《计算机网络与通信 第2版 教学课件 ppt 作者 申普兵 第7章 广域网 》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络与通信 第2版 教学课件 ppt 作者 申普兵 第7章 广域网 （97页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第7章 广域网,广域网的基本概念 数字数据网 帧中继 综合业务数字网 ATM网络技术 重点：帧中继、ATM,广域网的基本概念,广域网WAN ( Wide Area Network)，也称远程网(long haul network)，是覆盖地理范围相对较广的数据通信网络。 广域网的参考模型 广域网一般由主机(host，有时也称端系统)和通信子网(communication subnet，简称子网)组成，子网用于在主机之间传递信息，它包括传输线和交换节点两个部分。通信子网工作在OSI参考模型的下三层，即物理层、数据链路层和网络层。,通信子网,主机,路由器,主机和通信子网的关系,广域网标准,WAN标
2、准,OSI参考模型,广域网子网标准和OSI参考模型之间的关系,物理层,数据链路层,网络层,X.25,广域网的构成,分组交换机是广域网的基本组件之一。分组交换机互相连接起来传递分组，构成广域网。,广域网路由技术,广域网中的地址 广域网采用层次地址结构:第一部分标识分组交换机；第二部分标识该分组交换机上所连接的计算机。,1是交换机号,4是交换机的端口号,交换机中的下一站信息,交换机2的转发表,层次结构的地址在分组转发中的作用,用来存储下一站信息的表叫路由表。在转发分组时，交换机只需检查层次地址的第一部分即可。使用层次地址进行分组转发的好处：首先，缩短了查表时间；其次，减小了整个路由表。 在两级地址
3、方式中，除了最后的交换机，其余交换机在转发分组时，都只用到分组目的地址的第一部分。当分组到达最后一个交换机(即连接着目的计算机的交换机)时，交换机才检查地址的第二部分，送往最终的目的计算机。,广域网中的路由,路由表必须保证： 路由完备性。一个交换机内的路由表必须包含通往所有目的地的下一站信息。 路由优化性。路由表所指的路径必须是最短路径。,计算路由表的方法,静态路由：分组交换机启动时由程序计算而后设置路由，此后路由不再改变。 优点：简单，开销小； 缺点是缺乏灵活性，路由不易改变。 动态路由：分组交换机启动时由程序设置初始路由，当网络变化时随时更新。 优点：能自动适应网络变化。 缺点：较复杂，开
4、销较大。,一个广域网及其相应的网络拓朴图,每个交换机的路由表,路由表的简化,进一步简化路由表,注：表中*表示缺省路由,有缺省的路由表,注：表中*表示缺省路由,第7章 广域网,广域网的基本概念 数字数据网 帧中继 综合业务数字网 ATM网络技术,数字数据网（DDN）,DDN是利用数字传输技术提供半永久性数字电路连接，以传输数据信号为主的数字传输网络。DDN由数字电路和DDN复用及交叉连接接点（DDN节点）组成。DDN主要作用是向用户提供专用的数据传输信道，为用户建立专用数据网提供条件。DDN可向用户提供图像通信、数字电话通信、数据广播通信、计算机局域网互联、计算机远程通信等多种服务。,DDN的特
5、点,DDN是透明传输网。 DDN传输速率高，网络时延小。 DDN非常适合于数据信息流量大和传输质量高的数据通信场合。 DDN是同步数据传输网，不具备交换功能。 DDN的网络运行管理简便。,DDN的网络业务,点对点专用电路业务 点对点专用电路： 多点间专用电路： 广播多点专用电路： 双向多点间专用电路： N向多点间专用电路：,TDM专用电路,帧中继业务,帧中继是一种快速分组交换技术，它能显著减小分组交换网络处理时延(一个数量级)，提高网络传输速率和吞吐量。同时具有存储转发、统计时分复用和异种机互联的优点。 DDN通过在DDN节点引入帧中继模块（FRM）来提供帧中继业务，即在DDN内部，逻辑上独立
6、地存在一个帧中继网络。,压缩话音/G3传真业务,DDN通过在用户入网处设置话音服务模块（VSM）来提供语音/G3传真业务。在VSM之间，DDN网络提供端到端的数字连接，提供VSM之间的压缩语音和信令数字化信号的“透明”传输。 VSM的主要功能有：电话机和PBX连接的2/4线模拟接口。话音压缩编码。提供模拟接口的信令和集合信道上的信令之间转换。提供G3信号识别和话音/G3传真业务的倒换控制。,DDN的组成,数字数据网（DDN）由五部分组成：本地传输系统、复用及交叉连接系统、局间传输系统、网同步系统和网络管理系统。 本地传输系统 本地传输系统由用户设备、用户环路组成。用户环路包括用户线和用户接入单
7、元。 复用/交叉连接系统 复用/交叉连接系统由复用系统和交叉连接系统两部分组成。,DDN的组成,局间传输和网间互连 局间传输是指节点间的数字信道以及由各节点通过与数字信道的各种连接方式组成的网络拓朴。网间互连是指不同制式的DDN之间的互连及与PSPDN、LAN等的互连。 网同步系统 DDN是一个同步数字传输网，网同步系统的主要任务是供给全网设备工作的同步时钟，确保全网设备的同步工作。,网同步的三种方式,主从同步是通过把时钟相位锁定在主时钟的参数定时上达到同步，这种同步又分为树状结构主从式同步和外接参考主从式同步。DDN通常采用主从同步方式。,DDN的组成,网络管理系统 公用DDN网络管理包括：
8、用户接入管理，网络资源的调度，路由选择，网络状态的监控，网络故障的诊断、告警与处理，网络运行数据的收集与统计，计费信息的收集与报告等。当网络的规模很大时，网络管理都采用分级管理方式。,DDN的网络结构,DDN采用两级网的网络结构方式 ，即一级国家骨干网和二级省干线网。干线网内部又可分为汇接节点和用户节点两个节点等级。骨干网节点之间采用网状互连。骨干网节点与所在干线网的各汇接节点又构成二级网状平面。各汇接节点至少要与骨干网上的两个一级节点有直达中继路由。各汇接节点又与所辖用户节点构成第三级网状平面，或建立星状连接。,DDN网络结构示意图,骨干网,用户节点,二级网汇接节点,一级网汇接节点,省内网,
9、第7章 广域网,广域网的基本概念 数字数据网 帧中继 综合业务数字网 ATM网络技术,帧中继（FR）,帧中继（Frame Relay）是一种新型的数据传输网络，在网上信息或信号的传输或交换都是基于OSI七层网络模型的第二层，即链路层或帧层，所以称之为帧中继。 帧中继满足了信息传输的大容量、低时延的要求。 帧中继的特点 高效性、经济性、可靠性、灵活性、长远性,一般分组交换网的存储转发方式与帧中继方式的比较：,源站,数据,确认,目的站,中间节点,中间节点,存储转发方式,数据,目的站,中间节点,中间节点,帧中继方式,确认,源站,帧中继网络提供面向连接的虚电路服务，就好像在两个用户之间有一条直通的专用
10、电路。,帧中继服务的几个主要组成部分：,帧中继的标准与协议,帧中继标准 ITU-T帧中继标准。 ANSI帧中继标准。 帧中继论坛标准。 帧中继协议 帧中继协议主要完成的功能：帧的定界、同步和透明性。,帧中继帧结构,F,A,I,FCS,F,标志字段（1字节）：为01111110。标志一帧的开始和结束。,地址字段（24字节）：用于区分同一通路上多个数据链路连接，以便实现帧的复用/分路。,信息字段：长度可变，但必须是整数个字节，最大默契长度为262个字节，网络应能支持协商的信息字段的最大字节数至少为1600个字节。,帧校验序列字段 （2字节）：用于保证帧数据的完整性，如果有误码，该帧就被放弃。,标志
11、字段（1字节）：为01111110。标志一帧的开始和结束。,帧中继中的无效帧,没有用两个标志分界的帧； 在地址字段和结束标志之间的字节数少于3个； 在“0”比特插入之前或“0”比特删除之后，帧不是由整数个字节组成。 包含一个帧校验序列（FCS）的差错； 只包含一个字节的地址字段； 包含一个不为接收机所支持的DLCI。,帧中继对无效帧的处理,无效帧应舍弃，不通知发送端。 如果网络收到一个超长帧，网络可以舍弃此帧，或向目的地用户发送此帧部分内容，然后异常中止这个帧；或向目的地用户发送包含有效FCS字段的整个帧。,帧中继的拥塞控制,阻塞通知和控制 当通过网络的业务量大于可用带宽和网络的处理能力时，网
12、络内就出现阻塞。 造成阻塞的原因有三个：节点缓冲器利用率过高、节点主处理机利用率过高、中继线利用率过高。,阻塞通知的方法,FECN/BECN比特 前向明确的阻塞通知(FECN) 告诉远程用户，帧通过物理媒介时遇到了网内阻塞。后向明确的阻塞通知(BECN)通知源用户在返回的支路上数据有了阻塞。 增强的链路层管理（CLLM） CLLM在帧中继接口上保留一个DLCI（1023）用于把控制信息传送给用户设备。,阻塞恢复策略,阻塞恢复的主要目的是在网络发生严重阻塞的情况下减少数据流量以减轻阻塞，使网络恢复到轻微阻塞直至正常状态。 对具有不同优先级的用户信息帧，应先丢弃优先级低的用户信息帧。 对具有相同优
13、先级的用户信息帧，应本着公平合理的原则同等对待，使各个用户丢失帧的数目大体相等。,帧中继带宽管理,帧中继带宽管理方法 帧中继实现了带宽资源的动态分配，因而适合为具有大量突发数据的用户提供服务。网络通过为用户分配带宽控制参数，实施带宽管理，来合理地利用带宽资源。 带宽控制参数 用户接入速率（AR）：DTE能够输入/输出网络的最大速率；,带宽控制参数,承诺的突发大小（Bc）：在承诺的时间间隔内，网络允许用户发送数据的最大量。 超过的突发大小（Be）：在承诺的时间间隔内，网络允许用户超过Bc的最大数据量。 承诺的信息速率（CIR）：在网络运行正常的情况下，网络承诺的信息传送速率。 承诺的时间间隔（T
14、c）：网络以该间隔为周期对用户输入到网络的数据量进行监测。,虚电路带宽控制,当用户数据传输量Bc时，继续传送收到的帧； 当用户数据传输量Bc但Bc+Be时，若网络未发生严重拥塞，则将Be范围内传送的帧的DE比特置“1”后继续传送，否则将这些帧丢弃。 当用户数据传输量Bc+Be时，将超过范围的帧丢弃。,第7章 广域网,广域网的基本概念 数字数据网 帧中继 综合业务数字网 ATM网络技术,综合业务数据网（ISDN）,综合业务数字网（Integrated Services Digital Network），简称ISDN。ITU-T对ISDN定义为：“ISDN是以提供了端点端点的数字连接的电话网IDN
15、为基础发展而成的通信网，用以支持包括电话及非话的多种业务，用户对通信网有一个由有限个标准多用途的用户/网络接口构成的出入口”。,ISDN的特点是：,通信业务的综合化 实现高可靠性及高质量的通信 使用便利 费用低廉,ISDN的结构及用户/网络接口,ISDN用户/网络接口,用户/网络接口特性 ISDN用户/网络接口的作用是使用户和ISDN相互交换信息。它要求： 接口的业务综合化 连接多个终端 终端的可移动性 接口系列化 接口插座化 接口自动化,用户/网络接口的参考配置,符合ISDN用户/网络接口要求的终端设备。,不符合ISDN用户/网络接口要求的终端设备。,终端适配器，主要进行速率适配和规约变换。
16、,网络端设备，执行用户小交换机、局域网和终端控制设备的功能。,实现线路传输、线路维护和性能监控、定时、馈电、多路复用及接口等功能。,线路终端设备，是用户环路和交换局的端接接口设备，实现交换设备和线路传输端接的接口功能。,用户/网络接口的构成,用户/网络接口是由信息通道和信令通道的不同组合来构成的。根据传输信息的类别和速率定义了三种类型的通道： B通道：信息通道，用于传送用户信息； D通道：信令通道，用于传送电路交换用的控制信号，也可用来传送分组交换信息。 H通道：信息通道，用于传输高速率用户信息，根据传输速率又可分为H0、H1、H3、H4通道。,ITU-T规定的两种用户/网络接口,基本接口：由两条传输速率为64kbit/s的B信道和一条传输速率为16Bit/s的D信道构成。其中一个B通道用来传送电话，另一个B通道用来传送数据或传真，D通道用来传送信令或分组数据信息。 基群接口：它由多个B通道和D通道组合，或者由H
