網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識-廣域網(wǎng)

1、 6.1 廣域網(wǎng)的基本概念 6.2 X.25協(xié)議 6.3 幀中繼 6.4 ATM技術(shù) 6.5 DDN6.1.1 廣域網(wǎng)簡介 所謂廣域網(wǎng) WAN（Wide Area Networks）是指的作用范圍很廣的計算機網(wǎng)絡(luò)。這里的作用范圍是指地理范圍而言，可以是一個城市，國家甚至全球。廣域網(wǎng)的特點：廣域網(wǎng)的特點：1、覆蓋范圍廣，可達數(shù)千、甚至數(shù)萬公里。2、廣域網(wǎng)沒有固定的拓撲結(jié)構(gòu)。3、廣域網(wǎng)通常使用高速光纖作為傳輸介質(zhì)。4、局域網(wǎng)可以作為廣域網(wǎng)的終端用戶與廣域網(wǎng)相連。5、廣域網(wǎng)主干帶寬大，但提供給終端用戶的帶寬小。6、數(shù)據(jù)傳輸距離遠，往往要經(jīng)過多個廣域網(wǎng)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)，延時較長。7、廣域網(wǎng)管理、維護困難。 6

2、.1.2 廣域網(wǎng)的組成 廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)是由一些結(jié)點交換機以及連接這些交換機的鏈路組成的。 6.1.3 廣域網(wǎng)提供的服務(wù)廣域網(wǎng)提供的服務(wù) 1、無連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 2、面向連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 3、兩種服務(wù)的根本區(qū)別在于誰來保證通信的可靠性。6.2.1 X.25協(xié)議簡介協(xié)議簡介 X.25協(xié)議協(xié)議是數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）和數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備（DCE）之間的接口規(guī)程。 6.2.2 X.25 網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)X.25協(xié)議定義了一共三層的內(nèi)容協(xié)議定義了一共三層的內(nèi)容：1、X.25第三層（分組層）規(guī)程描述了分組層所使用分組的格式和兩個三層實體之間進行分組交換的規(guī)程；2、X.25第二層（鏈路層）規(guī)程也叫做平衡型鏈

3、路訪路規(guī)程LAPB，定義了DTE與DCE之間交互的幀的格式和規(guī)程； 3、X.25第一層（物理層）則定義了DTE與DCE之間進行連接時的一些物理電氣特性。 6.3.1 幀中繼簡介幀中繼簡介 幀中繼（Frame Relay，F(xiàn)R）技術(shù)是在OSI第二層上用簡化的方法傳送和交換數(shù)據(jù)單元的一種技術(shù)。 幀中繼僅完成OSI物理層和鏈路層核心層的功能，將流量控制、糾錯等留給智能終端去完成，大大簡化了節(jié)點機之間協(xié)議；同時，幀中繼采用虛電路技術(shù)，能充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，因而幀中繼具有吞吐量高、時延低、適合突發(fā)性業(yè)務(wù)等特點。 6.3.2 幀中繼業(yè)務(wù)幀中繼業(yè)務(wù)幀中繼網(wǎng)絡(luò)提供的業(yè)務(wù)有兩種幀中繼網(wǎng)絡(luò)提供的業(yè)務(wù)有兩種： 永久虛

4、電路和交換虛電路幀中繼的特點：幀中繼的特點： 高效、經(jīng)濟、可靠、靈活 6.3.3 幀中繼的帶寬管理幀中繼的帶寬管理 幀中繼網(wǎng)絡(luò)通過為用戶分配帶寬控制參數(shù)，對每條虛電路上傳送的用戶信息進行監(jiān)視和控制，實施帶寬管理，以合理地利用帶寬資源。 6.3.4 幀中繼用戶接入方式1、局域網(wǎng)用戶接入方式2、終端用戶接入方式3、專用幀中繼網(wǎng)接入公用幀中繼網(wǎng)6.3.5 幀中繼用戶接入設(shè)備幀中繼用戶接入設(shè)備 幀中繼用戶接入設(shè)備是用戶宅用設(shè)備（CPE），是組成幀中繼網(wǎng)絡(luò)的基本要素，負責(zé)把幀送到幀中繼網(wǎng)。 幀中繼終端 幀中繼裝/拆設(shè)備 路由器和網(wǎng)橋 幀中繼交換機6.3.6 幀中繼的適用范圍幀中繼的適用范圍（1）當(dāng)用戶需

5、要數(shù)據(jù)通信，其帶寬要求較高，而參與通信的各方多于兩個的時候使用幀中繼是一種較好的解決方案。（2）通信距離較長時，應(yīng)優(yōu)選幀中繼。應(yīng)為幀中繼的高效性使用戶可以享有較好的經(jīng)濟性。（3）當(dāng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量為突發(fā)性時，由于幀中繼具有動態(tài)分配帶寬的功能，選用幀中繼可以有效地處理突發(fā)性數(shù)據(jù)。6.4.1 ATM網(wǎng)簡介網(wǎng)簡介 ATM（Asynchronous Transfer Mode）顧名思義就是異步傳輸模式 ATM是一種傳輸模式，在這一模式中，信息被組織成信元，因包含來自某用戶信息的各個信元不需要周期性出現(xiàn)，這種傳輸模式是異步的。 ATM信元信元是固定長度的分組，共有53個字節(jié)，分為個部分。前面?zhèn)€字節(jié)為信頭，主要

6、完成尋址的功能；后面的48個字節(jié)為信息段，用來裝載來自不同用戶，不同業(yè)務(wù)的信息。 ATM(Asychronous Transfer Mode,異步轉(zhuǎn)移模式）是一種能高速傳遞綜合業(yè)務(wù)信息、效率高、控制靈活、新穎的信息傳遞模式，已被 ITU-T（國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化部門）確定為傳送和交換語音、圖像、數(shù)據(jù)及多媒體信息的工具。 ATM系統(tǒng)是使用異步時分復(fù)用技術(shù)的快速分組交換方式，它將信息流分割成固定長度的ATM信元，能比較容易地實現(xiàn)各種信息流混合在一起的多媒體通信，能根據(jù)業(yè)務(wù)類型、傳輸速率等要求動態(tài)分配有效容量，對高速信息元傳輸頻次高，對低速信息元傳輸頻次低。因此ATM能采用單一的交換方式，支持從窄

7、帶話音、數(shù)據(jù)傳輸?shù)紿DTV等范圍極廣的各種業(yè)務(wù)。ATM信元由53B長度構(gòu)成，其中 5B是信頭，48B是信息域，所以在線路上傳輸?shù)男畔⒍际茿TM信元。異步轉(zhuǎn)移模式異步轉(zhuǎn)移模式ATM定義，歸結(jié)為：定義，歸結(jié)為： (1) 面向連接的快速分組交換技術(shù)面向連接的快速分組交換技術(shù)（Connection-oriented, high-speed packet switching）。 (2) 基于固定長度信元的異步傳輸技術(shù)基于固定長度信元的異步傳輸技術(shù)（53-byte celled streaming）。各種類型的信息流（包括語音、數(shù)據(jù)、視頻等）均被適配成固定長度的（53字節(jié)）的信元（Cell）中進行傳輸。信

8、元是同步定時發(fā)送的，但信元所包含的信息之間卻是異步，即不保證原來的信息順序到達目的地。 異步轉(zhuǎn)移模式ATM作為B-ISDN核心技術(shù)！ 為了完成傳送ATM信元的工作，一個典型的ATM交換機應(yīng)有人線和出線處理、ATM交換單元和ATM控制三個基本部分，其中ATM交換單元是關(guān)鍵，它按照要求將人線上的ATM信元轉(zhuǎn)送到需要的出線上去，從而完成交換動作?？刂茊卧獙粨Q單元的動作進行控制；人線處理對輸入的ATM信元進行處理，使之適合ATM交換單元的要求；出線處理對交換單元送出的信元進行處理，使之適合線路傳輸?shù)囊蟆?A 級級 - 固定比特率（CBR）業(yè)務(wù)：ATM適配層（AAL1），支持面向連接的業(yè)務(wù)，其比特率

9、固定，常見業(yè)務(wù)為64Kbit/s話音業(yè)務(wù)，非壓縮的視頻通信及專用數(shù)據(jù)網(wǎng)的租用電路。 B 級級 - 可變比特率（VBR）業(yè)務(wù)：ATM適配層2（AAL2）。支持面向連接的業(yè)務(wù)，其比特率是可變的。常見業(yè)務(wù)為壓縮的分組語音通信和壓縮的視頻傳輸。該業(yè)務(wù)具有傳遞介面延遲物性，其原因是接收器需要重新組裝原來的非壓縮語音和視頻信息。 C 級 - 面向連接的數(shù)據(jù)服務(wù)：AAL3/4。該業(yè)務(wù)為面向連接的業(yè)務(wù)，適用于文件傳遞和數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)，其連接是在數(shù)據(jù)被傳送以前建立的。它是可變比特率的，但是沒是介面?zhèn)鬟f延遲。D 級 - 無連接數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)：常見業(yè)務(wù)為數(shù)據(jù)報業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)網(wǎng)業(yè)務(wù)。在傳遞數(shù)據(jù)前， 其連接不會建立。AAL3/4或A

10、AL5均支持此業(yè)務(wù) 。 LANE（EmulatedLAN）的功能是在ATM網(wǎng)絡(luò)上仿真LAN，LANE協(xié)議定義了仿真IEEE802.3以太網(wǎng)或802.5令牌環(huán)網(wǎng)的機制。LANE協(xié)議定義了與現(xiàn)有LAN給網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)相同的接口，在ATM網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以相應(yīng)的LAN MAC分組格式封裝。 在ATM網(wǎng)上模擬傳統(tǒng)局域網(wǎng)，通過ATM網(wǎng)將多個傳統(tǒng)局域網(wǎng)和終端設(shè)備互聯(lián)。在ATM網(wǎng)上構(gòu)造新的局域網(wǎng)，這些局域網(wǎng)接點間的通信行為與傳統(tǒng)局域網(wǎng)完全相同。局域網(wǎng)仿真對局域網(wǎng)隱藏了ATM交換結(jié)構(gòu)，局域網(wǎng)終端感覺不到ATM網(wǎng)絡(luò)的存在，因此無需修改終端設(shè)備的軟硬件，就可以利用ATM網(wǎng)絡(luò)的各種優(yōu)點。由下圖可見，仿真協(xié)議主要在

11、ATM主機和ATM LAN橋上實現(xiàn)。ATMLAN橋是局域網(wǎng)和ATM網(wǎng)間的轉(zhuǎn)換器，它采用ALL5協(xié)議對局域網(wǎng)數(shù)據(jù)作適配，產(chǎn)生ATM信元，或重組ATM信元，恢復(fù)局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)幀。ATM主機在ATM適配層與高層協(xié)議間加入局域網(wǎng)仿真功能，使ATM主機模擬傳統(tǒng)局域網(wǎng)設(shè)備的行為，與局域網(wǎng)通信。ATMLANE是專為LAN接入而設(shè)置的，意即ATM的局域網(wǎng)仿真（LANEmulation）。對傳統(tǒng)IP終端而言，ATM網(wǎng)絡(luò)就像是一個局域網(wǎng)，其中包含若干由路由器連接起來的IP子網(wǎng)。 LANE 基于客戶端/服務(wù)器模式（Client/Server），一個LANE服務(wù)器可對多個LANE 客戶端。LANE支持多種協(xié)議（MPOA

12、：Multi-ProtocoloverATM）傳送，允許不同的LANE之間的互聯(lián)；LANE 充分支持LAN中的無連接特性；LANE支持單播、多播及廣播傳送； 局域網(wǎng)仿真從邏輯上看由服務(wù)器和一組局域網(wǎng)仿真客戶組成。 DSLAM（DigitalSubscriberLinerAccessMultiplexer）的定義為數(shù)字用戶線接入復(fù)用器，局端設(shè)備，完成ADSL接入業(yè)務(wù)的匯聚和分發(fā)。 DSLAM原理上傳的數(shù)據(jù)信號在ADSLModem中，通過AAL5分段和組裝子層（SAR）功能實現(xiàn)MAC幀到ATM信元之間的轉(zhuǎn)換，經(jīng)DSL調(diào)制后，信號被傳輸?shù)骄侄说腄SLAM側(cè)，局端的DSLAM對ADSL信號進行解調(diào)，并

13、恢復(fù)成ATM信元格式。 DSLAM分為ATM-DSLAM和IP-DSLAM。二者的主要區(qū)別是：ATM-DSLAM 是全程ATM的連接，而IP-DSLAM則是將ATM連接到DSLAM設(shè)備的相關(guān)功能板（以太網(wǎng)板）、實現(xiàn)ATM的終結(jié)，然后將ATM信元轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)幀進行傳輸。從組網(wǎng)方式看：ATM-DSLAM和IP-DSLAM都作為接入設(shè)備來使用，但ATM-DSLAM是上連ATM匯聚交換機，而IP-DSLAM是上連三層交換機。 6.5.1 DDN概述概述 數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)（Digital Data Network）是利用數(shù)字信道傳輸數(shù)據(jù)信號的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng) 。 DDN是骨干數(shù)據(jù)網(wǎng)最早的形式之一，它是一種

14、純物理層、半永久性的網(wǎng)絡(luò)，也就是說它只負責(zé)把數(shù)據(jù)從A點傳送到B點，而不管數(shù)據(jù)被封裝成何種形式。DDN有四個組成部分：數(shù)字通道、DDN節(jié)點、網(wǎng)管控制和用戶環(huán)路DDN的優(yōu)點： 同步數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)；傳輸速率高，延遲小；全透明網(wǎng)絡(luò)。 DDN的特點的特點是傳輸速率高、有保障、時延較小。 用戶的接入方式一般是專線，進網(wǎng)速率為N*64k，最高達2M，用戶可自由選擇DDN的業(yè)務(wù)有：1、提供點到多點的電路連接，適合于用戶廣播發(fā)送各種新聞、天氣、證券等信息，也適用于集中監(jiān)控、信用卡驗證、銷售終端（POS）驗證、預(yù)訂系統(tǒng)等業(yè)務(wù)；2、提供多點到多點的電路連接，適合于用戶的網(wǎng)絡(luò)互連； 3、在一條專線上給用戶同時提供語音和傳

15、真業(yè)務(wù)，能進行標(biāo)準(zhǔn)的語音壓縮功能。 DDN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)按網(wǎng)絡(luò)的組建、運營、管理和維護的責(zé)任地理區(qū)域，可分為一級干線網(wǎng)、二級干線網(wǎng)和本地網(wǎng)三級。 DDN是由數(shù)字傳輸電路和相應(yīng)的數(shù)字交叉連接復(fù)用設(shè)備組成，其中，數(shù)字傳輸電路主要以光纜傳輸為主，數(shù)字交叉連接復(fù)用設(shè)備對數(shù)字電路進行半固定交叉連接和子速率的復(fù)用。一般情況下，為了網(wǎng)絡(luò)的下沉運行和上演維護管理，需要配置網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。 用戶加入DDN網(wǎng)絡(luò)的方式多種多樣：(1)IPOAIPOA IP Over ATM 是IP與ATM結(jié)合的一種技術(shù)是指利用ATM網(wǎng)絡(luò)在ATM 終端建立連接進行IP的數(shù)據(jù)通信.(2)MPLS在廣域網(wǎng)上被看好的IP和ATM結(jié)合的技術(shù)是MPLS 多協(xié)議標(biāo)簽交換MPLS是用一個固定長度的標(biāo)簽決定包的處理MPLS是一個前向轉(zhuǎn)發(fā)策略(1) QoSATM最引人注目的特點是提供面向連接的QoS保障這也是為何電信級網(wǎng)絡(luò)采用ATM的重要原因ATM對連接提供QoS分為兩個方面建立連接時沿途傳送資源預(yù)留信息的機制數(shù)據(jù)傳輸時沿途節(jié)點對質(zhì)量承諾的保證機制這兩者配合完成了對端到端的QoS的保證.IP的QoS也是通過兩步實現(xiàn)首先RS