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1、广域网与网络接入技术,广域网,广域网由一些节点交换机以及连接这些交换机的链路组成。节点交换机执行将分组存储转发的功能。节点之间都是点到点连接，但是为了提高可靠性通常一个节点交换机往往与多个节点交换机相连。局域网的拓扑结构有固定的几种方式，而广域网的点对点连接构成的是一种不规则的网状的结构，除了解决点对点的通信外，还要解决一个重要的问题就是路由选择。,广域网,广域网,广域网所提供的服务可以分为两大类，即无连接的网络服务和有连接的网络服务。它们的具体实现即所谓的数据报服务和虚电路服务。,广域网,广域网参考模型 广域网一般由端系统（end system）和通信子网（communication sub
2、net）构成，子网用于在端系统间传递信息。如图所示。 目前常用的公共通信网络有电话交换网PSTN、分组交换数据网、帧中继网、数据网等。,广域网,广域网参考模型,广域网,目前，许多广域网中都使用公共通信网络作为其通信子网，它主要包括2个部分：传输线路和交换节点。传输线中用来在计算机之间传送比特流；交换节点有时也叫中间系统或数据交换设备，用于连接两个或多个传输线路。数据沿线路到达交换节点后，由交换节点为其选择输出线路并将其输出。通信子网工作在OSI模型的下三层：物理层、数据链路层和网络层。,广域网,WAN标准与OSI参考模型比较,广域网,ISDN技术 SONET/SDH 帧中继FR ATM技术 D
3、WDM 微波通信 卫星通信,ISDN技术,为用户提供大范围数字服务的最早努力之一就是电话公司提出的“综合业务数字网（Integrated Services Digital Network ISDN)。ISDN通过普通的本地环路向用户提供数字语音和数据传输服务，也就是说，ISDN使用与模拟信号电话系统相同类型的双绞铜线。这里所谓的本地环路即指电话局的变通电话线。,ISDN技术,ISDN提供了不同的业务，这些业务是构建在OSI前三层的模型上的。它提供了高层次的电信业务，以及一些附加业务。鉴于开放数据网络模型，电信业务属于应用层的应用程序。而附加业务本质上提供的是呼叫控制的功能而不是进行通讯，并不是
4、直接符合开放数据网络模型。 主要的通讯业务的功能是进行音频和数字化的语音传输，以及提供了64kbps的电路交换数字信道、分组交换虚拟电路和无连接业务。电信业务包括电报、传真、可视图文、文字电视广播传输业务，并且使用特殊的编码和端对端的协议。ISDN也定义了信息处理业务和目录业务。附加业务中包括呼叫者的身份认证，呼叫转移，呼叫等待和电话呼叫。ISDN提供的电路交换，分组交换和专用的点对点以及呼叫控制的业务，用户通过通用的终端设备就可以访问ISDN。 通过公共的接口访问电路业务，包交换业务，非双绞线点对点业务，呼叫控制业务。,ISDN技术,ISDN技术,窄带ISDN 宽带ISDN,ISDN技术,I
5、SDN的用户接口定义为三种信道的组合：B、D和H信道。 B信道是64kbps的数据信道，传输X.25的连接以及X.25业务（分组交换，虚拟电路）或者永久的数字点对点线路。 D信道提供了16kbps或者64kbps信道用于传输信号发射信息，以及低速率的包交换业务 H信道提供了384kbps,1536kbps或者1920kbps信道，它的用途和B信道相似，不同的是用于高速率的业务。,ISDN技术,基本速率接口： 2B+D 主要速率接口 30B+D（欧洲） 23B+D（美国、日本、加拿大）,SONET/SDH技术,随着人们对带宽需要不断地增加，光纤由于具有高带宽而被人们所看好。在光纤的标准化过程中，
6、美国的ANSI和欧洲的ITU-T分别提出了自己的标准：SONET（Synchronour Optical Network，ANSI标准）和SDH（Synchronous Digital Hierarchy，ITU标准）。这两种技术几乎完全相同。,SONET/SDH技术,它将比特流压缩成光学信号，在光纤上传播。SONET的高速和它所传递的帧格式决定了它可以支持灵活的传输业务。 SONET标准规定了帧格式以及光学符号的特 SONET标准是由Bellcore和电信工业解决方案联盟（ATIS）开发的，在1984年提交给ANSI，成为一个开放的、灵活的和廉价的光纤传输标准。在1986年，ITU-T开始开
7、发类SONET的传输和速度建议，但是最终形成的标准却叫做同步数字序列（SDH），该标准主要在欧洲使用。现在，SONET的数据传输速率已经可以高达2.488Gbps，并且承诺在将来可以达到13.271Gbps。,SONET/SDH技术,SONET/SDH技术,SONET标准中最重要的特点是网络是所有的时钟都和公共的主时钟保持一致，SONET的复用通过字节交叉进行的，如果每个N输入流有相同的速率，则复用流的速率是NR。,SONET/SDH技术,SONET/SDH技术,在北美和日本，基本的SONET信号是STS-1（同步传输信号1）。它的位速率51.84Mbps，高速率的信号可以复用这个速率。 在欧
8、洲，基本的速率是STS-3或者155.52MBps，STS的层次结构叫做SDH或者同步数字结构，起始速率是155.52Mbps。,SONET/SDH技术,SONET的帧结构和复用方法简化了通信设备。这种字节交叉的时分复用使得解复用也非常的简单,每个的通信流可以通过帧中的位置确定。,SONET/SDH技术,SONET定义的分层结构。这四层结构是路径，线路，段和光子层。,SONET/SDH技术,主要的功能,SONET/SDH技术,从底层到上层，每一层都是在下层提供的业务上构建的。光子层提供某种速率上的光学信号的传输；段层为了位流传输提供了分段和编码；线路层提供了线路维护和保护以及STS-1信号的复
9、用；路径层提供了从业务（DS-3帧，ATM信元，数字语音流）到STS-1 SPEs（同步载荷封装synchronous payload envelope）的映射。SONET路径层实现了承载业务，包括SPE格式端到端的比特流传输。,SONET/SDH技术,总之，SONET是一种使用一种同步的传输模式（所有的信号都和同一个时钟同步）的传输标准。 它灵活的帧格式可以进行异步通讯比如ATM，也可以进行同步通讯（STM）比如声音。使用复用器或者交换机，两种通讯量可以合并传输，当然如果不使用这些设备，这两种通讯量可以单独进行传输，也使用哪种传输模式取决于通讯分组的特性。 未来的高速网络将从TDM电路交换网
10、络逐渐演变成是用分组交换技术的网络，这种技术将高性能的信元交换和路由，以及统计复用结合在一起。开始的时候，使用SONET连接，过一段时间，SONET的功能将被移入通讯数据设备中。,帧中继FR技术,帧中继FR（Frame Relay）的ITU-T标准于1984年提议，以满足高容量、高带宽的WAN提出的要求。其他附加的标准于1990年、1992年及1993年通过，以适应帧中继的发展需要。起初，帧中继的最常见的实施速度为56Kbps和2Mbps，但目前在DS-3链路上帧中继的速度可高达45Mbps。 帧中继在虚拟电路（在帧中继上，称为虚拟连接）上使用包交换技术，并且可以有交换型（SVC）和永久型（P
11、VC）两种。,帧中继FR技术,在帧中继中，DTE可以是路由器、网桥连接在DCE（DTE：Data Terminal Equipment，数字终端设备，DCE：Data Circuit-terminating Equipment，数字通信设备）上的计算机，其中DCE是连接到帧中继WAN上的一种网络设备，帧中继使用帧中继拆装器（FRAD）来进行包转换，而FRAD通常就是路由器、交换机或底盘集线器中的一个模块。,帧中继FR技术,帧中继FR技术,所有的帧中继通信都实现了LAPF核心协议，该协议处理的是基本的通信服务。LAPF核心协议执行的任务有帧的格式化和交换、对帧进行度量确保其长度在允许的长度范围之
12、内、检查传输中的差错和线路的拥塞状态。帧中继通信可以有选择地使用LAPF控制协议，在每个虚拟连接上进行流控制。LAPF控制协议是从接收节点进行管理的。,帧中继FR技术,帧中继只使用两个通信层：物理层和帧模式承载服务链接访问协议（LAPF），分别对应于OSI模型中的物理层和数据链路层.,帧中继FR技术,帧中继在一条电缆介质上使用了多个虚拟连接。每个虚拟连接在两个通信的节点之前提供一个数据路径。虚拟连接是逻辑连接而不是物理连接 永久性虚拟连接是在1984年作为最初的帧中继标准的一部分而提出来的。帧中继的永久性虚拟连接是两个结点之间的一条持续可用的通路。该通路被分配了一个连接ID，在该通路上发送的每
13、一个包都必须使用这个ID。一旦连接被定义之后，它将一直保持开通状态，所以通信可以在任何时间进行。信号的传输是在物理层进行的，虚拟连接是LAPF层的一部分。在一条单一的电缆上，可以同时支持多个虚拟连接，这些虚拟连接可以到达不同的目的地。,帧中继FR技术,交换式虚拟连接传输在1993年成为帧中继标准的一部分，这种虚拟连接需要一个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一个命令，要求断开连接。 交换式虚拟连接是为了让网络或者T载波提供商可以确定数据吞吐率而设计的。它可以根据应用的需求和当前的网络流量状况来进行调整。在一条点到点的电缆上，可以支持多个交换式虚拟连接。在帧中继中，交
14、换式虚拟连接是一种比永久性虚拟连接新的技术。,帧中继FR技术,帧格式 帧中继的帧格式和HDLC的帧格式非常类似，两者最重要的区别是帧中继的帧格式中没有控制字段。 标志：指示帧的开始。 地址：长度可变，2-4个字节。 数据：包含用户在帧中继上传输的数据。 FCS： 用于基本的差错检验。 标志：指示帧的结束。,帧中继FR技术,地址域包含的是数据链路连接标识符（DLCI），用于标识传输该帧所用的虚拟连接。 为了对基本的帧信息进行补充，在帧的数据部分可以包含几个局部管理接口（LMI）扩展。 其中的一个扩展针对的是虚拟连接状态报文，可以在使用PVC（永久虚电路）的时候包含在每一个帧中。该扩展可帮助实现D
15、TE和DCE之间的同步通信，确保在数据被发送之前存在一条完整的连接。,帧中继FR技术,对于需要进行多点传送的多媒体应用，有一个可选的LMI，通过该LMI可以实现将一个帧传输到多个目的地。该LMI和多媒体路由协议是相容的。另外一个LMI是为全局地址提供的，通过该LMI可以在整个WAN上解析某个地址，就像在一个单一的LAN中那样。例如，通过将名称解析为IP地址、将IP地址解析为名称，计算机名称、域名、Internet名便可以像在LAN上那样进行对待了。第四个LMI用于在WAN上的互连设备之间实现传统的XON/XOFF流控制。,ATM技术,异步传输模式（ATM）是在分组交换技术上发展起来的一种快速分
16、组交换，它吸取了分组交换高效率和电路交换高速率的优点，并且和分组交换、帧中继一样都可以实现对网络资源的按需分配。我们将这种交换称为信元交换。ATM由国际电信联盟ITU在1991年正式确定为B-ISDN的传送方式。值得说明，N-ISDN采用的交换技术是同步传输模式（STM），而B-ISDN采用的交换技术则是基于异步时分复用的信元交换。,ATM技术,随着通信网的发展，人们不断地提出更新的通信业务要求，如高清晰度电视（HDTV）、会议电视、可视电话、视频点播、远程教育、远程医疗、高速数据传输等。对这些多功能化的业务，现今的任何通信网（包括PSTN、PSPDN、DDN、LAN、MAN、WAN、ISDN、CATV等）都是无法完成的，因为这些网络都是面对特定的业务类型设计的。它们存在以下几个问题： 各网资源不能共享，即使一个网络中有空闲资源，也不能被其它网络中的业务使用。 大量的网络和不同硬件使维护和管理困难，维护管理人员需熟悉不同业务网的操作规程，从而不利于形成高效的管理体系。 各种网络专业化程度高，不利于综合新业务和多媒体通信的发
