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1、2020 3 26 计算机网络技术及应用 1 补 广域网组网技术 本章主要内容广域网概述广域网组网技术 2020 3 26 计算机网络技术及应用 2 本章学习要点 了解广域网的组成和结构了解广域网的组网技术 2020 3 26 计算机网络技术及应用 3 广域网概述 1广域网的概念和特点广域网的概念广域网 WideAreaNetwork WAN 是指覆盖范围广阔 可以覆盖一个地区 一个国家 甚至全球 的一类数据通信网络 目前 世界上最大的广域网Internet已经覆盖了包括我国在内的180多个国家和地区 连接了数万个网络 终端用户已达数千万 广域网一般是指为用户提供远距离数据通信业务的传输网络
2、通常由电信部门负责建设 运营和管理 包括电路交换和包交换网络 2020 3 26 计算机网络技术及应用 4 广域网概述 1广域网的概念和特点广域网的概念电路交换一般用在电话公司网络中 与我们日常拔打电话类似 是一种按需拔号技术 连接时使用专用物理线路 一般用于备份连接 场点规模小 短时间的访问 常用的组网技术有 拔号上网 ISDN ADSL等 包交换技术可以实现多个网络设备共享一条从源点穿过ISP运营商直到目的地的点到点链路 进行数据传输 常用的组网技术有 x 25 帧中继和IPoverSDH SONET等 优点是 由于共享物理线路 包交换连接的性价比较高 可用于长时间 跨地域的连接 2020
3、 3 26 计算机网络技术及应用 5 广域网概述 广域网的特点 1 提供面向通信的服务 支持用户使用计算机进行远距离的信息交换 2 覆盖范围广 通信距离远 需要考虑的因素多 如媒体的成本 线路的冗余 媒体带宽的利用和差错处理等 3 由电信部门或公司负责组建 管理和维护 并向全社会提供面向通信的有偿服务 流量统计和计费问题 2020 3 26 计算机网络技术及应用 6 广域网概述 2广域网的组成和结构计算机网络的结构可以抽象为如下图所示 边界路由器的互连构成广域网的核心传输网 局域网通过接入路由器连接到广域网 这样 可以简单的把广域网的组成理解为将放置在不同地方的核心路由器通过光纤互连而成 而广
4、域网的组网技术就是如何实现这些路由器的互连技术 2020 3 26 计算机网络技术及应用 7 广域网概述 3广域网实例中国教育和科研计算机网CERNET分四级管理 分别是全国网络中心 地区网络中心和地区主节点 省教育科研网 校园网 全国网络中心设在清华大学 负责全国主干网的运行管理 地区网络中心和地区主节点分别设在清华大学 北京大学 北京邮电大学 上海交通大学 西安交通大学 华中科技大学 华南理工大学 电子科技大学 东南大学 东北大学等10所高校 负责地区网的运行管理和规划建设 省级节点设在36个城市的38所大学 分布于全国除台湾省外的所有省 市 自治区 CERNET已经有28条国际和地区性信
5、道 与美国 加拿大 英国 德国 日本和香港特区联网 总带宽达到250Mb s 2020 3 26 计算机网络技术及应用 8 广域网组网技术 纵观广域网组网技术的发展 是一个带宽不断升级的过程 最早出现的X 25只能提供64Kb s的带宽 其后DDN 数字数据网 和FR 帧中继 使带宽提高到2Mb s SDH SynchronousDigitalHierachy 同步数字结构 和ATM AsynchronousTransferMode 异步传输模式 又把带宽提升到2 5Gb s 2020 3 26 计算机网络技术及应用 9 广域网组网技术 1分组交换数据网络 X 25网络 分组交换数据网络 PS
6、DN 遵循CCITTX 25系列建议 因此也被称为X 25网络 X 25网络曾经是使用比较广泛的广域通信子网 2020 3 26 计算机网络技术及应用 10 广域网组网技术 X 25网络的组成PSE 分组交换设备 将从某一物理链路传输来的数据分组根据一定的路由选择算法转发到另一条物理链路上 PAD 分组装拆设施 为非分组式用户终端提供接入PSDN的能力 NPT 非分组式终端 不具有装拆分组能力的终端设备 PC 分组集中器 将来自于多个分组式或者非分组式用户终端设备的信息流合并为一个X 25分组流送往PSE NMC 网络管理中心 运行网络管理软件 管理整个网络的运行 包括性能管理 故障检测 差错
7、恢复 用户入网登记及计费等 PEP 策略实施点 根据当前网络条件 对被管对象进行安全防护 2020 3 26 计算机网络技术及应用 11 广域网组网技术 分组交换数据网络的编址方式分组交换数据网的编址方式遵循CCITTX 121建议 每个网络地址用不大于40位的十进制数表示 我国目前使用的分组交换数据网的网络地址采用了15位十进制数表示 每位十进制位占用4个二进制位 网络地址的结构及其含义如下 网络地址 P 1 DNIC 4 NTN 10 DNIC 4 国家代码 3 网络编号 1 NTN 10 节点机编号 4 节点机端口号 4 子地址 2 P 国际前缀 用1位10进制数表示 目前取值为0 DN
8、IC 数据网络识别码 用4位十进制数表示 其中前3位为国家或地区代码 后1位为网络编号 分配给我国的国家代码为460 479 目前仅使用460表示 网络编号由国家自行分配 NTN 网络用户号码 用8位或者10位十进制数表示 由网络主管部门分配 前4位表示节点机编号 中间4位表示指定节点机的端口编号 后面的2位为子地址 由用户自行分配 子地址直接对应自行购置的交换设备的端口 2020 3 26 计算机网络技术及应用 12 广域网组网技术 端用户系统X 25网络的端用户系统是指企业 部门或者个人接入X 25网络的各种计算机系统 包括各种大 中 小和微型计算机系统 为保证这些端用户系统可以方便地接入
9、网络 PSDN提供了多种接口方式 X25专线 拨号同步方式每台占用PSE或者集中器的一个端口 具有该端口对应的网络地址 使用此计算机设备种方式接入PSDN时 MODEM必须配置为同步工作方式 专线 拨号异步方式通过专线或者电话拨号 直接接入分组装拆设备或者集中器的端口 与PSDN网络以异步方式交换信息 每个端用户系统都被分配一个网络用户标识 NUI 使用此种方式接入PSDN时 用户端的MODEM必须配置为异步工作方式 路由器接入方式若企业内部已组建了局域网 可使用路由器作为局域网与分组交换数据网的互连设备 保证所有局域网用户可通过局域网接入X 25网络 2020 3 26 计算机网络技术及应用
10、 13 广域网组网技术 X 25网络的特点支持OSI下三层服务 提供永久虚电路 PVC 和交换虚电路 SVC 动态复用技术 可提高信道的利用率 简化物理接口 分组交换网中各节点具有存储 转发功能 不同速率的终端可以相互通信 采用虚电路或数据报的方式进行分组传输 缺点模拟信道 信道质量差 信道差错方面处理比较复杂 数据传输的网络时延较大 端口速率低 64Kb s 适用于交换式短报文的传输 不适合实时性要求高 信息量大的业务使用 发展现状及未来发展技术规程非常完备 应用广泛 由于数字技术的广泛应用 X 25技术在一定程度上已经过时 但目前主宰着许多低速应用 如 销售终端 电子银行系统 电子信箱应用
11、等 X 25也是与国外通信的主要手段 通过卫星线路或租用线路等 2020 3 26 计算机网络技术及应用 14 广域网组网技术 2帧中继 FR 网络1984年 CCITT开始了分组交换技术的 改造工程 并提出了一种新的分组交换技术 帧中继技术 对应的标准为CCITTQ 922 帧中继FR FrameRelay 是一种支持高速交换的网络体系结构 在许多方面非常类似于X 25 被称为第二代的X 25 帧中继的原理帧中继技术淡化了交换设备上的层次概念 将数据链路层和网络层进行了融合 一方面减少了层次之间的接口处理 另一方面 也可以通过对融合的功能进行分析 发现冗余项 并进行简化 上述的优化使得帧中继
12、成为一种极为精简的协议 仅仅需要提供组帧 路由选择和高速传输的功能 从而可以获得较高的性能和有效性 2020 3 26 计算机网络技术及应用 15 广域网组网技术 帧中继的帧格式 帧间隔符 F 取值为01111110 标识帧的起始和结束 地址字段 Addr 一般占2个字节 信息字段 DATA 存放可变长度的用户数据 帧校验字段 FCS 占2字节 采用循环冗余校验 数据链路连接标识符 DLCI1 DLCI2 占10位 标识使用的数据链路 命令 响应 C R 由高层实体指明本帧的意义 扩展地址 EA 地址字段可以扩展到3或者4字节 对应的DLCI为17或者24位 EA 0 表示后继字节仍属地址字段
13、 EA 1 本字节为地址字段的最后字节 正向拥塞通知 FECN 反向拥塞通知 BECN 由网络中的交换设备置位 通知接收方与本帧同 反方向传输时曾经出现拥塞现象 并可能继续拥塞 丢弃指示 DE 用户置位时 表明本帧在网络出现拥塞时可以优先丢弃 无编号标识符 UI 一个字节 隐含了各种命令 但其中的P F位应置为0 协议标识符 PI 置为管理帧 呼叫参考 CR 置为0 信息类型 Type 帧中继仅支持两种类型 状态查询和状态报告 2020 3 26 计算机网络技术及应用 16 广域网组网技术 帧中继网络的特点 1 FR支持OSI下二层服务并提供部分的网络层功能 2 FR采用光纤作为传输介质 传输
14、误码率低 3 将分组重发 流量控制 纠正错误 防止拥塞 正向拥塞通知 反向拥塞通知 丢失指示等 等处理过程由端系统去实现 简化了节点的处理过程 缩短了处理时间 降低了网络时延 4 具有灵活可靠的组网方式 可采用永久虚电路 或交换虚电路 的方式 一条物理连接能够提供多个逻辑连接 用户所需的进网端口数减少 5 FR具有按需分配带宽的特点 用户支付了一定的费用购买 承诺信息速率 当突发性数据发生时 在网络允许的范围内 可以使用更高的速率 6 使用FR 用户接入费用相应减少 2020 3 26 计算机网络技术及应用 17 广域网组网技术 帧中继网络的发展帧中继可通过X 25更新软件实现 可在DDN 数
15、字数据网 网上配置端口实现 在以ATM为主干的网络中 帧中继仍然可以作为良好的用户接入方式 目前大多数业务都集中在2Mb s之内 是FR业务的最经济有效的范畴 未来的FR业务将有很大的市场发展潜力 有较好的投资保护 2020 3 26 计算机网络技术及应用 18 广域网组网技术 3数字数据网 DDN DDN是电信部门向用户提供的一种高速通信业务 利用数字通道提供半永久性的连接电路 提供中高速 高质量的点对点 点对多点的数字专用电路 2020 3 26 计算机网络技术及应用 19 广域网组网技术 DDN的特点将多路复用技术应用于数字传输信道 支持多个用户共享通信资源 DDN是面向用户的数字传输技
16、术 速度较SDH低 DDN采用时分多路复用技术将支持数字信息高速传输的光纤通道划分为一系列的子信道 DDN仅是一条支持用户数据点到点高速传输的通道 用户可以向电信部门定时的租用子信道 独占 DDN的基本速率为64Kb s 用户租用的信道速率应为64Kb s的整数倍 DDN本身并不提供任何通信协议的支持 在DDN信道上使用何种通信协议由用户自行决定 DDN信道的最大不足是DDN仅提供点到点通信的专用信道 也称专线 因此当一个用户希望和多个其它的用户使用DDN通信时 必须租用多个DDN端口 速率高 物理时延小 最高速率为150Mb s 支持数据 图像 声音等多种业务 网络运行管理简便 没有任何检错 纠错功能 DDN适用于传输数据量大的业务 2020 3 26 计算机网络技术及应用 20 广域网组网技术 DDN的缺点DDN是固定信道方式 不能进行动态复用 在数据量不大的情况下线路利用率较低 由于是点对点的通信 需要多个DDN端口才能支持与多个节点通信 进网的端口数多 发展现状和未来发展目前 我国采用DDN组网的部门很多 发展较快 国际范围内 DDN用于许多部门 金融 保险 航空 企业 政府部
