1、第第3 3章章 广域网技术广域网技术 引言引言 分组交换网分组交换网 帧中继网帧中继网 ISDNISDN ATM ATM网网 无线通信网无线通信网 网络互连网络互连 InternetInternet&内容提要内容提要当主机之间的距离较远时，例如，相隔几十或几百当主机之间的距离较远时，例如，相隔几十或几百公里，甚至几千公里，局域网显然就无法完成主机之间公里，甚至几千公里，局域网显然就无法完成主机之间的通信任务。这时就需要另一种结构的网络，即广域网。的通信任务。这时就需要另一种结构的网络，即广域网。广域网是指广域网是指覆盖范围广、传输速率相对较低的以数覆盖范围广、传输速率相对较低的以数据通信为主要
2、目的的数据通信网据通信为主要目的的数据通信网。&引言引言 由局域网和广域网组成互联网。相距较远的局域网由局域网和广域网组成互联网。相距较远的局域网通过路由器与广域网相连组成了一个覆盖范围很广的互通过路由器与广域网相连组成了一个覆盖范围很广的互联网，如图联网，如图3-1所示。所示。n 广域网的基本概念广域网的基本概念n 互联网互联网n 交换的广域网交换的广域网&引言引言 Internet的主干网都是交换的广域网。在网络内部的主干网都是交换的广域网。在网络内部用网状的点到点网络来连接各个交换机。交换机有多端用网状的点到点网络来连接各个交换机。交换机有多端口连接器，可以连接多个输入与输出。口连接器，
3、可以连接多个输入与输出。交换的广域网主要包括交换的广域网主要包括X.25X.25分组交换网分组交换网、帧中继网帧中继网和和ATM。互联网局域网局域网广域网路由器结点交换机图图3-13-1X.25分组交换网体系结构由分组交换网体系结构由三层通信协议三层通信协议，即，即物物理层理层、链路层链路层 和和分组层分组层 组成，如图组成，如图3-2所示。所示。物理层。对应于物理层。对应于ISO/OSI参考模型的物理层。参考模型的物理层。X.25建议书对物理层的功能做了如下定义：建议书对物理层的功能做了如下定义：n X.25X.25分组交换网的体系结构分组交换网的体系结构&分组交换网分组交换网 是以分组方式
4、进行操作的数据终端设备是以分组方式进行操作的数据终端设备DTE和和数据数据电路端接设备电路端接设备DCE之间接口的规约。之间接口的规约。X.25 所讨论的都是所讨论的都是以以面向连接的虚电路服务面向连接的虚电路服务为基础。为基础。X.25建议作为一项国建议作为一项国际标准于际标准于1976年正式公布，年正式公布，1980年又作了适当补充和修年又作了适当补充和修订。订。n X.25X.25分组交换网分组交换网&分组交换网分组交换网 定义了定义了DTE与与DCE之间进行连接时的一些物理的、电气之间进行连接时的一些物理的、电气的、功能的和规程的特性。采用的是的、功能的和规程的特性。采用的是X.21(
5、数字接口数字接口)或或X.21 bis(模拟接口，实际上就是模拟接口，实际上就是RS-232C)协议。协议。DTE 指数据输入指数据输入/输出设备、终端设备或计算机等输出设备、终端设备或计算机等终端装置；终端装置；DCE指自动呼叫应答设备、分组交换机以及指自动呼叫应答设备、分组交换机以及其他一些中间设备的集合。其他一些中间设备的集合。链路层。对应于链路层。对应于ISO/OSI参考模型的数据链路层。参考模型的数据链路层。X.25建议中的链路级采用的是一种建议中的链路级采用的是一种 HDLC规程的变种，规程的变种，称为称为链路访问规程链路访问规程(Link Access Procedure，LAP
6、)或或平平衡链路访问规程衡链路访问规程(Link Access Procedure Balanced，LAPB)，并以，并以LAPB为主要模式。将不可靠的物理链路为主要模式。将不可靠的物理链路提升为可靠的、无差错的逻辑链路。提升为可靠的、无差错的逻辑链路。图图3-2 X.253-2 X.25分组交换网体系结构分组交换网体系结构&分组交换网分组交换网 分组层。对应于分组层。对应于ISO/OSI参考模型的网络层，它规参考模型的网络层，它规定了定了DTE和和DCE之间进行信息交换的之间进行信息交换的分组格式分组格式，并规定，并规定了采用分组交换的方法，在一条逻辑信道上对分组流量、了采用分组交换的方法
7、，在一条逻辑信道上对分组流量、分组传送差错执行独立的控制。分组传送差错执行独立的控制。&分组交换网分组交换网 n X.25X.25的的分组格式分组格式 分组分组(Packet)是分组层上传输信息的基本单位，无论是分组层上传输信息的基本单位，无论是在两个是在两个DTE之间传送用户数据，还是在之间传送用户数据，还是在DTE和和DCE之之间传送网络所用的控制信息，都要表示成分组格式。每间传送网络所用的控制信息，都要表示成分组格式。每个分组由个分组由分组头分组头和和数据数据两部分组成，如图两部分组成，如图3-3所示。所示。X.25分组格式中，帧格式的各个字段含义如下：分组格式中，帧格式的各个字段含义如
8、下：F：帧头、帧尾标志，占用一个字节：帧头、帧尾标志，占用一个字节(01111110);图图3-3 X.253-3 X.25分组格式分组格式(a)X.25(a)X.25一般分组头格式；一般分组头格式；(b)X.25(b)X.25数据分组头格式数据分组头格式&分组交换网分组交换网 A：地址字段，用于寻址目的节点，占一个字节；：地址字段，用于寻址目的节点，占一个字节；C：控制字段，用于定义各种命令和响应，占一个：控制字段，用于定义各种命令和响应，占一个字节字节;I：信息字段，用于传输分组信息，可变长度。分：信息字段，用于传输分组信息，可变长度。分组信息要按分组格式来表示组信息要按分组格式来表示;F
9、CS：帧校验序列，采用：帧校验序列，采用16位位CRC校验方式。校验方式。&分组交换网分组交换网 n X.25X.25的的分组交换方式分组交换方式 X.25是以是以面向连接的虚电路服务面向连接的虚电路服务为基础。为基础。X.25分组分组层提供的虚电路服务有两种：层提供的虚电路服务有两种：永久虚电路永久虚电路PVC PVC 和和交换式交换式虚电路虚电路SVCSVC。PVC是预先分配好的、固定的虚电路，如同是预先分配好的、固定的虚电路，如同专用线。由于虚电路一直存在，因此就只有数据传输过专用线。由于虚电路一直存在，因此就只有数据传输过程。通常用于经常有大量数据传输的场合；程。通常用于经常有大量数据
10、传输的场合；SVC是是动态动态&分组交换网分组交换网 建立的虚电路，包括：呼叫建立过程、数据传输过程、呼建立的虚电路，包括：呼叫建立过程、数据传输过程、呼叫连接清除过程。多用于突发性或间断数据传输。叫连接清除过程。多用于突发性或间断数据传输。n 虚电路交换方式虚电路交换方式 虚电路是以统计时分复用虚电路是以统计时分复用 STDM 为基础的，因此为基础的，因此一个一个DTE可以与多个可以与多个DTE同时进行通信，同时进行通信，能有效利用线能有效利用线路资源路资源;虚电路是两个用户终端虚电路是两个用户终端(DTE)在通信之前预先通在通信之前预先通过网络建立的逻辑连接，它是由主叫用户与网络联系并过网
11、络建立的逻辑连接，它是由主叫用户与网络联系并与被叫端协商而建立的；与被叫端协商而建立的；虚电路提供的是一条虚电路提供的是一条双向的双向的、无差错的无差错的及及有序的有序的逻辑连接。双向是指通信双方都可以利用已建立的虚电逻辑连接。双向是指通信双方都可以利用已建立的虚电路进行数据传送；无差错是指虚电路提供的是一条可靠路进行数据传送；无差错是指虚电路提供的是一条可靠&分组交换网分组交换网 的逻辑信道；有序是指虚电路保证接收端所接收到的分组的逻辑信道；有序是指虚电路保证接收端所接收到的分组次序是与发送的次序相一致的。次序是与发送的次序相一致的。n 虚电路数据交换过程虚电路数据交换过程 虚电路方式中，一
12、次数据交换要经历虚电路方式中，一次数据交换要经历建立虚电路建立虚电路、数数据传输据传输和和拆除虚电路拆除虚电路三个阶段。三个阶段。建立虚电路阶段，呼叫方建立虚电路阶段，呼叫方(DTE)通过发送通过发送“呼叫呼叫请求请求”分组呼叫被叫方分组呼叫被叫方(DTE)。“呼叫请求呼叫请求”分组中包含分组中包含有被叫方有被叫方(目的目的)地址、呼叫方地址、呼叫方(信源信源)DTE地址和呼叫方使地址和呼叫方使用的虚电路号；用的虚电路号；“呼叫请求呼叫请求”分组通过网络时，网络中的各个分组分组通过网络时，网络中的各个分组交换机根据其被叫方地址选择路由，分配虚电路号交换机根据其被叫方地址选择路由，分配虚电路号(
13、用逻用逻辑通道组号和逻辑通道号表示辑通道组号和逻辑通道号表示)，并记录在交换机的，并记录在交换机的路径路径表表&分组交换网分组交换网 中；中；最靠近被叫方的交换机用最靠近被叫方的交换机用“呼叫指示呼叫指示”分组通知被分组通知被叫方；叫方；呼叫方采用由高向低分配策略从当前空闲虚电路号呼叫方采用由高向低分配策略从当前空闲虚电路号中为中为“呼叫请求呼叫请求”分组分配虚电路号；网络交换机采用分组分配虚电路号；网络交换机采用由低向高分配策略从当前空闲虚电路号中为由低向高分配策略从当前空闲虚电路号中为“呼叫指示呼叫指示”分组分配虚电路号；分组分配虚电路号；被叫方如果同意连接，则回送被叫方如果同意连接，则回
14、送“呼叫接受呼叫接受”分组，分组，该分组沿着已建立的虚电路传输给呼叫方，以该分组沿着已建立的虚电路传输给呼叫方，以“呼叫连呼叫连通通”分组通知呼叫方，至此，这条虚电路已建立起来，分组通知呼叫方，至此，这条虚电路已建立起来，可转入数据传输阶段；可转入数据传输阶段；在虚电路上可以使用在虚电路上可以使用“流控流控”分组进行流量控制和分组进行流量控制和差差错处理，可以使用错处理，可以使用“链路维护链路维护”分组进行虚电路的维护；分组进行虚电路的维护；数据传输结束后，任何一方要使用数据传输结束后，任何一方要使用“拆除请求拆除请求”分分组拆除虚电路，释放所占有的系统资源。拆除虚电组拆除虚电路，释放所占有的
15、系统资源。拆除虚电路过路过程与建立虚电路过程基本相同，但在程与建立虚电路过程基本相同，但在“拆除请求拆除请求”分组分组中使用的是虚电路号。中使用的是虚电路号。基于虚电路方式的数据交换过程如图基于虚电路方式的数据交换过程如图3-3所示。所示。&分组交换网分组交换网 n 分组交换网的组成分组交换网的组成 分组交换网主要由分组交换网主要由分组交换机分组交换机、用户接入设备用户接入设备及及传传输线路输线路组成组成。n 分组交换机分组交换机分组交换机是分组交换网的枢纽，可分为分组交换机是分组交换网的枢纽，可分为中转交换中转交换图图3-3 3-3 基于虚电路方式的数据交换过程基于虚电路方式的数据交换过程&
16、分组交换网分组交换网&分组交换网分组交换网 机机和和本地交换机本地交换机。具有以下主要功能：。具有以下主要功能：提供网络的基本业务和可选业务；提供网络的基本业务和可选业务；提供路由选择和流量控制；提供路由选择和流量控制；实现实现X.25、X.75等多种协议的互连；等多种协议的互连；完成局部的维护、运行管理、故障报告与诊断、网完成局部的维护、运行管理、故障报告与诊断、网络计费和统计等功能。络计费和统计等功能。n 用户接入设备用户接入设备 用户接入设备主要是用户终端和路用户接入设备主要是用户终端和路由器。用户终端由器。用户终端分为分为分组型终端分组型终端(PDTE)和和非分组型终端非分组型终端(N
17、PDTE)两种。两种。非分组型终端要使用分组装配器和拆装器非分组型终端要使用分组装配器和拆装器PAD接入分组接入分组交换网。路由器是一种面向团体的用户接入设备，用于交换网。路由器是一种面向团体的用户接入设备，用于将将LAN接入分组交换网。接入分组交换网。&分组交换网分组交换网 n 传输线路传输线路 传输线路可以说是整个分组交换网的神经系统。目前传输线路可以说是整个分组交换网的神经系统。目前分组交换网的中继传输线路主要有分组交换网的中继传输线路主要有模拟模拟和和数字数字两种形式。两种形式。用户线路也有用户线路也有模拟模拟和和数字数字两种形式，模拟信道利用电话线两种形式，模拟信道利用电话线路和调制
18、解调器接入分组交换网。路和调制解调器接入分组交换网。n 中国公用分组交换网中国公用分组交换网 中国公用分组交换网中国公用分组交换网(CHINAPAC)由原邮电部统一组由原邮电部统一组建，引进加拿大北方电信公司的建，引进加拿大北方电信公司的DPN-100分组交换系统，分组交换系统，全网由全国中心城市的全网由全国中心城市的3232个交换机个交换机组成。组成。CHINAPAC与公用电话网、用户电报网、与公用电话网、用户电报网、DDN、VSAT、CHINANET以及各省市的地区网、各大企事以及各省市的地区网、各大企事业单位的局域网均可实现互连。业单位的局域网均可实现互连。&分组交换网分组交换网 n 用
19、户接入方式用户接入方式 分组型终端：采用同步工作方式，具有发送和接收分组型终端：采用同步工作方式，具有发送和接收分组的功能，分组的功能，DTE 和和 DCE之间使用之间使用X.25或或X.32规程进行规程进行通信；通信；非分组型终端：采用起止式异步工作方式，只具有非分组型终端：采用起止式异步工作方式，只具有发送和接收字符的功能，发送和接收字符的功能，DTE 和和 DCE之间使用规程之间使用规程X.28进行通信。通过公用电话交换网接入分组交换网的用户，进行通信。通过公用电话交换网接入分组交换网的用户，使用使用X.28规程；规程；SNA/SDLC终端：遵循终端：遵循IBM公司公司SNA/SDLC规
20、程的规程的同步终端，同步终端，DTE 和和 DCE之间使用之间使用SNA/SDLC规程进行通规程进行通信。各种用户接入信。各种用户接入CHINAPAC的示意图如图的示意图如图3-4所示。所示。n CHINAPACCHINAPAC提供的业务功能提供的业务功能&分组交换网分组交换网 详细内容见教材（详细内容见教材（P7476）。n X.25X.25网退出了历史舞台网退出了历史舞台 分组交换技术自分组交换技术自20世纪世纪70年代开始应用，到了年代开始应用，到了80年年代，世界上几乎所有的数据通信网都采用了这一技术，代，世界上几乎所有的数据通信网都采用了这一技术，这是因为分组交换技术在这是因为分组交
21、换技术在降低通信成本降低通信成本、提高通信可靠提高通信可靠性性和和灵活性灵活性等方面取得了巨大成功。等方面取得了巨大成功。如今分组交换网的能力几乎达到了极限。到了如今分组交换网的能力几乎达到了极限。到了20 世世纪纪 90 年代，通信主干线路已大量使用年代，通信主干线路已大量使用光纤光纤 技术，数据技术，数据传输质量大大提高使得误码率降低好几个数量级，传输质量大大提高使得误码率降低好几个数量级，X.25要在网络层和数据链路层进行差错控制和流量控制，复要在网络层和数据链路层进行差错控制和流量控制，复杂的数据链路层协议和分组层协议已成为多余。人们研杂的数据链路层协议和分组层协议已成为多余。人们研究
22、和开发出了新的究和开发出了新的帧中继帧中继、ATM等快速分组交换技术。等快速分组交换技术。&分组交换网分组交换网 图图3-4 3-4 用户接入用户接入CHINAPACCHINAPAC的示意图的示意图&帧中继网帧中继网 n 帧中继网帧中继网 帧中继帧中继FRFR(Frame Relay)是一种支持高速交换的网是一种支持高速交换的网络。它规定了络。它规定了用户用户-网络接口网络接口(UNI)标准，而没有规定帧标准，而没有规定帧中继网络内部的传输机制；中继网络内部的传输机制；帧中继在许多方面非常类似于帧中继在许多方面非常类似于 X.25，它继承了，它继承了X.25的优点，使用面向连接的虚电路服务，提
23、供的优点，使用面向连接的虚电路服务，提供 STDM，但，但简化了大量的网络功能简化了大量的网络功能，将保证数据可靠传输的功能，将保证数据可靠传输的功能(流流量控制、差错控制等量控制、差错控制等)交给终端用户来处理交给终端用户来处理。从而减轻了。从而减轻了网络时延，降低通信的费用。网络时延，降低通信的费用。n 帧中继网的特色帧中继网的特色n 减少结点处理时间减少结点处理时间&帧中继网帧中继网 帧中继不使用差错恢复和流量控制机制；帧中继不使用差错恢复和流量控制机制；当帧中继交换机收到一个帧的首部时，只要查出帧当帧中继交换机收到一个帧的首部时，只要查出帧的目的地址就立即进行转发。因此在帧中继网络中，
24、一的目的地址就立即进行转发。因此在帧中继网络中，一个帧的处理时间比个帧的处理时间比 X.25 网约减少一个数量级，这样帧中网约减少一个数量级，这样帧中继网络的吞吐量要比继网络的吞吐量要比 X.25 网络的提高一个数量级以上。网络的提高一个数量级以上。n 使用虚电路使用虚电路 帧中继的逻辑连接的复用和交换都在第二层处理，帧中继的逻辑连接的复用和交换都在第二层处理，而不是像而不是像 X.25 在第三层处理；在第三层处理；帧中继网络向上提供面向连接的虚电路服务。虚电帧中继网络向上提供面向连接的虚电路服务。虚电路一般分为路一般分为交换虚电路交换虚电路 SVCSVC 和和永久虚电路永久虚电路 PVCPV
25、C 两种；两种；帧中继网络通常为相隔较远的一些局域网提供链路帧中继网络通常为相隔较远的一些局域网提供链路层的永久虚电路服务，在通信时可省去建立连接的过程。层的永久虚电路服务，在通信时可省去建立连接的过程。&帧中继网帧中继网 n 控制信令控制信令 帧中继使用帧中继使用UNI信令来建立和拆除连接。控制信令信令来建立和拆除连接。控制信令是在与用户数据分开的另一个逻辑连接是在与用户数据分开的另一个逻辑连接(DLCI=0)上传送上传送的。帧中继交换机收到请求建立连接信令后，会分配相的。帧中继交换机收到请求建立连接信令后，会分配相应的应的DLCI来标识数据传输的路由；来标识数据传输的路由；这点和这点和 X
26、.25 很不相同。很不相同。X.25 使用特定的控制分组使用特定的控制分组来建立和拆除连接，呼叫控制分组与用户数据分组都在来建立和拆除连接，呼叫控制分组与用户数据分组都在同一条虚电路上传送。同一条虚电路上传送。n 帧中继网络的工作过程帧中继网络的工作过程 用户在局域网上传送的用户在局域网上传送的 MAC 帧传到与帧中继网络帧传到与帧中继网络相连接的路由器，如图相连接的路由器，如图3-5所示；所示；&帧中继网帧中继网 路由器就剥去路由器就剥去 MAC 帧的首部，将帧的首部，将 IP 数据报交给路数据报交给路由器的网络层。该路由器应该是具有标准由器的网络层。该路由器应该是具有标准UNI接口的路接口
27、的路由器，如图由器，如图3-6所示；所示；路由器把路由器把IP数据报封装到帧中继帧的信息字段；数据报封装到帧中继帧的信息字段；加上帧中继帧的首部，进行加上帧中继帧的首部，进行 CRC 检验后，加上帧检验后，加上帧中继帧的尾部（包含帧检验序列字段和标志字段），就中继帧的尾部（包含帧检验序列字段和标志字段），就构成了构成了帧中继帧帧中继帧，如图，如图3-7所示；所示；路由器将封装好的帧通过向电信公司租来的专线发路由器将封装好的帧通过向电信公司租来的专线发送给帧中继网络中的帧中继交换机；送给帧中继网络中的帧中继交换机；帧中继交换机收到帧中继帧就按地址字段中的虚电帧中继交换机收到帧中继帧就按地址字段中
28、的虚电路号转发帧路号转发帧(若检查出有差错则丢弃若检查出有差错则丢弃)，如图，如图3-8所示；所示；当帧中继帧被转发到虚电路的终点路由器时，终点当帧中继帧被转发到虚电路的终点路由器时，终点&帧中继网帧中继网 路由器就剥去帧中继帧的首部和尾部，加上局域网路由器就剥去帧中继帧的首部和尾部，加上局域网的首部和尾部，交付给连接在此局域网上的目的主机，的首部和尾部，交付给连接在此局域网上的目的主机，如图如图3-9所示；所示；目的主机若发现有差错，则报告上层的目的主机若发现有差错，则报告上层的 TCP 协议协议处理；处理；即使即使 TCP 协议对有错误的数据进行了重传，帧中协议对有错误的数据进行了重传，帧
29、中继网也仍然当作是新的帧中继帧来传送，而并不知道这继网也仍然当作是新的帧中继帧来传送，而并不知道这是重传的数据。是重传的数据。n 帧中继网络的帧中继网络的帧格式帧格式 帧中继的链路层采用了帧中继的链路层采用了ITU Q.922核心协议。帧格式核心协议。帧格式中各个字段的意义如下：中各个字段的意义如下：&帧中继网帧中继网 图图3-53-5图图3-63-6&帧中继网帧中继网 图图3-73-7图图3-83-8&帧中继网帧中继网 图图3-93-9图图3-103-10&帧中继网帧中继网 F：帧头、帧尾标志，：帧头、帧尾标志，如图如图3-10所示；所示；A：地址字段，长度一般为：地址字段，长度一般为2个字
30、节，必要时可扩展个字节，必要时可扩展到到4个字节，如图个字节，如图3-11所示；所示；I：信息字段，可变长度，理论上最大长度为：信息字段，可变长度，理论上最大长度为4096个个字节字节(取决于取决于FCS的检错能力的检错能力)，一般为，一般为1600个字节到个字节到2048个字节不等。信息字段承载用户数据，对帧中继网络是完个字节不等。信息字段承载用户数据，对帧中继网络是完全透明的，即网络对信息内容不做任何处理；全透明的，即网络对信息内容不做任何处理；FCS：帧校验序列，通常用：帧校验序列，通常用16位位CRC校验序列。校验序列。n 地址字段的组成地址字段的组成 n 数据链路连接标识符数据链路连
31、接标识符DLCIDLCI 用于标识虚电路。长度一般为用于标识虚电路。长度一般为10 bit(采用默认值采用默认值 2 字节地址字段字节地址字段)，但也可扩展为，但也可扩展为16bit(用用 3字节地址字段字节地址字段)&帧中继网帧中继网 图图3-113-11&帧中继网帧中继网 或或 23 bit(用用 4 字节地址字段字节地址字段)，这取决于扩展地址字段的，这取决于扩展地址字段的值；值；数据链路连接标识符数据链路连接标识符 DLCI 只具有本地意义。只具有本地意义。n 前向显式拥塞通知前向显式拥塞通知FECN FECN 向帧的接收方发出拥塞警告。向帧的接收方发出拥塞警告。n 反向显式拥塞通知反
32、向显式拥塞通知BECNBECN向帧的发送方发出拥塞警告。向帧的发送方发出拥塞警告。n 可丢弃指示可丢弃指示DE DE 该位置该位置1的帧表明这是较为不重要的低优先级帧，在的帧表明这是较为不重要的低优先级帧，在必要时可丢弃。必要时可丢弃。&帧中继网帧中继网 n C/RC/R命令命令/响应比特，没使用。响应比特，没使用。n EAEA扩展地址标志，可将地址字段扩展到扩展地址标志，可将地址字段扩展到4字节。字节。n 帧中继网的组成与用户接入形式帧中继网的组成与用户接入形式n 帧中继网的组成帧中继网的组成 帧中继网由三个部分组成：帧中继网由三个部分组成：帧中继接入设备帧中继接入设备、帧中帧中继交换设备继
33、交换设备和和公用帧中继业务公用帧中继业务。如图如图3-12所示。所示。n 帧中继接入设备帧中继接入设备(FRAD)(FRAD)&帧中继网帧中继网 可以是具有帧中继接口的任何类型的接入设备，如主可以是具有帧中继接口的任何类型的接入设备，如主机、路由器、分组交换机及特殊的帧中继机、路由器、分组交换机及特殊的帧中继“PAD”等，电等，电路两端传输设备的速率可以是不同的。路两端传输设备的速率可以是不同的。n 帧中继交换设备帧中继交换设备 有帧中继交换机以及具有帧中继接口的分组交换机和有帧中继交换机以及具有帧中继接口的分组交换机和其他复用设备等，为用户提供标准帧中继接口。帧中继网其他复用设备等，为用户提
34、供标准帧中继接口。帧中继网络是以可变长的信息帧或固定长度的信元为单位实现网内络是以可变长的信息帧或固定长度的信元为单位实现网内传输的。传输的。n 公用帧中继业务公用帧中继业务 业务提供者将通过公用帧中继网络提供帧中继业务。业务提供者将通过公用帧中继网络提供帧中继业务。帧中继业务是通过帧中继业务是通过UNI提供的，提供的，UNI的用户一侧是帧中继的用户一侧是帧中继接入设备，用于将本地用户设备接入帧中继网络；接入设备，用于将本地用户设备接入帧中继网络；&帧中继网帧中继网 图图3-113-11&帧中继网帧中继网 UNI的网络一侧是帧中继交换设备，用于帧中继接口与骨的网络一侧是帧中继交换设备，用于帧中
35、继接口与骨干网之间的连接。干网之间的连接。n 用户接入形式用户接入形式通常采用下列两种主要形式，参见图通常采用下列两种主要形式，参见图3-12。n LANLAN接入形式接入形式 LAN用户一般通过具有标准用户一般通过具有标准UNI接口的路由器接入接口的路由器接入帧中继网，还可通过其他的互连设备，如集中器、帧中继网，还可通过其他的互连设备，如集中器、PAD、协议转换器等接入帧中继网。协议转换器等接入帧中继网。n 终端终端接入形式接入形式 具有标准具有标准UNI接口的帧中继终端接口的帧中继终端(FDTE)可直接接入帧可直接接入帧中继网；对于非帧中继终端中继网；对于非帧中继终端(NFDTE)，如各类
36、计算机，如各类计算机要通要通&帧中继网帧中继网 过帧中继接入设备过帧中继接入设备(FRAD)接入帧中继网，接入帧中继网，FRAD负责将非负责将非标准的接口规程转换为标准的标准的接口规程转换为标准的UNI接口规程。接口规程。目前，用户接入速率大都在目前，用户接入速率大都在56kb/s2 Mb/s范围内。随范围内。随着帧中继业务的发展和技术水平的提高，帧中继作为着帧中继业务的发展和技术水平的提高，帧中继作为ATM广域网的接入网将会为用户提供更高的接入速率。广域网的接入网将会为用户提供更高的接入速率。n 与其他广域网技术的比较与其他广域网技术的比较n 与与X.25X.25分组交换业务分组交换业务技术
37、的比较技术的比较 帧中继和帧中继和X.25分组交换业务都采用虚电路交换技术，分组交换业务都采用虚电路交换技术，但在业务质量上，由于帧中继网络对数据帧不进行差错处但在业务质量上，由于帧中继网络对数据帧不进行差错处理，简化了通信协议，从而减少聊传送时延和处理时延；理，简化了通信协议，从而减少聊传送时延和处理时延；帧中继采用动态分配带宽技术，允许用户占用其他帧中继采用动态分配带宽技术，允许用户占用其他&帧中继网帧中继网 图图3-123-12&帧中继网帧中继网 用户的空闲带宽来传送大量的突发性数据，实现带宽资源用户的空闲带宽来传送大量的突发性数据，实现带宽资源共享，使用户的通信费用低于专线。共享，使用
38、户的通信费用低于专线。n 与电路交换业务的比较与电路交换业务的比较 电路交换业务独占带宽资源，因此通信费用昂贵。帧电路交换业务独占带宽资源，因此通信费用昂贵。帧中继采用动态分配带宽技术，允许用户占用其他用户中继采用动态分配带宽技术，允许用户占用其他用户的空的空闲带宽来传送大量的突发性数据，实现带宽资源共享，使闲带宽来传送大量的突发性数据，实现带宽资源共享，使用户的通信费用低于专线。用户的通信费用低于专线。n 与与ATMATM业务的的比较业务的的比较 ATM 也可为用户提供高速率、低延时的数据传输业也可为用户提供高速率、低延时的数据传输业务，但需要大量网络硬件的更新，其代价十分昂贵。帧中务，但需
39、要大量网络硬件的更新，其代价十分昂贵。帧中继技术可直接利用现有的网络硬件资源，只需更新网络软继技术可直接利用现有的网络硬件资源，只需更新网络软&帧中继网帧中继网 件就可实现，所需费用比较低，因此对网络运营部门很有件就可实现，所需费用比较低，因此对网络运营部门很有吸引力。如我国的帧中继网络就是以吸引力。如我国的帧中继网络就是以DDN为物理传输基础为物理传输基础的。的。ATM 较适合构造高速宽带网的骨干网较适合构造高速宽带网的骨干网,而帧中继网可而帧中继网可作为宽带业务的接入网。作为宽带业务的接入网。&ISDNISDN 用户线交换功能；用户线交换功能；电路交换功能电路交换功能(64 kb/s、38
40、4 kb/s和和2 Mb/s等不同等不同速率速率)；中、高速专用线功能；中、高速专用线功能；分组交换功能；分组交换功能；公共信道信令功能。公共信道信令功能。n ISDNISDN的体系结构的体系结构 ISDN协议参考模型的基本概念是建立在协议参考模型的基本概念是建立在ISO/OSI参考参考模型的层次结构基础上的，但两者又有一定的差模型的层次结构基础上的，但两者又有一定的差别，别，因为因为OSI 参考模型主要适用于分组交换数据网络。它们的主要参考模型主要适用于分组交换数据网络。它们的主要n ISDNISDN结构与参考模型结构与参考模型差别在于差别在于ISDN的多信道访问接口结构以及的多信道访问接口
41、结构以及公共信道信令公共信道信令所包含的多种通信模式和能力，即：所包含的多种通信模式和能力，即：在公共信道信令控制下的电路交换连接；在公共信道信令控制下的电路交换连接；在在B信道和信道和D信道上的分组交换连接；信道上的分组交换连接；用户和网络设备之间的信令；用户和网络设备之间的信令；用户之间端到端的信令；用户之间端到端的信令；在公共信道信令控制下同时实现多种模式的通信。在公共信道信令控制下同时实现多种模式的通信。在在D信道上，用户与信道上，用户与ISDN之间的接口由三层组成：之间的接口由三层组成：物理层；物理层；数据链路层，主要解决多种信息的多路复用问题；数据链路层，主要解决多种信息的多路复用
42、问题；对控制信息来说，第三层是对控制信息来说，第三层是ITU的标准公共信道信的标准公共信道信令系统令系统CCSS No.7，即，即7号信令系统。号信令系统。&ISDNISDN&ISDNISDNn ISDNISDN的用户的用户网络接口网络接口 从用户角度来认识综合业务是实现综合业务的关键从用户角度来认识综合业务是实现综合业务的关键所在。为此，所在。为此，ISDN通过提供用户通过提供用户网络接口网络接口(UNI)来支来支持用户接入持用户接入ISDN。对于。对于ISDN的的UNI，应满足下列要求：，应满足下列要求：(1)能提供具有各种业务能力的业务综合化接口。能提供具有各种业务能力的业务综合化接口。
43、要求能在传输容量的范围内提供任意速率的电路交换业要求能在传输容量的范围内提供任意速率的电路交换业务和分组交换业务；务和分组交换业务；(2)具有连接多个终端的能力。多个终端可共用一具有连接多个终端的能力。多个终端可共用一个个UNI，主叫用户可以任意使用其中一个终端与被叫用，主叫用户可以任意使用其中一个终端与被叫用户的任意终端进行通信户的任意终端进行通信(同类型终端同类型终端)；(3)具有终端的可移动性。利用标准插座，使终端具有终端的可移动性。利用标准插座，使终端能在通信过程中移动和重新连接。能在通信过程中移动和重新连接。(4)具有终端的通用性；具有终端的通用性；(5)具有公共信道具有公共信道7号
44、信令和网络分层协议，号信令和网络分层协议，UNI对应对应于于ISO/OSI参考模型的低三层；参考模型的低三层；UNI的功能可以组合成以下的功能群：的功能可以组合成以下的功能群：(1)TE1：ISDN终端。它符合终端。它符合ISDN的的UNI规范；规范；(2)TE2：非：非ISDN终端。它不支持终端。它不支持ISDN UNI协议，要协议，要通过适配器通过适配器TA将将TE2连接到连接到ISDN UNI中；中；(3)TA：适配器。用于将：适配器。用于将TE2接入接入ISDN UNI中；中；(4)NT1：1型网络终端。它是用户传输线终端装置，型网络终端。它是用户传输线终端装置，具有具有OSI参考模型
45、物理层的所有功能；参考模型物理层的所有功能；(5)NT2：2型网络终端。它相当于用户交换机型网络终端。它相当于用户交换机(PABX)和局域网等终端控制装置。和局域网等终端控制装置。&ISDNISDN ITU规定了规定了ISDN UNI四个参考点：四个参考点：R、S、T和和U，参，参见图见图3-13。其中，。其中，U参考点连接参考点连接ISDN交换系统和交换系统和NT1，可采用铜介质或光纤；可采用铜介质或光纤；T参考点是参考点是NT1提供给用户的连接提供给用户的连接器；器；S参考点是参考点是NT2与与TE1或或TA的接口；的接口；R参考点是参考点是TA与与TE2的接口。当不使用的接口。当不使用N
46、T2时，时，S参考点和参考点和T参考点可以参考点可以合并成一个参考点，称为合并成一个参考点，称为S/T参考点。参考点。在在ISDN UNI中提供了两种类型的信道：中提供了两种类型的信道：&ISDNISDN图图3-133-13 ISDN系统构成系统构成 一种是一种是信息信道信息信道，用于传送各种信息流；另一种是，用于传送各种信息流；另一种是信令信道信令信道，用于传送对用户和网络实施控制的信令信息。，用于传送对用户和网络实施控制的信令信息。对于电路交换来说，对于电路交换来说，ISDN信道有以下几种：信道有以下几种：(1)信息信道分为信息信道分为B信道和信道和H信道。信道。B信道为速率信道为速率64
47、 kb/s的信道，几个的信道，几个B信道合成信道合成H信道；信道；H信道分为信道分为384 kb/s和和1920 kb/s的信道；的信道；(2)信令信道为信令信道为D信道。信道。D信道的速率根据不同的接信道的速率根据不同的接口结构分为口结构分为16 kb/s和和64 kb/s两种。在某种情况下，两种。在某种情况下，D信信道也能用于传送分组交换数据。道也能用于传送分组交换数据。ITU规定了两种规定了两种UNI，即，即基本接口基本接口(BRI)(BRI)和和基群速率基群速率接口接口(PRI)(PRI)。(1)基本接口。它是为将现有电话网的普通用户线基本接口。它是为将现有电话网的普通用户线作为作为I
48、SDN的用户线而规定的接口，也是的用户线而规定的接口，也是ISDN最基最基&ISDNISDN本的本的UNI。它的结构简称为。它的结构简称为2B+D，即由，即由2条条64 kb/s的的B信道和信道和1条条16 kb/s的的D信道组成。信道组成。2条条B信道可以独立地信道可以独立地用来传输用户信息；而用来传输用户信息；而D信道则可以用来传输信令信息，信道则可以用来传输信令信息，也可以用来传输数据。也可以用来传输数据。(2)基群速率接口。它主要用于高速传输大业务量基群速率接口。它主要用于高速传输大业务量的场合，如召开视频会议等。我国采用的基群速率为的场合，如召开视频会议等。我国采用的基群速率为204
49、8 kb/s。它可提供。它可提供30条速率为条速率为64 kb/s的的B信道和信道和1条条速率为速率为64 kb/s的的D信道，或者可提供信道，或者可提供5条速率为条速率为384 kb/s的的H信道和信道和1条速率为条速率为64 kb/s的的D信道，或者将它们混合信道，或者将它们混合起来而组成混合信道接口。起来而组成混合信道接口。用户线是指用户终端连接到程控交换机的线路和设用户线是指用户终端连接到程控交换机的线路和设备。在只开展电话业务时，它传输的是音频话音信号，备。在只开展电话业务时，它传输的是音频话音信号，并且是双向二线传输。在开展数据业务时，并且是双向二线传输。在开展数据业务时，数字传输
50、一数字传输一&ISDNISDN般要求采用四线传输，而现有的用户线大都是二线电路。般要求采用四线传输，而现有的用户线大都是二线电路。因此，必须解决在二线用户线上双向传输数字信号的问因此，必须解决在二线用户线上双向传输数字信号的问题。常用的有两种方法：时间压缩复用法题。常用的有两种方法：时间压缩复用法(又称乒乓法又称乒乓法)和回波抵消法和回波抵消法(又称单频双工法又称单频双工法)。前者较简单，易于实。前者较简单，易于实现，但要求传输速率高，故传输距离较近现，但要求传输速率高，故传输距离较近;后者较复杂，后者较复杂，但要求传输速率低，传输距离较长。我国主要采用回波但要求传输速率低，传输距离较长。我国
