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1、第九章远程接入技术,引言,路由器作为网络层设备，除了提供本地网络的三层连通外，更主要的功能是提供了用户网络的WAN接入。以实验室所使用的R1762高性能安全模块化路由器为例提供2个用于本地LAN连接的快速以太接口；提供了两个用于WAN接入的同步串口Serial；Serial接口支持HDLC、PPP和Frame Relay的广域网封装协议，其中，目前使用最广泛的是PPP协议。,教学目标,掌握广域网的概念理解广域网中的数据链路层协议掌握点对点协议工作原理及配置方法了解帧中继工作原理及配置方法,本章内容,广域网概述广域网中的数据链路层协议点对点协议PPPPPP协议的验证PAPCHAPMP配置帧中继,
2、课程议题,广域网概述,广域网概念,广域网(Wide Area Network，WAN)：距离远、带宽小、延时大为用户提供远距离数据通信业务的网络通常使用电信部门的传输设备包括电路交换和包（分组）交换网络广域网技术主要位于底层的3个层次，分别是：物理层、数据链路层和网络层。,广域网的概念,广域网连接的场所根据用户不同的需求提供不同的连接方案,广域网链路,电路交换电路交换是广域网所使用的一种交换方式。可以通过运营商网络为每一次会话过程建立，维持和终止一条专用的物理电路。电路交换也可以提供数据报和数据流两种传送方式。公共交换电话网（PSTN）ISDN基本速率接口（BRI ISDN）ISDN集群速率接
3、口（PRI ISDN）,广域网链路,分组交换分组是指包含用户数据和协议头（包括地址和管理信息）的块，每个分组通过网络交换机或路由器被传送到正确目的地。分组交换包含两种基本途径：虚电路分组交换数据报交换,广域网的接入技术的分类-模拟拔号,模拟拔号公共电话网：即PSTN（Public Swithed Telephone Network），速度9600bps28.8kbps，经压缩后最高可达115.2kbps，传输介质是普通电话线。模拟拔号接入方式的优点是费用低，易于建立，且分布广泛。缺点是低速率、连接时间长。,广域网的接入技术的分类-ISDN,ISDN综合业务数字网，采用拨号连接方式。低速接口为1
4、28kbps（高速可达2M），它使用ISDN线路或通过电信局在普通电话线上加装ISDN业务。ISDN将本地环路转化为TDM数字连接，该连接有用来传输语音或数据的承载信道（B）和一条用来进行呼叫建立和其他用途的信令信道（D）。T1 、 E1,广域网的接入技术的分类-专线,专线Leased Line， 也称为租用线路， 在中国称为DDN，是一种点到点的连接方式，速度一般选择64kbps2.048Mbps，它的最高带宽可达2.5Gbit/s由于专线的线路带宽是固定的，而广域网的流量是变化的，所以造成了带宽很少被完全使用。又因为每个专线的接入都需要路由器的一个接口，这样位于多点星型结构的中心路由器价格
5、非常昂贵。,广域网的接入技术的分类-X.25,X.25协议也称为Recommendation X.25，最古老的WAN协议之一，它采用的是60年代和70年代开发的包交换技术。X.25协议不是高速的WAN协议，其特点如下：全球性的认可；冗余纠错功能，可靠性；连接老式的LAN和WAN的能力；将老式主机和微型机连接到WAN的能力；速度慢，延迟大。,广域网的接入技术的分类-帧中继,帧中继其ITU-T标准于1984年提议，以满足高容量、高带宽的WA N提出的要求在虚拟电路(在帧中继上，称为虚拟连接)上使用包交换技术虚拟连接可以有交换型( SVC )和永久型( PVC )两种帧中继的永久性虚拟连接是两个结
6、点之间的一条持续可用的通路交换式虚拟连接需要建立传输会话的过程。一旦通信结束，呼叫控制信号将对每个结点发出命令，断开连接。,广域网的接入技术的分类-ATM,ATM是一个用于数据、语音、视频以及多媒体应用程序的高速网络传输方法。是一种信元交换网络，最大特点的速率高、延迟小、传输质量有保障。ATM大多采用光纤作为连接介质，速率可高达上千兆（109bps），但成本也很高。 53字节的ATM信元不如帧中继和X.25的较大帧和分组有效率，因为一个48字节的有效载荷至少有5Bytes的开销，当信元传输被分解的网络层分组时，开销更高。,广域网的接入技术的分类-DSL,数字用户线路（Digital Subsc
7、riber Line，缩写：DSL）通过铜线或者本地电话网提供数字连接的一种技术。DSL技术是使用普通铜质电话线中未使用的带宽来快速传递数字数据，DSL连接和拔号接入一样容易实现，和专线一样，DSL也是全天候的。,广域网的接入技术的分类-DSL,DSL可分为对称DSL与非对称DSL技术两大类。对称DSL技术：对称DSL技术主要用于替代传统ISDN T1/E1接入技术，与传统的T1/E1接入相比，DSL技术具有对线路质量要求低、安装调试简便等特点，而且通过复用技术，还可以提供语音、视频与数据多路传送等服务。目前，对称DSL技术主要HDSL、SDSL、MVL及IDSL等几种。非对称性DSL技术：非
8、对称DSL技术适用于对双向带宽要求不一致的应用，诸如Web浏览、多媒体点播及信息发布等，非对称DSL技术主要有ADSL、RADSL及VDSL等。,广域网设备及接口,广域网本质上是由服务提供商的通信链路连接起来的一组局域网。由于通信链路不能直接插入局域网中，所以需要各种接口连接设备。路由器（Router）CSU/DSU调制解调器ISDN终端适配器广域网交换机接入服务器,广域网设备及接口,广域网接口,广域网设备及接口,几种常见的广域网接口RJ-45端口AUI端口高速同步串口异步串口ISDN BRIISDN PRI,广域网设备及接口,数据终端设备（DTE）与数据通信设备（DCE）DTE（Data T
9、erminal Equipment，数据终端设备）：指的是位于用户网络接口用户端的设备，它能够作为信源、信宿或同时为二者。 DCE（Data Circuit-terminating Equipment，数据通信设备或者数据电路终端设备）：它提供了到网络的一条物理连接、转发业务量，并且提供了一个用于同步DCE设备和DTE设备之间数据传输的时钟信号。调制解调器和接口卡都是DCE设备的例子。,广域网设备及接口,数据终端设备（DTE）与数据通信设备（DCE）,课程议题,广域网中的数据链路层协议,HDLC,HDLC高级数据链路控制（HDLC）协议，在1979年，国际标准化组织（ISO）使HDLC标准化，
10、它作为一种标准的面向比特的数据链路层协议用来封装同步串行数据链路中的数据。HDLC 具有两种不同的实现方式：正常响应模式即 HDLC NRM（又称为SDLC）和平衡的链路访问规程（LAPB），第二种使用更为普遍。HDLC 是面向比特的同步通信协议，主要为全双工点对点操作提供完整的数据透明度。HDLC LAPB 是一种高效协议，为确保流量控制、差错监测和恢复它要求额外开销最小。,HDLC,HDLC帧分为三种类型信息帧：在链路上传送数据； 管理帧：用于实现流量控制和差错恢复功能； 无编号帧：提供链路的初始化和终止操作,ISDN,ISDN支持两种接口：基本速率接口和主要速率接口。基本速率接口基本速率
11、接口(BRI)的数据传输速率为144Kbps。BRI接口由三个信道构成：两个64Kbps的B信道用于传输数据、语音和图形，一个16Kbps的D信道用于传输通信信令、包交换和信用卡验证。主要速率接口主要速率接口 (PRI)支持更快的数据传输速率，在美国和日本，PRI由23个64Kbps的信道和一个传输信令和进行包交换的 64Kbps的信道组成。在欧洲，PRI ISDN由30个64Kbps的信道和一个传输信令和进行包交换的 64Kbps的信道组成。,ISDN,ISDN,ISDN的B 信道称为承载信道，因为它传送语音、数据和传真。B信道以帧的形式运载使用高级数据链路控制协议（HDLC）和点到点协议（
12、PPP）作为第二层协议。D信道，或称为delta信道，用于带外信令。D信道运载控制信息，如呼叫建立和拆除。通常D信道在第二层使用D信道链路接入规程（LAPD）。,ISDN协议模型,ISDN使用一套ITU-T标准生成OSI参考模型的物理层、数据链路层和网络层。,ISDN呼叫建立,路由器上发出的被叫号码通过D信道传送到ISDN交换机本地ISDN交换机使用SS7信令建立通路并将被叫号码传递到远程ISDN交换机上。远程交换机在D信道上通过信号通知目的设备目的ISDN NT1发送一个呼叫连接信息给远程ISDN远程交换机使用SS7信令发送一个呼叫连接信息给本地产交换机本地ISDN交换机在端到端之间建立一个
13、B信道，给新的连接保留另外一个B信道，也可以同进使用两B信道。,ISDN呼叫拆除,与呼叫建立相似，呼叫拆除不是端到端的功能，而是由ISDN交换处理的，呼叫释放的过程基于一种3次消息的方法挂断消息释放消息释放完成消息,ISDN功能和参考点,ISDN规范定义了连接一台ISDN设备和另外一台设备的4个参考点终端设备1（TE1）终端设备2（TE2）终端适配器（TA）1型网络端连接器（NT1）2型网络终端连接器（NT2）线路端连接器（LT）交换机端连接器（ET）,ISDN功能和参考点,R参考点（用户参考点）S参考点（系统参考点）T参考点（终端参考点）U参考点（速率参考点）,ISDN交换机类型,ISDN交
14、换机的种类很多，部分取决于使用交换机的国家，这是对Q.931的不同实施造成的结果，Q.931是不同供应商制造的交换机所使用的D信道信令协议。,ISDN的特点,特点多种业务的兼容性数字传输 ISDN能够提供端到端的数字连接标准化的接口 ISDN能够提供多种业务的关键在于使用标准化的用户接口使用方便终端移动性费用低廉,ISDN的优点,优点：综合的通信业务呼叫速度快传输质量高使用灵活方便费用适宜,广域网接入技术分类,广域网中的常见数据链路层协议,常见的几种数据链路层协议:点到点协议（PPP） 高级数据链路控制（HDLC）协议 帧中继（Frame Relay）,课程议题,点对点协议PPPPoint-t
15、o-Point Protocol,PPP协议简介,PPP（Point-to-Point Protocol）是HDLC的扩展，1994年正式成为因特网的标准协议RFC 1661。PPP协议是目前使用最广泛的广域网协议，这是因为它具有以下特性： 能够控制数据链路的建立；能够对IP地址进行分配和使用；允许同时采用多种网络层协议；能够配置和测试数据链路；能够进行错误检测；有协商选项，能够对认证和数据压缩等进行协商。,PPP概述,PPP是一种分层的协议，最初由LCP发起对链路的建立、配置和测试。在LCP初始化后，通过一种或多种“网络控制协议（NCP）”来传送特定协议族的通信。PPP 提供了一种在点对点的
16、链路上封装多协议数据报（ IP 、IPX和AppleTalk）的标准方法。,PPP协议体系结构,PPP协议使用了OSI分层体系结构中的3层,PPP协议结构说明,采用高级数据链路控制协议HDLC作为点到点的串行链路上封装数据报的基本方法；采用链路控制协议LCP（Link Control Protocol）用于启动线路、测试、任选功能的协商及关闭连接；采用网络控制协议NCP（Network Control Protocol）用来建立和配置不同的网络层协议，PPP允许同时采用多种网络层协议，如IP、IPX和DECnet，PPP使用NCP对多种协议进行封装。,HDLC 的帧结构,标志字段 F (Flag) 为 6 个连续 1 加上两边各一个 0 共 8 bit。在接收端只要找到标志字段就可确定一个帧的位置。,PPP 协议的帧格式,
