广域网基础教案

广域网基础知识、ISDN、
引入：
通过讲述广域网的发展历程，至今天现在广域网的应用范围，讲解实际案例描述广域网的知识，引入ISDN相关的知识将课堂引入到知识学习中来。

新授：
一、广域网基础知识
依据网络的规模，网络技术可分为三类：
局域网LAN：能跨越一栋大楼或一个校园
城域网MAN：能跨越一个城市
广域网WAN：能连接多个城市，国家或大洲－－广域网不仅仅只是连接许多结点中的计算机，它还必须能使得计算机之间能同时通信。

电路交换：在传输数据之前，先建立源和目的之间的连接，建立连接之后，传输数据独享连接带宽，不论有无数据传输，连接都被独占。

传输结束后，要释放连接。

分组交换：将需要传输的数据组装成分组（分组），标有目的地址发往网络，不需建立专门的连接，网络各结点根据分组（分组）的地址，一级级地转发到目的地。

分组交换机：能把完整的分组从一个结点传送到另一个结点的设备。

分组交换机是广域网的基本组成部分，广域网由一些互连的分组交换机构成并由此连接计算机。

广域网交换系统的基本模式是存储转发交换。

为完成存储转发功能，分组交换机必须在存储器中存储分组，当分组到达时，分组交换机的输入/输出硬件把一个分组的副本放在存储器中并通知处理器，然后进行转发操作。

处理器检查分组，决定应该送到哪个接口，并把分组输送到输出硬件。

广域网和局域网都是互联网的重要组成构件。

连在一个广域网和连在一个局域网上的计算机在该网内进行通信时,只需要使用其网络的物理地址即可.
两种服务：数据报和虚电路
从层次上看,广域网中的最高层就是网络层.
网络层为接在网络上的主机所提供的服务可以有两大类.
一种是无连接的网络服务,也称为数据报服务;
另一种是面向连接的网络服务,也称为虚电路服务.
数据报的特点：
网络随时都可以接收主机发送的分组(数据报);
网络为每个分组独立的选择路由;
网络只是尽最大努力地将分组交付给目的主机,但对源主机没有任何承诺;
网络不保证所传送的分组不丢失,也不保证按原主机发送分组的先后顺序以及在多长的时限内必须将分组交付给目的主机.
当网络发生拥塞时,网络中的某个节点可以将一些分组丢弃.
数据报提供的服务是不可靠的,不能保证服务质量.
虚电路的特点：
源主机先向目的主机发出一个特定格式的控制信息分组,要求进行通信,同时也寻找一
条合适的路由;
目的主机同意通信就发回响应,然回双方就建立了虚电路并可传送数据.
由于采用了存储转发技术,这种虚电路和电路交换的连接有很大的不同.
网络向用户提供的服务就好像在两个主机之间建立了一对穿过网络的数字管道.所有发送的分组都按发送的前后顺序进入管道,然后按照先进先出的原则沿此管道传送到目的主机.
到达目的站的分组不会因网络出现拥塞而丢失,也不会乱序.
虚电路服务对通信的服务质量有较好的保证.
两种思路：
虚电路服务的思路来源于传统的电信网,电信网将其用户终端(电话机)做得非常简单，而电信网负责保证可靠通信的一切措施，因此电信网的节点交换机复杂而昂贵。

数据报服务力求使网络在恶劣的环境下仍可工作，并使对网络的控制功能分散，因而只能要求提供尽最大努力的服务，这种网络要求使用较复杂且有相当智力的计算机作为用户终端，可靠通信由用户终端中的软件(即TCP)来保证
数据报和虚电路的对比：
二、ISDN广域网接入
综合业务数字网（Integrated Services Digital Network，ISDN）是一个数字电话网络国际标准，是一种典型的电路交换网络系统。

综合业务数字网（ISDN），俗称“一线通”。

它除了可以用来打电话，还可以提供诸如可视电话、数据通信、会议电视等多种业务，从而将电话、传真、数据、图像等多种业务综合在一个统一的数字网络中进行传输和处理,这也就是“综合业务数字网”名字的来历。

ISDN有窄带和宽带两种。

窄带ISDN有基本速率（2B+D，144kbps）和一次群速率（30B+D，2Mbps）两种接口。

基本速率接口包括两个能独立工作的B信道（64kbps）和一个D信道（16kbps），其中B信道一般用来传输话音、数据和图像，D信道用来传输信令或分组信息。

B代表承载，D代表控制。

宽带可以向用户提供155Mbps以上的通信能力。

但是由于宽带综合业务数字网技术复杂，投资巨大，还不大可能投入大量的使用，而窄带综合业务数字网已经非常成熟，完全具备了商用化推广的条件，因此各地开通的ISDN指的综合业务数字网实际上是窄带ISDN。

由于使用了数字线路数据传输的比特误码特性比电话线路至少改善了10倍。

ISDN用途广泛，只是对于我们普通人来说只有上网一项是最常用的了。

ISDN有2种访问方式:
基本速率接口(BRI)由2个B信道，每个带宽64kbps和一个带宽16kbps的D信道组成。

三个信道设计成2B+D。

主速率接口(PRI) - 由很多的B信道和一个带宽64Kbps的D信道组成，B信道的数量取决于不同的国家:
北美，中国香港和日本: 23B+1D, 总位速率Mbit/s (T1)
欧洲，中国大陆和澳大利亚：30B+D,总位速率Mbit/s (E1)
优点分析
1、综合的通信业务：利用一条用户线路，就可以在上网的同时拨打电话、收发传真，就像两条电话线一样。

2、传输质量高：由于采用端到端的数字传输，传输质量明显提高。

3、使用灵活方便：只需一个入网接口，使用一个统一的号码，就能从网络得到所需要使用的各种业务。

用户在这个接口上可以连接多个不同种类的终端，而且有多个终端可以同时通信。

4、上网速率可达128kbps。

缺点分析
1、速度相对于ADSL和LAN等接入方式来说，速度不够快。

2、长时间在线费用会很高。

3、设备费用并不便宜。

实践：ISDN中DDR配置相关语句，PPP协议相关配置
三、
网络是第一个面向连接的网络，也是第一个公共数据网络。

其数据分组包含3字节头部和128字节数据部分。

它运行10年后，20世纪80年代被无错误控制，无流控制，面向连接的新的叫做帧中继的网络所取代。

90年代以后，出现了面向连接的ATM网络。

它称为X．21接口，定义从计算机/终端（数据终端设备，DTE）到X．25分组交换网络中的附件结点的物理/电气接口。

RS－232－C通常用于X．21接口。

链路访问层定义象帧序列那样的数据传输。

使用的协议是平衡式链路访问规程（LAP－B），它是高级数据链路控制（HDLC）协议的一部分。

LAP－B的设计是为了点对点连接。

它为异步平衡模式会话提供帧结构、错误检查和流控机制。

LAP－B为确信一个分组已经抵达网络的每个链路提供了一条途径。

分组层定义通过分组交换网络的可靠虚电路。

这样，X．25就提供了点对点数据发送，而不是一点对多点发送。

在X．25中，虚电路的概念是非常重要的。

一条虚电路在穿越分组交换网络的两个地点之间建立一条临时性或永久性的“逻辑”通信信道。

使用一条电路使用可以保证分组是按照顺序抵达的，这是因为它们都按照同一条路径进行传输。

它为数据在网络上进行传输提供了可靠的方式。

在X．25中有两种类型的虚电路：
临时性虚电路将建立基于呼叫的虚电路，然后在数据传输会话结束时拆除。

永久性虚电路是网络指定的固定虚电路，像专线一样，无需建立和清除连接，可直
接传送数据．
无论是交换虚电路或是永久虚电路，都是由几条"虚拟"连接共享一条物理信道．一对分组交换机之间至少有一条物理链路，几条虚电路可以共享该物理链路．每一条虚电路有相邻结点之间的一对缓冲区实现，这些缓冲区被分配给不同的虚电路代号以示区别．建立虚电路的过程就是在沿线各结点上分配缓冲区和虚电路代号的过程．
分组中的虚电路代号用12位二进制数字表示（4位组号和8位信道号）．除代号0为诊断分组保留之外，建立虚电路时可以使用其余的4095个代号，因而理论上说，一个DTE最多建立4095条虚电路。

这些虚电路多路复用DTE-DCE之间的物理链路，进行全双工通信。

现仍然有遍及全球的使用，尽管这个比例已经随着一些第二层新技术如帧中继，ISDN，ATM，ADSL，POS的推出而在迅速下降了。

现在只有在第三世界国家有一些还在可靠运营的设备，因为毕竟PDN可能是最为可靠而且便宜的连接因特网的设备了。

有一个的变种叫做仍然在amateur无线封包通信（无线分组交换，packet radio）领域大量使用，然而在近段时间已经有一些呼声建议使用TCP/IP来取代了。

RACAL Paknet在世界的许多地方仍然采用协议标准用来进行安全的低速率无线传输。

Paknet现通常用来作为GPS和POS的应用。

小结：
通过本次课程的学习，学生能了解广域网基础知识、ISDN及相关知识，并能进行ISDN 里DDR及PPP协议的相关配置。

作业：
通过对给定的网络拓扑图，进行PPP相关配置，并将相关语句能记忆下来。