廣域網(wǎng)接入技術(shù)概念和分析計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)要求

1、 廣域網(wǎng)接入技術(shù)概念和分析計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)要求 局域網(wǎng)的不足： 局域網(wǎng)主要完成工作站、終端、服務(wù)器等在較小物理范圍內(nèi)的互聯(lián)，只能解決局部的資源共享廣域網(wǎng)的特點： 可以使相距遙遠的局域網(wǎng)互相連接起來，遠距離傳輸數(shù)據(jù)、語音、視頻等，實現(xiàn)大范圍的資源共享引入WANLAN北京西安1000km掌握廣域網(wǎng)的交換技術(shù)掌握廣域網(wǎng)的接入技術(shù)了解廣域網(wǎng)的通信協(xié)議及配置掌握PPP認證的方法課程目標(biāo)學(xué)習(xí)完本章課程，您應(yīng)該能夠：廣域網(wǎng)的概念服務(wù)供應(yīng)商早期：基于服務(wù)提供商的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)施建立遠程連接（家庭撥號上網(wǎng)）現(xiàn)代：多數(shù)用光纖技術(shù)廣域網(wǎng)組成 從資源組成角度來說，廣域網(wǎng)可以由通信子網(wǎng)與資源子網(wǎng)兩部分組成，通過將通訊部分（子

2、網(wǎng)）和應(yīng)用部分（主機）分開，使得網(wǎng)絡(luò)設(shè)計得到簡化。 廣域網(wǎng)接入解決方案 廣域網(wǎng)與OSI參考模型OSI參考模型廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)連接方式幀中繼/ATM 點對多點PSTN/ISDN分組交換方式電路交換方式專線方式異步/同步專線 點對點協(xié)議：PPP，幀中繼 點對點專線連接模型運營商傳輸設(shè)備運營商通信網(wǎng)運營商傳輸設(shè)備DTEDTEDCEDCE遠程線路點到點永久性獨占線路，固定帶寬DTE是客戶端設(shè)備，DCE是服務(wù)器端，運營商設(shè)定一個時鐘，指定帶寬。鏈路層常使用HDLC、PPP 等本地線纜本地線纜接入線路接入線路用戶路由器用戶路由器電路交換連接模型按需撥號建立連接，獨占線路，帶寬固定典型技術(shù)：PSTN（ 網(wǎng)）、I

3、SDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）鏈路層通常采用PPP廣域網(wǎng)交換機運營商通信網(wǎng)廣域網(wǎng)交換機DTEDTEDCEDCE遠程交換電路本地線纜本地線纜接入線路接入線路用戶路由器用戶路由器分組交換連接模型分組交換是將信息分為一定的長度交給分組交換機，交換機有發(fā)送發(fā)和接收方的地址標(biāo)識，根據(jù)這些地址標(biāo)識通過虛鏈路將分組轉(zhuǎn)發(fā)出去。它是一種存儲-轉(zhuǎn)發(fā)交換方式，即將到達交換機的分組先送到存儲器暫時存儲和處理，等到相應(yīng)的輸出電路有空閑時再送出。典型技術(shù)：、幀中繼、ATM分組交換機運營商分組交換網(wǎng)分組交換機虛電路接入鏈路接入鏈路用戶路由器用戶路由器PSTN接入技術(shù) PSTN即公用 交換網(wǎng)(Public Switched Tel

4、ephone Network)，PSTN開始由模擬線路組成，現(xiàn)在大多數(shù)PSTN通過光纖、銅纜和衛(wèi)星等各種介質(zhì)來傳輸數(shù)字信號。PSTN網(wǎng)絡(luò)是公用通信網(wǎng)中基礎(chǔ)網(wǎng)，通信區(qū)域覆蓋全國，是進行遠程通信投資少、見效快、實現(xiàn)大范圍數(shù)字通信最便捷方法。公共 交換網(wǎng)PSTN特征:電路交換有撥號連接過程即可傳輸模擬信息，也可傳輸數(shù)字信息用戶環(huán)路為模擬傳輸數(shù)據(jù)通信時需要使用MODEM收發(fā)雙方傳輸速率必須相同，最高為56kbps2 公共交換 網(wǎng)絡(luò)概述1PSTN的通信原理由負責(zé)接入的終端局（本地交換局）、長途局、地區(qū)或區(qū)域性的中轉(zhuǎn)局構(gòu)成。 電話系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖終端局有大量的外線和附近的一個或多個交換中心相連，交換中心又稱

5、會接局（Tandem Office）和長途局（Tool Office） 如果主叫 和被叫 不在同一個端局，要看主叫端局和被叫端局是否在同一個長途局存在一條長途連接干線連接，這在兩個端局距離較近時很容易出現(xiàn)，如果存在，便在這個長途局中建立連接。如果主叫和被叫沒有一個共同的長途局，則路由選擇將向地區(qū)局（Sectional Office）和區(qū)域局（Regional Office）中建立。 2PSTN的通信特點采用異步傳輸方式，速率為56kbit/s采用語音線路進行數(shù)據(jù)傳輸Modem的數(shù)/模是必須的分布廣泛、使用簡單、成本低。成為首選方案。PSTN的接入方式局域網(wǎng)間通過按需撥號實現(xiàn)互聯(lián) 為其他廣域網(wǎng)鏈

6、路備份 智能終端遠程訪問智能終端遠程訪問ISDN接入 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN（Integrated Services Digital Network）使用 載波線路進行撥號連接，但ISDN技術(shù)獨特的數(shù)字鏈路，可以同時傳輸兩路話音和一路數(shù)據(jù)信號，因而通訊的速度和通訊的質(zhì)量都大大提高。綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)N-ISDN特征:電路交換，利用現(xiàn)有的 交換系統(tǒng)有撥號連接過程全數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)多服務(wù)：語音、數(shù)據(jù)、文本、圖形、視頻采用帶外信令（D信道），撥號連接速度快載體信道（B信道）帶寬為64Kb/sISDN的組成廣域網(wǎng)ISDN交換機ISDN終端ISDN數(shù)字 本地回路電信公司的設(shè)備NT1用戶的設(shè)備用戶家庭電信公司家庭

7、用的ISDNTE1TE1TE1TU大型商用的ISDN廣域網(wǎng)ISDN交換機TE1本地回路電信公司的設(shè)備NT1用戶的設(shè)備用戶辦公室電信公司TE1TE1TE2TANT2UTSSSRPBXISDN接口ISDN提供了一種數(shù)字化的比特管道，使信息在用戶與電信公司之間流動。ISDN比特管道支持由TDM分隔的多個信道。常用的有兩種標(biāo)準(zhǔn)化信道：D信道16kb/s數(shù)字信道，用于帶外信令。B信道64kb/s數(shù)字PCM信道，用于語音或數(shù)字。ISDN比特管道主要支持兩種信道的組合：BRI：基本速率接口。2B+DPRI：基群速率接口，23B+D或30B+DBRIDB1B2PRIDB1B30基本速率數(shù)字管道，144kbps

8、主速率數(shù)字管道，2Mbps數(shù)字管道示意圖2022/8/323ADSL概述ADSL （Asymmetric Digital Subscriber Line ，非對稱數(shù)字用戶環(huán)路）是一種新的數(shù)據(jù)傳輸方式。它因為上行和下行帶寬不對稱，因此稱為非對稱數(shù)字用戶線環(huán)路。它采用頻分復(fù)用技術(shù)把普通的 線分成了 、上行和下行三個相對獨立的信道，從而避免了相互之間的干擾。 線 網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)ADSL原理網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)ADSL網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)互聯(lián)網(wǎng) 交換網(wǎng)PCADSL Modem DSLAM高頻數(shù)據(jù)信號低頻語音信號用戶側(cè) 局側(cè)用戶線路DSLAM：數(shù)字用戶線路接入復(fù)用器分離器分離器從PC發(fā)出的數(shù)據(jù)是數(shù)字信號，經(jīng)過Modem調(diào)制

9、成高頻模擬信號，再在分離器處與語音的低頻信號混合技術(shù) 允許不同網(wǎng)絡(luò)中計算機通過網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備相互通信。工作在分組交換網(wǎng)絡(luò)中。工作主要應(yīng)用在 網(wǎng)中，由于 線傳輸介質(zhì)可靠性不高，必須啟用一套復(fù)雜的差錯處理及重發(fā)機制來保證通訊質(zhì)量，因此影響運行速度。完整的通信首先由通信的一端呼叫另一端啟動，請求在它們之間建立一個會話連接；被呼叫的一端可以根據(jù)自己的情況接收或拒絕這個連接請求。一旦這個連接建立，兩端的設(shè)備可以全雙工地進行信息傳輸，并且任何一端在任何時候均有權(quán)拆除這個連接。分組交換網(wǎng)特征:工作在OSI/RM的低3層采用分組交換，面向連接(虛電路)，可靠性高多路復(fù)用。一條物理鏈路支持多條虛電路 點對點傳輸，不

10、支持廣播支持多種高層協(xié)議，它們均作為普通數(shù)據(jù)被封裝在的分組中在網(wǎng)絡(luò)中傳送工作速率64Kbps的體系結(jié)構(gòu)X.25: “在公用數(shù)據(jù)網(wǎng)上以分組方式工作的數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE和數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備DCE之間的接口”。它對應(yīng)于OSI層次模型的最下三層。 網(wǎng)絡(luò)的組成PSEPSEPSEPSEPSEDCEDCEDTEDTEPSE：分組交換設(shè)備廣域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)：網(wǎng)絡(luò)的末端設(shè)備(如路由器、主機、終端、PC機等)，一般位于用戶端（故稱為用戶設(shè)備）數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備 (DCE)：專用的通信設(shè)備，DTE通過DCE接入網(wǎng)絡(luò)PSE：網(wǎng)絡(luò)分組交換機，用于數(shù)據(jù)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)PAD設(shè)備：用于將非分組設(shè)備接入網(wǎng)。位于DT

11、E與DCE之間，實現(xiàn)三個功能：緩沖、打包、拆包。（見下頁圖） 緩沖區(qū)打包拆包PAD非分組終端DCEPAD的工作原理網(wǎng)絡(luò)幀中繼（Frame Relay, FR）特征:工作在OSI/RM的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層幀中繼使用永久虛電路（PVC）來建立通信連接，并通過虛電路實現(xiàn)多路復(fù)用用鏈路層的HDLC幀來封裝各種不同的高層協(xié)議，如IP、IPX、AppleTalk等適用于在WAN上實現(xiàn)LAN的互聯(lián)傳輸速率一般為56Kbps45Mbps 幀中繼網(wǎng)1 幀中繼概述1基本概念幀中繼（FR）是在開放系統(tǒng)互連參考模型（OSI/RM）第二層上用簡化的方法傳送和交換數(shù)據(jù)單元的一種交換技術(shù)。 X.25與幀中繼的操作方式2幀中

12、繼技術(shù)的特點幀中繼協(xié)議簡化了分組級功能，只有兩個層次傳送的基本單元為幀：幀的長度可變，最大長度允許1600字節(jié) 。在數(shù)據(jù)鏈路層完成動態(tài)（統(tǒng)計）復(fù)用、幀透明傳輸和差錯檢測，將出錯的幀丟棄，不采用重傳機制 。幀中繼技術(shù)提供了有效的帶寬管理和阻塞控制機制。幀中繼現(xiàn)可提供用戶的接入速率在64Kbit/s，也可達到45Mbit/s。幀中繼采用了面向連接的工作模式，可以提供PVC業(yè)務(wù)、SVC業(yè)務(wù)。 幀中繼協(xié)議1幀中繼協(xié)議結(jié)構(gòu)幀中繼協(xié)議分為用戶（U User）平面和控制（C Control）平面兩部分。用戶平面使用ITU協(xié)議：是用于傳送用戶數(shù)據(jù)和管理信息 ?？刂破矫媸褂肐TU和兩個協(xié)議：是用于建立和釋放邏輯

13、連接，傳送與處理呼叫控制消息。它們僅在用戶和網(wǎng)絡(luò)之間操作。在此只重點介紹幀中繼用戶平面的協(xié)議結(jié)構(gòu) 。幀中繼用戶平面的協(xié)議結(jié)構(gòu)分為兩層：物理層和數(shù)據(jù)鏈路層（DL：Data Link）。 幀中繼協(xié)議結(jié)構(gòu) 幀中繼網(wǎng)的構(gòu)成 1幀中繼網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 幀中繼支持的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 幀中繼網(wǎng)組織示意圖幀中繼網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（1）幀中繼交換機幀中繼交換機的類型：改裝型分組交換機；以全新的幀中繼結(jié)構(gòu)設(shè)計為基礎(chǔ)的新型交換機；采用信元中繼、ATM技術(shù)、支持幀中繼接口的ATM交換機。幀中繼交換機的接口：用戶接入接口：用戶接入接口支持標(biāo)準(zhǔn)的FR UNI規(guī)程（物理層接口規(guī)程和數(shù)據(jù)鏈路層的核心規(guī)程），可以用于幀中繼用戶設(shè)備的介入。中繼接口：中繼

14、接口支持標(biāo)準(zhǔn)的FR NNI規(guī)程，支持與其他交換機設(shè)備的互連。網(wǎng)管接口：負責(zé)接入幀中繼的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。（2）局間中繼線幀中繼網(wǎng)的局間中繼傳輸利用數(shù)字傳輸信道，比如數(shù)字微波、光纜等。 幀中繼的用戶入網(wǎng)方式 用戶接入幀中繼網(wǎng)的方式ATM異步傳輸模式 ATM是廣域網(wǎng)的另一種傳輸方法，它利用固定大小數(shù)據(jù)包的方法，實現(xiàn)了從25 622 M bps的高速傳輸。ATM中固定大小的數(shù)據(jù)包又叫做信元，由48字節(jié)的數(shù)據(jù)加上5字節(jié)的頭信息組成。通過使用大小固定的數(shù)據(jù)包，ATM提供可預(yù)料的通信模式，并能夠更好地控制帶寬的使用。 異步傳輸模式ATMATM是一種高速分組交換技術(shù)，采用了以信元（cell）為單位的存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式

15、，故又稱為信元交換。ATM將話音、數(shù)據(jù)和圖像等數(shù)據(jù)分解成長度固定的數(shù)據(jù)塊，并在各數(shù)據(jù)塊前裝配地址、優(yōu)先級等控制信息構(gòu)成信元。信元由信元頭部和有效載荷構(gòu)成：信元頭部 有效載荷5B 48B在ATM網(wǎng)絡(luò)中，空信元以一定的速率出現(xiàn)，發(fā)送站只要獲得空信元即可插入信息發(fā)送。因信息插入位置無周期性，故稱這種傳送方式為異步傳輸模式。ATM特點：1) 面向連接（虛連接），按序遞交；2) 固定大小的信元，便于高速處理（可用硬件實現(xiàn)），傳輸速率622Mb/s；3) QoS特性保證了ATM可以實時地傳送語音和活動圖像。123456數(shù)據(jù)塊信元流 ATM網(wǎng)1 ATM信元結(jié)構(gòu)信元結(jié)構(gòu)和信元頭結(jié)構(gòu)2 ATM協(xié)議分層及各層的功

16、能1ATM協(xié)議參考模型概述 ATM在邏輯上可按三個層面描述:用戶平面管理平面控制平面每個面內(nèi)采用了分層的方法 物理層ATM層AAL層2ATM協(xié)議結(jié)構(gòu)及各層功能 ATM參考模型 各子層的功能 DDN的功能提供、N64K直至2M速率的數(shù)字專線通道。提供透明傳輸，可承載語音、數(shù)據(jù)、視頻等多種業(yè)務(wù)。 可為不同的客戶端設(shè)備提供多種物理接口選擇，入網(wǎng)方式有3種：頻道傳輸、基帶傳輸和數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸。利用DDN可以進行局域網(wǎng)的互連。 DDN的特點通信質(zhì)量高透明傳輸業(yè)務(wù)成熟靈活的接入方式網(wǎng)絡(luò)管理簡便 DDN的組成及基本工作原理1DDN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) DDN三級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)2DDN節(jié)點功能和分類（1）DDN節(jié)點的功能DDN

17、節(jié)點主要包括復(fù)用及數(shù)字交叉連接設(shè)備等。其主要功能有： 復(fù)用和解復(fù)用； 交叉連接； 提供各種數(shù)字通道接口和用戶接口并接入各種業(yè)務(wù)； 保持網(wǎng)絡(luò)同步。 （2）DDN節(jié)點分類 骨干節(jié)點機：執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)換功能 。 接入節(jié)點機：主要為DDN各類業(yè)務(wù)提供接入功能 。 用戶節(jié)點機：主要為DDN用戶入網(wǎng)提供接口并進行必要的協(xié)議轉(zhuǎn)換。 3DDN的組成 DDN的網(wǎng)絡(luò)組成 DDN入網(wǎng)方式DDN的入網(wǎng)方式 DDN用戶接入方式 混合光纖同軸電纜（HFC）混合光纖同軸電纜是指光纜敷設(shè)到小區(qū)，然后通過光電轉(zhuǎn)換接點，利用有線電視網(wǎng)（CATV Cable Television 有線電視）的總線型同軸電纜連接到用戶，提供綜合電

18、信業(yè)務(wù)技術(shù)。HFC接入網(wǎng)方式通過HFC接入網(wǎng)方式組建廣域網(wǎng)時，需要有電纜調(diào)制解調(diào)器（Cabel Modem），連接方式可參考ADSL接入方式，用戶撥入和局域網(wǎng)共用一個ADSL帳號接入），只需要將ADSL Modem換成Cabel Modem，從外面進來的有線電視的同軸電纜接到Cabel Modem，然后用網(wǎng)線通過Cabel Modem的網(wǎng)線接口接計算機的網(wǎng)卡接口，用有線電視同軸電纜通過Cabel Modem的相應(yīng)接口接電視機。 光纖接入網(wǎng)光纖接入網(wǎng)是使用光纖作為主要傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在交換局一側(cè)，要把電信號轉(zhuǎn)換為光信號，以便在光纜中傳輸；在用戶側(cè)，要使用光網(wǎng)絡(luò)單元（ONU）將光信號轉(zhuǎn)換成電信

19、號再傳送到用戶終端。1. 光纖接入網(wǎng)的分類（1）FTTC光纖接入網(wǎng) 是為住宅用戶提供服務(wù)，將ONU放在路邊，從ONU出來用同軸電纜提供電視服務(wù)，用雙絞線提供 服務(wù)。 （2）FTTB光纖接入網(wǎng) 是為大中型企事業(yè)單位及商業(yè)用戶服務(wù)，將ONU放在大樓內(nèi)，提供高速數(shù)據(jù)通信、遠程教育、遠程醫(yī)療、電子商務(wù)等寬帶業(yè)務(wù)。 （3）FTTH光纖接入網(wǎng)是為家庭用戶提供服務(wù)，將ONU放置在用戶家中，由用戶專用，為家庭提供多種寬帶業(yè)務(wù)。2. 光纖接入網(wǎng)的結(jié)構(gòu)（1）星形結(jié)構(gòu)星型網(wǎng)又分為單星型網(wǎng)和多星型網(wǎng) 。（2）環(huán)形結(jié)構(gòu)首尾都接入同一個交換局端，這種環(huán)路能提供路由選擇的機會，從運行和可靠性上講都是十分有益的。（3）樹形結(jié)

20、構(gòu)是一種在網(wǎng)絡(luò)中使用無源光器件來共享光纖的無源網(wǎng)絡(luò)，從交換局端到用戶光纖的不同地點裝有一定數(shù)量的光分路器，使一根光纖逐級分出若干個支路 。 利用光纖網(wǎng)組建廣域網(wǎng) 智能光網(wǎng)絡(luò)1 智能光網(wǎng)絡(luò)簡介新一代的光聯(lián)網(wǎng)有如下三個特征：（1）更高的光網(wǎng)絡(luò)帶寬利用率；（2）更加靈活的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)； （3）更加有效的支持面向未來的業(yè)務(wù)；新一代光網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)主要包括光網(wǎng)絡(luò)核心層中的智能光網(wǎng)絡(luò)（ION）技術(shù)，光傳送網(wǎng)（OTN）技術(shù)和光網(wǎng)絡(luò)匯聚層接入層中的多業(yè)務(wù)傳送平臺（MSTP）技術(shù)和光以太網(wǎng)技術(shù)等。 企業(yè)系統(tǒng)廣域網(wǎng)案例中石化北京石油廣域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲中國外運集團全國廣域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)中外運網(wǎng)絡(luò)財務(wù)、物流、電子郵件、辦公、

21、VOIP等業(yè)務(wù)的高效、可靠承載 ;電信級可靠性、線速轉(zhuǎn)發(fā)功能、以及完善的Diffserv/QoS機制和豐富的業(yè)務(wù)處理能力，充分滿足中外運集團廣域骨干網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需要 ;提供了數(shù)據(jù)、視頻、話音業(yè)務(wù)在IP網(wǎng)絡(luò)上的統(tǒng)一承載，使集團網(wǎng)絡(luò)全面實現(xiàn)了三網(wǎng)合一 。中外運總部局域網(wǎng)全網(wǎng)選用華為3Com公司S8000/S6500/S3000系列交換機設(shè)備?？偛烤W(wǎng)絡(luò)DDN/SDH/FR PSTN/ISDN非上市分公司DDN/SDH/FRPSTN/ISDN上市分公司 總部信息 網(wǎng)絡(luò)中心三四級節(jié)點R2631E三四級節(jié)點R2631ENE40INTERNETR3680ER3680ER3680ENE08EEU100R3680ERDCR2621香港上海武漢廈門大連新加坡紐約悉尼巴黎里約熱內(nèi)盧日本北京Quidway ME6800全球ISDN廣州重慶企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)業(yè)務(wù)管理中心中遠總部E1PRIQuidwayMT9660QuidwayMT9660EaseLook桌面終端該系統(tǒng)覆蓋全國13個分部和全球7個分公司，系統(tǒng)主會場在中遠集團公司總部。系統(tǒng)采用ISDN、E1、IP混合組網(wǎng)，使用了一套Quidway ME6800視訊交換平臺20套QuidwayMT9660視訊終端和3套EaseLook桌面終端，實現(xiàn)了中遠（集團）公司和全球所有分支機構(gòu)