網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(第6章)

第6章廣域網(wǎng)曹晶第6章廣域網(wǎng)6.1概述6.2廣域網(wǎng)傳輸控制機(jī)制6.3X.25和幀中繼6.4異步傳輸模式6.1概述WAN的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：交換結(jié)點(diǎn)通過長(zhǎng)距離的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路互連，一般呈網(wǎng)狀拓?fù)?。典型的WAN技術(shù)有X.25、幀中繼(FR)和異步傳輸模式(ATM)等。WAN(網(wǎng)形拓?fù)?、交換式網(wǎng)絡(luò))的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

6.2廣域網(wǎng)傳輸控制機(jī)制6.2.1數(shù)據(jù)交換技術(shù)結(jié)點(diǎn)之間的兩兩直接連接，線路數(shù)L=n(n-1)/2。當(dāng)n線性增長(zhǎng)時(shí)，L呈指數(shù)增長(zhǎng)。實(shí)用中僅僅鋪設(shè)有限的線路，利用交換技術(shù)解決網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸問題。有3種基本的交換技術(shù)：1、電路交換通過物理設(shè)備實(shí)現(xiàn)傳輸線路的轉(zhuǎn)接，在通信的雙方建立一條傳輸鏈路。電路交換進(jìn)行一次通信要經(jīng)過三個(gè)過程：電路建立、數(shù)據(jù)傳輸和電路釋放。優(yōu)點(diǎn)是數(shù)據(jù)傳輸可靠、迅速，保持順序。缺點(diǎn)是線路的利用率不高。6.2.1數(shù)據(jù)交換技術(shù)2、報(bào)文交換以報(bào)文為單位的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的轉(zhuǎn)接方式。與電路交換相比有如下特點(diǎn)：報(bào)文傳輸?shù)木€路不是專用的，可以被多個(gè)傳輸所利用。不要求收方和發(fā)方同時(shí)處于可用狀態(tài)。實(shí)現(xiàn)一對(duì)多的傳輸，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級(jí)傳輸。中間結(jié)點(diǎn)可及時(shí)進(jìn)行差錯(cuò)控制，而不用等到目的結(jié)點(diǎn)在解決。傳輸時(shí)延比電路交換大。6.2.1數(shù)據(jù)交換技術(shù)3、分組交換以分組為單位的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的傳輸方式。優(yōu)點(diǎn)主要有：由于長(zhǎng)度小，轉(zhuǎn)接中分組可緩于轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)的內(nèi)存中，提高了轉(zhuǎn)發(fā)速度。各轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點(diǎn)并行進(jìn)行處理，降低了傳輸時(shí)間。對(duì)于傳輸中的錯(cuò)誤，只需要發(fā)出錯(cuò)的分組，提高了效率。6.2.1數(shù)據(jù)交換技術(shù)分組交換分為兩種方式：數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路。數(shù)據(jù)報(bào)方式：每個(gè)分組都獨(dú)立尋徑，需在目的站按序號(hào)重組。虛電路方式：交換虛電路SVC和永久虛電路PVC兩種。虛電路分組交換方式提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是面向連接的服務(wù)，而數(shù)據(jù)報(bào)分組交換方式提供的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)是無連接的服務(wù)。6.2.1數(shù)據(jù)交換技術(shù)數(shù)據(jù)交換方式示意圖6.2.1數(shù)據(jù)交換技術(shù)快速分組交換(FPS)當(dāng)一個(gè)幀還沒有接收完時(shí)就開始轉(zhuǎn)發(fā)此幀，稱為FPS。

幀中繼FR和異步傳輸模式ATM都是FPS技術(shù)。6.2.2分組轉(zhuǎn)發(fā)和動(dòng)態(tài)路由1、分級(jí)的編址方式LAN采用單一編址方案，WAN和因特網(wǎng)采用分級(jí)編址方案：如二級(jí)分組，（交換機(jī)，計(jì)算機(jī)接入的交換機(jī)端口號(hào)）6.2.2分組轉(zhuǎn)發(fā)和動(dòng)態(tài)路由2、分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制基于路由表的下一跳分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制。路由表中最重要的兩項(xiàng)內(nèi)容為分組發(fā)往的目的站以及分組路徑上的下一跳。交換機(jī)以分組的目的站地址為索引，查詢路由表，得到轉(zhuǎn)發(fā)路徑上的下一跳，將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)出去。6.2.2分組轉(zhuǎn)發(fā)和動(dòng)態(tài)路由交換機(jī)2的路由表6.2.2分組轉(zhuǎn)發(fā)和動(dòng)態(tài)路由3、動(dòng)態(tài)路由和路由算法靜態(tài)路由：人工配置和維護(hù)，需由人工更新。動(dòng)態(tài)路由：交換機(jī)不斷交換路由信息，能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀況。路徑度量距離：路徑的長(zhǎng)度。跳數(shù)：路徑所經(jīng)過的交換機(jī)數(shù)目。時(shí)延：分組由源站到達(dá)目的站所花費(fèi)的時(shí)間。費(fèi)用：借助電信等部門的通信線路需交納費(fèi)用?？煽啃裕烘溌返恼`碼率。6.2.2分組轉(zhuǎn)發(fā)和動(dòng)態(tài)路由研究WAN的路由問題時(shí)，WAN用一個(gè)圖來表示。路由算法：由圖求出優(yōu)化路由的算法。路由協(xié)議：執(zhí)行路由算法的協(xié)議。用圖表示一個(gè)廣域網(wǎng)6.3X.25和幀中繼1976年國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)CCITT提出的X.25建議，成為分組交換公共數(shù)據(jù)網(wǎng)(PSPDN)的基礎(chǔ)。采用X.25建議標(biāo)準(zhǔn)接入的PSPDN稱為X.25網(wǎng)。X.25借助于電話網(wǎng)，容易受到各種干擾，因此進(jìn)行兩級(jí)的差錯(cuò)控制，采用回退-NARQ協(xié)議：鏈路級(jí)：點(diǎn)到點(diǎn)分組級(jí)：端到端。6.3X.25和幀中繼幀中繼(FR)由美國(guó)電話電報(bào)公司AT&T于1986年提出。與X.25網(wǎng)分為物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和分組層相比，F(xiàn)R只有物理層和數(shù)據(jù)鏈路層；幀中繼FR使用快速分組交換(FPS)；采用面向連接的虛電路交換方式。6.4異步傳輸模式6.4.1信元交換綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN使用同步傳輸模式(STM)，STM采用時(shí)分復(fù)用TDM技術(shù)，而異步傳輸模式ATM采用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用STDM技術(shù)。ATM傳輸?shù)膯挝皇切旁L(zhǎng)度為53B，其中5B為信頭，48B為凈荷。當(dāng)交換結(jié)點(diǎn)收到信頭，ATM就開始轉(zhuǎn)發(fā)信元，屬于快速分組交換FPS。ATM采用面向連接的技術(shù)，虛電路分組交換技術(shù)FPS，它交換的分組是信元。也稱為信元交換。ATM建立在大容量光纖傳輸媒體的基礎(chǔ)上，不進(jìn)行流量控制，也幾乎沒有差錯(cuò)控制。ATM參考模型包括3個(gè)平面：用戶平面、控制平面和管理平面。在每個(gè)面中又是分層的，分為物理層、ATM層、AAL層和應(yīng)用層。

用戶平面：提供用戶信息流的傳送；

控制平面：利用信令進(jìn)行呼叫和連接的建立、監(jiān)視和釋放；

管理平面：包括層管理和面管理。其中層管理執(zhí)行各層之間的管理功能；面管理不分層，它完成與整個(gè)系統(tǒng)相關(guān)的管理功能，并對(duì)所有平面起協(xié)調(diào)作用。6.4.2ATM體系結(jié)構(gòu)6.4.2ATM體系結(jié)構(gòu)ATM層：信元傳輸、信元復(fù)用/解復(fù)用及通信量控制等。1、信元格式用戶-網(wǎng)絡(luò)接口UNI和網(wǎng)絡(luò)-網(wǎng)絡(luò)接口NNI的信元頭部（5字節(jié)）CRC-86.4.2ATM體系結(jié)構(gòu)2、信元傳輸ATM連接用虛通路VP和虛通道VC表示。一個(gè)VC表示傳送ATM信元的一條通道，用VCI標(biāo)識(shí)。一個(gè)VP包含一組VC，VP用VPI標(biāo)識(shí)。ATM層根據(jù)信元首部的VPI/VCI和ATM交換機(jī)的VPI/VCI轉(zhuǎn)換表(路由表)轉(zhuǎn)發(fā)信元。轉(zhuǎn)換表是在建立連接時(shí)由信令協(xié)議在交換結(jié)點(diǎn)上建立的。轉(zhuǎn)換表的基本信息是： (入口端口號(hào)，入口VPI/VCI；出口端口號(hào)，出口VPI/VCI)。6.4.2ATM體系結(jié)構(gòu)用出口的VPI/VCI更新信元首部的VPI/VCI，并將信元由查到的端口輸出。最終到達(dá)目的端。6.4.2ATM體系結(jié)構(gòu)

ATM信元傳輸示例6.4.2ATM體系結(jié)構(gòu)AAL層對(duì)用戶屏蔽ATM層的具體特性，實(shí)現(xiàn)端到端通信。AAL僅在ATM網(wǎng)絡(luò)的端點(diǎn)