(wǎng)（GE）：1000Mb/s（1Gb/s）802.3z——屏蔽短雙絞線、光纖802.3ab——雙絞線萬(wàn)兆以太網(wǎng)（10GE）：10Gb/s802.3ae——光纖以太網(wǎng)的物理層選項(xiàng)與標(biāo)識(shí)方法速率、信號(hào)方式、介質(zhì)類型速率（Mb/s）基帶或?qū)拵ase，Broad每段最大長(zhǎng)度（單位:百米）或介質(zhì)類型（T，F(xiàn)，X）10

Base

5傳統(tǒng)以太網(wǎng)10Base5粗同軸10Base2細(xì)同軸10Base-TUTP

10Base-FMMF快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)100Base-TUTP100Base-FMMF/SMF1000Base-XSTP/MMF/SMF1000Base-TUTP傳統(tǒng)以太網(wǎng)的四種物理層選項(xiàng)的特征見(jiàn)教材44同軸電纜以太網(wǎng)粗纜以太網(wǎng)（10BASE5）粗同軸電纜，可靠性好，抗干擾能力強(qiáng)收發(fā)器

:發(fā)送/接收,沖突檢測(cè),電氣隔離總線型拓?fù)?/p>

粗纜收發(fā)器AUI電纜NICVampiretap最大段長(zhǎng)度500m每段最多站點(diǎn)數(shù)100≥2.5m網(wǎng)絡(luò)最大跨度

2.5km

網(wǎng)絡(luò)最多5個(gè)段

終端匹配器細(xì)纜BNC接頭NIC細(xì)同軸電纜，可靠性稍差

無(wú)外置收發(fā)器

輕便、靈活、成本較低總線型拓?fù)涿慷巫畲箝L(zhǎng)度185m每段最多站點(diǎn)數(shù)30≥0.5m網(wǎng)絡(luò)最大跨度

925m網(wǎng)絡(luò)最多5個(gè)段

終端匹配器

細(xì)纜以太網(wǎng)（10Base2

）雙絞線（UTP），兩頭壓接RJ45連接器；所有站點(diǎn)都與HUB（集線器）相連接；

HUB的作用：信號(hào)放大與整形星形拓?fù)?，但邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)仍然是總線。輕便、安裝密度高、便于維護(hù)NICHUB每段最大長(zhǎng)度100m多臺(tái)HUB級(jí)連可以支持更多站點(diǎn)雙絞線以太網(wǎng)（10Base-T）在以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)中，10Mbps與100Mbps雙絞線系統(tǒng)采用相同的線序：1、2兩根線為一對(duì)，3、6兩根線為另一對(duì)。色標(biāo) Pin# Signal白橙

1 TD+橙

2 TD-白綠

3 RD+藍(lán)

4 不用白藍(lán)

5 不用綠

6 RD-白棕

7 不用棕

8 不用12345678雙絞線的連接標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)兩個(gè)HUB連接時(shí)，要使用交叉連接方法。兩臺(tái)微機(jī)直接連接時(shí)，也可參考此接法。光纖以太網(wǎng)

使用光纖介質(zhì)；兩根62.5/125μm多模光纖，收發(fā)各一根

星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；通常用于遠(yuǎn)距離網(wǎng)絡(luò)連接；

主要類型：

FOIRL（光纖中繼器間鏈路）用于連接兩個(gè)HUB（或中繼器）鏈路間最大距離1km10Base-FL（用以替代FOIRL）

鏈路間最大距離2km

任意兩節(jié)點(diǎn)間的中繼器數(shù)≤6個(gè)光纖與其他介質(zhì)可使用介質(zhì)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換介質(zhì)轉(zhuǎn)換器是可連接不同介質(zhì)的中繼器ST接口

該接口為收發(fā)兩個(gè)圓形頭，使用ST接頭的光纖SC接口該接口為收發(fā)兩個(gè)方形頭，使用SC接頭的光纖。LC接口

該接口為收發(fā)兩個(gè)方形頭，尺寸小于SC，使用LC接頭的光纖。

MTRJ接口

該接口收發(fā)集中在一個(gè)方形頭，使用MTRJ接頭的光纖。GBIC光模塊

該模塊為可插拔千兆以太網(wǎng)接口模塊，主要用于兩端口千兆以太網(wǎng)接口板上，使用的接口類型為SC。SFP光模塊

該模塊可插拔，主要用于1端口單通道POS48接口板、4端口POS3接口板、1端口ATM155M接口板上，使用的接口類型為L(zhǎng)C。

3.1.3全雙工以太網(wǎng)只能在雙絞線和光纖鏈路上實(shí)現(xiàn)；收、發(fā)使用了不同的物理信道不再使用CSMA/CD機(jī)制，因此傳輸距離不受時(shí)間槽的限制；但要受到信號(hào)衰減的影響全雙工操作的條件：使用雙絞線或光纖；鏈路兩端的設(shè)備都必須支持全雙工操作；支持全雙工的設(shè)備包括全雙工網(wǎng)卡、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)。3.1.4局域網(wǎng)擴(kuò)展

什么情況下需要擴(kuò)展？網(wǎng)絡(luò)范圍擴(kuò)大更多的站點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)多個(gè)獨(dú)立的局域網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)如何擴(kuò)展？主要在三個(gè)層次上物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備：總線網(wǎng)：中繼器星形/環(huán)形網(wǎng)：集線器特點(diǎn)：一個(gè)網(wǎng)段上的信號(hào)不加選擇地被復(fù)制到另一個(gè)網(wǎng)段；擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)仍是一個(gè)沖突域。優(yōu)缺點(diǎn)：簡(jiǎn)單、成本低網(wǎng)絡(luò)規(guī)模不能太大站點(diǎn)數(shù)量：沖突隨站點(diǎn)數(shù)量的增多而變得越來(lái)越嚴(yán)重地域范圍：時(shí)間槽的限制只能互聯(lián)相同類型的網(wǎng)絡(luò)在物理層上進(jìn)行局域網(wǎng)擴(kuò)展例：從分離的部門(mén)網(wǎng)絡(luò)到統(tǒng)一的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)集線器人力資源部集線器市場(chǎng)部集線器技術(shù)開(kāi)發(fā)部集線器財(cái)務(wù)部設(shè)備：網(wǎng)橋、交換機(jī)特點(diǎn)：一個(gè)網(wǎng)段上的幀有條件地被轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)段；擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)被網(wǎng)橋/交換機(jī)隔離成多個(gè)沖突域；擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)仍是一個(gè)廣播域。優(yōu)缺點(diǎn)：沖突被限制在小范圍內(nèi)，甚至可被消除；地域范圍不再受時(shí)間槽的限制；遠(yuǎn)程網(wǎng)橋可將局域網(wǎng)的范圍擴(kuò)展到幾十公里以上轉(zhuǎn)發(fā)速度有所降低；不能隔離廣播幀。在數(shù)據(jù)鏈路層上進(jìn)行局域網(wǎng)擴(kuò)展在鏈路層上擴(kuò)展局域網(wǎng)網(wǎng)橋/交換機(jī)獨(dú)立的沖突域網(wǎng)段1HUB網(wǎng)段2HUB廣播域設(shè)備：路由器特點(diǎn)：一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上的分組有條件地被轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)；擴(kuò)展后的網(wǎng)絡(luò)被路由器分隔成多個(gè)子網(wǎng)。優(yōu)缺點(diǎn)：隔離廣播域，限制了廣播幀的泛濫；地域范圍可以任意擴(kuò)展；能根據(jù)最佳路由轉(zhuǎn)發(fā)分組；可以互聯(lián)不同類型的網(wǎng)絡(luò)；轉(zhuǎn)發(fā)速度低，成本較高，維護(hù)復(fù)雜。在網(wǎng)絡(luò)層上進(jìn)行局域網(wǎng)擴(kuò)展財(cái)務(wù)部集線器技術(shù)開(kāi)發(fā)部集線器市場(chǎng)部集線器人力資源部集線器在網(wǎng)絡(luò)層上擴(kuò)展局域網(wǎng)技術(shù)開(kāi)發(fā)部路由器集線器財(cái)務(wù)部路由器集線器市場(chǎng)部路由器集線器路由器人力資源部集線器企業(yè)網(wǎng)/廣域網(wǎng)高速局域網(wǎng)10Mb/s滿足應(yīng)用要求嗎？從10Mb/s向100Mb/s、1000Mb/s遷移起因：對(duì)主干帶寬的需求80年代末開(kāi)始，直到今天仍未停止主要產(chǎn)品FDDI快速以太網(wǎng)100VG-AnyLAN千兆以太網(wǎng)、萬(wàn)兆以太網(wǎng)最終勝利者是誰(shuí)？關(guān)鍵：兼容(保護(hù)投資)、靈活、簡(jiǎn)易、技術(shù)成熟1.快速以太網(wǎng)（FastEthernet，F(xiàn)E）傳輸速率為100Mb/s的以太網(wǎng)，比傳統(tǒng)以太網(wǎng)快10倍標(biāo)準(zhǔn)為IEEE802.3u拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為基于集線器的星形結(jié)構(gòu)；傳輸介質(zhì)只支持雙絞線和光纖；幀結(jié)構(gòu)和介質(zhì)訪問(wèn)控制方式沿用IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)。提供了10/100Mb/s自適應(yīng)功能；IEEE802.3u定義了4種不同的物理層標(biāo)準(zhǔn)100Base-TX：使用兩對(duì)5類雙絞線100Base-FX：使用62.5/125μm多模光纖100Base-T4：使用四對(duì)3類雙絞線100Base-T2：使用兩對(duì)3類雙絞線100Base-TX的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)max.5mHUBHUB任意兩個(gè)站點(diǎn)間最多允許3個(gè)鏈路段工作站工作站max.100m快速以太網(wǎng)的應(yīng)用主干連接需要高帶寬的服務(wù)器和高性能工作站網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、圖形工作站、工程工作站、網(wǎng)管工作站向桌面系統(tǒng)普及10Mb/s10MHUB企業(yè)網(wǎng)100Mb/s100MHUB100Mb/s服務(wù)器100Mb/s小型機(jī)100Mb/s100MHUB2.千兆位以太網(wǎng)和萬(wàn)兆位以太網(wǎng)千兆位以太網(wǎng)（GigabitEthernet，GE）技術(shù)進(jìn)步的必然新的應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)分布計(jì)算、計(jì)算機(jī)視頻、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)快速以太網(wǎng)的迅速普及要求主干有更高的帶寬兩個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3z，1998.6正式公布1000Base-SX，MMF/550m1000Base-LX，SMF/5000m1000Base-CX，屏蔽短銅纜/25mIEEE802.3ab，1999.6正式公布1000Base-T，UTP/100m千兆以太網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在半雙工方式時(shí)，網(wǎng)絡(luò)跨距減小很多：任意兩個(gè)站點(diǎn)間最多只能有一個(gè)中繼器（p139圖4.42）在全雙工方式時(shí)，網(wǎng)絡(luò)跨距僅與介質(zhì)和收發(fā)器的特性有關(guān)：站點(diǎn)間允許有多臺(tái)千兆設(shè)備，可以構(gòu)造較大范圍的網(wǎng)絡(luò)（p140圖4.43）千兆位交換機(jī)千兆位交換機(jī)千兆位路由器千兆以太網(wǎng)的應(yīng)用交換機(jī)到交換機(jī)的連接或園區(qū)網(wǎng)之間的主干連接，例如兩個(gè)校區(qū)之間的鏈路；將網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)之間的10/100M鏈路用1000M鏈路代替，可以顯著地提高網(wǎng)絡(luò)的整體性能。

具有高帶寬需求的服務(wù)器集群或某些高性能工作站與網(wǎng)絡(luò)主干之間的連接通過(guò)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中配置的千兆以太網(wǎng)卡，可以建立與交換機(jī)之間的1000M連接，極大地提高了服務(wù)器的傳輸帶寬。

企業(yè)網(wǎng)絡(luò)或園區(qū)網(wǎng)絡(luò)的主干千兆位以太網(wǎng)交換機(jī)能同時(shí)支持多臺(tái)100Mbit/s交換機(jī)、路由器、集線器和服務(wù)器等設(shè)備。同時(shí)，以千兆位以太網(wǎng)交換機(jī)為核心的主干網(wǎng)絡(luò)能支撐更多的網(wǎng)段，每個(gè)網(wǎng)段有更多的節(jié)點(diǎn)及更高的帶寬。

多機(jī)系統(tǒng)主機(jī)之間的互聯(lián)。萬(wàn)兆位以太網(wǎng)萬(wàn)兆位以太網(wǎng)的特征傳輸速率為10Gb/s；保留了802.3的幀格式、最大幀長(zhǎng)度和最小幀長(zhǎng)度；不再使用CSMA/CD協(xié)議；只能工作在全雙工方式；只使用光纖（多模或單模）作為傳輸介質(zhì)；支持兩種類型的物理層：10Gbit/s局域網(wǎng)物理層和10Gbit/s廣域網(wǎng)物理層：多個(gè)萬(wàn)兆位以太網(wǎng)可以通過(guò)SONET/SDH網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)廣域連接，使用單模光纖時(shí)端到端的傳輸距離可達(dá)上百公里。

標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.3ae，2002年公布局域網(wǎng)物理層：10GBase-X和10GBase-R，MMF:300m，SMF:幾十km；廣域網(wǎng)物理層：10GBase-W，SMF:幾百km以上。3.FDDI（FiberDistributedDataInterface）傳輸速率為100Mb/s；網(wǎng)絡(luò)由光纖介質(zhì)的雙環(huán)構(gòu)成，可靠性高；介質(zhì)訪問(wèn)控制方法采用TokenPassing；

網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍較大（幾十km～幾百km）。

FDDI的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)集中器集中器服務(wù)器主環(huán)次環(huán)FDDIDASSASSAS:單連站DAS:雙連站

FDDI環(huán)的連接方式FDDI的自修復(fù)功能正常情況下，僅主環(huán)工作，次環(huán)用于備份。當(dāng)主環(huán)出現(xiàn)故障時(shí)，F(xiàn)DDI在能夠自動(dòng)重新配置，使網(wǎng)絡(luò)流量繞過(guò)主環(huán)中的故障點(diǎn)從備份環(huán)中通過(guò)。

FDDI的優(yōu)缺點(diǎn)主要優(yōu)點(diǎn)：令牌傳遞協(xié)議消除了數(shù)據(jù)沖突；雙環(huán)結(jié)構(gòu)提供了優(yōu)秀的容錯(cuò)能力；內(nèi)建的網(wǎng)絡(luò)管理能力；令牌傳遞協(xié)議能保證預(yù)知的、確定的時(shí)延；在現(xiàn)有的100Mbit/s的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍最大，適用于大型LAN和MAN。主要缺點(diǎn)：協(xié)議比較復(fù)雜；安裝和管理相對(duì)困難；價(jià)格昂貴，與快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)相比，性能價(jià)格比低；與廣泛使用的以太網(wǎng)之間進(jìn)行互聯(lián)比較困難。目前正逐漸被快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)所替代。

局域網(wǎng)接口及線纜

廣域網(wǎng)接口與線纜

邏輯接口內(nèi)容提示廣域網(wǎng)的概念廣域網(wǎng)是一種跨地區(qū)的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)，使用電信運(yùn)營(yíng)商提供的設(shè)備作為信息傳輸平臺(tái)。對(duì)照OSI參考模型，廣域網(wǎng)技術(shù)主要位于底層的3個(gè)層次，分別是:物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層廣域網(wǎng)（WideAreaNetwork，WAN）是一種跨地區(qū)的數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)，使用電信運(yùn)營(yíng)商提供的設(shè)備作為信息傳輸平臺(tái)。廣域網(wǎng)必須按照一定的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的協(xié)議進(jìn)行組織,以實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)的互連和相互協(xié)同工作。廣域網(wǎng)概述廣域網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)示意

廣域網(wǎng)傳送數(shù)據(jù)通常使用的是公共通信鏈路，利用公共載波提供的條件進(jìn)行傳輸，如由本地或長(zhǎng)途電話公司提供的電話主干網(wǎng)。廣域網(wǎng)可能要連接多個(gè)地理位置。這些單個(gè)的地理位置就是所謂的廣域網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。一個(gè)廣域網(wǎng)鏈接就是兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的一個(gè)連接。廣域網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)1.點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路可以提供兩種數(shù)據(jù)傳送方式。（1）數(shù)據(jù)報(bào)傳送方式，該方式主要是將數(shù)據(jù)分割成一個(gè)個(gè)小的數(shù)據(jù)幀進(jìn)行傳送，其中每一個(gè)數(shù)據(jù)幀都帶有自己的地址信息，都需要進(jìn)行地址校驗(yàn)。（2）數(shù)據(jù)流傳送方式，該方式用數(shù)據(jù)流取代一個(gè)個(gè)的數(shù)據(jù)幀作為數(shù)據(jù)發(fā)送單位，整個(gè)流數(shù)據(jù)具有一個(gè)地址信息，只需要進(jìn)行一次地址驗(yàn)證即可。因?yàn)橐粋€(gè)節(jié)點(diǎn)通常只連接一個(gè)其他的節(jié)點(diǎn)。廣域網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)2.電路交換技術(shù)電路交換是廣域網(wǎng)所使用的一種交換方式。3.包交換技術(shù)包交換主要采用統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)在多臺(tái)設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)電路共享。4.虛電路技術(shù)電路交換也可以提供數(shù)據(jù)報(bào)和數(shù)據(jù)流兩種傳送方式。廣域網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn)1.公共電話交換網(wǎng)公共電話交換網(wǎng)（PublicSwitchedTelephoneNetwork，PSTN）就是大多數(shù)家庭使用的典型的電話網(wǎng)絡(luò)。2.T介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)術(shù)語(yǔ)“專用線路”是一種通過(guò)公用電信介質(zhì)建立起的永久性專用連接，并且向用戶收取基本月租費(fèi)的線路。當(dāng)提到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（DigitalDateNetwork,DDN）時(shí)，通常指的都是T1、部分T1或T3線路，統(tǒng)稱為T(mén)介質(zhì)。廣域網(wǎng)所利用的傳輸資源3.同步光纖網(wǎng)絡(luò)同步光纖網(wǎng)絡(luò)（SynchronousOpticalNetwork,SONET）利用光纖的復(fù)用技術(shù)。4.無(wú)線載波技術(shù)作為有線接入的補(bǔ)充，無(wú)線接入技術(shù)在不便于有線接入的地區(qū)，用無(wú)線通信設(shè)備把用戶接入市話交換網(wǎng)，統(tǒng)稱為無(wú)線接入系統(tǒng)。（1）衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò)（2）微波專線廣域網(wǎng)所利用的傳輸資源1.X.25X.25協(xié)議采用的是60年代和70年代開(kāi)發(fā)的包交換技術(shù)，提供了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的面向連接的通信。廣域網(wǎng)技術(shù)X.25協(xié)議主要定義了數(shù)據(jù)是如何從計(jì)算機(jī)等數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DataTerminalEquipment，DTE)發(fā)送到包交換機(jī)或訪問(wèn)設(shè)備等數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備(DataCircuitEqiupment，DCE)的。X.25通信使用下列設(shè)備來(lái)完成（1）DTE（2）DCE（3）包拆裝器圖4.3X.25網(wǎng)絡(luò)2.幀中繼

幀中繼(FrameRelay)是一種網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE的接口標(biāo)準(zhǔn)，其主要的通信網(wǎng)絡(luò)為光纖網(wǎng)。由于光纖網(wǎng)比早期的電話網(wǎng)誤碼率低得多，因此，可以減少X.25的某些差錯(cuò)控制過(guò)程，從而可以減少結(jié)點(diǎn)的處理時(shí)間，提高網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。幀中繼就是在這種環(huán)境下產(chǎn)生的。

2.幀中繼

幀中繼提供的是數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的協(xié)議規(guī)范，任何高層協(xié)議都獨(dú)立于幀中繼協(xié)議，因此，大大地簡(jiǎn)化了幀中繼的實(shí)現(xiàn)。目前幀中繼的主要應(yīng)用之一是局域網(wǎng)互聯(lián)，特別是在局域網(wǎng)通過(guò)廣域網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)時(shí)，使用幀中繼更能體現(xiàn)它的低網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、低設(shè)備費(fèi)用、高帶寬利用率等優(yōu)點(diǎn)。

幀中繼簡(jiǎn)介幀中繼特點(diǎn)幀中繼主要具有以下特點(diǎn)：具有統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用和虛電路的優(yōu)點(diǎn)；簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)功能，減少了網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷，因此提高了數(shù)據(jù)傳輸速率，降低了網(wǎng)絡(luò)延遲，增大了網(wǎng)絡(luò)吞吐量。(向用戶提供64Kbps～2.048Mbps，甚至10Mbps的接入速率，最多可達(dá)45Mbps)。幀中繼的幀長(zhǎng)度可變(1.6～2KB)，比X.25長(zhǎng)，非常適合LAN業(yè)務(wù)。提供動(dòng)態(tài)的帶寬管理和差控機(jī)制，適于傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)。采用面向連接的虛電路方式，可提供交換式虛電路和永久性虛電路業(yè)務(wù)。幀中繼的工作過(guò)程

異步傳輸模式(AsynchronousTransferMode，ATM)是新一代數(shù)據(jù)傳輸與分組交換技術(shù)，在LAN環(huán)境中使用ATM，可以改善普通LAN技術(shù)支持的通信業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。ATM的主要技術(shù)特點(diǎn)有：(1)ATM是一種面向連接的技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸單元長(zhǎng)度短小而固定。(2)各類信息均采用信元為單位進(jìn)行傳送，ATM能夠支持多媒體通信。(3)以統(tǒng)計(jì)時(shí)分多路復(fù)用方式動(dòng)態(tài)的分配網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲小，適應(yīng)實(shí)時(shí)通信的要求。(4)沒(méi)有鏈路對(duì)鏈路的糾錯(cuò)與流量控制，協(xié)議簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)交換率高。3

ATM

xDSL是各種類型DSL(DigitalSubscribeLine)數(shù)字用戶線路的總稱。xDSL是一種新的傳輸技術(shù)，在現(xiàn)有電話線路上采用較高的頻率及相應(yīng)調(diào)制技術(shù)，來(lái)獲得高傳輸速率(理論值可達(dá)到52Mbit/s)。通過(guò)計(jì)算機(jī)上的DSL適配器進(jìn)行連接4.數(shù)字用戶線路

常見(jiàn)廣域網(wǎng)幀封裝（1）點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議（PPP）（2）串行線路互連協(xié)議（SLIP，SerialLineInternetProtocol）（3）HDLC（4）X.25／平衡式鏈路訪問(wèn)程序（LAPB）（5）幀中繼（6）ATM廣域網(wǎng)第二層典型的封裝協(xié)議廣域網(wǎng)連接的選擇HDLC協(xié)議1．HDLC協(xié)議概述高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制（HighLevelDataLinkControl或簡(jiǎn)稱HDLC），是一個(gè)在同步網(wǎng)上傳輸數(shù)據(jù)、面向比特的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，它是由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)根據(jù)IBM公司的SDLC(SynchronousDataLinkControl)協(xié)議擴(kuò)展開(kāi)發(fā)而成的。2．HDLC站點(diǎn)類型（1）主站在鏈路上用于控制目的站稱為主站，其它的受主站控制的站稱為從站。主站負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行組織，并且對(duì)鏈路上的差錯(cuò)實(shí)施恢復(fù)。由主站發(fā)往從站的幀稱為命令幀。連有多個(gè)站點(diǎn)的鏈路通常使用輪詢技術(shù)，輪詢其它站的站稱為主站，而在點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路中每個(gè)站均可為主站。主站需要比從站有更多的邏輯功能，所以當(dāng)終端與主機(jī)相連時(shí)，主機(jī)一般總是主站。2．HDLC站點(diǎn)類型（2）從站在主站控制下進(jìn)行操作，從站發(fā)出的幀叫響應(yīng)幀。在一個(gè)站連接多條鏈中的情況下，該站對(duì)于一些鏈路而言可能是主站，而對(duì)另外一些鏈路而言則可能是從站。（3）復(fù)合站有些可兼?zhèn)渲髡竞蛷恼镜墓δ?，這站稱為復(fù)合站。復(fù)合站既可發(fā)送命令幀也可發(fā)出響應(yīng)幀。HDLC鏈路配置數(shù)據(jù)頭MysequenceFCSYoursequenceHDLCkeepalive報(bào)文格式ROUTERAROUTERB數(shù)據(jù)頭10FCS1數(shù)據(jù)頭2FCS10HDLC協(xié)議建鏈過(guò)程PPP協(xié)議簡(jiǎn)介PSTN/ISDN接入服務(wù)器PPP封裝DDN1.PPP協(xié)議的組成1992年制訂了PPP協(xié)議。經(jīng)過(guò)1993年和1994年的修訂，現(xiàn)在的PPP協(xié)議已成為因特網(wǎng)的正式標(biāo)準(zhǔn)[RFC1661]。PPP協(xié)議有三個(gè)組成部分一個(gè)將IP數(shù)據(jù)報(bào)封裝到串行鏈路的方法。鏈路控制協(xié)議

LCP(LinkControlProtocol)。網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議

NCP(NetworkControlProtocol)。

PPP的組成PPPTCP/IPNOVELLIPXPPP用NCP提供對(duì)多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的支持LCP用于創(chuàng)建和維護(hù)鏈路PPP協(xié)議棧物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理介質(zhì)（同步/異步）

驗(yàn)證及其他選項(xiàng)LCP

IPCPIPXCP其他NCP

網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議

IPIPX其他網(wǎng)絡(luò)協(xié)議PPP協(xié)商流程Dead階段Establish階段Authenticate階段Network階段Terminate階段底層

upLCPup驗(yàn)證失敗驗(yàn)證通過(guò)或無(wú)驗(yàn)證關(guān)閉失敗downPAP認(rèn)證(PasswordAuthenticationProtocol)

PAP是最簡(jiǎn)單的安全性最低的一種鑒別方法。它是一個(gè)兩次握手過(guò)程。被驗(yàn)證方主驗(yàn)證方用戶名＋密碼通過(guò)

/拒絕CHAP認(rèn)證

(ChallengeHandshakeAuthenticationProtocol)CHAP是比PAP安全的一種認(rèn)證協(xié)議被驗(yàn)證方主驗(yàn)證方主機(jī)名＋加密后報(bào)文通過(guò)/拒絕主機(jī)名＋隨機(jī)報(bào)文PPP協(xié)議的應(yīng)用

家庭撥號(hào)上網(wǎng)就是通過(guò)PPP在用戶端和運(yùn)營(yíng)商的接入服務(wù)器之間建立通信鏈路。目前，寬帶接入正在成為取代撥號(hào)上網(wǎng)的趨勢(shì)，在寬帶接入技術(shù)日新月異的今天，PPP也衍生出新的應(yīng)用。典型的應(yīng)用是在ADSL（非對(duì)稱數(shù)據(jù)用戶環(huán)線，AsymmetricalDigitalSubscriberLoop）接入方式當(dāng)中，PPP與其他的協(xié)議共同派生出了符合寬帶接入要求的新的協(xié)議，如PP