(助理)第3章 广域网技术

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1、第3章 广域网技术本章主要内容n 广域网的连接方式n网络的互联设备n高级广域网技术n 与Internet的连接*23.1广域网的连接方式n3.1.1模拟连接n所谓模拟连接是指与广域网连接时所采用 的信号是模拟信号。在模拟连接中有使用 公共电话网络拔号上网方式和使用专用线 路上网两种方式。n1拨号上网n2专用线路*3n3.1.2 数字连接n所谓的数字连接是指通信媒介中传输的是 数字信号。n1DDSn这种数字连接是通过CSU/DSU（通道服务 设备与数据服务设备）设备从网桥或路由 器上发送数据，只在一些城市中提供服务 。它的传输速率很慢，与模拟连接的速率 差不多。*4n2T1nT1是目前应用最为广

2、泛的一种数字连接。 它提供1.54Mbit/s的带宽，是点对点的全 双工连接，T1的带宽划分为24个信道，每 个信道带宽为64kbit/s。n3T2、T3与T4n这些数字连接与T1相比，提供了更大的带 宽和更多的信道。一般需要高频的介质， 如微波和光纤。它们是为高速大流量的数 据传输设计的，适合于视频和语音以及对 实时性有很强要求的传输。*5n4Switched56n这是由电话公司提供一种局域网到局域网 的数字连接服务。*6n3.1.3 分组交换连接n分组交换连接是一种高速的、具有差错控 制功能和高的线路利用率的连接方式。n1分组交换的工作原理n在分组交换广域网中，计算机在发送数据 前，把大的

3、数据分成很多小的报文分组， 对以报文分组为单位的信息进行发送、暂 存和转发。计算机给每个报文分组加上目 标地址、数据分组编号以及错误控制等其 他的信息，然后把报文分组发送到网络上 。 *7n当数据达到网络上的交换设备后，这些设 备根据目前网络上的信息流量情况，为每 个数据帧选择一条最佳路径。这样，各个 数据帧就沿不同的路径到达目标计算机， 达到目标计算机时，其顺序可能完全改变 了，目标计算机按照数据帧上的信息把它 分组报文进行还原，使之于原来的数据一 致。*8n2分组交换业务方式的分类n虚拟电路方式：为两用户终端设备在开始 互相发送和接收数据之前建立逻辑上的连 接，而在实际的电路中可能有很多的

4、不同 链路的组合。这种虚拟的逻辑电路可以是 临时性的也可以是永久性的连接，一直到 离开网络时才释放连接。*9n数据报方式：把每个数据帧都看成是独立 的数据，在接收转发过程中，网络的交换 设备会根据网络情况给每个数据帧选择一 条最佳路径，数据达到目标计算机后，目 标计算机必须按照分组编号重新排列各数 据帧的顺序。*10n3分组交换的特点n这种连接的方法有如下的特点：n（1）数据传输的延时较小，可以用于实时性 要求高的网络传输。n（2）能自动选择路径，把网的流量均匀分配 给整个网络，避免了网络局部的堵塞，并保证 了所有信道具有较高的利用率。n（3）数据传输的速度较快，可以适合大流量 的需求。n（4

5、）采用多路复用的技术，可以充分的利用 各个通道，以便提供稳定的服务。*113.2网络的互联设备n广域网是指用连接设备将小的局域网连接 起来形成，同时也可以使用这些设备对网 络进行扩展。所使用的设备有：调制解调 器、集线器、中继器、网桥、路由器、桥 由器、网关等。*12n3.2.1调制解调器n1调制解调器的工作原理n调制解调器是由调制器和解调器两部分组 成。计算机通过调制解调器与电话线相连 ，将资料传输出去和接收进来。n2调制解调器的分类与选择n调制解调器一般分为外置调制解调器和内 置调制解调器两种类型。n选择调制解调器应从实际需求出发，多方 面的考虑。*13n3.2.2中继器n中继器又名转发器

6、或重发器，工作在物理 层，常用于两个网络节点之间完成物理信 号的双向转发工作。*14n3.2.3集线器n集线器是一种能够改变网络传输信号、扩 展网络规模、连接PC、服务器和外设构建 网络的最基本的设备。n集线器工作于物理层，属于通信设备。n按工作方式分类，集线器可以分为被动集 线器、主动集线器、智能集线器和交换集 线器。在选择集线器时一般从集线器的外 形尺寸、带宽、是否具有管理功能、扩展 方式等几方面考虑。*15n3.2.4 网桥n1网桥的工作原理n网桥工作在OSI模型的数据链路层，它的主 要功能是：n（1）能够在数据帧上重生数据。n（2）能够实现协议转换。n（3）检查每个数据帧的目标地址和源

7、地址 ，实现帧的转发与过滤，并建立一张路由 表。*16n（4）有选择的传输数据，均衡网络负载。n（5）网桥具有管理功能，对扩展的网络状态 进行监督。n2网桥的实现n网桥可以是一个独立的设备，也可以以其他的 形式出现，比如以网卡形式出现。n3网桥的适用场合n具有以下优点：n（1）设备简单，容易实现。n（2）灵活性好，适用性强。n（3）可以连接不同的网络分支。*17n（4）能够分割网络减少网络的信息流量。n（5）价格相对便宜比中继器贵。n在下面的情况中，我们可以考虑用网桥作 为扩展设备：n（1）需要扩展一个网络，使网络能连接更 多的计算机。n（2）需要连接不同的网络分支，如令牌环 网与以太网相连。

8、n（3）网络中有不同的物理媒介。n（4）需要减少各个网络之间的数据流量。*18n3.2.5路由器n路由器是在网络层提供多个子网间连接服 务的一种存储/转发设备，用路由器连接的 网络可以使用在数据链路层和物理层协议 完全不同的网络互连中。n1路由器的工作原理n路由器的主要工作是为经过路由器的多个 数据帧寻找一个最佳的传输路径，并将该 数据有效地传送到目的地。*19n2路由器的分类n路由器可以分为静态路由器和动态路由器两大 类。n3路由器与网桥的区别n（1）工作层不同。n（2）分析的地址不同。n（3）对网络风暴的反应不同。n（4）流量控制能力不同。路由器可以进行流 量控制，并能对数据帧进行重新分组

9、，而网桥 不能。n（5）信息转移路径数不同。网桥只能经过单 一的一条路径转输信息，路由器则可以有多条 路径传递信息，并能选择一条最挂路径。*20n5路由器的选择n（1）多种类型的网络间互连。n（2）网络比较大，包含较多的子网，比如大 于15个子网时，应考虑使用路由器。n（3）如果网络系统没有网络层，则必须使用 路由器。n（4）需要均衡各个链路上的负载。n（5）对各个网络分支之间的数据传递有严格 的路径控制的要求时，应当考虑使用路由器。n（6）对各个网络分支之间的数据传递有安全 性的要求时，可以考虑使用路由器。*21n3.2.6 桥由器n这种设备实际上是网桥和路由器的组合， 有时可以当网桥使用，

10、有时却当路由器使 用，因此，它具有两者的功能*22n3.2.7网关n网关是一种复杂的网络连接设备，它使得 不同的环境和不同体系结构的网络通信成 为可能。n1网关的工作原理n网关工作于OSI模型的应用层。它接到发送 方的数据时，按照协议把发送方的数据进 行分析，把数据一层一层的拆开，然后按 照接收方的协议对数据重新进行包装，包 装好后再把数据传递给接收方，这样，接 收方就可以理解可接收该数据了。*23n2网关的特点n（1）实现不同的网络操作系统的网络间通 信。n（2）实现不同体系结构的网络间通信。n（3）实现使用不同协议的网络间通信。n（4）在不同机器类型的网络间通信。n（5）一个网关是针对一个

11、特定的任务的。n（6）网关的速度往往很慢。n（7）其价格很昂贵。*24n3网关的应用n正是由于网关的诸多缺点，只有在下列情 况时才考虑使用网关：n（1）不同的网络操作系统网络间连接。n（2）不同体系结构的网络间连接。n（3）不同协议的网络间连接。n（4）大型机与小型机之间的连接。*253.3 高级广域网技术n主要有以下几种： n（1）CCITT X.25n（2）帧中继n（3）异步传输技术（ATM）n（4）综合数字业务（ISDN）n（5）同步光网（SONET）*26n3.3.1 X.25nX.25是ITU-T建议的一种协议，它定义终 端和计算机到分组交换网络的连接。X.25 是CCITT的标准，

12、被广泛地应用在局域网 到广域网连接中。利用X.25技术可以保证 任何终端设备可以连入到交换设备。*27n3.3.2帧中继n帧中继是一种高级的高速分组交换技术， 满足了局域网互连所需的大容量传输的要 求，填充了X.25分组交换业务和ATM等宽 带业务间的断层。n帧中继是建立在数据传输率高、误码率低 的光纤上，采用数字传输，它支持可变长 的数据帧。*28n3.3.3 异步传输模式（ATM）n异步传输模式是一种将时分交换与统计复 用融为一体的新型的网络技术，是对传统 网络理论与技术的巨大变革。nATM技术不是这样，它采用交换并行的点 对点的存取技术，一个数据的出现并不影 响其他的网络链路，每一个计算

13、机（或其 他设备）都拥有与它连接的全部带宽。同 时交换机能够支持不同速度的设备，ATM 支持可变的带宽技术。*29nATM采用固定长度的信元进行数据传输， 每个信元长度只有53个字节，其中48个字 节是信息字节，5个字节为信头，这有助于 ATM的交换机在内存管理、路由计算和计 算机技术方面具有很高的效率和交换速度 ，实现ATM网络的极高的传输速度。nATM采用的是一种虚拟电路的连接，其电 路并不是实际的电缆或电线，只是对应于 两台计算机之间永久的物理连接的分配给 需求的带宽。*30n3.3.4 综合数字业务服务（ISDN）n综合业务数字服务是一种能够同时提供多 种服务的综合性的公用电信网络，是

14、为提 供综合语音、数据、视频、图像及其他应 用和服务设计的。它的设计目标是把家庭 和商业网络用电话线连接起来，因此ISDN 的标准接口一般是在电话线上安装适当的 数字开关。nISDN分为窄带ISDN和宽带ISDN两种。*313.4 与Internet的连接n3.4.1 连接到Internetn1模拟连接n（1）直接拨号上网方式n（2）专线拨号上网方式n2数字连接n数字连接是利用T1、T3、综合业务数字网等 方式，它将把当今的模拟电话网更新为数字化 系统，它具有高速度和全数字化的特点。*32n3软件的实现n安装好硬件后，必须借助软件才能实现上 网，每种网络操作系统都不完全一样，在 安装时请仔细查

15、阅相应的资料。*33n3.4.2 Internet提供的服务nInternet中提供的服务主要有WWW (万维网 )、电子邮件、FTP服务、Telnet（远程登录 ）、网上聊天和NEWS。n3.4.3 IP地址与域名n1IP地址nIP地址是一个32位的二进制无符号数，为了 表示方便，国际通行一种“点分十进制表示法” ，即将32位地址按字节分为4段，高字节在前 ，每个字节用十进制数表示出来，并且各字节 之间用“.”隔开。*34nIP地址通常划分成两部分，第一部分指定 网络的地址，第二部分指定主机的地址。n按网络规模大小的不同，可以将IP地址分 为A、B、C、D、E类5种类型。n2域名系统n因为I

16、P地址比较难记忆，为了向一般用户 提供一种直观明了的主机识别符，TCP/IP 协议专门设计了一种字符型的主机命名机 制，也就是给每一台主机一个字符串组成 的名字，这种主机名相对于IP地址来说是 一种更高级的地址形式，这就是域名系统 。*35n3域名系统与IP地址的关系nInternet提供了一种自动将名字翻译成IP 地址服务，这也是域名系统的主要功能。n4统一资源定位器n统一资源定器（URL-uniform resource locator）是专为标识Internet网上资源位 置而设的一种编址方式，指明了要访问的 服务器以及访问的方法和位置。n一个URL一般由使用的协议、冒号、资源 地址3部分组成，*36*37