广域网技术
第6章广域网技术
广域网的基本特征是覆盖范围广、数据的
传输距离较长，一般都在几十km以上，可达数
对于SVC：不同于X.25。
建立连接时----主叫用户使用Setup UNI信令发连接请求（虚电 路号DLCI为0），帧中继交换机根据被叫用户地址选择路由，并 分配DLCI，虚电路建立结束；
保持期间----直接使用DLCI进行通信；
拆除连接时----用Release UNI信令。
＊DLCI只有本地意义。 DLCI分配规则：DLCI 0 为UNI信令通道；DLCI 1023 为本地管 理接口（LMI）专用；DLCI 16－－DLCI 1007 帧数据传输使用。
路由器
同步Modem
校园网 南开大学
帧中继
天津理工大学
校园网
帧中继网由三部分组成：
帧中继交换机、具有帧中继接 口的分组交换机、复用设备
FDTE
NFDTE
FRAD
帧 中 继 交 换 设 备
UNI
帧中继接入设备
路由器
帧中继网络
提供公用帧 中继业务
LAN
用户接入帧中继网的形式
帧中继的帧格式
长度为1600－2048字节，最长4096字节。 网络对信息内容不作任何处理。
2．ISDN的技术与组成
ISDN的组成部件包括用户终端、终端适配器、
网络终端等设备。
普通电话机
普通传真机
TA
NT
适配器 网络终端
广域网技术
数据通讯络
01 简介
03 电路交换 05 广域设备
目录
02 点对点链路 04 包交换
广域是一种跨地区的数据通讯络，使用电信运营商提供的设备作为信息传输平台。对照OSI参考模型，广域 技术主要位于底层的3个层次，分别是物理层，数据链路层和络层。
简介
下面列出了一些经常使用的广域技术同OSI参考模型之间的对应关系。
பைடு நூலகம்
包交换
包交换也是一种广域上经常使用的交换技术，通过包交换，络设备可以共享一条点对点链路通过运营商络在 设备之间进行数据包的传递。包交换主要采用统计复用技术在多台设备之间实现电路共享。ATM，帧中继，SMDS 以及X.25等都是采用包交换技术的广域技术。广域上进行包交换的示意图如下：
虚拟电路
虚拟电路是一种逻辑电路，可以在两台络设备之间实现可靠通信。虚拟电路有两种不同形式，分别是交换虚 拟电路（SVC）和永久性虚拟电路（PVC）。
调制解调器
调制解调器主要用于数字和模拟信号之间的转换，从而能够通过话音线路传送数据信息。在数据发送方，计 算机数字信号被转换成适合通过模拟通信设备传送的形式；而在目标接收方，模式信号被还原为数字形式。下图 是跨越广域的调制解调器之间的简单连接形式。
谢谢观看
广域交换机
广域交换机是在运营商络中使用的多端口络互联设备。广域交换机工作在OSI参考模型的数据链路层，可以 对帧中继，X.25以及SMDS等数据流量进行操作。下图是位于广域两端的两台路由器通过广域交换机进行连接的示 意图。
接入服务器
接入服务器是广域中拨入和拨出连接的会聚点。下图说明了接入服务器如何将多条拨出连接集合在一起接入 广域。
点对点链路
点对点链路提供的是一条预先建立的从客户端经过运营商络到达远端目标络的广域通信路径。一条点对点链 路就是一条租用的专线，可以在数据收发双方之间建立起永久性的固定连接。络运营商负责点对点链路的维护和 管理。点对点链路可以提供两种数据传送方式。一种是数据报传送方式，该方式主要是将数据分割成一个个小的 数据帧进行传送，其中每一个数据帧都带有自己的信息，都需要进行校验。另外一种是数据流传送方式，该方式 与数据报传送方式不同，用数据流取代一个个的数据帧作为数据发送单位，整个流数据具有1个信息，只需要进行 一次验证即可。下图所显示的就是一个典型的跨越广域的点对点链路。
《广域网技术》课程标准(2021整理)
《广域网技术》课程尺度一、课程概述广域网〔wide area network〕是在一个广泛范围内成立的计算机通信网。
广泛的范围是指地舆范围而言，可以超越一个城市，一个国家甚至及于全球；因此其对通信的要求高、复杂性也高。
构建广域网络必需借助公共传输网络，公共传输网络可分为电路交换网络和分组交换网络；因此，设计广域网的前提是掌握各种公共传愉网络的特性，以及公共传输网络和用户之间的互联技术。
在实际应用中，广域网可与局域网〔LAN〕互连，即局域网可以是广域网的一个终端系统。
组织广域网，必需按照必然的网络体系布局和相应的协议进行,以实现不同系统的互连和彼此协同工作。
本门课程是通信类专业和计算机网络专业的限选课程。
通过对广域网的工作道理、用户网络接口尺度和 X.25网、综合业务数字网、帧中继网、光纤通信网、异步传输模式、数字用户线、广域网路由、广域网方案设计等内容的学习，让学生掌握广域网的设计、安装、调试、维护、办理和开发等技术。
本门课程的先修课程是：《计算机网络》和《局域网技术》，后续课程是：《Internet/Intranet技术》。
二、课程目标当前流行的广域网连接技术有：公共交换网〔PSTN〕、综合业务数字网〔ISDN〕、X.25分组交换网、帧中继、数字用户线〔xDSL〕、城域网〔MAN〕和交换式多兆位数据报务〔SMDS〕、光纤通信网、异步传输模式等，通过本课的教学，要求学生：1．知道以上各种广域网连接技术的主要特点、彼此差异和应用范围。
2．理解广域网的工作道理、协议布局和用户网络接口尺度，以及网桥、交换机和路由器等网络设备的工作机制,以及广域网实现方法。
3．知道目前常见的广域网连接设备的功能特性和配制方法。
4．了解下一代网络的一些新技术。
5．学会和掌握运用这些广域网连接技术设计和维护各种规模的广域网。
三、课程内容和教学要求这门学科的常识与技能要求分为知道、理解、掌握、学会四个层次。
这四个层次的一般涵义表述如下：知道———是指对这门学科和教学内容的认知。
什么是计算机网络广域网常见的计算机网络广域网技术有哪些
什么是计算机网络广域网常见的计算机网络广域网技术有哪些计算机网络广域网（Wide Area Network, WAN）是指连接不同地理位置的计算机网络，其范围通常涵盖数千甚至数万公里。
计算机网络广域网技术是为了满足广域网的需求而开发的一系列技术手段。
本文将介绍什么是计算机网络广域网以及常见的计算机网络广域网技术。
一、什么是计算机网络广域网计算机网络广域网是一种连接不同地理位置的计算机网络，通过广域网技术，可以使得分布在不同位置的计算机之间可以互相通信、共享资源。
广域网通常由多个局域网（Local Area Network，LAN）通过路由器、交换机等设备连接而成。
它可以覆盖城市、省份甚至跨越国际边界。
二、常见的计算机网络广域网技术1. 链路技术链路技术是构建广域网的基础。
广域网使用的链路技术包括电话线、光纤、无线电波等。
这些链路技术可以提供不同的传输速率和带宽，以满足不同的网络需求。
2. 虚拟专用网（Virtual Private Network, VPN）虚拟专用网是一种利用公共网络（如互联网）进行安全通信的技术。
它通过加密、隧道等方式，实现了不同地理位置的计算机之间的安全通信。
虚拟专用网可以提供安全性和灵活性，使得远程办公、远程访问等功能成为可能。
3. 帧中继（Frame Relay）帧中继是一种在广域网中传输数据的协议。
它通过将数据分成帧的形式进行传输，以提高传输效率。
帧中继具有高带宽利用率、低成本等特点，适用于需求较大带宽的广域网。
4. 异步传输模式（Asynchronous Transfer Mode, ATM）异步传输模式是一种高速交换技术，常用于构建大规模的广域网。
它将数据划分为固定长度的小单元进行传输，以提高传输效率和网络吞吐量。
异步传输模式支持多种类型的数据传输，包括音频、视频、图像等多媒体数据。
5. Internet互联网是当今最大的广域网，它连接了全球各地的计算机和网络。
互联网使用基于TCP/IP协议的技术，为用户提供了庞大的信息资源和丰富的应用服务。
广域网技术简介
一、综合业务数字网简单地讲，ISDN是电话网络的发展和延伸。
由于电话是以传输模拟信号为主的系统，无法满足现代的数据、声音、图像处理的要求。
ISDN通过数字技术将现有的各种专用网络（模拟的、数字的）集成到一起，以统一的接口向用户同时提供各种综合业务，使用户可以用电话线传送声音和数据。
在我国，将ISDN服务称为“一线通”就很形象地提示了ISDN 的本质含义。
ISDN作为一种数字网络技术有其完备的体系结构标准。
它在原理上最有创新之处是将用户平面的控制平面分隔开，换句话说，就是将用户数据与控制信息分别处理，它的具体作法是用B信道传输用户数据，用D信道传输控制信息。
根据传输带宽的大小，ISDN可以分为狭带ISDN和宽带ISDN，分别简称为N-ISDN和B-ISDN,通常所说的ISDNJ 是指N-ISDN。
目前ISDN向B-ISDN方向发展。
ISDN的主要业务见表：二、帧中继帧中继是在OSI第二层上用简化的方法传送和交换数据帧的一种技术。
帧中继仅完成OSI物理层和数据链路层核心功能，将流量控制、纠错等留给智能终端去完成，从而大大简化了结点之间的协议，同时由于彩虚电路技术，具有吞吐量高、延时低、适合突发业务的特点。
帧中继是X.25在新的传输条件下的发展，是在ISDN标准化过程中提出来的。
帧中继是一种简单的面向连接的虚电路分组交换方式。
遵循ISDN原理，将用户数据与信令分别处理。
帧中继是当前最重要ISDN的技术。
帧中继网络由帧中继接入设备与帧中继交换设备组成。
帧中继主要适用于以下几种场合。
1、当用户需要数据通信，基带宽为63Kb/s~2Mb/s,而参与通信的用户多于两个的场合。
2、通信距离较长时，应选择帧中继。
3、当数据业务最为突出时，应考虑帧中继。
三、异步传输方式ATM是一种传输方式，在这种方式下，信息被组织成信元，这里的“异步”是指它包含一个特定用户的信息的信元的重复出现不必具有周期性，就是在各终端之是没有共同的时间参考，换句话说，每个时隙没有确定的占有者，各信道根据通信量的大小和排队来占用时隙。
广域网技术
2018/12/4
制作：辛浩 李玲玲
8
网络随时接受主机发送的分组（即数据报） 网络为每个分组独立地选择路由。
提供数据报服务的特点H2 来自4 DH1 向 H5 发送分组 路径可能变化
H1 A
H2 向 H6 发送分组
H6 E
B
H5 C H3
2018/12/4 制作：辛浩 李玲玲
分组交换网
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网络尽最大努力地将分组交付给目的主机， 但网络对源主机没有任何承诺。
提供数据报服务的特点
H2 D H4
B
H6 H1 E A H5 C H3
2018/12/4 制作：辛浩 李玲玲
分组交换网
10
网络不保证所传送的分组不丢失 也不保证按源主机发送分组的先后顺序 以及在时限内必须将分组交付给目的主机 提供数据报服务的特点
H2 D H4
B
H6 H1 E A H5 C H3
2018/12/4 制作：辛浩 李玲玲
虚电路服务的思路来源于传统的电信网。
电信网负责保证可靠通信的一切措施，因此
电信网的结点交换机复杂而昂贵。
数据报服务力求使网络生存性好和使对网
络的控制功能分散，因而只能要求网络提 供尽最大努力的服务。
可靠通信由用户终端中的软件（即TCP）来
保证。
2018/12/4 制作：辛浩 李玲玲 18
网络组建与维护
第六章 广域网技术
第四章 广域网技术
4.1
4.2 4.3 4.4 4.5
4.6
4.7 4.8
2018/12/4
广域网概述 广域网中的路由器选择机制 X.25 帧中继 数字数据网 综合业务数字网 非对称数字网 异步传输模式
第六章-广域网技术
广域网的通信服务类型 电路交换
HDLC, PPP, SLIP
广域网的通信服务类型 分组交换
X.25, FrameRelay, ATM
广域网的通信服务类型 租用专线
HDLC, PPP, SLIP
公共交换电话网（PSTN） 公共交换电话网（PSTN） 公共交换电话网 (public switched telephone network， PSTN)，也称为POTS 普通旧式电话服务）， POTS（ ），是 network， PSTN)，也称为POTS（普通旧式电话服务），是 目前普及程度最高、成本最低的公用通讯网络， 目前普及程度最高、成本最低的公用通讯网络，它在网络互 连中也有广泛的应用。 连中也有广泛的应用。 其特点为： 其特点为： 电路交换，有拨号连接过程，连接后独占信道 即可传输模拟信息，也可传输数字信息 用户环路为模拟传输 数据通信时需要使用MODEM 收发双方传输速率必须相同，最高为56kb/s 无差错控制能力
广域网采用的协议 广域网的通信子网工作在OSI/RM的下三层， OSI/RM高 广域网的通信子网工作在OSI/RM的下三层， OSI/RM高 OSI/RM的下三层 层的功能由资源子网完成。 层的功能由资源子网完成。 物理层：定义了通信线路的电气和机械特性。 ① 物理层：定义了通信线路的电气和机械特性。 EIA/TIA-231； EIA/TIA-449； V.24，V.35； ； ； ， ； HSSI，G.703；EIA-530。 ， ； 。 数据链路层：定义了数据的通信协议。 ② 数据链路层：定义了数据的通信协议。 LAPB；FrameRely；HDLC；PPP；SDLC。 ； ； ； ； 。 网络层： ③ 网络层：由于分布在广域网中的任意两台主机之间 都可能存在多条通信线路，因此， 都可能存在多条通信线路，因此，网络层提供能在 多条通信线路中选择用于数据传输的线路的功能。 多条通信线路中选择用于数据传输的线路的功能。 IP，ICMP，IGMP，IPX，SPX。 ， ， ， ， 。
广域网技术
广域网技术广域网技术是一种可以通过网络互连多个地理位置分散的局域网的技术。
它的出现和发展使得企业、政府和个人能够更加方便地进行跨地域的信息交流和资源共享，极大地提高了工作效率和生活质量。
本文将从广域网技术的定义、发展历程、应用场景及未来发展等方面进行探讨。
首先，我们来了解一下广域网技术的基本概念。
广域网（Wide Area Network，简称WAN）是一个扩展的计算机网络，它可以跨越地理上较大的范围，如城市、国家或全球范围内的多个局域网（LocalArea Network，简称LAN）进行连接。
与局域网相比，广域网具有更大的传输距离、更高的传输速度和更强的数据容量，可以实现更广泛的信息共享和资源互连。
广域网技术的发展历经了多个阶段。
最早期的广域网是基于电报和电话网络的。
随着计算机技术的迅猛发展，广域网逐渐向基于计算机的网络拓扑转变，出现了分组交换技术和路由协议的应用。
20世纪80年代，随着因特网的产生，广域网技术进入了一个全新的发展阶段。
因特网技术为广域网提供了更加稳定和高效的数据传输方式，同时也为广域网的应用带来了巨大的便利。
广域网技术在各个行业中都有重要的应用场景。
首先是企业领域。
企业通常具有多个分部门和分公司，广域网技术可以将这些分支机构连接起来，实现信息共享和业务协作，提高企业的整体效率和竞争力。
其次是政府机构。
政府机构通常分布在不同的地域，广域网技术可以帮助政府实现信息互联互通，提升政务服务的质量和效率。
此外，广域网技术还广泛应用于教育、医疗、金融等行业，为各个领域的信息化建设提供了强大的支持。
展望未来，广域网技术仍将进一步发展。
随着5G技术的普及和应用，广域网的传输速度将进一步提升，信息交流更加迅捷。
同时，云计算和大数据技术的快速发展也将带来广域网技术的新的突破和应用场景。
未来的广域网将更加智能化，通过自动化和智能化的方式，提供更加便捷和安全的网络服务。
总之，广域网技术的出现和发展为人们的工作和生活带来了巨大的变化。
计算机网络中的广域网和局域网技术比较
计算机网络中的广域网和局域网技术比较在计算机网络中，广域网（Wide Area Network，WAN）和局域网（Local Area Network，LAN）是两种常见的网络技术。
它们具有不同的特点和应用场景，并在不同的场合中发挥着重要作用。
本文将对广域网和局域网的技术特点进行比较，以便更好地理解它们之间的区别和联系。
一、定义和范围广域网是指覆盖较大地理范围的计算机网络，通常跨越多个城市或国家，利用专用线路或公共网络实现远程通信。
它连接了各种终端设备，如计算机、路由器和交换机，以实现数据的传输和共享。
局域网是指在较小的地理范围内建立的计算机网络，通常局限于一个建筑物、校园或办公室等特定范围内。
它基于以太网或无线局域网技术，连接了用户的计算机、打印机和其他设备，提供快速和可靠的内部通信。
二、拓扑结构广域网通常采用分布式的拓扑结构，其中包含多个子网和路由器。
子网可以是局域网或城域网，它们通过路由器相互连接，实现数据传输和路由选择。
广域网的拓扑结构较为复杂，需要较多的网络设备和管理措施。
局域网通常采用集中式的拓扑结构，其中包含一个或多个交换机。
交换机通过物理线缆将用户设备连接在一起，形成一个共享网络资源的局域网。
局域网的拓扑结构相对简单，易于部署和管理。
三、传输速度广域网的传输速度相对较慢，通常受限于网络基础设施和传输介质的带宽。
由于广域网跨越较大地理范围，数据传输需要经过多个路由器和信号中继点，导致传输延迟增加。
因此，广域网适用于对传输速度要求不高的场景，如跨国公司间的数据交换。
局域网的传输速度相对较快，通常受限于交换机和网卡的性能。
局域网的数据传输范围较小，几乎没有传输延迟，可以提供高速和低延迟的数据交换。
因此，局域网适用于对传输速度要求较高的场景，如企业内部的文件共享和多媒体传输。
四、安全性广域网的安全性相对较低，因为它是公共网络的一部分，数据传输可能会经过多个网络节点，容易受到安全威胁和攻击。
广域网技术简介
图7－9 广域网上进行包交 换的示意图
1.1.4交换多兆位数据服务SMDS (Switched Multimegabit Data Service)
SMDS一种公共包交换服务，它主要用于企业间在广域 网上交换数据。SMDS为这类数据交换提供了相应的体系结 构和服务，SMDS利用广域网扩展了LAN的效率。SMDS是 无连接的，因此在传输数据时不需要建立连接。SMDS包可 以包括7168字节的数据，这个包对接收通常的LAN包是足 够大的。每个包都包括源地址和目标地址，每个包都分开发 送。每个使用SMDS的企业都被指定一个1到16位的唯一的 SMDS地址，每个地址是十位数，看起来就象电话号码一样。 SMDS也提供广播服务，可以将数据传送到多个地址。 SMDS可以被指定一个或多个组地址，用于定义组。组地址 和IP中的组播是一样的，它让路由协议，如TCP/IP使用动态 地址解析和路由更新。因为SMDS是一个公共服务，任何 SMDS客户都可以交换数据。
(2)MPLS-VPN采用“全网状”组网结构，大量数据交换 都在ISP管理的MPLS-VPN网内完成，要求用户端设备尽量简 单
因此用户各节点（包括总部）只需购买中低档的路由器（甚至不需 路由器）就能做到比“星型”组网更好的通信。当两个分部间通信时不 需要在总部的路由器做路由，也不需要再另租一条“专线”电路。另外， 在用户增加节点时，MPLS-VPN不需全网配置，可以弥补网络发展超出初 期网络规划的不足。
1.1 广域网常见技术及设备
1.1.2 电路交换
电路交换是广域网所使用的一种交换方式。可以通过ISP 为每一次会话过程建立，维持和终止一条专用的物理电路。电 路交换也可以提供数据报和数据流两种传送方式。电路交换在 ISP的网络中被广泛使用，其操作过程与普通的电话拨叫过程 非常相似。综合业务数字网（ISDN）就是一种采用电路交换 技术的广域网技术。
广域网技术
微波通信是利用微波波段的电磁波在视距范围内进行信息传送的一种现代化通信方式。微波通信的双方各需要架设一个天线，且相互要精确对准。微波无线网的传输速率可达64Kbps~10Mbps，具有抗噪声、抗干扰能力强、保密性好、组网灵活、易于管理等优点。传输距离有限一般为10~50公里。穿透力差，不能有建筑物遮挡。比较适合相距不是很远，但又不便使用光缆等直接连网的场合。
3、广域网的类型与分布范围
（1）广域网的类型：
第一种广域网是指电信部门提供的电话网或者是数据网络，例如，PSTN（公用电话网）、X.25（公用分组交换网）、DDN（公用数字数据网）等。这些网络可以向用户提供世界范围的数据通信服务。
第二种广域网是指将分布在同一大城市、同一国家、同一洲、甚至几个洲的局域网，通过电信部门的公用通信网络进行互联而成的专用广域网。
优点：数据传输质量高、抗干扰能力强、误码率低、可同时传输数据和语音
缺点：传输速率不高
（3）非对称式数字用户线ADSL
非对称式数字用户线ADSL是数字用户线xDSL（含ADSL、SDSL、HDSL、和VDSL）的一种，它是一种调制技术，可利用电话线进行高速数据传输，也允许数据和语音同时传输，电话线上传输的是模拟信号。ADSL是一种点对点的通信技术，数据传输速率不对称，下行速率为1.5M~8Mbps,上行速率最高为1Mbps，最大传输距离为5.5公里。小结：一、广域网的基本概念
（1）广域网的定义
（2）广域网的特点
（3）广域网的类型与分布范围
二、广域网连接方式
（1）大中型局域网连接广域网的方式
（2）小型局域网或个人用户连接广域网的方式
作业：
简述广域网的特点
（2）DDN专线
DDN是公共数字数据网，是我国电信部门专为国内用户提供的具有不同传输速率（64Kbps~2Mbps）的数字专线租用服务而建立的公共网络系统。由DDN交换机和传输线路（光缆和双绞线等）组成，1994年开通后普遍使用。
局域网和广域网技术
局域网和广域网技术一、局域网技术⑴局域网的定义局域网（Local Area Network，简称LAN）是指在相对较小的范围内，连接在同一地点或相邻地点的计算机和设备之间搭建起的一个计算机网络。
局域网通常覆盖一个建筑物、校园、办公区域等局部范围。
⑵局域网的组成与结构局域网由多台计算机、服务器、交换机、路由器等设备组成。
一般情况下，局域网采用以太网（Ethernet）技术作为传输介质，通过局域网线缆进行连接。
⑶局域网的拓扑结构局域网可以采用多种拓扑结构，常见的拓扑结构有星型、总线型、环形等。
星型拓扑结构是最常见的，其中所有设备都直接连接到中央交换机。
总线型拓扑结构则是将设备沿着一条共享的传输介质连接起来。
⑷局域网的协议局域网通常使用以太网协议来进行数据传输。
以太网协议定义了物理层和数据链路层的规范，采用CSMA/CD（载波监听多点接入/碰撞检测）的机制来控制数据的传输。
⑸局域网的优势与应用局域网的优势在于提供了快速、稳定的数据传输环境，方便多台计算机之间共享资源、共同协作。
局域网广泛应用于企业、学校、办公环境等场所，提高了工作效率和信息交流速度。
二、广域网技术⑴广域网的定义广域网（Wide Area Network，简称WAN）是指连接在地理位置上相距较远的计算机和设备之间搭建起的一个计算机网络。
广域网通常覆盖范围广泛，跨越城市、国家甚至跨越大洲。
⑵广域网的技术实现广域网的技术实现主要依赖于通信线路和路由器。
广域网通常使用传输速度较高的专线、光纤等物理媒介进行数据传输，通过路由器实现数据的转发和交换。
⑶广域网的拓扑结构广域网的拓扑结构多样化，可以采用星型、网状或混合结构。
网状结构是最常见的，其中各个站点通过专线或虚拟链路相互连接，形成多条路径，提高了网络的可靠性和可扩展性。
⑷广域网的协议广域网使用的协议多种多样，常见的包括IP协议、TCP协议、UDP协议等。
IP协议负责数据包的寻址和路由，TCP协议提供可靠的数据传输，而UDP协议则提供无连接的数据传输。
局域网与广域网技术的比较与选择
局域网与广域网技术的比较与选择在当今的信息社会，网络已经成为人们生活和工作中不可或缺的一部分。
无论是在家里、办公室还是在学校，我们都可以轻松地接入网络，与世界各地的人进行交流和分享。
然而，在网络的背后，有着不同的网络技术，其中最常见的就是局域网(LAN) 和广域网(WAN)。
本文将比较这两种网络技术，并给出选择的建议。
一、局域网技术局域网是指一种地理范围较小的网络，通常是在一个建筑物、一个校园或一个办公区域内部署的。
局域网的传输速度较快，延迟较低，主要用于连接同一组织或机构内部的设备。
局域网可以通过有线或无线的方式连接，常见的有以太网和Wi-Fi。
1. 以太网以太网是一种常用的局域网技术，使用双绞线或光纤作为传输介质。
它可以支持高速传输，例如快速以太网(100 Mbps) 或千兆以太网(1 Gbps)。
以太网的优点包括成本低、易于维护和扩展，并且能够支持大量的设备。
然而，以太网的缺点是受限于距离，一般距离不能超过100米。
2. Wi-FiWi-Fi是一种无线局域网技术，通过无线信号进行数据传输。
它不需要布线，适用于移动设备和无线覆盖较大的区域。
Wi-Fi的速度在不断提升，从802.11a/b/g到最新的802.11ac和802.11ax，可以实现更高的传输速率和更大的覆盖范围。
但是，Wi-Fi的传输速度受到距离、信号干扰和设备数量的限制。
二、广域网技术广域网是指一种跨越地理范围较大的网络，通常涵盖多个地点或城市甚至跨越国家和大陆。
广域网的传输速度较慢，延迟较高，主要用于连接不同组织、机构或地理位置之间的设备。
1. 长途专线长途专线是一种常见的广域网技术，通常由运营商提供，利用光纤、铜缆或卫星信号进行数据传输。
长途专线的优点是传输速度稳定、安全可靠，适用于大数据传输和关键业务应用。
然而，长途专线的成本较高，需要专线租用和维护。
2. 虚拟专用网络(VPN)虚拟专用网络是通过公共网络(例如Internet)建立的一种加密通信通道。
网络工程师的广域网(WAN)技术知识
网络工程师的广域网（WAN）技术知识在当今信息爆炸的时代，广域网（WAN）成为了各个组织和企业之间进行远程通信和数据传输的重要手段。
作为网络工程师，熟悉和掌握广域网技术是必不可少的。
本文将介绍网络工程师需要了解的广域网技术知识。
1. 广域网（WAN）的概念广域网是指覆盖范围广泛的计算机网络，它连接了多个局域网（LAN）或城域网（MAN），使这些局域网之间能够相互通信和共享资源。
广域网通过使用公共或专用的传输介质（如电话线、光纤等）和设备（如路由器、交换机等）来实现。
2. 广域网的拓扑结构广域网可以采用多种不同的拓扑结构，包括点到点、星形、网状等。
点到点拓扑结构是最简单的，由两个节点之间直接连接而成；星形拓扑结构是将所有节点以中心节点为枢纽相互连接；网状拓扑结构则是所有节点之间都相互连接。
3. 广域网的传输介质广域网可以使用多种传输介质进行数据传输，主要包括电缆、光纤和无线传输。
电缆是最常见的传输介质，其成本相对较低，但传输速度和距离受到限制；光纤传输介质具有更高的传输速度和更远的传输距离，但成本较高；无线传输介质则可以实现无线的连接，适用于移动设备和无法布线的场景。
4. 广域网的通信设备在搭建广域网时，网络工程师需要使用多种通信设备。
其中最关键的设备是路由器，它负责将数据包从一个网络传输到另一个网络。
其他常见的设备包括交换机、调制解调器（Modem）等。
5. 广域网的传输协议为了保证数据在广域网中的传输可靠和高效，网络工程师需要熟悉各种传输协议。
其中最重要的是IP（Internet Protocol）协议，它是广域网中的网络层协议，负责实现数据包的分组和路由。
此外，还有TCP（Transmission Control Protocol）协议和UDP（User Datagram Protocol）协议等用于实现可靠传输和非可靠传输的传输层协议。
6. 广域网的安全性由于广域网的连接涉及到多个网络和节点，网络工程师需要关注广域网的安全性。
广域网技术
ISDN比特管道支持由时分多路复用分隔的多个 信道，共有7种标准化的信道： A——4khz模拟电话信道 B——64kb/s数字PCM信道，用于话音或数字 C——8kb/s 或16kb/s数字信道 D——16kb/s数字信道，用于段外信令 E——64kb/s数字信道，用于ISDN内部信令 H——384kb/s，1536kb/s或1920kb/s数字信道
站点 1 的 交换 机 站点 2 的 交换 机
站点 3 的 交换机
站点 4 的 交换机
图 6-1 四台结点交换机和八台计算机 互连而成的广域网
5
广域网中基本的电子交换机称为结点 交换机（ packet switch）
结点 用于连接其它 的结点交换机 交换 机 用于连接 计算机
图 6-2 含有两种输入/输出 接口的结点交换机
服务类别class） A类 B类 C类 AAL3/4，AAL5 D类 AAL3/4，AAL5
AAL类型（type） AAL1，AAL5 AAL2，AAL5 比特率 是否需要同步 连接方式 应用举例 恒定 需要 面向连接 64kb/s话音 变比特率图像 可变
不需要 无连接 面向连接的数据 无连接数据
35
6.5.3 ATM的信元格式
信元实际上就是分组，只是为了区别于X.25的 分组，才将ATM的信息单元叫作信元。ATM的信 元具有固定的长度，即总是53个字节。其中5 个字节是信头（Header），48个字节是信息段。 在ATM层，有两个接口是非常重要的，即用户网络接口UNI（user-network interface）和 网络-网络接口NNI（network-network interface）。前者定义了主机和ATM网络之间 的边界（在很多情况下是在客户和载体之间）， 后者应用于两台ATM交换机（ATM意义上的路由 器）之间。
广域网技术
X.25, Frame-Relay Frame-
分组交换
服务供应商
LAPB、 LAPB、Frame Relay、HDLC Relay、 PPP、SDLC、 PPP、SDLC、SMDS
广域网中的常见数据链路层协议
点到点协议（PPP） 点到点协议（PPP） 高级数据链路控制（HDLC）协议 高级数据链路控制（HDLC）协议 帧中继（Frame Relay） 帧中继（Frame Relay）
专题
广域网技术
本章内容
广域网概述 点对点协议PPP PPP协议的验证(pap和chap)
广域网技术
广域网（WAN）是覆盖地理范围相对较广 广域网（WAN）是覆盖地理范围相对较广 的数据通信网络，一般利用电信运营商提 供的通信线路进行传输，形成地域广大的 远程处理和局部处理相结合的计算机网络， 实现局域资源共享与广域资源共享相结合。 本章将首先介绍广域网的概念和基本特点， 然后讲解广域网技术中的分组转发机制， 随后，将介绍公共交换电话网、非对称数 字用户线路、综合业务数字网、异步传输 方式等广域网技术。
PPP协议的优点
TCP/IP
PPP SLIP HDLC
IPX/SPX
AppleTalk
PPP协议 PPP协议 PPP不仅适用于拨号用户，而且适用于租用的路由器对 PPP不仅适用于拨号用户，而且适用于租用的路由器对 路由器线路。 采用NCP协议（如IPCP、IPXCP），支持更多的网络层 采用NCP协议（如IPCP、IPXCP），支持更多的网络层 协议 具有验证协议CHAP、PAP， 具有验证协议CHAP、PAP， 更好了保证了网络的安全性
2．广域网设备
广域网使用的设备有调制解调器、广域网交换 机、ISDN终端适配器、ADSL终端适配器、访问 机、ISDN终端适配器、ADSL终端适配器、访问 服务器和信道服务单元/ 服务器和信道服务单元/数据服务单元 （CSU/DSU）、路由器、ATM交换机和多路复用 CSU/DSU）、路由器、ATM交换机和多路复用 器等。 （1）调制解调器 调制解调器（Modem）是用于转换数字信号 调制解调器（Modem）是用于转换数字信号 和模拟信号的设备，它能使数据在音频电话线上 进行传输。在源节点，数字信号被转换成可在模 拟通信设施上传输的形式；而在目的节点，这些 模拟信号被还原成数字形式。
软件定义广域网(SDWAN)技术
软件定义广域网（SDWAN）技术随着云计算和大数据时代的到来，企业对于网络带宽、可靠性和安全性的需求也越来越高。
传统的广域网（WAN）架构已经难以满足这些需求，因此软件定义广域网（SDWAN）技术应运而生。
SDWAN技术基于软件定义网络（SDN）的思想，通过将网络控制平面与数据转发平面进行分离，实现了网络的集中化管理、动态优化和智能决策，从而提供了更好的网络性能和用户体验。
一、SDWAN的概念与优势SDWAN技术是一种基于软件的网络解决方案，它可以简化网络架构，提高网络的可管理性和可扩展性，同时降低企业的网络成本。
相比传统的WAN技术，SDWAN具有以下几个优势：1. 网络可管理性：SDWAN技术可以集中管理分布式的网络设备和服务，并提供统一的网络管理界面，简化了网络的部署、配置和维护工作。
2. 带宽利用率优化：SDWAN技术可以根据业务需求智能地调整网络流量的传输路径，通过利用多个WAN链接的带宽，实现带宽利用率的最大化，提高网络的传输效率。
3. 高可靠性：SDWAN技术支持多路径冗余和智能的流量负载均衡，当某条链路发生故障时，可以自动切换到其他可用链路，从而提高了网络的可靠性和容错性。
4. 网络安全性：SDWAN技术可以提供端到端的加密和认证机制，确保数据在传输过程中的安全性和完整性。
二、SDWAN技术的工作原理SDWAN技术的核心是将网络控制平面和数据转发平面进行分离，实现了网络的集中化管理和智能决策。
具体而言，SDWAN技术包括以下几个关键组件：1. 控制器（Controller）：控制器是SDWAN网络的核心，负责集中管理和控制分布式的SDWAN设备。
通过与设备之间的消息交换，控制器可以实时监控网络状态、配置网络策略，并下发指令给SDWAN 设备。
2. SDWAN设备（SDWAN Appliances）：SDWAN设备是网络边缘设备，负责连接企业的局域网（LAN）与广域网（WAN）。
SDWAN 设备通常具备路由器、交换机、防火墙等功能，通过与控制器交互，实现网络流量的控制和优化。
3.33.3广域网技术
网络层 光适配层 物理层
IP封装 SDH帧封装或Ethernet帧格式封装 物理层（光纤、WDM）
PDH技术
PDH技术的基础是PCM（Pulse Code Modulation，脉冲编码调制）技术，PCM对模拟信号进 行采样，采样频率为8000次每秒，每个样值为8个二进制位，所以一个话路的速率为64kbps（ =8bit*8000 /s），64Kbps是数字化语音的标准速度，也称为DS0（Date Signal 0），代表一个 标准的PCM数字语音话路。
根据传输速率不同，广域网可以分为两类：
一类是窄带网络，包括PSTN网络、ISDN网络、X.25网络、DDN网络、FR网络。 二是宽带网络，包括ATM网络、SDH网络和WDM网络。
因特网（Internet）是世界范围内最大的广域网，它采用TCP/IP协议体系，分组交换技术，是 计算机网络与计算机网络互联形成的网络。用于计算机网络互联的广域网包括X.25网络、FR网 络、ATM网、DDN网络、SDH网络、WDM网络等网络。
1广域网络分类 2 PDH技术 3 SDH技术 4 WDM技术
广域网络分类
根据网络主要支持的业务来分，网络可以分为三类：
一是主要支持电信语音业务的电路交换网络，包括PSTN网络和ISDN网络。 二是主要支持数据传输业务的分组交换网络，包括X.25网络、FR网络、ATM网络。 三是支持多种业务的物理层网络，包括DDN网络、SDH网络、WDM网络，是传输网，支持多业务。
广域网技术介绍
（一）、SDH技术1、SDH技术简单介绍SDH业务是指客户直接租用传输的线路来提供点到点的通信服务，该业务的提供只能按照SDH体系中的模块信号速率来提供，基本的速率提供范围为：2Mbit/s ,155Mbit/s ，622Mbit/s，2.5Gbit/s，提供点到点的专线连接。
SDH网是由一些SDH网元(NE)组成的，在光纤上进行同步信息传输、复用、分插和交叉连接的网络。
它有全世界统一的网络节点接口（NNI），从而简化了信号的互通以及信号的传输、复用、交叉连接和交换过程；它有一套标准化的信息结构等级（称为同步传送模块STM-N），并具有一种块状帧结构，允许安排丰富的开销比特（即网络节点接口比特流中扣除净负荷后的剩余部分）用于网络的OAM；它的基本网元有终端复用器（TM）、再生中继器（REG）、分插复用器（ADM）和同步数字交叉连接设备（SDXC）等等，其功能各异，但都有统一的标准光接口，能够在基本光缆段上实现横向兼容，即允许不同厂家设备在光路上互通。
它有一套特殊的复用结构，允许现存准同步数字体系、同步数字体系和B-ISDN信号都能进入其帧结构，因而具有广泛的适用性；它大量采用软件进行网络配置和控制，使得新功能和新特性的增加比较方便，适于将来的不断发展。
另外，随着科学和技术的发展，现代社会对通信的依赖越来越大，通信网络的生存性已成为至关紧要的问题。
利用ADM的分插能力和智能构成的自愈环是SDH的特色之一。
所谓自愈网（Self-healing network）就是无需人为干预，网络就能在极短的时间内从失效故障中自动恢复所携带的业务，使用户感觉不到网络已出现了故障。
其基本原理就是使网络具备替代传输路由并重新确立通信的能力。
在SDH网中，在净负荷区可以封装各种信息(如PPP帧、ATM信元等) ，因此，在SDH传输网上可以直接实现IP over SDH技术，也可以间接承载ATM业务。
由于IP直接承载在SDH上时，SDH业务不涉及协议，且不需在每个网络节点进行缓存和处理所传输的数据，从而使专线电路的网络具有高速、低时延的特点。
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155.54Mbps 466.56Mbps
输
OC-12
SONET
622.08Mbps
带
OC-18 OC-24
SONET SONET
933.12Mbps 1244.16Mbps
宽
OC-36
SONET
1866.24Mbps
OC-48
SONET
2488.32Mbps
广域网与OSI模型
第三层
第三层
第二层 第二层 第一层 第一层 MODEM
物理上放置在用户 一侧的设备，包括 属于用户的设备或 服务提供商放置在
用户侧的设备
从分界到服务提供 商中心局的线路
点到点或电路 交换连接
在CPE的前端，本地 环路开始的地方，通 常CPE也就是用户接
入所在地
常见广域网设备
路由器
广域网 宽器属于网络层的互连设备，用于实现不同网络之 间的互连和路由功能；
电话网络、在传统电话网络上实 现的数字传输服务ISDN。
常见广域网服务类型二：包交换 服务
节点1
DCE
广域网
DCE
节点3
将待传输的数据分成若干个等长或不 等长的数据传输单元来进行独立传输 的一种服务方式。 在包交换网络中，网络线路为不同的 数据包或帧所共享，交换设备为这些 包或帧选择一条合适的路径将其传送 到目的地。 若信道没有空闲，则交换设备将待转 发的数据包或数据帧暂时缓存起来； 信道的利用率较高 典型例子：帧中继和ATM 。
Chapter 6
广域网技术
本章教学提要
教学目标：
➢了解广域网的特点、服务类型及实现方式；； ➢了解常见的广域网设备； ➢了解若干典型的广域网协议和技术，包括PPP 、ISDN、ATM、帧中继和SDH技术等。
教学难点：无 教学时数：３学时
Chapter 6-1 广域网概述
广域网的特点
地理覆盖范围大，至少在上百公里以上 ； 主要用于互连广泛地理范围内的局域网 ； 为了实现远距离通信，通常采用载波形式的频带传 输或光传输。 ； 通常由公共通信部门来建设和管理的。公共通信部 门利用各自的广域网资源向用户提供收费的广域网 数据传输服务，所以其又被称为网络服务提供商。 在网络拓扑结构上，通常采用网状拓扑，以提高广 域网链路的容错性。 网络中两个节点在进行通信时，一般要经过较长的 通信线路和较多的中间节点。中间节点设备的处理 速度、线路的质量以及传输环境的噪声都会影响广 域网的可靠性。
广域网交换机 节点2
常
线路类型
56
信号标准
DS0
传输速率
56kbps
见
64
DS0
64kbps
的
T1
DS1
1.544Mbps
E1
ZM
2.048Mbps
广
E3
M3
34.064Mbps
域
J1
Y1
2.048Mbps
T3
DS3
44.736Mbps
网
OC-1
SONET
51.84Mbps
传
OC-3 OC-9
SONET SONET
广域网服务的实现模型
Toll network：广域网服务提 供商用来实现长途传输的通信 网络，通常由成组的交换机和
中继设备组成
中心交换机
广域网服务提供商 的长途网络 SS
S SS
分界
S
本地环路
Central office switch ：由广域网服务提供 商提供的，离用户最
近的局端交换机
用户端设备
广域网
MODEM
第二层 第二层 第一层 第一层
路由器 DTE设备
DCE设备
DCE设备
路由器 DTE设备
广域网主要工作于OSI模型的下三层，即物理层、数据链路层和 网络层 由于目前网络层普遍采用了IP协议，所以广域网技术或标准主要 关注物理层和数据链路层的功能及其实现 不同广域网技术的差异就在于它们在物理层和数据链路层实现方 式的不同。
PPP的体系结构
I P I P X 第三层 协议
IPCP
IPXCP
其它
PPP
网络控制协议
认证、其他功能
链路控制协议
同步/异步 传输介质
网络层 数据链路层 物理层
PPP的连接
PPP的连接一般要经历链路建立、链路质量协商、网络层 协议选择和链路拆除四个阶段。 ➢ 链路建立阶段--通过发送LCP的帧来对链路进行相关的配置 ，包括数据最大传输单元、是否采用PPP的压缩、PPP的认 证方式等； ➢ 链路质量协商阶段(可选)--用于对链路质量进行测试，以确 定其能否为上层所选定的网络协议提供足够的支持，另外 若连接的双方已经要求采用安全认证，在该阶段还要按所 选定的认证方式进行相应的身份认证； ➢ 网络层协议选择阶段--通过发送NCP包来选择网络层协议并 进行相应的配置，不同的网络层协议要分别进行配置；该 阶段完成后，一条完整的PPP链路就建立起来了并可在上 面进行数据传输。 ➢ 任何时候只要用户请求断开连接或者由于链路故障，PPP 的连接都会被终止即进入链路拆除阶段。
可以为用户提供永久的专用连接； 不管用户是否有数据在线路上传送都 要为专线付租用费，故又被称为租用 线。 连接的可靠性高，但租用费也相对较 高； 一般用于WAN的核心连接，或者 LAN和LAN之间的长期固定连接。 线路交换在每次通信时都要首先在网 络中建立一条物理线路或连接，并在 用户数据传输完毕后要撤除或结束所 建立的连接，又称为电路交换； 典型例子：
➢ 广域网的物理层协议主要描述如何面向广域网服务提供电气、机械、规 程和功能特性，包括定义DTE和DCE设备的接口；
➢ 广域网的数据链路层定义数据帧的封装以及如何通过广域网链路传输到 远程节点。
Chapter 6-1 PPP
PPP概述
点对点协议(Point-to-Point Protocol)的简称，由IETF (Internet Engineering Task Force)开发，目前已被广 泛使用并成为国际标准； 一个工作于数据链路层的广域网协议。为路由器到路 由器、主机到网络之间使用串行接口进行点到点的连 接提供了OSI第二层的服务； 在物理上可使用各种不同的传输介质，包括双绞线、 光纤及无线传输介质； 在数据链路层提供了一套解决链路建立、维护、拆除 和上层协议协商、认证等问题的方案； 在帧的封装格式上，PPP采用的是一种HDLC的变化 形式； 对网络层协议的支持则包括了多种不同的主流协议， 如IP 和IPX等。 ）
广域网交换机属于数据链路层的多端口存储转发设备 ，在广域网中实现数据链路层协议帧的转发。如帧中 继交换机、X.25交换机、光交换机等
调制解调器用于实现数字和模拟信号转换，如ISDN网 络中用到的TA/NT1设备等。
通信服务器主要用来对广域网用户进行身份合法性的 验证并提供服务策略。
常见广域网服务类型一：专线 服务