广域网技术详解PPT课件.ppt

1、第第16次次 广域网与接入网广域网与接入网北京工业大学实验学院 目目 录录广域网的基础知识广域网的基础知识一接入网的主要技术接入网的主要技术二二三三四四ADSL的配置的配置主要的广域网技术主要的广域网技术北京工业大学实验学院一、广域网概述一、广域网概述l广域网（WAN）覆盖较大地理范围的数据通信网络（10千米以上）使用网络提供商和电信公司所提供的传输设施传输数据广域网是一个单个的网络（性质），速度慢，效率低。广州办事处广州办事处北京总公司北京总公司网管工作站网管工作站分组交换网分组交换网Internet北京工业大学实验学院1、广域网通信方式、广域网通信方式 为了向高层协议提供面向连接的服务和无

2、连接的服务，广域网采用两种通信方式：电路交换和分组交换，在实际应用中分组交换用两种形式来实现：虚电路方式虚电路方式和数据报方式和数据报方式。北京工业大学实验学院（1）、虚电路方式）、虚电路方式 为了向上层提供面向连接的服务，在通为了向上层提供面向连接的服务，在通信之前，要在源、目节点间建立一条或多信之前，要在源、目节点间建立一条或多条非专用的逻辑通路（条非专用的逻辑通路（虚电路虚电路），数据沿），数据沿着虚电路传输，数据传送完成后根据事先着虚电路传输，数据传送完成后根据事先约定可拆除（约定可拆除（临时虚电路临时虚电路VC），也可永久），也可永久保持（保持（永久虚电路永久虚电路PVC）。）。北京

3、工业大学实验学院存在虚电路建立过程，即事先进行存在虚电路建立过程，即事先进行路由选择路由选择本次传输的数据包沿着同一条路径发送，不需要本次传输的数据包沿着同一条路径发送，不需要为每个为每个输入报文进行路由选择输入报文进行路由选择报文的投递可靠报文的投递可靠，并保证包的顺序，并保证包的顺序报文中不需要目的地址，只需要虚电路号，维护表报文中不需要目的地址，只需要虚电路号，维护表虚电路必需进行释放虚电路必需进行释放与电路交换不同，不是专用链路，多条虚电路与电路交换不同，不是专用链路，多条虚电路可能基于同一物理链路。可能基于同一物理链路。虚电路虚电路特点特点北京工业大学实验学院 发送一个报文时，将报文

4、拆成若干个分发送一个报文时，将报文拆成若干个分组，每个分组带有序号和地址信息，被称为组，每个分组带有序号和地址信息，被称为一个数据报，它的传送是被单独处理的。一一个数据报，它的传送是被单独处理的。一个节点接收到一个数据报后，根据数据报中个节点接收到一个数据报后，根据数据报中的地址信息和本节点所存储的路由信息，找的地址信息和本节点所存储的路由信息，找出一个合适的出路，把数据报发送到下一个出一个合适的出路，把数据报发送到下一个节点，直到目标节点止。节点，直到目标节点止。 （2）、数据报方式）、数据报方式北京工业大学实验学院l原理原理为每个入站的报文根据当前的状况，单独为每个入站的报文根据当前的状况

5、，单独选择选择一条一条适当的适当的输出线路输出线路l特点特点不需要虚电路建立过程（无连接的服务）不需要虚电路建立过程（无连接的服务）必须为每个输入报文单独进行路由选择必须为每个输入报文单独进行路由选择由于路径可能不同，由于路径可能不同，报文投递是不可靠的报文投递是不可靠的，如，如先发后到先发后到每个报文必须包含目的地址每个报文必须包含目的地址北京工业大学实验学院 两者比较两者比较 北京工业大学实验学院广域网的功能广域网的功能 广域网技术主要用于地区、国家、洲际、全球之间把局广域网技术主要用于地区、国家、洲际、全球之间把局域网连接起来的一种技术，由交换系统和传输网络构成，对域网连接起来的一种技术

6、，由交换系统和传输网络构成，对应于应于OSI模型的下三层，采用分组交换和存储转发技术，可模型的下三层，采用分组交换和存储转发技术，可向上层提供面向连接的服务和无连接的服务。向上层提供面向连接的服务和无连接的服务。北京工业大学实验学院2、广域网络的连接特性、广域网络的连接特性l连接时间l连接方式l交换方式l数据速率l传输介质永久连接永久连接按需连接按需连接专线连接专线连接交换连接交换连接电路交换电路交换分组交换分组交换128K、2M、155M、2.4G 铜线铜线（双绞线、铜缆）（双绞线、铜缆） 光纤光纤北京工业大学实验学院3、广域网的协议层次、广域网的协议层次l涉及到OSI/RM的最低三层：物理

7、层：物理层：PSTN、DDN、xDSL数据链路层：数据链路层：ISDN、FR、ATM网络层：网络层：X.25 IP 等等Modem, DSU/CSUDTU, NT1PHYDLNETWORKDLPHY路由器路由器PSTN, DDN,ISDN, ATM, X.25Modem, DSU/CSUDTU, NT1局局域域网网PHYDLNETWORKDLPHY路由器路由器局局域域网网北京工业大学实验学院4、 广域网组网技术的发展广域网组网技术的发展 纵观广域网组网技术的发展，是一个带宽不断升级的过程：最早出现的X.25只能提供64Kb/s的带宽，其后DDN（数字数据网）和FR（帧中继）使带宽提高到2Mb/

8、s，SDH（Synchronous Digital Hierachy：同步数字结构）和ATM（Asynchronous Transfer Mode：异步传输模式）又把带宽提升到2.5Gb/s。 如今的10G骨干网络等等。北京工业大学实验学院二、主要的广域网技术二、主要的广域网技术lPSTN：公用电话交换网lX.25：公共分组交换网使用X.25协议进行分组交换的数据通信技术lFrame Relay：帧中继一种高速的在链路层进行分组交换的技术lISDN：综合业务数据网一种可以在电话线路上同时提供音频、视频和数据服务的数字网络lDDN：数字数据网一种利用数字信道提供半永久性连接电路的数字网络lxDS

9、L：数字用户线一种利用电话线路进行数字传输的高速接入技术lATM：异步传输模式一种基于异步时分多路复用的、采用信元交换代替分组交换的技术l广域网技术不过是一中组网技术，新兴的以太网10G骨干网络也是广域网技术。北京工业大学实验学院1、 PSTN （Public Switch Telephone Network）（1）定义：）定义：是以电路交换技术为基础的用于传输模拟话音的通信是以电路交换技术为基础的用于传输模拟话音的通信网络。网络。 （2）组成）组成接入网接入网/本地回路本地回路模拟线路，从用户端到交换机侧连接，采用双绞模拟线路，从用户端到交换机侧连接，采用双绞线；线；电话交换机电话交换机/局

10、（端局、汇接局、长途局）局（端局、汇接局、长途局）数字化程控交换，提供数字化程控交换，提供交换连接；交换连接；传输网传输网(干线干线/中继线中继线)数字化传输，交换机之间连接。数字化传输，交换机之间连接。北京工业大学实验学院(3)接入技术；通过接入技术；通过PSTN接入因特网接入因特网物理层主要使用RS-232；数据链路层为PPP；网络层为IP。IPPPPRS-232网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层因特网因特网计算机计算机电话电话线路线路ISP用户用户MODEMMODEM池池RS-232访问服务器访问服务器端局端局E1Ethernet北京工业大学实验学院没有差错控制电路交换网络，通

11、信时独占一条通道；采用TDM技术 多路信号在汇接局复合成更高速率的信号E1/T1；计算机之间可以通过Modem 连接到PSTN上进行通信， 传输速率不超过64kb/s，主要有33.6Kbps（V.24标准）和56Kbps(V.90标准)。PC1Modem1端局1汇接局1数字信号数字信号 模拟信号模拟信号 数字信号数字信号（4）PSTN特点：特点：PC2Modem2端局2汇接局2数字信号数字信号 模拟信号模拟信号 数字信号数字信号北京工业大学实验学院2、 ISDN综合业务数字网ISDN（Integrated Service Digital Network)把传统的电话网进行的数字化改造，可以在一

12、个网络系统中传送和处理各种类型的数据，向用户提供多种业务服务，如电话、传真、视频以及数据通信等。北京工业大学实验学院（1）、第一代ISDN-窄带ISDN(N-ISDN)由ITU-T于1984年发布。 N-ISDN它利用64Kbps的信道作为基本信道，采用电路交换技术。基本访问速率：采用2个64K bps 的基本信道（B信道）和1个16K bps 的D信道，组成2B+D，2个B信道（128K bps)用来传数据， D信道用来传控制信息。北京工业大学实验学院2、第二代ISDN-宽带ISDN(B-ISDN)为了支持更高的数据传输速率（如 155Mbps 或622Mbps）,第二代B-ISDN需解决两

13、大技术问题：高速传输-光纤通信技术，如WDM高速交换-异步传输模式ATM:信元交换北京工业大学实验学院N-ISDN和和B-ISDN在性能上的差异：在性能上的差异：（1）N-ISDN 以电话网为基础，用户环路主要采用双绞线，而B-ISDN 的用户环路和长途干线都采用光缆； （2）N-ISDN 的各种通道的速率固定（如：B通道为64Kb/s），而B-ISDN 的速率是可变的； （3）N-ISDN 以传输数字化语音为主，而B-ISDN 可以传输各种数字化信息（如：语音、数据和图像等）。 北京工业大学实验学院3、 X.25分组交换网分组交换网 （1）定义：X.25是在70年代出现的关于数据终端设备DT

14、E和数据电路设备DCE之间的接口。目的是在PSTN的基础上提供面向连接的分组数据通信服务，使用的是虚电路方式。X.25也是与国外通信的主要手段（通过卫星线路或租用线路等）。 北京工业大学实验学院（2）组成：lDTE：数据终端设备，如计算机、路由器等；lDCE：数据电路设备，其中又分为：数据电路终端设备：Modem；数据电路交换设备：如数字传输设备、分组交换机PSE等。lPAD：分组封包/解封包器非分组终端非分组终端X.25网卡网卡主机主机LANRouterDCEDCEDCEDCEPSEPSEPSEPSEPC机机X.25X.25X.25X.25北京工业大学实验学院l（3）X.25的层次的层次l物

15、理层协议，X.21DTE和DCE之间的物理接口包括物理接口的机械、电气、功能和过程特性。l数据链路层协议，LAPB实现主机DTE和交换机DCE之间数据的可靠传输包括帧格式、差错控制和流量控制等l分组层协议，PLP采用虚电路技术，实现任意两个DTE之间数据的可靠传输包括分组格式、路由选择、流量控制以及拥塞控制等。物理层物理层网络层网络层数据链路层数据链路层物理层物理层链路访问层链路访问层分组层分组层物理层物理层链路访问层链路访问层分组层分组层DTEDCEX.21LAPBX.25分组协议分组协议北京工业大学实验学院（4）X.25的组网方式的组网方式lX.25支持两种组网方式，向支持两种组网方式，向

16、上层提供面向连接的服务：上层提供面向连接的服务：l交换虚电路交换虚电路（Switch Virtual Circuit)使用时临时建立，用后拆除。使用时临时建立，用后拆除。l永久虚电路永久虚电路（Permanent VC）服务提供商与用户预先商量建服务提供商与用户预先商量建立链路，用户发送数据时不需立链路，用户发送数据时不需临时建立，用后也无需拆销。临时建立，用后也无需拆销。北京工业大学实验学院（5）X.25的特点的特点lX.25是面向连接的，它支持交换虚电路服务交换虚电路SVC永久虚电路PVCl数据传输率一般为 64K bpslX.25提供DTE到DCE之间的差错控制错包校验处理丢包、乱包、重

17、复包处理lX.25提供DTE到DTE之间的流量控制拥塞控制死锁控制北京工业大学实验学院4 、DDN（Digital Data Network) lDDN是一种利用数字信道提供数据通信的传输网，它主要提供点到点的数字专线通信服务。 主要由通信介质、专线Modem、数字交叉连接设备等组成。lDDN专线与电话专线的区别在于DDN专线是半固定非交换式的物理连接，采用PVC通信方式，可人工灵活配置， 是数字信道、带宽大、质量好、数据传输率高(64K-45M bps)；电话专线是固定的物理连接，采用电路交换，是模拟信道、带宽小、质量差、数据传输率低（64K BPS）。lDDN专线与X.25的区别在于X.2

18、5 是分组交换网，具有3层协议，保证数据包在两个DTE之间可靠传输。DDN不具有自动交换功能，只有物理层接口，提供两个相邻DTE之间的数据快速传输，但通信的正确性由DTE自己提供。北京工业大学实验学院5、 帧中继（帧中继（Frame Relay）FR是由是由X.25分组交换技术基础上演变而来的，分组交换技术基础上演变而来的，为了提高网络的传输率，为了提高网络的传输率，FR放弃了放弃了X.25的差错的差错控制和流量控制功能，当控制和流量控制功能，当FR交换机收到错帧时交换机收到错帧时只是简单地丢弃之，不提供确认包，这些功能只是简单地丢弃之，不提供确认包，这些功能由客户端自行完成，从而简化了协议。

19、由客户端自行完成，从而简化了协议。 FR提供的也是虚电路服务，其传输速率提供的也是虚电路服务，其传输速率可达到可达到2M bps 45M bps。北京工业大学实验学院l 帧中继网络的发展帧中继网络的发展 帧中继可通过X.25更新软件实现，可在DDN（数字数据网）网上配置端口实现，在以ATM为主干的网络中，帧中继仍然可以作为良好的用户接入方式。 目前大多数业务都集中在2Mb/s之内，是FR业务的最经济有效的范畴，未来的FR业务将有很大的市场发展潜力，有较好的投资保护。北京工业大学实验学院X.25与与FR的比较（的比较（1）FR以简单的协议换取快速的数据传输率，但网络不保证数据传输的可靠性，端用户

20、对传输数据的处理相对复杂。X.25网络为了保证数据传输的可靠性，采用了复杂的通信协议，而端用户对传输数据的处理相对简单，减轻了用户端的处理压力。北京工业大学实验学院X.25与与FR的比较（的比较（2）lFR是轻型化的X.25，与X.25相比保留了X.25的物理层功能保留了X.25部分数据链路层功能，并将多路复用功能放在第二层实现丢弃了X.25第三层(差错与流量控制)北京工业大学实验学院X.25与与FR的通信过程比较（的通信过程比较（3）北京工业大学实验学院X.25的确认方式的确认方式帧中继的确认方式帧中继的确认方式中间节点中间节点 中间节点中间节点目的站目的站源站源站数据数据确认确认中间节点中

21、间节点 中间节点中间节点目的站目的站源站源站数据数据确认确认确认确认X.25与与FR的通信过程比较（的通信过程比较（4）北京工业大学实验学院6、异步传输模式、异步传输模式ATMATM（Asynchronous Tranfer Mode）采用的）采用的TDM技术，技术，把数据分成长度较小且固定长（把数据分成长度较小且固定长（53 byte）的信元）的信元(cell)，信，信元包头元包头5 bytes, 数据数据48 bytes,然后采用分组交换技术进行然后采用分组交换技术进行传输。传输。北京工业大学实验学院B-ISDN /ATM参考模型参考模型 物理层 ATM层 ATM适配层 高层 高层 控制平

22、面 用户平面 管理平面 1、ATM没有规定物理层标准，可以基于任何物理层接口；2、ATM层规定了信元层规定了信元格式的定义和信元传输格式的定义和信元传输标准以及虚电路的建立标准以及虚电路的建立和释放、拥塞控制的过和释放、拥塞控制的过程与协议。程与协议。3、ATM适配层在用户信息与信元之间提供分拆和重组服务。北京工业大学实验学院ATM协议协议lATM（Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式）lATM的特点面向连接网络接点功能简单信元长度小而固定转发时延小，传输速率高支持完善的QoS功能lATM与IP之争北京工业大学实验学院7、SONET/SDH 同步光纤网（同步光纤网

23、（SONET） 同步光纤网（SONET）标准，是由美国在1988年推出的一个新标准。新标准着重于高次群的统一，方便国际间光纤干线的互通。（1）以51.84Mbps为基准进行递增；（2）对于基于铜缆的电信号传输称为第一级同步传送信号（STS-1）；（3）对于基于光纤的光信号传输称为第一级光载波（OC-1）。北京工业大学实验学院l 同步数字体系（同步数字体系（SDH） CCITT(国际电信联盟)在SONET标准的基础上略作修改，形成国际标准：同步数字体系（SDH）。使之成为不仅适用于光纤传输同时也适用于微波和卫星传输的通用技术。基本的SDH速率为155.520Mbps，称为第1级同步传送模块（ST

24、M-1），再将其同步复用、字节间插后得到更高级的STM-N信号，SDH只支持一定的N值(如1,4,16,64等) 。目前，我国广域网骨干链路主要采用2.5G(STM-16)和10G(STM-64)组网技术。 SDH标准的制定，使得欧洲、北美和日本的三种不同的数字传输体系在STM-1级别上得到了统一。虽然SONET和SDH略有差异，但在较高次群上趋于一致，因此，有时又将SONET和SDH作为同义词看待。北京工业大学实验学院三、常见的接入网技术三、常见的接入网技术l宽带接入技术介绍普通拨号和ISDN双绞线以太网接入有线电视HFC Cable Modem接入光纤接入无线接入电力上网DSL接入北京工业

25、大学实验学院xDSL（数字用户线）（数字用户线）（2）DSL实现技术： ADSL 非对称数字用户线（我国使用最广泛） RADSL 速率自适应非对称数字用户线 HDSL 高比特率数字用户线 VDSL 甚高比特率数字用户线 SDSL 单线对HDSL数字用户线（HDSL2）北京工业大学实验学院什么是什么是DSLl 什么是DSLDSL（Digital Subscriber Line，数字用户线路）是一种以铜制电话双绞线为传输介质的传输技术DSL是一种宽带接入技术电话线电话线电话网电话网/ /互联网互联网北京工业大学实验学院lDSL是一族标准的统称，也称为xDSLl对称和非对称DSL按照上行和下行 数据

26、速率来区分DSL的分类的分类3-1Internet下行下行上上 行行服务提供商服务提供商用户用户北京工业大学实验学院类型最大速率 (b/s)距离对称典型应用PSTN并存ADSL/RADSL下行8M上行768k3.55.5km否因特网访问、视频点播、 远程访问是HDSL/ SDSL1.544M或2.048M5km是T1/E1专线、无线基站互连、高速LAN互连、因特网接入、视频应用否VDSL下行52M上行26M0.31.5km均可高清晰度电视、多媒体传输、高速LAN互连、因特网接入是DSL实现技术实现技术北京工业大学实验学院各种各种DSL技术比较技术比较技术名称 传输方式 最大上行速率 最大下行速

27、率 最大传输距离 传输媒介 HDSL 对称 2.32Mbit/s2.32Mbit/s5公里13对双绞线SDSL 对称 2.32Mbit/s2.32Mbit/s3 公里1对双绞线SHDSL对称5.7Mbit/s5.7Mbit/s7公里12对双绞线VDSL非对称 2.3Mbit/s55Mbit/s2公里1对双绞线ADSL非对称 1Mbit/s 8Mbit/s5公里1对双绞线北京工业大学实验学院ADSL概述概述lADSL 非对称用户数字线路目前世界上应用最广的一种宽带接入技术占据了宽带接入市场一半以上的份额 北京工业大学实验学院lADSL与普通拨号及ISDN的比较ADSL普通拨号及ISDN速度快慢快

28、（8M）慢（最大128K）上网影响打电话否是数据信号不经过电话交换机经过电话交换机ADSL与其他接入方式比较与其他接入方式比较3-1北京工业大学实验学院lADSL与Cable ModemADSLCable Modem带宽利用率高低接入方式星型拓朴总线拓朴与相邻用户独享带宽共享带宽ADSL与其他接入方式比较与其他接入方式比较3-2北京工业大学实验学院lADSL与双绞线以太网和光纤ADSL以太网光纤速度快慢8M10M/100M100M/1000M技术成熟度继续发展非常成熟未来发展方向建设成本利用电话线需要重新布线 需要重新布线维护成本低高比较高ADSL与其他接入方式比较与其他接入方式比较3-3北京

29、工业大学实验学院ADSL原理网络基本结构原理网络基本结构lADSL网络基本结构互联网互联网电话交换网电话交换网PCADSL Modem电话电话DSLAM高频数据信号高频数据信号低频语音信号低频语音信号用户侧用户侧电话局侧电话局侧用户线路用户线路DSLAM: DSL Access Multiplexer分离器分离器分离器分离器从从PC发出的数据是数字发出的数据是数字信号，经过信号，经过Modem调制调制成高频模拟信号，再在分成高频模拟信号，再在分离器处与语音的低频信号离器处与语音的低频信号混合混合两路信号在同一信道中两路信号在同一信道中混合，如何在接收端分混合，如何在接收端分离出来？离出来？北京

30、工业大学实验学院ADSL与与ATM协议协议ADSL在链路层上使用ATM协议传统ADSL网络是建立在ATM网络基础上的，现在正在向纯IP网络转变IPATMIPIP包包ATM信元信元IP包包北京工业大学实验学院ADSL Modem介绍介绍lADSL Modem此灯常亮表此灯常亮表明设备通电明设备通电 此灯常亮表明以太网链路正此灯常亮表明以太网链路正常；闪烁时表示有数据传输，常；闪烁时表示有数据传输，绿色表示当前数据传输速率绿色表示当前数据传输速率为为10Mbps10Mbps；橙色表示当前数；橙色表示当前数据传输速率为据传输速率为100Mbps100Mbps此灯闪烁表明此灯闪烁表明ADSLADSL链

31、链路有数据流量路有数据流量 此灯常亮表明此灯常亮表明ADSLADSL链路正常链路正常 此灯常亮表明此灯常亮表明ADSLADSL设备故障设备故障电源端口：连接至电源端口：连接至电源适配器电源适配器调试端口：调试端口：连接至连接至PC以太网接口：以太网接口：连接至连接至PCADSL接口：接口：连接至电话线连接至电话线北京工业大学实验学院配置配置ADSLl进入ADSL Modem配置界面打开浏览器，在地址栏中键入 。回车后弹出登录对话框。输入用户名admin和密码进入ADSL Modem的配置界面。北京工业大学实验学院进入配置界面进入配置界面l进入ADSL Modem配置界面北京工业大学实验学院配置

32、配置WAN端口端口l配置WAN（ADSL）端口配置配置VPI/VCI配置配置WAN接口接口IP地址地址配置封装协议配置封装协议配置配置ADSL Modem工作模工作模式式配置配置PPPoE /PPPoA拨号拨号选项选项北京工业大学实验学院配置配置LAN端口端口l配置LAN接口配置配置LAN接接口口IP地址地址配置配置LAN接接口上的口上的DHCP服务服务北京工业大学实验学院配置配置DNSl配置DNS配置配置DNS服务服务北京工业大学实验学院配置配置NATl配置NAT配置配置NAT服务服务北京工业大学实验学院ADSL线路状态检查线路状态检查lADSL线路状态北京工业大学实验学院ADSL Modem系统状态检查系统状态检查l系统日志检查p 经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量p Study Constantly, And You Will Know Everything. The More You Know, The More Powerful You Will Be写在最后谢谢大家荣幸这一路，与你同行ItS An Honor To Walk With You All The Way演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日