1、第9章 广域网第第9章章 广域网广域网n9.1 广域网基础广域网基础n9.2 串行广域网连接串行广域网连接n9.3 高级数据链路控制协议高级数据链路控制协议n9.4 点对点协议点对点协议n9.5 帧中继技术帧中继技术29.1 广域网广域网(WAN)基础基础n广域网一般都是由运营商（或称为网络广域网一般都是由运营商（或称为网络服务提供商服务提供商ISP）投资建设，绝大部分）投资建设，绝大部分公司或个人都是租用运营商的基础设施公司或个人都是租用运营商的基础设施进行分公司互连或接入到互联网。进行分公司互连或接入到互联网。n运营商在为用户提供运营商在为用户提供WAN服务时必须服务时必须仔细衡量用户的需
2、求，选择那些既能满仔细衡量用户的需求，选择那些既能满足用户需求，又符合用户所能承受的网足用户需求，又符合用户所能承受的网络使用费用的络使用费用的WAN技术。技术。39.1.1 WAN术语术语n用户驻地设备用户驻地设备CPE（Customer Premises Equipment）n分界点分界点DP（Demarcation Point）n本地环路本地环路n中心局中心局CO(Central Office)n长途通信网长途通信网TN（Toll Network）49.1.2 WAN基本线路类型和网络带基本线路类型和网络带宽宽n早期两种互不兼容的标准：早期两种互不兼容的标准：北美标准北美标准T1欧洲标准
3、欧洲标准E1，我国使用的是欧洲标准我国使用的是欧洲标准。nSDH/SONET标准制定后，使北美、日标准制定后，使北美、日本和欧洲这三个地区三种不同的数字传本和欧洲这三个地区三种不同的数字传输体制输体制在在STM-1等级上等级上获得了统一，真获得了统一，真正实现了数字传输体制的世界性标准。正实现了数字传输体制的世界性标准。59.1.3 WAN连接类型连接类型nWAN连接主要表现在物理层和数据链连接主要表现在物理层和数据链路层，各种标准都是在描述物理层传送路层，各种标准都是在描述物理层传送方式和数据链路层的操作，包括寻址、方式和数据链路层的操作，包括寻址、数据流控制与封装等数据流控制与封装等。nW
4、AN连接主要有以下三种类型连接主要有以下三种类型：专用线专用线电路交换电路交换分组交换分组交换69.1.4 典型的典型的WAN协议协议n支持支持WAN的是串行接口，以太网属于的是串行接口，以太网属于局域网技术，不能在串行接口上配置以局域网技术，不能在串行接口上配置以太网封装，许多支持太网封装，许多支持WAN的协议也不的协议也不能在以太网接口上封装能在以太网接口上封装。n能够支持能够支持WAN的一些重要协议：的一些重要协议：X.25及平衡式链路接入规程及平衡式链路接入规程LAPBD信道链路接入规程信道链路接入规程LAPD帧中继帧中继FR7能够支持能够支持WAN的一些重要协议：的一些重要协议：综合
5、业务数字网综合业务数字网ISDN高级链路控制高级链路控制HDLC点到点协议点到点协议PPP以太网点到点协议以太网点到点协议PPPoE串行线路接口协议串行线路接口协议SLIP光纤同轴混合网光纤同轴混合网HFC数字用户线数字用户线DSL异步转送方式异步转送方式ATM密集波分多路复用密集波分多路复用DWDM多协议标记交换多协议标记交换MPLS 89.2 串行广域网连接串行广域网连接nWAN连接无论是专线或电路交换、还连接无论是专线或电路交换、还是分组交换，很多都是使用同步或异步是分组交换，很多都是使用同步或异步串行传输，即通过单个信道每次传输一串行传输，即通过单个信道每次传输一个比特。个比特。n串行
6、链路使用频率（赫兹）描述，在该串行链路使用频率（赫兹）描述，在该频率范围内每秒可传输的数据量称为带频率范围内每秒可传输的数据量称为带宽（单位为比特）。宽（单位为比特）。99.2.1 数据通信设备和数据终端设备数据通信设备和数据终端设备n数据终端设备数据终端设备DTE有收、发和处理数据的能力，通常，用户有收、发和处理数据的能力，通常，用户的路由器是的路由器是DTE设备，负责连接内部网与设备，负责连接内部网与广域网广域网。n数据通信设备数据通信设备DCE负责建立、维持和释放数据链路的连接，负责建立、维持和释放数据链路的连接，并向并向DTE设备提供时钟。设备提供时钟。109.2.2 物理层接口标准物
7、理层接口标准n许多物理层标准定义了许多物理层标准定义了DTE与与DCE之间之间的接口管理规则的接口管理规则：EIA/TIA-232EIA/TIA-449EIA/TIA-612/613V.35EIA-530G.703119.2.3 WAN连接举例连接举例n典型的连接典型的连接129.3 高级数据链路控制协议高级数据链路控制协议nHDLC是一种面向比特的同步数据链路是一种面向比特的同步数据链路层协议层协议。面向比特是指使用比特来表示控制信息面向比特是指使用比特来表示控制信息面向字节的协议，如面向字节的协议，如TCP/IP，它们的控制，它们的控制信息是根据字节生成的。信息是根据字节生成的。139.3
8、.1 HDLC的帧格式的帧格式nHDLC主要用于点对点、专用链路和电主要用于点对点、专用链路和电路交换，是这些连接上的默认封装类型路交换，是这些连接上的默认封装类型，它定义了一种通过串行数据链路使用，它定义了一种通过串行数据链路使用帧标识、校验和的数据封装方法帧标识、校验和的数据封装方法。nISO HDLC帧格式帧格式14nISO制定的制定的HDLC只能支持单协议环境只能支持单协议环境，并没有，并没有一种能够支持多种网络层协议一种能够支持多种网络层协议的统一定义的统一定义。n每个设备厂商都采用了自己的封装方式每个设备厂商都采用了自己的封装方式来支持多种网络层来支持多种网络层协议协议：159.3
9、.2 配置配置HDLCn在同步串行线路上默认使用在同步串行线路上默认使用HDLC串行封串行封装模式，如果要重新封装装模式，如果要重新封装HDLC，则进入，则进入相应的串行接口配置模式，执行如下命令相应的串行接口配置模式，执行如下命令：Router(config-if)#encapsulation hdlc169.4 点对点点对点协议协议nPPP是是在在SLIP原有的基础上针对多协议环境而原有的基础上针对多协议环境而设计，并设计，并解决解决了了远程远程互联网络的连接问题。互联网络的连接问题。PPP现在是一种应用非常广泛的国际标准现在是一种应用非常广泛的国际标准WAN封装协议，可以支持异步串行连接
10、（如封装协议，可以支持异步串行连接（如拨号）和同步串行连接（如拨号）和同步串行连接（如ISDN）。nPPP是是IETF的标准化协议，定义了一种标准串的标准化协议，定义了一种标准串行线路封装方式，实现在点对点链路上封装网行线路封装方式，实现在点对点链路上封装网络层协议信息，可以支持不同厂家设备之间的络层协议信息，可以支持不同厂家设备之间的互操作。互操作。17点对点协议点对点协议nPPP由由三个部分三个部分组成组成：高级数据链路控制高级数据链路控制协议（协议（HDLC）链路控制链路控制协议协议LCP(Link Control Protocol)网络网络控制协议控制协议NCP(Network Con
11、trol Protocol)IPCP（Internet Protocol Control Protocol）18点对点协议点对点协议nPPP协议与协议与ISO/OSI参考模型之间的关参考模型之间的关系系199.4.1 PPP身份验证身份验证n有两种验证有两种验证方法方法：密码密码身份验证协议身份验证协议PAP（Password Authentication Protocol）有可能受到回放（playback）攻击挑战握手验证协议挑战握手验证协议CHAP（Challenge Handshake Authentication Protocol）挑战请求信息（一般为随机数）有效抵御回放攻击209.4
12、.2 链路控制链路控制协议配置协议配置协商协商n最大接收单元最大接收单元MRUn认证协议认证协议n质量质量协议协议n神奇神奇数字数字n数据压缩数据压缩n多链路多链路最大接收重组单元最大接收重组单元MRRUnPPP回拨回拨219.4.3 PPP会话连接的建立会话连接的建立nPPP的工作过程的工作过程包括包括：链路建立链路建立身份身份认证认证网络层协议网络层协议配置配置连接释放连接释放229.4.4 配置配置PPP(1)配置配置PPP封装封装Router(config-if)#encapsulation ppp(2)配置配置PPP身份认证身份认证配置路由器的配置路由器的hostname、usern
13、ame和和password，本，本地地路由器的路由器的username就是远端路由器的就是远端路由器的hostname。远端路由器的远端路由器的username就是本地路由器的就是本地路由器的hostname。password两端必须两端必须相同相同。指定身份认证的方法，可以为指定身份认证的方法，可以为PAP或或CHAP。如：如：Router-A(config-if)#ppp authentication chap pap239.4.5 验证验证PPP封装封装nshow running-config查看查看hostname、username、passwordnshow interface查看串
14、行查看串行接口运行状态接口运行状态n如果如果PPP会话无法建立或互相会话无法建立或互相ping不通，请检不通，请检查如下一些方面是否正常：查如下一些方面是否正常：username是否是对端的是否是对端的hostname，区分，区分大小写。大小写。密码是否两端一致密码是否两端一致，区分，区分大小写。大小写。两端的封装是否都为两端的封装是否都为PPP。两端的两端的IP地址是否属于同一个网络。地址是否属于同一个网络。249.5 帧帧中继技术中继技术n帧中继是一种非广播多路访问（帧中继是一种非广播多路访问（NBMA）技术，不会有任何广播包通过帧中继）技术，不会有任何广播包通过帧中继网络，而是通过点到多
15、点子接口实现多网络，而是通过点到多点子接口实现多路访问路访问。n帧中继是一种分组交换技术，工作在帧中继是一种分组交换技术，工作在OSI参考模型的数据链路层，使用虚电参考模型的数据链路层，使用虚电路路VC（Virtual Circuit）进行）进行连接连接。25帧中继网络的优势：帧中继网络的优势：n利用利用1个广域网接口就可以实现与个广域网接口就可以实现与5家分支机家分支机构构相连相连：269.5.1 帧中继术语帧中继术语n虚电路虚电路VC(Virtual Circuit)交换虚电路交换虚电路SVC(Switched VC)永久虚电路永久虚电路PVC(Permanent VC)在实际应用的帧中继
16、网络中，绝大多数虚电路都是PVC。n数据链路连接数据链路连接标识标识DLCI用来标识帧中继用来标识帧中继PVC的数字，以区分不同的数字，以区分不同的的虚电路虚电路。DLCI只具有本地只具有本地意义意义。27帧中继术语帧中继术语n反向反向ARP将将DLCI映射到映射到IP地址地址。frame-relay map静态指定静态指定DLCI到到IP地址地址的的映射映射。n本地管理接口本地管理接口LMI一种用户驻地设备一种用户驻地设备(CPE)和它连接的第一和它连接的第一台帧中继交换机之间传送的信令台帧中继交换机之间传送的信令标准标准。用于用于交流有关虚电路的运行情况和连接状交流有关虚电路的运行情况和连
17、接状态方面的态方面的信息信息。28帧中继术语帧中继术语n承诺信息速率承诺信息速率CIR服务提供商保证提供的最大服务提供商保证提供的最大带宽带宽超过的部分称为超过的部分称为“突发量突发量”n帧中继帧中继拥塞控制拥塞控制可丢弃位可丢弃位DE前向显式拥塞通知位前向显式拥塞通知位FECN后向显式拥塞通知位后向显式拥塞通知位BECN299.5.2 帧中继实现帧中继实现n单单接口接口配置：配置：在一个串行接口上指定帧中继的封装在一个串行接口上指定帧中继的封装类型类型 Cisco/IETF给接口分配一个给接口分配一个IP地址地址根据服务提供商的要求确定根据服务提供商的要求确定LMI的的类型类型 Cisco/
18、ANSI/ITU-T Q.933A配置配置DLCI，标识需要使用的，标识需要使用的PVC30单接口帧中继单接口帧中继互连互连，图，图9-931帧中继实现帧中继实现n子子接口接口：物理串行接口上不能配置物理串行接口上不能配置IP地地址，址，IP地址都地址都要配置到子接口要配置到子接口上上。点到点（点到点（point-to-point）子接口：每个子）子接口：每个子接口属于不同的子网，每条接口属于不同的子网，每条PVC也都属于也都属于不同的子网。不同的子网。多点（多点（multipoint）子接口：连接到帧中）子接口：连接到帧中继网络的所有路由器的串行接口都位于同继网络的所有路由器的串行接口都位于
19、同一个子网中，相应地，所有的一个子网中，相应地，所有的PVC也都属也都属于同一个子网。于同一个子网。32点到点子接口举例：点到点子接口举例：n如图如图9-10所示，路由器所示，路由器Router0通过帧通过帧中继中继PVC分别与分别与Router1、Router2、Router3、Router4相连，每条相连，每条PVC属属于不同的子网，在于不同的子网，在Router0的一个串行的一个串行接口上配置点对点子接口支持与多条接口上配置点对点子接口支持与多条PVC互连。互连。33点到点子点到点子接口接口帧中继互连，图帧中继互连，图9-1034多点子接口举例：多点子接口举例：n与点对点子接口配置不同的
20、地方在于需要配与点对点子接口配置不同的地方在于需要配置置IP地址与地址与DLCI的映射，的映射，LMI可以使用默认可以使用默认的设置，路由器可以自动学习到的设置，路由器可以自动学习到。n如如图图9-11所示，路由器所示，路由器Router1与路由器与路由器Router2、Router3、Router4通过帧中继网通过帧中继网络互连，其中络互连，其中Router1是中心路由器，是中心路由器，Router2、Router3、Router4是分支路由器是分支路由器。35多点子多点子接口接口帧中继互连，图帧中继互连，图9-1136帧中继实现帧中继实现n对比两种子接口模式，可以看出，点对对比两种子接口模
21、式，可以看出，点对点子接口是在一个物理接口上配置多条点子接口是在一个物理接口上配置多条PVC，而多点子接口是在一个子接口上，而多点子接口是在一个子接口上配置多条配置多条PVC。nframe-relay map命令后面的命令后面的broadcast参数意义是通过参数意义是通过PVC发送广发送广播消息，这对路由协议的正常运行很重播消息，这对路由协议的正常运行很重要。要。379.5.3 检验帧中继的运行检验帧中继的运行nshow interface serial查看接口有关物理层和数据链路层的状态、封装方查看接口有关物理层和数据链路层的状态、封装方式、式、LMI等等信息信息。nshow frame-relay lmi显示显示LMI的类型、的类型、LMI错误和错误和LMI的数据流量统计。的数据流量统计。nshow frame-relay map显示显示IP地址到地址到DLCI的映射。的映射。nshow frame-relay pvc显示所有配置的显示所有配置的PVC信息信息。38检验帧中继的运行检验帧中继的运行ndebug frame-relay lmi实时输出路由器和帧中继交换机之间交换实时输出路由器和帧中继交换机之间交换的的LMI信息，根据显示的信息判断连接是信息，根据显示的信息判断连接是否正常，并排除可能出现的故障。否正常，并排除可能出现的故障。39
