1、第六章 广域网,本章主要内容,6.1 广域网的基本概念 6.2 X.25协议 6.3 帧中继 6.4 ATM技术 6.5 DDN,6.1 广域网的基本概念,6.1.1 广域网简介 所谓广域网WAN（Wide Area Networks）是指的作用范围很广的计算机网络。这里的作用范围是指地理范围而言，可以是一个城市，国家甚至全球。,广域网的特点：1、覆盖范围广，可达数千、甚至数万公里。2、广域网没有固定的拓扑结构。3、广域网通常使用高速光纤作为传输介质。4、局域网可以作为广域网的终端用户与广域网相连。5、广域网主干带宽大，但提供给终端用户的带宽小。6、数据传输距离远，往往要经过多个广域网设备转发
2、，延时较长。7、广域网管理、维护困难。,6.1.2 广域网的组成 广域网是由一些结点交换机以及连接这些交换机的链路组成的。,6.1.3 广域网提供的服务 1、无连接的网络服务 2、面向连接的网络服务 3、两种服务的根本区别在于谁来保证通信的可靠性。,6.2 X.25协议,6.2.1 X.25协议简介 X.25协议是数据终端设备（DTE）和数据电路终接设备（DCE）之间的接口规程。,6.2.2 X.25 网络层次结构X.25协议定义了一共三层的内容：1、X.25第三层（分组层）规程描述了分组层所使用分组的格式和两个三层实体之间进行分组交换的规程；2、X.25第二层（链路层）规程也叫做平衡型链路访
3、路规程LAPB，定义了DTE与DCE之间交互的帧的格式和规程； 3、X.25第一层（物理层）则定义了DTE与DCE之间进行连接时的一些物理电气特性。,6.3 帧中继,6.3.1 帧中继简介 帧中继（Frame Relay，FR）技术是在OSI第二层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种技术。 帧中继仅完成OSI物理层和链路层核心层的功能，将流量控制、纠错等留给智能终端去完成，大大简化了节点机之间协议；同时，帧中继采用虚电路技术，能充分利用网络资源，因而帧中继具有吞吐量高、时延低、适合突发性业务等特点。,6.3.2 帧中继业务帧中继网络提供的业务有两种： 永久虚电路和交换虚电路帧中继的特点： 高
4、效、经济、可靠、灵活,6.3.3 帧中继的带宽管理 帧中继网络通过为用户分配带宽控制参数，对每条虚电路上传送的用户信息进行监视和控制，实施带宽管理，以合理地利用带宽资源。,6.3.4 帧中继用户接入方式1、局域网用户接入方式2、终端用户接入方式3、专用帧中继网接入公用帧中继网,6.3.5 帧中继用户接入设备 帧中继用户接入设备是用户宅用设备（CPE），是组成帧中继网络的基本要素，负责把帧送到帧中继网。 帧中继终端 帧中继装/拆设备 路由器和网桥 帧中继交换机,6.3.6 帧中继的适用范围（1）当用户需要数据通信，其带宽要求较高，而参与通信的各方多于两个的时候使用帧中继是一种较好的解决方案。（2
5、）通信距离较长时，应优选帧中继。应为帧中继的高效性使用户可以享有较好的经济性。（3）当数据业务量为突发性时，由于帧中继具有动态分配带宽的功能，选用帧中继可以有效地处理突发性数据。,6.4 ATM技术,6.4.1 ATM网简介 ATM（Asynchronous Transfer Mode）顾名思义就是异步传输模式 ATM是一种传输模式，在这一模式中，信息被组织成信元，因包含来自某用户信息的各个信元不需要周期性出现，这种传输模式是异步的。 ATM信元是固定长度的分组，共有53个字节，分为个部分。前面个字节为信头，主要完成寻址的功能；后面的48个字节为信息段，用来装载来自不同用户，不同业务的信息。,
6、ATM,ATM(Asychronous Transfer Mode,异步转移模式）是一种能高速传递综合业务信息、效率高、控制灵活、新颖的信息传递模式，已被 ITU-T（国际电信联盟电信标准化部门）确定为传送和交换语音、图像、数据及多媒体信息的工具。,ATM,ATM系统是使用异步时分复用技术的快速分组交换方式，它将信息流分割成固定长度的ATM信元，能比较容易地实现各种信息流混合在一起的多媒体通信，能根据业务类型、传输速率等要求动态分配有效容量，对高速信息元传输频次高，对低速信息元传输频次低。因此ATM能采用单一的交换方式，支持从窄带话音、数据传输到HDTV等范围极广的各种业务。ATM信元由53B
7、长度构成，其中 5B是信头，48B是信息域，所以在线路上传输的信息都是ATM信元。,ATM,异步转移模式ATM定义，归结为： (1) 面向连接的快速分组交换技术（Connection-oriented, high-speed packet switching）。 (2) 基于固定长度信元的异步传输技术（53-byte celled streaming）。各种类型的信息流（包括语音、数据、视频等）均被适配成固定长度的（53字节）的信元（Cell）中进行传输。信元是同步定时发送的，但信元所包含的信息之间却是异步，即不保证原来的信息顺序到达目的地。 异步转移模式ATM作为B-ISDN核心技术！,AT
8、M,为了完成传送ATM信元的工作，一个典型的ATM交换机应有人线和出线处理、ATM交换单元和ATM控制三个基本部分，其中ATM交换单元是关键，它按照要求将人线上的ATM信元转送到需要的出线上去，从而完成交换动作。控制单元对交换单元的动作进行控制；人线处理对输入的ATM信元进行处理，使之适合ATM交换单元的要求；出线处理对交换单元送出的信元进行处理，使之适合线路传输的要求。,6.4.2 ATM业务介绍,A 级 - 固定比特率（CBR）业务：ATM适配层（AAL1），支持面向连接的业务，其比特率固定，常见业务为64Kbit/s话音业务，非压缩的视频通信及专用数据网的租用电路。 B 级 - 可变比特
9、率（VBR）业务：ATM适配层2（AAL2）。支持面向连接的业务，其比特率是可变的。常见业务为压缩的分组语音通信和压缩的视频传输。该业务具有传递介面延迟物性，其原因是接收器需要重新组装原来的非压缩语音和视频信息。,C 级 - 面向连接的数据服务：AAL3/4。该业务为面向连接的业务，适用于文件传递和数据网业务，其连接是在数据被传送以前建立的。它是可变比特率的，但是没是介面传递延迟。D 级 - 无连接数据业务：常见业务为数据报业务和数据网业务。在传递数据前， 其连接不会建立。AAL3/4或AAL5均支持此业务 。,ATM技术在计算机通信网的应用之一：LANE,LANE（EmulatedLAN）的
10、功能是在ATM网络上仿真LAN，LANE协议定义了仿真IEEE802.3以太网或802.5令牌环网的机制。LANE协议定义了与现有LAN给网络层提供的服务相同的接口，在ATM网络中传输的数据以相应的LAN MAC分组格式封装。,LANE,在ATM网上模拟传统局域网，通过ATM网将多个传统局域网和终端设备互联。在ATM网上构造新的局域网，这些局域网接点间的通信行为与传统局域网完全相同。局域网仿真对局域网隐藏了ATM交换结构，局域网终端感觉不到ATM网络的存在，因此无需修改终端设备的软硬件，就可以利用ATM网络的各种优点。由下图可见，仿真协议主要在ATM主机和ATM LAN桥上实现。ATMLAN桥
11、是局域网和ATM网间的转换器，它采用ALL5协议对局域网数据作适配，产生ATM信元，或重组ATM信元，恢复局域网的数据帧。ATM主机在ATM适配层与高层协议间加入局域网仿真功能，使ATM主机模拟传统局域网设备的行为，与局域网通信。ATMLANE是专为LAN接入而设置的，意即ATM的局域网仿真（LANEmulation）。对传统IP终端而言，ATM网络就像是一个局域网，其中包含若干由路由器连接起来的IP子网。,LANE,LANE 基于客户端/服务器模式（Client/Server），一个LANE服务器可对多个LANE 客户端。LANE支持多种协议（MPOA：Multi-ProtocoloverA
12、TM）传送，允许不同的LANE之间的互联；LANE 充分支持LAN中的无连接特性；LANE支持单播、多播及广播传送； 局域网仿真从逻辑上看由服务器和一组局域网仿真客户组成。,ATM技术在计算机通信网的应用之二：DSLAM,DSLAM（DigitalSubscriberLinerAccessMultiplexer）的定义为数字用户线接入复用器，局端设备，完成ADSL接入业务的汇聚和分发。 DSLAM原理上传的数据信号在ADSLModem中，通过AAL5分段和组装子层（SAR）功能实现MAC帧到ATM信元之间的转换，经DSL调制后，信号被传输到局端的DSLAM侧，局端的DSLAM对ADSL信号进行
13、解调，并恢复成ATM信元格式。,DSLAM,DSLAM分为ATM-DSLAM和IP-DSLAM。二者的主要区别是：ATM-DSLAM 是全程ATM的连接，而IP-DSLAM则是将ATM连接到DSLAM设备的相关功能板（以太网板）、实现ATM的终结，然后将ATM信元转换为以太网帧进行传输。从组网方式看：ATM-DSLAM和IP-DSLAM都作为接入设备来使用，但ATM-DSLAM是上连ATM汇聚交换机，而IP-DSLAM是上连三层交换机。,6.5 DDN,6.5.1 DDN概述 数字数据网（Digital Data Network）是利用数字信道传输数据信号的数据传输网 。 DDN是骨干数据网最
14、早的形式之一，它是一种纯物理层、半永久性的网络，也就是说它只负责把数据从A点传送到B点，而不管数据被封装成何种形式。,DDN有四个组成部分：数字通道、DDN节点、网管控制和用户环路DDN的优点： 同步数据传输网；传输速率高，延迟小；全透明网络。,DDN,DDN的特点是传输速率高、有保障、时延较小。 用户的接入方式一般是专线，进网速率为N*64k，最高达2M，用户可自由选择DDN的业务有：1、提供点到多点的电路连接，适合于用户广播发送各种新闻、天气、证券等信息，也适用于集中监控、信用卡验证、销售终端（POS）验证、预订系统等业务；2、提供多点到多点的电路连接，适合于用户的网络互连； 3、在一条专
15、线上给用户同时提供语音和传真业务，能进行标准的语音压缩功能。,6.5.2 DDN的网络结构,DDN的网络结构按网络的组建、运营、管理和维护的责任地理区域，可分为一级干线网、二级干线网和本地网三级。,DDN的网络结构,DDN是由数字传输电路和相应的数字交叉连接复用设备组成，其中，数字传输电路主要以光缆传输为主，数字交叉连接复用设备对数字电路进行半固定交叉连接和子速率的复用。一般情况下，为了网络的下沉运行和上演维护管理，需要配置网络管理系统。,用户加入DDN网络的方式多种多样：,IP与ATM的结合,IPOAIPOA IP Over ATM 是IP与ATM结合的一种技术是指利用ATM网络在ATM 终
16、端建立连接进行IP的数据通信.MPLS在广域网上被看好的IP和ATM结合的技术是MPLS 多协议标签交换MPLS是用一个固定长度的标签决定包的处理MPLS是一个前向转发策略,IP与ATM的比较,(1) QoSATM最引人注目的特点是提供面向连接的QoS保障这也是为何电信级网络采用ATM的重要原因ATM对连接提供QoS分为两个方面建立连接时沿途传送资源预留信息的机制数据传输时沿途节点对质量承诺的保证机制这两者配合完成了对端到端的QoS的保证.IP的QoS也是通过两步实现首先RSVP 资源预留协议是IP协议中资源预约的机制基于流的而不是连接的提供了简洁迅速请求的资源预约能力其次路由器采用基于每个流的队列WFQ 加权公正排队等机制来保障业务质量. (2) 带宽及容量ATM交换机是硬件实现的对带标记信息包的转发由于基于索引方式所以转发速度快容量大适合于骨干网随着IP的不断发展和改进许多大公司如Cisco Lucent等都有了G级甚至T级的路由器而且一些如JuniperNetwork Avici Systems和NetCore Systems等新生力量也已经可以做到.,
