第3章 廣域網(wǎng)技術(shù)

1、第3章 廣域網(wǎng)技術(shù)本章主要內(nèi)容 廣域網(wǎng)的連接方式 網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)設(shè)備 高級廣域網(wǎng)技術(shù) 與Internet的連接2022-4-2923.1廣域網(wǎng)的連接方式 3.1.1模擬連接 所謂模擬連接是指與廣域網(wǎng)連接時(shí)所采用的信號是模擬信號。在模擬連接中有使用公共電話網(wǎng)絡(luò)拔號上網(wǎng)方式和使用專用線路上網(wǎng)兩種方式。 1撥號上網(wǎng) 2專用線路2022-4-293 3.1.2 數(shù)字連接 所謂的數(shù)字連接是指通信媒介中傳輸?shù)氖菙?shù)字信號。 1DDS 這種數(shù)字連接是通過CSU/DSU（通道服務(wù)設(shè)備與數(shù)據(jù)服務(wù)設(shè)備）設(shè)備從網(wǎng)橋或路由器上發(fā)送數(shù)據(jù)，只在一些城市中提供服務(wù)。它的傳輸速率很慢，與模擬連接的速率差不多。2022-4-294

2、2T1 T1是目前應(yīng)用最為廣泛的一種數(shù)字連接。它提供1.54Mbit/s的帶寬，是點(diǎn)對點(diǎn)的全雙工連接，T1的帶寬劃分為24個(gè)信道，每個(gè)信道帶寬為64kbit/s。 3T2、T3與T4 這些數(shù)字連接與T1相比，提供了更大的帶寬和更多的信道。一般需要高頻的介質(zhì)，如微波和光纖。它們是為高速大流量的數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)的，適合于視頻和語音以及對實(shí)時(shí)性有很強(qiáng)要求的傳輸。2022-4-295 4Switched56 這是由電話公司提供一種局域網(wǎng)到局域網(wǎng)的數(shù)字連接服務(wù)。2022-4-296 3.1.3 分組交換連接 分組交換連接是一種高速的、具有差錯(cuò)控制功能和高的線路利用率的連接方式。 1分組交換的工作原理 在分組

3、交換廣域網(wǎng)中，計(jì)算機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)前，把大的數(shù)據(jù)分成很多小的報(bào)文分組，對以報(bào)文分組為單位的信息進(jìn)行發(fā)送、暫存和轉(zhuǎn)發(fā)。計(jì)算機(jī)給每個(gè)報(bào)文分組加上目標(biāo)地址、數(shù)據(jù)分組編號以及錯(cuò)誤控制等其他的信息，然后把報(bào)文分組發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上。2022-4-297 當(dāng)數(shù)據(jù)達(dá)到網(wǎng)絡(luò)上的交換設(shè)備后，這些設(shè)備根據(jù)目前網(wǎng)絡(luò)上的信息流量情況，為每個(gè)數(shù)據(jù)幀選擇一條最佳路徑。這樣，各個(gè)數(shù)據(jù)幀就沿不同的路徑到達(dá)目標(biāo)計(jì)算機(jī)，達(dá)到目標(biāo)計(jì)算機(jī)時(shí)，其順序可能完全改變了，目標(biāo)計(jì)算機(jī)按照數(shù)據(jù)幀上的信息把它分組報(bào)文進(jìn)行還原，使之于原來的數(shù)據(jù)一致。2022-4-298 2分組交換業(yè)務(wù)方式的分類 虛擬電路方式：為兩用戶終端設(shè)備在開始互相發(fā)送和接收數(shù)據(jù)之前建立

4、邏輯上的連接，而在實(shí)際的電路中可能有很多的不同鏈路的組合。這種虛擬的邏輯電路可以是臨時(shí)性的也可以是永久性的連接，一直到離開網(wǎng)絡(luò)時(shí)才釋放連接。2022-4-299 數(shù)據(jù)報(bào)方式：把每個(gè)數(shù)據(jù)幀都看成是獨(dú)立的數(shù)據(jù)，在接收轉(zhuǎn)發(fā)過程中，網(wǎng)絡(luò)的交換設(shè)備會根據(jù)網(wǎng)絡(luò)情況給每個(gè)數(shù)據(jù)幀選擇一條最佳路徑，數(shù)據(jù)達(dá)到目標(biāo)計(jì)算機(jī)后，目標(biāo)計(jì)算機(jī)必須按照分組編號重新排列各數(shù)據(jù)幀的順序。2022-4-2910 3分組交換的特點(diǎn) 這種連接的方法有如下的特點(diǎn)： （1）數(shù)據(jù)傳輸?shù)难訒r(shí)較小，可以用于實(shí)時(shí)性要求高的網(wǎng)絡(luò)傳輸。 （2）能自動選擇路徑，把網(wǎng)的流量均勻分配給整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，避免了網(wǎng)絡(luò)局部的堵塞，并保證了所有信道具有較高的利用率。 （3

5、）數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣容^快，可以適合大流量的需求。 （4）采用多路復(fù)用的技術(shù)，可以充分的利用各個(gè)通道，以便提供穩(wěn)定的服務(wù)。2022-4-29113.2網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)設(shè)備 廣域網(wǎng)是指用連接設(shè)備將小的局域網(wǎng)連接起來形成，同時(shí)也可以使用這些設(shè)備對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展。所使用的設(shè)備有：調(diào)制解調(diào)器、集線器、中繼器、網(wǎng)橋、路由器、橋由器、網(wǎng)關(guān)等。2022-4-2912 3.2.1調(diào)制解調(diào)器 1調(diào)制解調(diào)器的工作原理 調(diào)制解調(diào)器是由調(diào)制器和解調(diào)器兩部分組成。計(jì)算機(jī)通過調(diào)制解調(diào)器與電話線相連，將資料傳輸出去和接收進(jìn)來。 2調(diào)制解調(diào)器的分類與選擇 調(diào)制解調(diào)器一般分為外置調(diào)制解調(diào)器和內(nèi)置調(diào)制解調(diào)器兩種類型。 選擇調(diào)制解調(diào)器應(yīng)從實(shí)際需

6、求出發(fā)，多方面的考慮。2022-4-2913 3.2.2中繼器 中繼器又名轉(zhuǎn)發(fā)器或重發(fā)器，工作在物理層，常用于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間完成物理信號的雙向轉(zhuǎn)發(fā)工作。2022-4-2914 3.2.3集線器 集線器是一種能夠改變網(wǎng)絡(luò)傳輸信號、擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、連接PC、服務(wù)器和外設(shè)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的最基本的設(shè)備。 集線器工作于物理層，屬于通信設(shè)備。 按工作方式分類，集線器可以分為被動集線器、主動集線器、智能集線器和交換集線器。在選擇集線器時(shí)一般從集線器的外形尺寸、帶寬、是否具有管理功能、擴(kuò)展方式等幾方面考慮。2022-4-2915 3.2.4 網(wǎng)橋 1網(wǎng)橋的工作原理 網(wǎng)橋工作在OSI模型的數(shù)據(jù)鏈路層，它的主要功能是：

7、 （1）能夠在數(shù)據(jù)幀上重生數(shù)據(jù)。 （2）能夠?qū)崿F(xiàn)協(xié)議轉(zhuǎn)換。 （3）檢查每個(gè)數(shù)據(jù)幀的目標(biāo)地址和源地址，實(shí)現(xiàn)幀的轉(zhuǎn)發(fā)與過濾，并建立一張路由表。2022-4-2916 （4）有選擇的傳輸數(shù)據(jù)，均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。 （5）網(wǎng)橋具有管理功能，對擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督。 2網(wǎng)橋的實(shí)現(xiàn) 網(wǎng)橋可以是一個(gè)獨(dú)立的設(shè)備，也可以以其他的形式出現(xiàn)，比如以網(wǎng)卡形式出現(xiàn)。 3網(wǎng)橋的適用場合 具有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）設(shè)備簡單，容易實(shí)現(xiàn)。 （2）靈活性好，適用性強(qiáng)。 （3）可以連接不同的網(wǎng)絡(luò)分支。2022-4-2917 （4）能夠分割網(wǎng)絡(luò)減少網(wǎng)絡(luò)的信息流量。 （5）價(jià)格相對便宜比中繼器貴。 在下面的情況中，我們可以考慮用網(wǎng)橋作為擴(kuò)展設(shè)

8、備： （1）需要擴(kuò)展一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，使網(wǎng)絡(luò)能連接更多的計(jì)算機(jī)。 （2）需要連接不同的網(wǎng)絡(luò)分支，如令牌環(huán)網(wǎng)與以太網(wǎng)相連。 （3）網(wǎng)絡(luò)中有不同的物理媒介。 （4）需要減少各個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)流量。2022-4-2918 3.2.5路由器 路由器是在網(wǎng)絡(luò)層提供多個(gè)子網(wǎng)間連接服務(wù)的一種存儲/轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，用路由器連接的網(wǎng)絡(luò)可以使用在數(shù)據(jù)鏈路層和物理層協(xié)議完全不同的網(wǎng)絡(luò)互連中。 1路由器的工作原理 路由器的主要工作是為經(jīng)過路由器的多個(gè)數(shù)據(jù)幀尋找一個(gè)最佳的傳輸路徑，并將該數(shù)據(jù)有效地傳送到目的地。2022-4-2919 2路由器的分類 路由器可以分為靜態(tài)路由器和動態(tài)路由器兩大類。 3路由器與網(wǎng)橋的區(qū)別 （1）工作層不同

9、。 （2）分析的地址不同。 （3）對網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴的反應(yīng)不同。 （4）流量控制能力不同。路由器可以進(jìn)行流量控制，并能對數(shù)據(jù)幀進(jìn)行重新分組，而網(wǎng)橋不能。 （5）信息轉(zhuǎn)移路徑數(shù)不同。網(wǎng)橋只能經(jīng)過單一的一條路徑轉(zhuǎn)輸信息，路由器則可以有多條路徑傳遞信息，并能選擇一條最掛路徑。2022-4-2920 5路由器的選擇 （1）多種類型的網(wǎng)絡(luò)間互連。 （2）網(wǎng)絡(luò)比較大，包含較多的子網(wǎng)，比如大于15個(gè)子網(wǎng)時(shí)，應(yīng)考慮使用路由器。 （3）如果網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)沒有網(wǎng)絡(luò)層，則必須使用路由器。 （4）需要均衡各個(gè)鏈路上的負(fù)載。 （5）對各個(gè)網(wǎng)絡(luò)分支之間的數(shù)據(jù)傳遞有嚴(yán)格的路徑控制的要求時(shí)，應(yīng)當(dāng)考慮使用路由器。 （6）對各個(gè)網(wǎng)絡(luò)分支之間的

10、數(shù)據(jù)傳遞有安全性的要求時(shí)，可以考慮使用路由器。2022-4-2921 3.2.6 橋由器 這種設(shè)備實(shí)際上是網(wǎng)橋和路由器的組合，有時(shí)可以當(dāng)網(wǎng)橋使用，有時(shí)卻當(dāng)路由器使用，因此，它具有兩者的功能2022-4-2922 3.2.7網(wǎng)關(guān) 網(wǎng)關(guān)是一種復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備，它使得不同的環(huán)境和不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)通信成為可能。 1網(wǎng)關(guān)的工作原理 網(wǎng)關(guān)工作于OSI模型的應(yīng)用層。它接到發(fā)送方的數(shù)據(jù)時(shí)，按照協(xié)議把發(fā)送方的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，把數(shù)據(jù)一層一層的拆開，然后按照接收方的協(xié)議對數(shù)據(jù)重新進(jìn)行包裝，包裝好后再把數(shù)據(jù)傳遞給接收方，這樣，接收方就可以理解可接收該數(shù)據(jù)了。2022-4-2923 2網(wǎng)關(guān)的特點(diǎn) （1）實(shí)現(xiàn)不同的網(wǎng)絡(luò)

11、操作系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)間通信。 （2）實(shí)現(xiàn)不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)間通信。 （3）實(shí)現(xiàn)使用不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)間通信。 （4）在不同機(jī)器類型的網(wǎng)絡(luò)間通信。 （5）一個(gè)網(wǎng)關(guān)是針對一個(gè)特定的任務(wù)的。 （6）網(wǎng)關(guān)的速度往往很慢。 （7）其價(jià)格很昂貴。2022-4-2924 3網(wǎng)關(guān)的應(yīng)用 正是由于網(wǎng)關(guān)的諸多缺點(diǎn)，只有在下列情況時(shí)才考慮使用網(wǎng)關(guān)： （1）不同的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)間連接。 （2）不同體系結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)間連接。 （3）不同協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)間連接。 （4）大型機(jī)與小型機(jī)之間的連接。2022-4-29253.3 高級廣域網(wǎng)技術(shù) 主要有以下幾種： （1）CCITT X.25 （2）幀中繼 （3）異步傳輸技術(shù)（ATM） （4）綜合

12、數(shù)字業(yè)務(wù)（ISDN） （5）同步光網(wǎng)（SONET）2022-4-2926 3.3.1 X.25 X.25是ITU-T建議的一種協(xié)議，它定義終端和計(jì)算機(jī)到分組交換網(wǎng)絡(luò)的連接。X.25是CCITT的標(biāo)準(zhǔn)，被廣泛地應(yīng)用在局域網(wǎng)到廣域網(wǎng)連接中。利用X.25技術(shù)可以保證任何終端設(shè)備可以連入到交換設(shè)備。2022-4-2927 3.3.2幀中繼 幀中繼是一種高級的高速分組交換技術(shù)，滿足了局域網(wǎng)互連所需的大容量傳輸?shù)囊螅畛淞薠.25分組交換業(yè)務(wù)和ATM等寬帶業(yè)務(wù)間的斷層。 幀中繼是建立在數(shù)據(jù)傳輸率高、誤碼率低的光纖上，采用數(shù)字傳輸，它支持可變長的數(shù)據(jù)幀。2022-4-2928 3.3.3 異步傳輸模式（A

13、TM） 異步傳輸模式是一種將時(shí)分交換與統(tǒng)計(jì)復(fù)用融為一體的新型的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是對傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)理論與技術(shù)的巨大變革。 ATM技術(shù)不是這樣，它采用交換并行的點(diǎn)對點(diǎn)的存取技術(shù)，一個(gè)數(shù)據(jù)的出現(xiàn)并不影響其他的網(wǎng)絡(luò)鏈路，每一個(gè)計(jì)算機(jī)（或其他設(shè)備）都擁有與它連接的全部帶寬。同時(shí)交換機(jī)能夠支持不同速度的設(shè)備，ATM支持可變的帶寬技術(shù)。2022-4-2929 ATM采用固定長度的信元進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，每個(gè)信元長度只有53個(gè)字節(jié)，其中48個(gè)字節(jié)是信息字節(jié)，5個(gè)字節(jié)為信頭，這有助于ATM的交換機(jī)在內(nèi)存管理、路由計(jì)算和計(jì)算機(jī)技術(shù)方面具有很高的效率和交換速度，實(shí)現(xiàn)ATM網(wǎng)絡(luò)的極高的傳輸速度。 ATM采用的是一種虛擬電路的連接，其電

14、路并不是實(shí)際的電纜或電線，只是對應(yīng)于兩臺計(jì)算機(jī)之間永久的物理連接的分配給需求的帶寬。2022-4-2930 3.3.4 綜合數(shù)字業(yè)務(wù)服務(wù)（ISDN） 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字服務(wù)是一種能夠同時(shí)提供多種服務(wù)的綜合性的公用電信網(wǎng)絡(luò)，是為提供綜合語音、數(shù)據(jù)、視頻、圖像及其他應(yīng)用和服務(wù)設(shè)計(jì)的。它的設(shè)計(jì)目標(biāo)是把家庭和商業(yè)網(wǎng)絡(luò)用電話線連接起來，因此ISDN的標(biāo)準(zhǔn)接口一般是在電話線上安裝適當(dāng)?shù)臄?shù)字開關(guān)。 ISDN分為窄帶ISDN和寬帶ISDN兩種。2022-4-29313.4 與Internet的連接 3.4.1 連接到Internet 1模擬連接 （1）直接撥號上網(wǎng)方式 （2）專線撥號上網(wǎng)方式 2數(shù)字連接 數(shù)字連接是

15、利用T1、T3、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)等方式，它將把當(dāng)今的模擬電話網(wǎng)更新為數(shù)字化系統(tǒng)，它具有高速度和全數(shù)字化的特點(diǎn)。2022-4-2932 3軟件的實(shí)現(xiàn) 安裝好硬件后，必須借助軟件才能實(shí)現(xiàn)上網(wǎng)，每種網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)都不完全一樣，在安裝時(shí)請仔細(xì)查閱相應(yīng)的資料。2022-4-2933 3.4.2 Internet提供的服務(wù) Internet中提供的服務(wù)主要有WWW (萬維網(wǎng))、電子郵件、FTP服務(wù)、Telnet（遠(yuǎn)程登錄）、網(wǎng)上聊天和NEWS。 3.4.3 IP地址與域名 1IP地址 IP地址是一個(gè)32位的二進(jìn)制無符號數(shù)，為了表示方便，國際通行一種“點(diǎn)分十進(jìn)制表示法”，即將32位地址按字節(jié)分為4段，高字節(jié)在前，每個(gè)字節(jié)用十進(jìn)制數(shù)表示出來，并且各字節(jié)之間用“.”隔開。2022-4-2934 IP地址通常劃分成兩部分，第一部分指定網(wǎng)絡(luò)的地址，第二部分指定主機(jī)的地址。 按網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大小的不同，可以將IP地址分為A、B、C、D、E類5種類型。 2域名系統(tǒng) 因?yàn)镮P地址比較難記憶，為了向一般用戶提供一種直觀明了的主機(jī)識別符，TCP/IP協(xié)議專門設(shè)計(jì)了一種字符型的主機(jī)命名機(jī)制，也就是給每一臺主機(jī)一個(gè)字符串組成的名字，