1、广广 域域 网网 技技 术术 应应 用用 主 编 周 凯 副主编 钱 民 李建业 重 庆 大 学 出 版 社目录 1广域网基础 1.1概述 1.2电信网络 1.2.1电信网络的概念 1.2.2电信网络的组成 1.2.3电信网络的业务结构 1.3广域网 1.3.1广域网的协议层次 1.3.2广域网的拓扑结构 1.3.3广域网与局域网的区别 小结1 习题1 2广域网数据传输方法 2.1分组交换网 2.1.1分组交换网技术 2.1.2分组交换网应用 2.2数字数据网（DDN）2.2.1DDN概述和技术原理 2.2.2DDN网络业务类别 2.2.3用户入网速率 2.2.4用户入网方式 2.2.5我国D
2、DN网络现状和优势 2.3帧中继网 2.3.1帧中继概念和技术原理 2.3.2帧中继的实现 2.3.3帧中继用户接入及帧中继设备 2.4光纤通信网 2.4.1我国光纤通信网简介 2.4.2SDH（同步数字体系）/SONET网 2.4.3HFC数据通信网 小结2 习题2 3广域网协议 3.1物理层协议 3.1.1术语介绍 3.1.2物理层功能 3.1.3物理层数据链路介绍 3.2数据链路层协议 3.2.1数据链路层功能 3.2.2数据链路层协议概述 3.2.3HDLC协议 3.2.4SLIP协议和PPP协议 3.3网络层协议 3.3.1X.25协议 3.3.2X.25与帧中继 3.4高层协议 3
3、.4.1ISDN协议 3.4.2TCP/IP协议 小结3 习题3 4广域网规划 4.1网络规划 4.1.1规划原则 4.1.2需求分析 4.1.3网络结构规划 4.1.4网络地址规划 4.1.5带宽规划 4.1.6网络安全规划 4.1.7网络管理规划 4.1.8其他规划 4.2网络规划实例 4.2.1某省银行系统综合业务网络规划 4.2.2某省电子政务宽带骨干网络规划 小结4 习题4 5广域网设备的选择和安装 5.1调制解调器 5.1.1调制解调器概述 5.1.2调制解调器的标准和协议 5.1.3调制解调器的分类和性能 5.1.4调制解调器的选择和安装 5.1.5非对称数字用户线路简介 5.1
4、.6Cable Modem简介 5.2交换机 5.2.1交换机技术概述 5.2.2ATM交换机 5.2.3交换机的技术参数 5.2.4交换机技术现状及发展趋势 5.2.5交换机应用原则 5.2.6交换机的选购 5.2.7交换机的安装和配置 5.2.8交换机常见故障和解决方法 5.3路由器 5.3.1路由器概述 5.3.2路由器技术原理 5.3.3路由器选择与安装 5.3.4路由器的常见故障及排除方法 小结5 习题5 6广域网接入技术 6.1ISDN接入技术 6.1.1ISDN概述 6.1.2ISDN的接入和实现 6.2xDSL入网技术 6.2.1xDSL技术 6.2.2ADSL技术 6.2.3
5、ADSL接入 6.3其他接入技术 6.3.1FTTx+LAN业务（光纤+局域网）用户 接入方式 6.3.2光纤接入网 6.3.3卫星接入网 小结6 习题6 7广域网路由器配置技术 7.1Cisco路由器配置基础 7.1.1Cisco路由器基本知识 7.1.2Cisco路由器的启动过程和基本配置 7.2网络协议配置 7.2.1配置IP协议 7.2.2IP路由协议配置 7.3广域网配置 7.3.1配置DDR 7.3.2配置帧中继 7.3.3配置DDN 7.3.4配置X.25 7.3.5配置PPP 7.3.6配置ISDN 小结7 习题7 8广域网故障排查方法 8.1网络故障排查 8.1.1网络故障的
6、类型 8.1.2网络故障排查方法 8.2广域网网络测试 8.2.1网络测试概述 8.2.2网络测试内容 8.2.3网络测试仪器介绍 小结8 习题8 主要参考文献1 广域网基础 1.1概述 广域网（WAN，Wide Area Network）是一种跨越城市、国家的网络，可以把众多的城域网、局域网连接起来。广域网的作用范围通常为几十千米到几千千米。如要在北京、上海、东京、柏林4个城市之间建立一个跨国际的网络时就可以采用如图1.1所示广域网建网。图1.1 广域网可横跨城市或国家 通常除了计算机设备以外，广域网还要涉及一些电信通信方式。广域网有时也称远程网。在这里需要说明的是网际网和Internet的
7、概念。3种网络的比较如表1.1所示：1.2电信网络 1.2.1电信网络的概念 电信网络（Telecommunication Network）是多个电信系统互联而成的通信体系，是由终端设备、传输设备和交换设备等基本要素组成的综合系统。电信网络的主要功能是按用户的需要传递和交流信息，以实现远距离通信的需要。电信网络传输的是不同的电信业务信息。1.2.2电信网络的组成 1）业务网（1）电话网 电话网（Telephone Network）是传递电话信息的电信网，是可以进行交互式话音通信和开放电话业务的电信网。电话网包括本地电话网、长途电话网和国际电话网等多种类型，是业务量最大和服务面最广的电信网。（2
8、）移动通信网 移动通信网包括提供移动语音业务和移动数据业务所需的一组专用或非专用的交换结点，以及相关的无线基站或蜂窝站点，非专用交换结点属于电话 交换网的一部分。与移动业务相关的交换结点通常称为交换和控制交换机。由于它们是数字设备，因此应通过数字链路（例如光纤等）与电话交换网相连。无线基站可以覆盖有限的物理区域或地区，称为“蜂窝”，漫游信令和自动切换（Handoff）资源属于这个管理范畴。（3）数据交换网 数据交换网是数据交换业务所需的一组交换结点。配线架不属于数据交换网，交换结点的边界是交换结点与传输设备相连的交换部分。2）传输网 传输网主要由SDH（同步数字系列）网组成，PDH（准同步数字
9、系列）网、光纤和微波为辅。SDH（Synchronous Digital Hierarchy）是一种新的数字传输体制。SDH网由一些SDH网元组成，是在光纤上进行同步的信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。3）接入网 接入网（AN，Access Net）由业务结点接口（SNI，Service Net Interface）和相关 用户网络接口（UNI，User Net Interface）之间的一系列传送实体（如线路设施和传输设施）所组成，它为传送电信业务提供所需传送承载能力。下面简单介绍几种新发展起来的接入网技术。（1）非对称数字用户线（ADSL）系统ADSL充分利用现有的巨大的双绞线铜缆网络
10、，开放宽带业务是多数电信公司的策略。非对称数字用户线系统就是较理想的双绞线铜缆宽带接入技术，是一种采用离 散多音频线路码的数字用户线（DSL）系统。（2）混合光纤同轴网技术 混合光纤同轴网是接入技术中最先成熟和进入市场的，巨大的带宽空间和成本的相对经济性使其对有线电视和电信公司很具吸引力。（3）SDH应用于接入网 SDH本身属于电信主干网技术，但在目前的市场上，带宽需求和技术都已表明有必要把SDH技术的巨大优势带进接入网领 域，使SDH的功能和接口尽可能靠近用户。在接入网中应用SDH的主要优势在于：对于要求有高可靠高质量业务的大企事业用户，SDH可以提供理想的网络性能和业务可靠性，此时可以直接
11、用SDH系统以点到点或环形拓扑形式与用户相连。可以增加传输带宽，改进网管能力，简化维护工作，降低运行维护成本。SDH的固有灵活性，使网络运营商可以更快更有效地向用户提供长期和短期业务需求以及组网需要。（4）宽带固定无线接入 主要的宽带固定无线接入技术有3类，即已经投入使用的多路多点分配业务(MMDS)、直播卫星系统（DBS）以及正在做现场试验的本地多点分配业务（LMDS）。1.2.3电信网络的业务结构 电信网络的业务结构主要有以下几种类型。1）普通电话业务 普通电话业务是用户通信时使用最普遍的 一种业务，也是电信网络最传统和最主要的业务之一。它是一种双向和点对点的线路交换业务，它接收用户的自然
12、语音并将其传输到指定的目的地。整个传输过程不失真、不延时。2）专线业务 专线是电信公司为专门的用户提供的通信线路，这种线路一般按带宽收取固定的费用。随着经济的发展，一些大的商业机构和政府机构的通信量越来越大，为了加强联络和节省成本，它们通常将分布于全国 甚至全球的不同分支机构用专线连接起来，组成专网。3）ISDN综合数字业务 ISDN将数字传输与公共信令的优势集成在现有的电话接入网设施上，使广大电话用户不需要更换接入线就能享受到数据业务与语音业务的综合服务。4）分组交换业务 前面已经介绍过时分复用技术，时分复用实际上采用的是分组传输，但它只负责传 输段，没有包括交换功能。对用户来讲，必须与其他
13、的交换功能结合起来才能构成独立的业务。分组交换业务便是按照这样的思路形成的，它向用户提供端到端服务的业务。1.3广域网 1.3.1广域网的协议层次 广域网是一种跨地区的数据通信网络，使用电信运营商提供的设备作为信息传输平台。对照OSI参考模型，广域网技术主要位于底层的3个层次，分别是物理层、数据链 路层和网络层。从某种角度来说，广域网技术更偏向于底层的网络通信技术，至少从协议层次上可以这样理解。但这些内容都比较抽象，看不见摸不着，但从整体上讲必须掌握这些理论知识。不可否认，广域网技术除了底层的数据通信技术外，还包括许多其他方面的内容，比如广域网的设备连接技术、配置技术和网络的规划、组建、测试技
14、术等。如图1.2所示列出了一些经常使用的广域网协议同OSI参考模型之间的对应关系。图1.2 广域网协议层 1.3.2广域网的拓扑结构 广域网是一种连接地理上有差异的多个场所的网络。广域网与局域网在拓扑结构和所使用的互联设备（如路由器和交换机）的类型和范围方面有所不同。这种差别将直接导致本地网络段与涉及远距离传输的网络段，对联网协议的处理方式有所不同。1）端到端拓扑 每个地点只有单个连接的广域网被设计成 端到端拓扑结构。这种拓扑结构对于只有几个地点且能使用专用线路的组织来说是最好的解决方案，也是最简单的方案。所谓专用线路是指从通信提供商，如ISP处租用的两个接入点之间不间断的物理或逻辑连接，如T
15、1或DDN连接等。目前，只需保证专用线路能够使数据有规则地和可靠地传输即可。如图1.3所示绘制了一个使用T1、DDN和帧中继连接的端到端广域网。图1.3 端到端拓扑的广域网 2）环型拓扑 在一个环型广域网拓扑结构中，每个结点被连接到两个其他地点以使整个广域网形成一个环型模型，如图1.4所示。3）星型拓扑 星型拓扑结构广域网与一个星型局域网相似。单个地点作为许多其他地点的中央连接点，如图1.5所示。星型广域网的另一个优点是：当所有的专用线路都有效时，星型广域网能提供任何 两个地点间的最短数据传输路径。扩展一图1.4 环型拓扑的广域网 个星型广域网也很容易。它的扩展成本要比扩展一个端到端或环型广域
16、网低得多。图1.5 星型拓扑的广域网 4）网状拓扑 如同一个企业网一样，网状广域网拓扑结构直接连接许多互联结点。在这种情况下，结点是指地理场所。由于每个地点都是互联的，因此数据能够从发起点直接传输到目标结点。如果一条连接线路出了问题，路由器将很容易让数据迅速改向。由于网状广域网为两点之间的数据传输提供了多条路线，因此这种网络是最具容错性的广域网配置。例如，若图1.6中的昆明分公司系统崩溃，重庆分公司仍然能够对上 海分公司进行数据传输，且数据可直接到达北京分公司。如果上海和北京分公司都出现了问题，昆明和重庆分公司仍然能够进行通信。网状广域网的一个缺点是成本高。将网络中的每个结点与其他结点相连接需
17、要租借大量的专用线路。随着广域网规模的扩大，开销可能非常大。为缩减开支，可以选择实现半网状结构。图1.6 网状拓扑的广域网 5）分层拓扑 分层广域网拓扑结构类似于局域网中所使用的层次混合拓扑结构。在分层广域网拓扑结构中，以星型或环型连接的广域网地点被互联到不同的级别，这些互联点构成了所谓的层。图1.7描绘了一个分层的广域网。这种拓扑结构的变化形式多种多样。其灵活性使得分层方案非常实用。一名网络设计师能够根据通信模式或关键数据路径决定高层路由器的最佳位置。图1.7 分层拓扑的广域网 1.3.3广域网与局域网的区别 局域网和广域网的区别，重要的是如何来度量网络的规模，这是最简单和最直观的方法。区分局域网技术和广域网技术的关键是网络的规模。广域网能按需要连接地理距离较远的许多站点，每个站点内有许多计算机。总之，区分局域网和广域网不能只是简单地从连网规模和地理范围大小上来区分，还要从使用的网络协议、拓扑结构和通信 链路上来区分。小结1 在学习广域网之前，掌握计算机网络的基本概念、特点以及分类是基础。广域网中的数据传输要依赖于电信局才能完成，因此本章介绍了电信网络的相关知识。要了解的主要是电信网络组成（业务网、传输网和接入网）和它的业务结构。广域网有哪些类型的拓扑结构（其实和局域网的差不多），还要了解广域网和局域网的区别。
