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1、第5章 广 域 网,2,广 域 网,3,本章主要内容,广域网的基本概念,1,广域网的路由选择和拥塞控制,2,公共传输网络,3,4,广域网的基本概念,广域网提供的服务,1,IP数据报,2,IP数据报的传输,3,广域网的相关协议,4,5,广域网提供的服务,广域网提供两种服务方式，一种是面向连接的虚电路服务方式，另一种是面向无连接的数据报服务方式。 虚电路服务所谓虚电路指不是真正的电路交换，而是采用存储转发的分组交换，实现面向连接的数据交换。虚电路服务的过程分三个阶段，第一阶段建立连接，第二阶段发送数据，第三阶段数据发送完后，拆除连接。虚电路能保证报文无差错、不丢失、不重复和顺序传输。,6,广域网提
2、供的服务,数据报服务数据报服务是面向无连接的投递服务，发送方发送分组，通过路由器选择路由，将数据分组传送到下一个网络的路由器，如此传送下去，尽可能地将数据报发送到接收方。由于一个报文的各个分组并不走同一路径，加上丢包后的重发，到达接收端的分组并不是有序的，因此数据报服务是不可靠的。,7,IP数据报,IP数据报的格式,8,IP数据报的传输,IP数据报的封装与解封 IP数据报的分段和重组,9,广域网的相关协议,因特网控制报文协议ICMPICMP报文的格式:,10,广域网的相关协议,串行线路网际协议SLIP高级数据链路控制HDLCHDLC的帧结构如图所示:,11,广域网的相关协议,点对点协议PPPP
3、PP主要包括链路控制协议LCP、网络控制协议NCP和验证协议(PAP和CHAP)三个部分。 (1)PPP的帧结构,12,广域网的相关协议,点对点协议PPP (2)PPP协议会话过程包括四个阶段：链路建立阶段、链路论证阶段、网络层控制协议阶段和链路终止阶段。,13,广域网的相关协议,点对点协议PPP(3)PPP中的验证机制PPP支持密码验证协议PAP和握手鉴权协议CHAP两种验证协议。,14,广域网的路由选择和拥塞控制,广域网的路由选择与路由选择协议,1,配置静态路由表,2,拥塞控制,3,15,广域网的路由选择与路由选择协议,广域网的路由选择广域网中的路由选择指路由器选择发送数据分组的一条路径的
4、过程。广域网的路由选择协议 (1)自治系统 (2)路由选择协议的分类因特网由选择协议分为内部网关协议IGP和外部网关协议EGP两种。,16,广域网的路由选择与路由选择协议,广域网的路由选择协议(3)路由信息协议RIPRIP是使用距离-矢量路由算法的路由选择协议，它规定路由器之间交换路由信息的时间、交换信息的格式、过时路由的处理等。(4)开放最短路径优先OSPF协议,17,配置静态路由表,路由表路由表指在路由器中保存的目标网络地址、子网掩码、网关、跳数等与传输路径相关的数据的集合。路由表的一般格式为：目标网络地址、子网掩码、网关、下一路由器的接口地址、跳数。例如：202.114.176.0 25
5、5.255.255.0 202.114.176.1 202.114.182.252 1,18,配置静态路由表,Route命令的格式与功能(1) Route命令的功能(2) Route命令的格式Route 命令项 目标 MASK子网掩码 网关IF接口号 跳数式中，命令项包括PRINT、ADD、DELETE、CHANGE 4项命令。,19,配置静态路由表,Route命令的格式与功能(3) 应用举例显示路由信息：C:route PRINT 192*添加路由表项：C:route ADD 192.168.1.0 MASK 255.255.255.0 192.168.0.1修改现有路由表项：C:route
6、 CHANGE 192.168.1.0MASK 255.255.255.0 192.168.4.1删除路由表项： C:route DELETE 192.168.1.0,20,配置静态路由表,用双网卡实现路由器功能用双网卡配上路由软件，相当于廉价的路由器，在应用中具有一定的优势，适用于在实验室做组网实验。,21,配置静态路由表,配置静态路由例5.1 根据图5-8所示广域网拓扑结构图，配置主机A到主机B的静态路由的过程，包括配置主机A和主机B的IP地址，配置路由器1和路由器2的IP地址，配置路由器1和路由器2的静态路由等步骤。解 (1) 配置主机A和主机B的IP地址(2) 配置路由器1和路由器2的
7、IP地址(3) 配置路由器1和路由器2的静态路由(4) 修改注册表,22,拥塞控制,拥塞的主要原因拥塞发生的主要原因在于网络能够提供的资源不足以满足对该资源的需求，网络资源包括缓存空间、链路带宽容量和中间节点的处理能力等。源站抑制技术TCP拥塞控制的主要参数 (1) 拥塞窗口(cwnd) (5) 回路响应时间(RTT) (2) 通告窗口(awin) (6) 超时重传计数器(RTO) (3) 发送窗口(win) (7) 快速重传阈值(tcprexmtthresh) (4) 慢启动阈值(ssthresh),23,拥塞控制,TCP拥塞控制过程的四个阶段 (1) 慢启动阶段 (2) 拥塞避免阶段 (3
8、) 快速重传阶段 (4) 快速恢复阶段,24,公共传输网络,通过公共传输网络提供的接口，实现和公共传输网络之间的连接，并通过公共传输网络实现远程端点之间的报文交换。电信企业提供的公共传输网络包括传统的公共交换电话网PSTN、综合业务数字网ISDN、X.25分组交换网、帧中继网FR、异步传输模式网ATM、数字数据网DDN、移动通信及卫星通信网GSM、数字用户线XDSL、有线电视宽带网调制解调器Cable Modem等类型。,25,公共传输网络,公共交换电话网PSTN公用交换电话网PSTN(public switched telephone network)是向全世界公众提供电话通信服务的一种通信
9、网，是各个国家的公用通信基础设施，由国家电信部门统一建设、管理和运营。公用交换电话网主要提供全球语音通信服务，也提供电报、传真、数据交换、可视图文数据、视频和多媒体等各种业务的综合数据通信服务。,26,公共传输网络,公共交换电话网PSTN使用公用交换电话网PSTN，可以采用电话拨号方式接入广域网，主要通过调制解调器(modem)和普通电话线。,27,公共传输网络,综合业务数字网ISDN (1)ISDN的特点 ISDN是全数字传输网络，利用一条用户线路，就可以在上网的同时拨打电话、收发传真，一线多用； 能提供语音、数据、文本、图形、视频等综合的通信业务； 由于采用端到端的数字传输，数据传输质量明
10、显提高； 只需一个入网接口，使用一个统一的号码，就能从网络得到所需要使用的各种业务； 用户在这个接口上可以连接多个不同种类的终端，而且有多个终端可以同时通信； 上网速率可达128 Kbps，比拨号上网还快。,28,公共传输网络,综合业务数字网ISDN (2)ISDN系统ISDN系统的组成包括多终端、终端适配器TA、网络终端设备NT1、网络终端设备NT2和交换终端设备ISDN交换机。 CCITT将ISDN中的四种类型连接点定义为四类参考点：R、S、T、U，以指定网络中不同设备之间连接的规范。R、S、T、U等是ISDN组件之间的连接点，称为ISDN参考点。,29,公共传输网络,综合业务数字网ISD
11、N (3) ISDN接入InternetISDN接入Internet的方法有多种，对于家庭用户可以采用如图所示的直接接入的方法，对于集体用户及网吧可采用TA+代理服务器方式、ISDN路由器方式、ISDN交换机方式。,30,公共传输网络,X.25分组交换网 (1)X.25分组交换网的特点 X.25分组交换网采用分组交换工作方式，提供面向连接的虚电路，可靠性高； 多路复用，一条物理链路支持多条虚电路； 使用点对点传输方式，不支持广播； 支持多种高层协议，这些协议均作为普通数据被封装在X.25的分组中在网络中传送。,31,公共传输网络,X.25分组交换网 (2)X.25分层协议 X.25分为物理层、
12、数据链路层、分组层三层，对应于ISO/OSI互连参考模型的底三层。(3)虚电路服务X.25的分组层提供虚电路服务，数据以分组形式通过外部虚电路传输。虚电路有两种类型，呼叫虚电路和永久虚电路。,32,公共传输网络,X.25分组交换网 (4)分组交换网建立连接和拆除连接 (5)分组交换网的组成X.25分组交换网由分组交换机FSE、通信传输线路、数据终端设备DTE与数据电路终端设备DCE组成，如图所示。,33,公共传输网络,帧中继网FR 帧中继网FR(frame relay)本质上仍采用分组交换技术，但舍去了X.25的分组层，保留物理层和数据链路层，以帧为单位在链路层上进行发送、接收、处理。帧中继网
13、FR在链路层上完成统计复用，实现帧定界、寻址、差错检测，省略了帧编号、重传、流量控制、窗口、应答、监视等功能，帧出错或发生阻塞时，仅仅简单地丢弃。,34,公共传输网络,帧中继网FR,35,公共传输网络,帧中继网FR 帧中继网的特点： 帧中继网工作在OSI模型的物理层和链路层，用链 路层的帧来封装各种不同的高层协议，如IP、IPX、AppleTalk等； 帧中继网在数据链路层实现分组交换，适用于在WAN上实现LAN的互联； 帧中继的传输速率在56 Kbps45 Mbps范围内； 帧中继采用统计复用技术为用户提供共享的网络资源；,36,公共传输网络,帧中继网FR 帧中继网的特点： 帧中继提供的传输
14、质量高于X.25与DDN； 帧中继使用永久虚电路PVC建立通信连接，并通过虚电路实现多路复用，进一步保证了网络的可靠性； 从网络实现角度看，帧中继只需对现有数据网上的硬件设备稍加修改，同时进行软件升级就可以实现，操作简单，实现方便。,37,公共传输网络,数字数据网DDN数字数据网DDN(digital data network)是利用数字信道传输数据信号的数据传输网，为用户提供非交换永久/半永久虚电路，并且为用户提供点到点的数字专用线路，在专线上为用户提供时分复用信道。 (1) DDN的组成 本地传输系统 DDN节点 局间传输拓扑及网同步系统 网络管理中心NMC,38,公共传输网络,数字数据网
15、DDN,39,公共传输网络,数字数据网DDN (2) DDN的特点DDN为用户提供专线、帧中继和压缩话音/G3传真和虚拟专用网等业务，具有传输质量高、距离远、传输速率高、网络延迟小、无拥塞、透明性好、用户接入方便、传输安全可靠、网络管理方便、适合高流量用户接入等特点。 (3) DDN的协议结构,40,公共传输网络,数字用户线DSL数字用户线DSL(digital subscriber line)是多种数字用户线技术的总称，其中应用最广泛的是非对称数字用户线ADSL(asymmetric DSL)。常见的数字用户线DSL技术是在电话线的两端安装DSL调制解调器，把发出的模拟话音信号和非话音信号调
16、制成宽带高频信号，编码成数字信号进行传输的技术。 (1) ADSL非对称数字用户线ADSL是在普通电话线两端分别放置一对ADSL modem，在这段电话线上产生了三个信息通道：一个速率为1.5-8 Mbps的高速下行通道，供用户下载信息；一个速率为16-512 Kbps的中速双工通道；一个普通的老式电话服务通道，这三个通道可以同时工作。,41,公共传输网络,数字用户线DSL (2) ADSL调制技术目前被广泛采用的ADSL调制技术有三种：无载波幅度-相位调制CAP(carrierless amplitude-phase modulation)、离散多音复用DMT(discrete multiT
17、one)、离散小波多音复用DWMT(discrete wavelet multiTone)，其中DMT技术已被正式采纳为国际标准。 (3) ADSL设备ADSL设备由用户端设备和中心节点设备两部分组成。,42,公共传输网络,异步传输模式网ATM (1) ATM信元ATM信元是固定长度为53个字节的分组，分为两个部分，其中前5个字节为信头，载有信元的地址信息和其他一些控制信息，完成寻址的功能；后面的48个字节为信息段，用来装载来自不同用户，不同业务的数据。 (2) ATM的特点 ATM是大大降低信元丢失率，保证了传输的可靠性。 由于ATM的物理线路使用光纤，所以误码率很低。 固定长度的信元结构简化了ATM信头，大大减少了处理时延。 ATM采用信元作为数据传输单位，提高了带宽利用率。 ATM具有较高的可靠性和高带宽，能有效地传输不同类型的信息，如数字化的声音、数据、图像等。,
