第五章广域网与网络互联介绍
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五单元网络互联与广域网技术
5.2 用路由器互连网络
路由器是网络连接时必不可少旳互连设备，它工作在OSI 模型旳网络层，其主要功能是根据数据分组旳目旳地址 进行转发和拥塞控制，降低数据传播旳盲目性和平衡网 络流量，改善网络性能。
路由器：实现路由选择功能旳通信设备。 路由器旳功能： 数据转发和拥塞控制 降低数据传播旳盲目性和平衡网络流量 改善网络性能
2.静态路由选择措施
固定路由法旳关键是计算出给定网络中任意两个结点之间旳最短通 路。它在每一种结点上保持一张路由表，表上标明对每一种目旳地 址应走哪条链路进行转发。这些表在整个系统进行配置时生成，而 且在一段时间保持固定不变。
分散通信量法是事先在每个结点旳内存中设置一种路由表，但此路 由表中给出几种可供采用旳输出链路，而且对每条链路赋予一种概 率。当一种分组到达该结点时，此结点即产生一种从0.00到0.99旳 随机数，然后按此随机数旳大小，查表找出相应旳输出链路。它比 固定路由法更能平衡网内旳通信量，从而减小平均分组时延。
静态路由是由人工建立和管理旳 静态路由不会自动发生变化 静态路由必须手工更新以反应互联网拓扑构造或连接方式变
化 1.优势 安全可靠、简朴直观，防止了动态路由选择旳开销 2.合用环境 不太复杂旳互联网构造 3.劣势 不合用于复杂旳互联网构造，建立和维护工作量大，轻易出
现路由环 互联网出现故障，静态路由不会自动做出更改
1
1
3
2
3
2
—
2
2
2
2
3 表5-23 各个结3 点旳路3由表 3
—
3
3
4
3
4
4
44Biblioteka 4—1.路由表旳构成
表5-2中旳路由表还能够简化，某一结点路由表中，有两个及以上旳目旳站经 过相同旳下一站时，就能够简化统计，用“＊”表达到达同一“下一站”旳全部目 旳站。如表5-2中结点1旳路由表，到达目旳站2、3、4旳数据分组都要经过结点3转 发，所以，结点3就是结点1路由表中旳“默认路由”，当目旳地址在表中找不到时， 就转发到默认路由上去。同理可了解结点2、结点3、结点4各自路由表中旳“默认 路由”。见表5-3内容所示。“＊”为默认路由
网络-第5章_广域网和网络互连
2. 帧中继 FR 对X.25分组交换网的改造
随着通信技术的不断发展，特别是光纤的广泛使用， 通信线路的传输率越来越高，误码率却越来越低。 为了提高网络的传输率，帧中继技术省去了X.2 5分组 交换网中的差错控制和流量控制功能，将用于保证数 据可靠传输的功能转移给用户终端来完成。这样使得 帧中继网的性能优于X.2 5网。 帧中继对X.25进行了简化，省略了分组层,以数据链路 层的帧为单位发送、接收和处理，所以称为“帧中继”
本节课间习题
选择题
1、广域网技术不包括OSI参考模型中的层次是（ ）。 A）物理层 B）数据链路层 C）网络层 D）传输层 2、帧中继技术是在（ ）的基础上，用简化的方法交换数据 的一种技术。 A）分组交换 B）电路交换 C）报文交换 D）都不是 填空题
1、广域网中数据的传输主要有_电路交换_和_分组交换_两种方式。 2、ATM的含义是____，ATM信元固定为_53_B，其中承载控制 信息的信元头是__5__B，承载用户要发送的信息的净荷是 _48_B。
2. 综合业务数字网ISDN
ISDN以公用电话交换网作为通信网络，向用 户提供数字语音和数据传输服务。 ISDN设计的目标：以数字形式统一处理各种 公用网的通信业务，设置能够与各种通信网接 续的ISDN终端交换机，并提供标准的用户/网 络接口，使得用户可以通过一条用户线接入网 络，获得各种电信服务。
ISDN的组成
家庭用的ISDN
用户家庭 电信公司
ISDN数字电话
ISDN终端
ISDN交换机 NT1 T
本地 回路
TE1
TE1
TE1
Internet
U 电信公司的设备
用户的设备
计算机网络技术与应用第5章
图5-2 中继器的连接示意图
第5章 网络互联与广域网
5.2.2 网桥
网桥也称桥接器，它是数据链路层上的局域网之间的 互联设备。网桥的功能是负责在数据链路层上实现数据帧 的存储转发和协议转换，用来实现多个网络系统之间的数
据交换。网桥的作用是扩展网络的距离，并通过过滤信息
流减轻网络的负担。图5-3为网桥的连接示意图。
第5章 网络互联与广域网
第5章 网络互联与广域网
5.1 网络互联概述 5.2 网络互联设备 *5.3 广域网简介 习题5 0
第5章 网络互联与广域网
5.1 网络互联概述
5.1.1 网络互联的概念
网络互联就是利用网络互联设备，将分布在不同
地域上的计算机网络相连接，以构成更大的计算机网
络系统，其目的在于实现处于不同网络上的用户间相 互通信和相互交流，以实现更大范围的数据通信和资 源共享。
(1) 传输速率较快，在没有ISDN时，人们使用调制解调
域网由一些节点交换机(也称通信处理机)以及连接这些交换 机的链路(通信线路和设备)组成，传输距离没有限制。广域 网的节点交换机实际上就是配置了通信协议的专用计算机， 是一种智能型通信设备。
第5章 网络互联与广域网
1．广域网的结构
广域网分为通信子网与资源子网两部分，广域网的通
信子网主要由节点交换机和连接这些交换机的链路组成。
1．公用电话交换网
公用电话交换网(Public Switch Telephone Network，
PSTN)即日常生活中的电话网，是一种以模拟技术为基础的
电路交换网络，其特点是通信资费低、数据传输质量差、 传输速率低、网络资源利用率低等。
第5章 网络互联与广域网
2．综合业务数字网
计算机网络技术基础网络互联技术及应用.优秀精选PPT
路交换的利用率高，比报文交换的时延要小，而具有实时通信的能力。 分组交换利用统计时分复用原理，将一条数据链路复用成多个逻辑信道 ，最终构成一条主叫、被叫用户之间的信息传送通路，称之为虚电路 (VC)实现数据的分组传送。
X..25层次模型
分组交换网的基本原理
分组交换网具有如下特点： (１)分组交换具有多逻辑信道的能力，故中继线的
电路利用率高； (２)可实现分组交换网上的不同码型、速率和规程
之间的终端互通； (３)由于分组交换具有差错检测和纠正的能力，故
电路传送的误码率极小； (４)分组交换的网路管理功能强。
5.4 点到点通信
串行线路接口协(SLIP)
①寻址功能 ②类型标识 ③差错检测与校正 ④压缩
点到点协议(Point to Point Protocol， PPP)是IETF(Internet Engineering Task Force，因特网工程任务组)推出的点到点类 型线路的数据链路层协议
公25用建交 议 换的分网组即交P换ST网N简(P称ub为lic“SwXi.tched Telephone Network)，它是以电路交换为信息交换方式，以 业务为主要业务的电信网。
25建议的分要组用交换于网简数称据为“通X. 信。分组交换是一种存储转发的交换方式，它将用户的报 第因5为章这网个络原文互因联划，技人分术们及通成应常用一将采定用X长. 度的分组，以分组为单位进行存储转发，因此，它比电
(1)控制平面 (2)用户平面
(1)块交互数据 (2)文件传送 (3)支持多个低速率复用 (4)字符交互 (5)互连局域网
5.2 公用交换 网
公用交换 网即PSTN(Public Switched Telephone Network)，它是以电路交换为 信息交换方式，以 业务为主要业务的电信
X..25层次模型
分组交换网的基本原理
分组交换网具有如下特点： (１)分组交换具有多逻辑信道的能力，故中继线的
电路利用率高； (２)可实现分组交换网上的不同码型、速率和规程
之间的终端互通； (３)由于分组交换具有差错检测和纠正的能力，故
电路传送的误码率极小； (４)分组交换的网路管理功能强。
5.4 点到点通信
串行线路接口协(SLIP)
①寻址功能 ②类型标识 ③差错检测与校正 ④压缩
点到点协议(Point to Point Protocol， PPP)是IETF(Internet Engineering Task Force，因特网工程任务组)推出的点到点类 型线路的数据链路层协议
公25用建交 议 换的分网组即交P换ST网N简(P称ub为lic“SwXi.tched Telephone Network)，它是以电路交换为信息交换方式，以 业务为主要业务的电信网。
25建议的分要组用交换于网简数称据为“通X. 信。分组交换是一种存储转发的交换方式，它将用户的报 第因5为章这网个络原文互因联划，技人分术们及通成应常用一将采定用X长. 度的分组，以分组为单位进行存储转发，因此，它比电
(1)控制平面 (2)用户平面
(1)块交互数据 (2)文件传送 (3)支持多个低速率复用 (4)字符交互 (5)互连局域网
5.2 公用交换 网
公用交换 网即PSTN(Public Switched Telephone Network)，它是以电路交换为 信息交换方式，以 业务为主要业务的电信
第五章网络互联设备
通过交换机连接的网段内的每个节点 ，都可以使用网络上的全部带宽来进 行通信，而不是各个节点共享带宽。
39
交换机
40
交换机与集线器的区别
共享式HUB
It’s for c
It’s for c
e
It’s for c It’s for c It’s for c
a
d
b
c
41
I’know who is c 交换式HUB
A
网3
网1 网2
11 51 E
21 D5 1
B
31
网4
41
网5
51
61
41 6 1 网6
F
C
“4”表示“从本路由 器到网 4”
“”表示“直接交付” “1”表示“距离是 1”
路由器 B 收到相邻路由器 A 和 C 的路由表
11 21 31
A
网3
网1 网2
11 51 E
21 D5 1
B
31
网4
41
(2)根据工作方式的不同，HUB可 分为共享式HUB 、堆叠共享式HUB以 及切换式HUB三大类。
22
5.2 集线器
3 集线器的扩展 a.集线器的堆叠(Stack)
集线器的堆叠是指将若干集线器 以特殊电缆通过特殊的端口连接起， 堆叠后的集线器从网络拓扑中可视为 一个集线器，也可作为一个集线器来 管理，如图所示。
下图是路由器功能的典型例子 54
主机 H1 IP1
查找路由表
硬件地址 路由器 R1
查找路由表
路由器 R2
HA1 局域网 HA3
HA4 局域网 HA5
HA6
主机 H2 IP2
局域网 HA2
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交换机
40
交换机与集线器的区别
共享式HUB
It’s for c
It’s for c
e
It’s for c It’s for c It’s for c
a
d
b
c
41
I’know who is c 交换式HUB
A
网3
网1 网2
11 51 E
21 D5 1
B
31
网4
41
网5
51
61
41 6 1 网6
F
C
“4”表示“从本路由 器到网 4”
“”表示“直接交付” “1”表示“距离是 1”
路由器 B 收到相邻路由器 A 和 C 的路由表
11 21 31
A
网3
网1 网2
11 51 E
21 D5 1
B
31
网4
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(2)根据工作方式的不同，HUB可 分为共享式HUB 、堆叠共享式HUB以 及切换式HUB三大类。
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5.2 集线器
3 集线器的扩展 a.集线器的堆叠(Stack)
集线器的堆叠是指将若干集线器 以特殊电缆通过特殊的端口连接起， 堆叠后的集线器从网络拓扑中可视为 一个集线器，也可作为一个集线器来 管理，如图所示。
下图是路由器功能的典型例子 54
主机 H1 IP1
查找路由表
硬件地址 路由器 R1
查找路由表
路由器 R2
HA1 局域网 HA3
HA4 局域网 HA5
HA6
主机 H2 IP2
局域网 HA2
第5讲 网络互联与广域网
就是在不同的网络体系结构 网络体系结构上 实现网络互连 就是在不同的网络体系结构上，选 定一个相应的协议层次 使得从该层开始， 相应的协议层次， 定一个相应的协议层次，使得从该层开始，被互 连的网络设备中的高层协议都是相同 高层协议都是相同的 连的网络设备中的高层协议都是相同的，其低层 和硬件的差异可以通过该层屏蔽， 和硬件的差异可以通过该层屏蔽，从而使网络用 户的应用得以互通。 户的应用得以互通。 对网络用户来说，互连的网络结构总是透明的。 对网络用户来说，互连的网络结构总是透明的。
6.2.2 数据链路层互连设备
网桥（Bridge）又称桥接器，是一种存储 网桥（Bridge）又称桥接器，是一种存储 局域网与局域网互联。 转发设备，主要用于局域网与局域网互联 转发设备，主要用于局域网与局域网互联。 可以将两个以上独立的物理网络连接在一 构成一个逻辑局域网 逻辑局域网。 起，构成一个逻辑局域网。 网桥是一种数据链路层上的网络互连设备， 数据链路层上的网络互连设备 网桥是一种数据链路层上的网络互连设备， 负责在数据链路层上将数据帧进行存储转 负责在数据链路层上将数据帧进行存储转 发。 网桥的作用是扩大网络的距离 扩大网络的距离， 网桥的作用是扩大网络的距离，并通过过 虑信息流减轻网络的负担 减轻网络的负担。 虑信息流减轻网络的负担。
6.1.1 网络互连类型
网络按照其覆盖范围分：局域网、 网络按照其覆盖范围分：局域网、城域网和广 域网。从网络互连角度， 域网。从网络互连角度，我们只考虑局域网与 广域网。 广域网。 网络互连的类型分以下几种： 网络互连的类型分以下几种：
局域网—局域网互连 局域网 局域网互连 同构网互连：具有相同协议的局域网互连； 同构网互连：具有相同协议的局域网互连； 异构网互连：不同协议的局域网互连； 异构网互连：不同协议的局域网互连； 局域网—广域网互连 广域网互连； 局域网 广域网互连； 广域网—广域网互连 广域网互连； 广域网 广域网互连；
第五章 网络互联
路由选择
路由器从它的路由选择源获得的路由选择 信息存放在路由表中。 路由表通过路由选择算法得到，每一条路 由信息包括目的网络以及下一跳路由器地 址和管辖距离。 通过一级一级地把报文分组转发到下一跳 路由器的方式，最终把数据包传送到目的 地。
数据转发
数据转发是路由器完成对数据分组的传送 工作。 当数据包通过互联网发送时，它的物理地 址是变化的，但它的网络地址的不变的。 路由器在转发数据包时，使用的是网络层 地址。但计算机与路由器之间或路由器与 路由器之间的信息传送，是依赖数据链路 层完成，具体传送过程中需要进行地址转 换并改变目的物理地址。
网桥应用实例
网桥的基本工作原理
网桥 站地址 转发表 网桥协 议实体 主机A 主机B 主机C 主机D 主机E 缓存 端口1 主机F 端口号 端口1 端口1 端口1 端口2 端口2 端口2
网桥具有寻 端口管 址和路由选 理软件 择功能，它 能对进入网 端口2 桥的数据源 地址/目的地 址进行检测。 网段1
M M
SNA WAN
网桥/路由器 802.3 LAN 802.4 LAN 802.3 LAN
B
M
X.25 WAN
M
LAN-LAN
LAN-WAN
LAN-WAN-LAN
典型的网络互联设备
互联设备 中继器 网桥 路由器 ISO-OSI 物理层 数据链路层 网络层 主要功能 放大信号，互连电缆段 在局域网之间存储转发帧 在不同网络之间存储转发 分组
路由选择 确定目的节点 故障处理
自动配置，管理 人工配置、管理 方便 复杂 次优 最优
逆向学习 由网桥完成 广播方式 由主机完成
复杂性
网桥复杂
主机负荷重
路由器
第五章计算机广域网
复合站：同时兼有主站和第从五章站计算功机广能域的网 站点。
四、广域网的帧封装格式
② 数据链路的配置方式
使用HDLC协议的数据链路的配置方式有2种：非平衡配置和 平
计 衡配置。
算 • 非平衡配置方式:链路的一端为主站，另一端为从站。主
机
站控制整个链路的工作，从站只有在主站轮询到它时才可
网
以向主站发送数据，否则只能等待。
计 算
第五章计算机广域网
机
网
络
第五章计算机广域网
一、广域网的概念
1、引入
当主机之间的距离较远时，例相隔几十或几百公里或更远，
局域网就无法完成主机之间的通信任务。这时就需要另一种
计 结构的网络，即广域网。
算 机 网 络
2、广域网的概念 广域网是一种跨越长距离，由交换机连接起来的两个或多个局 域网所组成的网络。
络 其结构有两种：点-点链路方式和多点链路方式，但大多应
用在多点链路方式中。
• 平衡配置方式：链路两端的两个站点都是复合站，站点间 由一条线路连接，该链路可由任何一方控制，链路两端的 站点具有同等地位，其结构只有一种：点—点链路方式。
第五章计算机广域网
点到点链路 控制链路的工作：如 初始化、建立、拆除、 差错恢复等
3、租用专线：分为模拟专线、数字专线，用户独占，费用较
高，速率较快。
第五章计算机广域网
四、广域网的帧封装格式
帧为数据链路层数据传输的单位，以太网（局域网）数据链
路一般采用广播通信方式（共享介质）；广域网数据链路主
要采用点到点的连接。
计 在广域网中用于点对点连接的数据帧协议有：HDLC和PPP
算 机 网
机 般用SDH/SONET表示。
第五章 广域网与网络互联
20
5.2
局域网互联
（3）网桥是一个存储转发设备 网桥是一个有源的帧存储转发设备，这使网桥能 具有如下功能： ①能匹配不同端口的速度
②对帧具有检测和过滤的作用。
③网桥能扩大网络地理范围，也增加了整个局域 网上工作站的最大数目。 ④提升网络带宽：网桥以分割网段提升带宽。
21
5.2
局域网互联
网桥存在的不足 （1）由于网桥对接收的帧要先存储和查找站表，然后才转 发。这就增加了时延。 （2）在MAC子层并没有流量控制功能。当网络上的负荷很 重时，网桥中的缓冲区的存储空间可能不够而发生溢出，以 致产生帧丢失的现象。 （3）具有不同MAC子层的网段桥接在一起时，网桥在转发 一个帧之前，必须修改帧的某些字段的内容，以适合另一个 MAC子层的要求。这也需要耗费时间。
局域网互联
常用的中间连接设备有：
中继器：常用于局域网的扩展，在物理层上实现互联。 网桥：主要用于局域网与局域网之间的互联，在数据链 路层实现互联。 路由器：主要用于局域网与广域网之间互联，在网络层 上实现互联。 网关：主要用于不同体系结构的网络之间的互联，在传 输层及其以上层实现互联。
12
5.2
局域网互联
2.网桥（Bridge ） • 又称桥接器，它是一种存储转发设备，主要用于 局域网－局域网互联，使用网桥连接起来的局域 网从逻辑上是一个网络。 • 它接收整个数据帧传递到OSI的数据链路层，进 行存储转发，实现网络互联。 • 网桥能够连接同类型局域网，也可以连接不同类 型网络，且可以是不同的传输介质。 • 相同类型：相同的MAC协议的局域网，如 802.3以太网 • 不同类型：不同的MAC协议网络，如802.3以 太网、802.5令牌环网和FDDI。 16 • 不同介质：粗细同轴电缆、光纤以太网系统。
5.2
局域网互联
（3）网桥是一个存储转发设备 网桥是一个有源的帧存储转发设备，这使网桥能 具有如下功能： ①能匹配不同端口的速度
②对帧具有检测和过滤的作用。
③网桥能扩大网络地理范围，也增加了整个局域 网上工作站的最大数目。 ④提升网络带宽：网桥以分割网段提升带宽。
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5.2
局域网互联
网桥存在的不足 （1）由于网桥对接收的帧要先存储和查找站表，然后才转 发。这就增加了时延。 （2）在MAC子层并没有流量控制功能。当网络上的负荷很 重时，网桥中的缓冲区的存储空间可能不够而发生溢出，以 致产生帧丢失的现象。 （3）具有不同MAC子层的网段桥接在一起时，网桥在转发 一个帧之前，必须修改帧的某些字段的内容，以适合另一个 MAC子层的要求。这也需要耗费时间。
局域网互联
常用的中间连接设备有：
中继器：常用于局域网的扩展，在物理层上实现互联。 网桥：主要用于局域网与局域网之间的互联，在数据链 路层实现互联。 路由器：主要用于局域网与广域网之间互联，在网络层 上实现互联。 网关：主要用于不同体系结构的网络之间的互联，在传 输层及其以上层实现互联。
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5.2
局域网互联
2.网桥（Bridge ） • 又称桥接器，它是一种存储转发设备，主要用于 局域网－局域网互联，使用网桥连接起来的局域 网从逻辑上是一个网络。 • 它接收整个数据帧传递到OSI的数据链路层，进 行存储转发，实现网络互联。 • 网桥能够连接同类型局域网，也可以连接不同类 型网络，且可以是不同的传输介质。 • 相同类型：相同的MAC协议的局域网，如 802.3以太网 • 不同类型：不同的MAC协议网络，如802.3以 太网、802.5令牌环网和FDDI。 16 • 不同介质：粗细同轴电缆、光纤以太网系统。
第5章网络互联之广域网技术精品PPT课件
所要求的传输速率不超过64Kbps，就可以用全双工的方式传 送任何数字信息。
（2）D通道 D通道根据用户的需要不同，传输速率可以是16Kbps或
64Kbps。D通道的功能主要是为B通道传输信令，D通道也能 用于低速率的数据传输及遥感传输等。
3.ISDN的接口 ITU-T规定了ISDN的基本速率接口(BRI)和基群速率接
口(PRI)两种类型的接口结构。
（1）基本速率接口(BRI)
基本速率接口(BRI)规范了一个包含两个B通道和一个 16Kbps的D通道(2B＋D)的数字管道。两个B通道都是 64Kbps的D通道，总共是144Kbps。
（2）基群速率接口(PRI) 基群速率接口(PRI)规范了由23个B通道和一个64Kbps的
D通道组成的数字管道。23个B通道每个都是64Kbps的B通 道，加上一个64Kbpsr的D通道，总共是1.536Mbps。
5.4.5 X.25 网
X.25 网就是 X.25 分组交换网，它是在二十 多年前根据 CCITT（即现在的 ITU-T）的 X.25 建议书实现的计算机网络。
X.25 只是一个对公用分组交换网接口的规约。 X.25 所讨论的都是以面向连接的虚电路服务 为基础。
用户数据
分组层（网络层）
X.25首部
数据链路层 LAPB首部
用户数据 X.25 分组
LAPB 帧
LAPB尾部
X.25 网与 IP 网
基于 IP 协议的因特网是无连接的，只提供 尽最大努力交付的数据报服务，无服务质量 可言。
X.25 网是面向连接的，能够提供可靠交付的 虚电路服务，能保证服务质量。
为了使讨论更简单些，可以不严格区分“转发” 和“路由选择”，也不一定使用“转发表”这一 名词。
（2）D通道 D通道根据用户的需要不同，传输速率可以是16Kbps或
64Kbps。D通道的功能主要是为B通道传输信令，D通道也能 用于低速率的数据传输及遥感传输等。
3.ISDN的接口 ITU-T规定了ISDN的基本速率接口(BRI)和基群速率接
口(PRI)两种类型的接口结构。
（1）基本速率接口(BRI)
基本速率接口(BRI)规范了一个包含两个B通道和一个 16Kbps的D通道(2B＋D)的数字管道。两个B通道都是 64Kbps的D通道，总共是144Kbps。
（2）基群速率接口(PRI) 基群速率接口(PRI)规范了由23个B通道和一个64Kbps的
D通道组成的数字管道。23个B通道每个都是64Kbps的B通 道，加上一个64Kbpsr的D通道，总共是1.536Mbps。
5.4.5 X.25 网
X.25 网就是 X.25 分组交换网，它是在二十 多年前根据 CCITT（即现在的 ITU-T）的 X.25 建议书实现的计算机网络。
X.25 只是一个对公用分组交换网接口的规约。 X.25 所讨论的都是以面向连接的虚电路服务 为基础。
用户数据
分组层（网络层）
X.25首部
数据链路层 LAPB首部
用户数据 X.25 分组
LAPB 帧
LAPB尾部
X.25 网与 IP 网
基于 IP 协议的因特网是无连接的，只提供 尽最大努力交付的数据报服务，无服务质量 可言。
X.25 网是面向连接的，能够提供可靠交付的 虚电路服务，能保证服务质量。
为了使讨论更简单些，可以不严格区分“转发” 和“路由选择”，也不一定使用“转发表”这一 名词。
广域网和局域网互联
在许多方面非常类似于 X.25，如都是点对点交换网 络、虚电路服务等，被称为第二代的 X.25。
它帧中继与X.25区别：前者侧重数据的快速传输； 后者侧重数据传输的可靠性。
今天的数字光纤网比早期的电话网具有低得多的误 码率，如果减少结点对每个分组的处理时间，则各 分组通过网络的时延亦可减少，同时结点对分组的 处理能力也就增大了。
其突出贡献就是服务能力的综合。 它是以现有电话网为基础进行开发的。 ISDN其中一个成果为帧中继协议。 ISDN的结构配置见下图。
ISDN的结构配置图
PC机 PC机
PC机 PC机
路由器
服务器
ISDN适配卡 PC机
ISDN
ISDN数字式 Modem
PC机
模拟电话/传真
ISDN服务
两种类型：B信道和D信道 B信道：64kb/s，只负责传输用户的数字信
广域网的特点
速度慢而且具有随机性 突发的高速传输 速度中等但要求恒定 速度很快 速度快而且恒定
应当注意
即使是覆盖范围很广的互联网，也不是广域 网，因为在这种网络中，不同网络的“互连” 才是其最主要的特征。
广域网是单个的网络，它使用结点交换机连 接各主机而不是用路由器连接各网络。
结点交换机在单个网络中转发分组，而路由 器在多个网络构成的互联网中转发分组。
输的综合服务能力
特点是：用户经由一个标准的用户网络接 口UNI可以享用电路交换、分组交换、帧中 继和ATM等各种类型的网络服务
两种速率：2.048Mb/s的窄带ISDN(N-ISDN) 和622Mb/s的采用异步传输ATM的宽带 ISDN(B-ISDN)
ISDN宽带综合业务数字网
CCITT对ISDN的定义：ISDN是综合数字电 话网发展起来的一个网络，它提供端到端 的数字连接以支持广泛的服务，包括声音 和非声音的，用户的访问是通过少量用途 用户网络接口标准实现的。
它帧中继与X.25区别：前者侧重数据的快速传输； 后者侧重数据传输的可靠性。
今天的数字光纤网比早期的电话网具有低得多的误 码率，如果减少结点对每个分组的处理时间，则各 分组通过网络的时延亦可减少，同时结点对分组的 处理能力也就增大了。
其突出贡献就是服务能力的综合。 它是以现有电话网为基础进行开发的。 ISDN其中一个成果为帧中继协议。 ISDN的结构配置见下图。
ISDN的结构配置图
PC机 PC机
PC机 PC机
路由器
服务器
ISDN适配卡 PC机
ISDN
ISDN数字式 Modem
PC机
模拟电话/传真
ISDN服务
两种类型：B信道和D信道 B信道：64kb/s，只负责传输用户的数字信
广域网的特点
速度慢而且具有随机性 突发的高速传输 速度中等但要求恒定 速度很快 速度快而且恒定
应当注意
即使是覆盖范围很广的互联网，也不是广域 网，因为在这种网络中，不同网络的“互连” 才是其最主要的特征。
广域网是单个的网络，它使用结点交换机连 接各主机而不是用路由器连接各网络。
结点交换机在单个网络中转发分组，而路由 器在多个网络构成的互联网中转发分组。
输的综合服务能力
特点是：用户经由一个标准的用户网络接 口UNI可以享用电路交换、分组交换、帧中 继和ATM等各种类型的网络服务
两种速率：2.048Mb/s的窄带ISDN(N-ISDN) 和622Mb/s的采用异步传输ATM的宽带 ISDN(B-ISDN)
ISDN宽带综合业务数字网
CCITT对ISDN的定义：ISDN是综合数字电 话网发展起来的一个网络，它提供端到端 的数字连接以支持广泛的服务，包括声音 和非声音的，用户的访问是通过少量用途 用户网络接口标准实现的。
第5章广域网
第5章广域网5．1 广域网概述广域网(WAN)是指覆盖范围广阔(通常可以跨地区、跨城市、跨国家)的一类数据通信网。
5．1．1 广域网的主要特点1．广域网的特点广域网具有以下特点：(1)主要提供面向通信的服务，支持用户使用计算机进行远距离的信息交换。
(2)覆盖范围广，通信距离可从数公里到数千公里。
(3)广域网是一种跨地区的数据通信网络，一般使用电信运营商提供的设备作为信息传输平台。
(4)广域网技术主要对应于OSI参考模型底层的物理层、数据链路层和网络层。
2．广域网与局域网的比较广域网与局域网相比有以下一些明显的差异：(1)节点之间的通信方式不同。
局域网内的节点之间常采用广播方式进行通信，广域网内的节点之间常采用点到点方式进行通信。
(2)采用的网络协议层次不同。
局域网采用的协议对应于数据链路层，而广域网采用的协议只包含OSI参考模型的下三层，而且目前大部分广域网都采用存储转发方式进行数据交换。
(3)广域网的拓扑结构是网络拓扑结构。
(4)广域网交换机（结点交换机）和局域网交换机都工作在OSI参考模型的数据链路层。
局域网、广域网和互联网的区别(1)相距较远的局域网通过路由器与广域网相连，组成了一个覆盖范围很广的互联网。
互联网即使覆盖范围很广，我们也不称它为广域网。
(2)互联网必须使用路由器来连接，而广域网指的是单个的网络，它使用结点交换机(而不是用路由器)连接各主机。
(3)结点交换机和路由器都是用来转发分组，但结点交换机是在单个网络中转发分组，而路由器是在多个网络构成的互联网中转发分组。
(4)广域网和局域网有一个共同点，即连接在一个广域网或一个局域网上的主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。
5．1．2 广域网的连接技术公共传输网络分成两大类，一类是电路交换网络，另一类是分组交换网络。
L电路交换方式两台计算机通过通信子网进行数据交换之前，首先要在通信子网中建立一个临时的专用通道。
线路交换方式的通信过程分三个阶段：电路建立、数据传输、电路拆除优点：传输时延小。
计算机网络基础教程-第5章_广域网与网络互联
1
问题 原由
教学 重点
能力 要求
本章内容
§5.1 计算机广域网 §5.2 计算机网络互联 §5.3 局域网与局域网互联 §5.4 局域网与广域网互联 §5.5 多层交换技术
2
知识结构
广域网组网 广域网类型 计算机广域网 数字数据网 帧中继网 ATM网 网络互联的内涵 网络互联的目的 网络互联的类型 网络互联的层次 局域网与局域 网互联 局域网与广域 网互联 局域网与广域 网互联 利用中继器实现互联 利用网桥实现互联 利用路由器实现互联 利用网关实现互联 互联设备的对比 第二、三层交换 第四、七层交换
第5章 广域网与网络互联
随着计算机、通信和计算机网络技术的飞速发展， 单一的局域网已不能满足社会对信息的需求，需将 分布在不同地理位臵的多个相同或不同类型的计算 机网络互联,以实现更广泛的资源共享和信息交流。 本章重点讨论数字数据网（DDN）和帧中继（FR） 网技术、网络互联的基本形式、网络互联设备的工 作原理，以及局域网与局域网互联和局域网与广域 网互联技术。 熟悉：计算机广域网的基本概念、数据网及帧中继 网技术、网络互联设备与网络互联方法。 掌握：网络互联的基本概念、工作原理、典型互联 网络的实现方法与技术。
15
5.1.4 帧中继（FR）网
1、帧中继网概念 帧中继(Frame Relay，FR)又称快速分组交换，它是在 分组交换数据网（PSDN）的基础上发展起来的、在综合业 务数字网（ISDN）标准化过程中一项最重要的革新技术， 是在数字光纤传输线路逐渐代替原有的模拟线路、用户终端 日益智能化的情况下，由X.25分组交换网发展起来的一种 快速分组交换网。 帧中继采用了两种关键技术，即“虚拟租用线路”和 “流水线”技术，从而使帧中继能够面向需要高带宽、低 费用、额外开销低的用户群，而得到广泛应用。
问题 原由
教学 重点
能力 要求
本章内容
§5.1 计算机广域网 §5.2 计算机网络互联 §5.3 局域网与局域网互联 §5.4 局域网与广域网互联 §5.5 多层交换技术
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知识结构
广域网组网 广域网类型 计算机广域网 数字数据网 帧中继网 ATM网 网络互联的内涵 网络互联的目的 网络互联的类型 网络互联的层次 局域网与局域 网互联 局域网与广域 网互联 局域网与广域 网互联 利用中继器实现互联 利用网桥实现互联 利用路由器实现互联 利用网关实现互联 互联设备的对比 第二、三层交换 第四、七层交换
第5章 广域网与网络互联
随着计算机、通信和计算机网络技术的飞速发展， 单一的局域网已不能满足社会对信息的需求，需将 分布在不同地理位臵的多个相同或不同类型的计算 机网络互联,以实现更广泛的资源共享和信息交流。 本章重点讨论数字数据网（DDN）和帧中继（FR） 网技术、网络互联的基本形式、网络互联设备的工 作原理，以及局域网与局域网互联和局域网与广域 网互联技术。 熟悉：计算机广域网的基本概念、数据网及帧中继 网技术、网络互联设备与网络互联方法。 掌握：网络互联的基本概念、工作原理、典型互联 网络的实现方法与技术。
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5.1.4 帧中继（FR）网
1、帧中继网概念 帧中继(Frame Relay，FR)又称快速分组交换，它是在 分组交换数据网（PSDN）的基础上发展起来的、在综合业 务数字网（ISDN）标准化过程中一项最重要的革新技术， 是在数字光纤传输线路逐渐代替原有的模拟线路、用户终端 日益智能化的情况下，由X.25分组交换网发展起来的一种 快速分组交换网。 帧中继采用了两种关键技术，即“虚拟租用线路”和 “流水线”技术，从而使帧中继能够面向需要高带宽、低 费用、额外开销低的用户群，而得到广泛应用。
第五单元网络互联与广域网技术
集中式路由选择策略是由网控中心NNC负责全网状态信息 的收集、路由计算以及路由选择。它的优点是各个结点 不需要进行路由选择计算，较容易得到更精确的路由最 优化，但它开销较大且可靠性差。
混合式路由选择策略是综合多种路由选择策略，它是一
种较为实用的路由选择策略。
4.拥塞控制
当通信子网中的某一部分有太多的数据分组时，会导致 网络性能的下降。这种现象称为网络中的拥塞。
度量值
跳数 （Hop Count） ➢ 数据包抵达目的地所必须经过的路由器之间的链路数 滴嗒 （Tick） ➢ 在链路上用IBM PC时钟计算的延时（大约为55ms） 开销 （Cost） ➢ 是一个基于带宽费用或其它因素计算出来的值，通常由
网络管理员指定 带宽 （Bandwidth） ➢ 是网络信号可使用的最高频率与最低频率之差。
动态路由选择主要算法： ➢ 分布式路由选择策略 ➢ 集中式路由选择策略 ➢ 混合式路由选择策略
3.动态路由选择策略
分布式路由选择策略是每个结点周期性地从相邻的结点 获得网络状态信息，调整本结点的路由表，同时也将本 结点的路由状态周期性地通知周围各结点，以使这些结 点不断地根据网络新的状态更新其路由选择决定。
度量值
延时 （Delay） 负载 （Loading） ➢ 网络资源（如路由器、链路等）的繁忙程度 可靠性 （Reliability） ➢ 指每一个网络链接的可靠性 最大传输单元（MTU） ➢ 特定接口可以处理的最大分组大小
5.2.2路由选择机制
1.路由表的构成 路由即路径选择，涉及为源到目标的分组选择一条
由器的资源
为了使用动态路由，互连网络中的路由器必须运行相同的路由选择 协议，执行相同的路由选择算法。目前，应用最广泛的路由选择协 议有两种，一种叫做路由信息协议(RIP，routing information protocol)，另一种叫做开放式最短路径优先协议(OSPF，open shortest path first)。RIP利用向量-距离算法，而OSPF则使用链 路-状态算法。
混合式路由选择策略是综合多种路由选择策略，它是一
种较为实用的路由选择策略。
4.拥塞控制
当通信子网中的某一部分有太多的数据分组时，会导致 网络性能的下降。这种现象称为网络中的拥塞。
度量值
跳数 （Hop Count） ➢ 数据包抵达目的地所必须经过的路由器之间的链路数 滴嗒 （Tick） ➢ 在链路上用IBM PC时钟计算的延时（大约为55ms） 开销 （Cost） ➢ 是一个基于带宽费用或其它因素计算出来的值，通常由
网络管理员指定 带宽 （Bandwidth） ➢ 是网络信号可使用的最高频率与最低频率之差。
动态路由选择主要算法： ➢ 分布式路由选择策略 ➢ 集中式路由选择策略 ➢ 混合式路由选择策略
3.动态路由选择策略
分布式路由选择策略是每个结点周期性地从相邻的结点 获得网络状态信息，调整本结点的路由表，同时也将本 结点的路由状态周期性地通知周围各结点，以使这些结 点不断地根据网络新的状态更新其路由选择决定。
度量值
延时 （Delay） 负载 （Loading） ➢ 网络资源（如路由器、链路等）的繁忙程度 可靠性 （Reliability） ➢ 指每一个网络链接的可靠性 最大传输单元（MTU） ➢ 特定接口可以处理的最大分组大小
5.2.2路由选择机制
1.路由表的构成 路由即路径选择，涉及为源到目标的分组选择一条
由器的资源
为了使用动态路由，互连网络中的路由器必须运行相同的路由选择 协议，执行相同的路由选择算法。目前，应用最广泛的路由选择协 议有两种，一种叫做路由信息协议(RIP，routing information protocol)，另一种叫做开放式最短路径优先协议(OSPF，open shortest path first)。RIP利用向量-距离算法，而OSPF则使用链 路-状态算法。
第5章 网络互联技术与设备
(3) 逻辑划分网络的功能 通过对帧的过滤，网桥实现了物理网络内部通 信的相互隔离，源和目标在同一物理网段中的数 据帧由于网桥的数据过滤作用是不会被转发或渗 透到其他网段中的。将网桥所具备的这种隔离功 能称为逻辑划分网络的功能。 (4) 数据推进功能 网桥根据数据过滤的结果实现数据帧的转发。 (5) 帧格式转换功能 当数据帧通过网桥到达另一个执行不同局域网 协议的LAN 时，网桥还能够对帧格式进行转换处 理。
5.2.3 网桥
网桥工作在OSI模型中数据链路层的MAC子层。 网桥可以将局域网分成两个或更多的网段，它通 过隔离每个网段内部的数据流量，从而增加了每 个节点所能使用的有效带宽。 网桥的重要功能是不受介质访问子层中冲突域的 限制而扩展网长，对于众多的共享LAN可以隔离 LAN段，为每一个LAN段提供相同的带宽，这就等 于扩大了总带宽，既可使各个LAN段内部信息包、 冲突包都不会广播到另一个LAN段，明显地提高了 利用效率。同时网桥又具有存储、转发、过滤功 能，使应当发送到另一个LAN的信息正确转发。
5.2 网络互联设备
5.2.1 中继器 中继器工作于物理层。 功能是放大信号，补偿信号衰减，从而增加信 号传输的距离，支持远距离的通信。 优点：安装简便、使用方便、价格便宜。 缺点：中继器只负责发送数据，无法判断错误 数据或不适于网段的数据。
5.2.2集线器
集线器(HUB)是计算机网络中连接多个计算机或其他设备的连接设备。 集线器基本上是一个共享设备，其实质是一个中继器，主要提供信号放大和 中转的功能，它把一个端口接收的全部信号向所有端口分发出去。一些集线 器在分发之前将弱信号加强后重新发出，一些集线器则排列信号的时序以提 供所有端口间的同步数据通信。下图是一台标准的24口集线器。
计算机网络第5章_网络互连和广域网
到的端口号转发该帧。 4）如果目的地址不详，则将该帧扩散到所有端口。
网桥的主要作用
（1）隔离网段：网桥将一个局域网分成多个网 段，从而提高了网络的可靠性。
如果局域网段1出现了故障断点，那么网桥可以把 故障部分隔离，不会影响到局域网段2。
（2）数据帧过滤，均衡负载：减少网段内的信 息量，提高网络的性能。
数据链路层互连设备有： 网桥 交换机
交换机与网桥一样，基于第二层地址进行工作， 所以也被归于数据链路层设备
Байду номын сангаас
1. 网桥：常用来互连同类局域网和异类局 域网，以扩展网络距离。
同类局域网：使用相同的LLC子层、MAC子层 协议，例如：两个802.3以太网互联；
异类局域网：使用相同的LLC子层协议，不同 的MAC子层协议，例如：802.3以太网和802.5 令牌环连；
任何以中继器或集线器互连而成的网络段处 于同一个冲突域中，对各个主机而言，冲突 的几率进一步增加
网络分段
使用智能网络互连设备可以减少冲突域 的大小（增加冲突域的个数） 智能网络互连设备包括：
数据链路层设备：网桥 /交换机（第二层设备）
网络层：路由器（第三层设备）
5.2.2 数据链路层互连设备
2）如何解决不同类型网络之间协议、处理速率等方面的 差别，不修改互联在一起的各网络原有的结构和协议， 就可以实现网络之间的相互通信。
解决这些问题使用互连设备，主要有：
中继器、集线器、网桥、交换机、路由器和网关
5.1.2 网络互联的形式
1．局域网与局域网的互联 （LAN—LAN）
2．局域网与广域网的互联 （LAN—WAN）
MAC地址
在网络间存储转发分组
网桥的主要作用
（1）隔离网段：网桥将一个局域网分成多个网 段，从而提高了网络的可靠性。
如果局域网段1出现了故障断点，那么网桥可以把 故障部分隔离，不会影响到局域网段2。
（2）数据帧过滤，均衡负载：减少网段内的信 息量，提高网络的性能。
数据链路层互连设备有： 网桥 交换机
交换机与网桥一样，基于第二层地址进行工作， 所以也被归于数据链路层设备
Байду номын сангаас
1. 网桥：常用来互连同类局域网和异类局 域网，以扩展网络距离。
同类局域网：使用相同的LLC子层、MAC子层 协议，例如：两个802.3以太网互联；
异类局域网：使用相同的LLC子层协议，不同 的MAC子层协议，例如：802.3以太网和802.5 令牌环连；
任何以中继器或集线器互连而成的网络段处 于同一个冲突域中，对各个主机而言，冲突 的几率进一步增加
网络分段
使用智能网络互连设备可以减少冲突域 的大小（增加冲突域的个数） 智能网络互连设备包括：
数据链路层设备：网桥 /交换机（第二层设备）
网络层：路由器（第三层设备）
5.2.2 数据链路层互连设备
2）如何解决不同类型网络之间协议、处理速率等方面的 差别，不修改互联在一起的各网络原有的结构和协议， 就可以实现网络之间的相互通信。
解决这些问题使用互连设备，主要有：
中继器、集线器、网桥、交换机、路由器和网关
5.1.2 网络互联的形式
1．局域网与局域网的互联 （LAN—LAN）
2．局域网与广域网的互联 （LAN—WAN）
MAC地址
在网络间存储转发分组
第五章网络互连与广域网技术
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5.3 广域网技术
3. 帧中继的工作特征 帧中继技术在许多方面与X.25类似，可以看 作是“减少结点处理时间”的X.25或X.25的流
No 水线方式；采用光纤作为通信媒体，误码率极
低，可以认为传输不会出错，这样，帧中继技 术在传输分组时可不进行、或只有很少步骤的 差错检测、控制指示，这样，结点的处理时间
Image ② 一次群速率23B+D(美国和日本)或30B+D(欧洲、中国
等)，这里的信令通路为64kbps。这里，B通道可支持电路交 换的数字电话和数据业务，也可支持分组交换的数据。在 用2B+D的外置TA与Internet相连接时，可提供128Kbps的上 网速率。上网的同时再打电话，一个通道被语音通信所用、 上网速率自动下降为64kbps。通话结束后，又可恢复 128kbps的上网速率。
EIA/TIA-232 EIA/TIA-449 V.24 V.35 HSSI G.703
EIA-530
5
5.1 网络互连与广域网
广域网的主要问题在网络层，如何将源网络发出的 数据分组经过通信网络传送到目的网络；在传送过程中， 选择最佳路径和相应的流量控制、拥塞控制，就是网络
No 层协议要解决的具体问题。这里的源网络、目的网络一
X.25的层次关系
16
5.3 广域网技术
2. 帧中继原理 帧中继技术是由X.25分组交换技术演变、进
No 化而来的，在20世纪80年代后期，许多网络应
用迫切要求提高分组交换服务的速率，用光纤 作为通信媒体已是必然的发展趋势，高带宽、
Image 低误码率、抗干扰能力强的光纤作为传输媒体，
为X.25技术的大幅度升级提供了最佳选择，帧 中继技术主要在简化差错控制处理、加快分组 交换速率和提供更多的逻辑信道等两个方面比 X.25有了本质上的飞跃。
5.3 广域网技术
3. 帧中继的工作特征 帧中继技术在许多方面与X.25类似，可以看 作是“减少结点处理时间”的X.25或X.25的流
No 水线方式；采用光纤作为通信媒体，误码率极
低，可以认为传输不会出错，这样，帧中继技 术在传输分组时可不进行、或只有很少步骤的 差错检测、控制指示，这样，结点的处理时间
Image ② 一次群速率23B+D(美国和日本)或30B+D(欧洲、中国
等)，这里的信令通路为64kbps。这里，B通道可支持电路交 换的数字电话和数据业务，也可支持分组交换的数据。在 用2B+D的外置TA与Internet相连接时，可提供128Kbps的上 网速率。上网的同时再打电话，一个通道被语音通信所用、 上网速率自动下降为64kbps。通话结束后，又可恢复 128kbps的上网速率。
EIA/TIA-232 EIA/TIA-449 V.24 V.35 HSSI G.703
EIA-530
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5.1 网络互连与广域网
广域网的主要问题在网络层，如何将源网络发出的 数据分组经过通信网络传送到目的网络；在传送过程中， 选择最佳路径和相应的流量控制、拥塞控制，就是网络
No 层协议要解决的具体问题。这里的源网络、目的网络一
X.25的层次关系
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5.3 广域网技术
2. 帧中继原理 帧中继技术是由X.25分组交换技术演变、进
No 化而来的，在20世纪80年代后期，许多网络应
用迫切要求提高分组交换服务的速率，用光纤 作为通信媒体已是必然的发展趋势，高带宽、
Image 低误码率、抗干扰能力强的光纤作为传输媒体，
为X.25技术的大幅度升级提供了最佳选择，帧 中继技术主要在简化差错控制处理、加快分组 交换速率和提供更多的逻辑信道等两个方面比 X.25有了本质上的飞跃。
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5.1 广域网
ADSL工作原理
高速下传信道 中速双工信道 POTS
频带：200～1MHz 频带：25～200kHz 频带：0～225kHz
ADSL用频分复用(FDM)在电话线中创建三个信道：一个高 速下传信道(到用户端)，一个中速双工信道和一个POTS信 道(4 kHz)。
•
POTS信道（电话服务）用以保证即使 ADSL 连接失败了， 语音通信仍能正常运转。
6
5.1 广域网
综合业务数据网（ISDN）：使用公用交换网PSTN作为通信 线路，完全采用数字信道，提供64K-128Kbps速率传输服务。 非对称数字用户环路（ADSL）:所谓非对称指用户线的上 行（从用户到网络， 1Mbps ）和下行（从网络到用户， 1.58Mbps ）的传输速率不相同。 • 是一种通过在现有电信网络使用高级调制技术而在用户 和电话公司之间形成高速网络连接的技术。 • 直接在电话线上发送数字信号，支持数据、语音和视频 通信 • 用其特有的调制解调硬件（超级Modem）来连接现有双 绞线连接的各端。 • 传输速率高
计算机网络互联是利用网络互联设备及相应 的技术措施和协议把两个以上计算机网络连起来， 实现计算机网络之间的连接。 其核心是网络之间的硬件连接和网间互联的 协议。其特点： ① 在物理上已连接在一起，并可进行通信; ② 在逻辑上已经组成了一个大型的计算机网络。
11
5.2
网络互联
二种类型的网络有三种网络互联形式： 局域网与局域网互联 局域网与广域网互联 广域网与广域网互联 各种类型的网络互联成一个网络有两种方式： 利用网间连接器实现网络互联，主要用于局域网与局 域网互联。 通过互联网实现网络互联，主要用于局域网与广域网、 广域网与广域网间的互联。
• •
8 高速和中速信道均可以复用(TDM)以创建多个低速通道。
5.1 广域网
ADSL的特点: 投资小，连接方便 传输距离远，误码率低，可靠性高 速率高，频带宽 数据保密性好，用户可独享高带宽 有线电视网络：利用CATV提供视频信号业务、语音、数据 等宽带多媒体信息业务，提供下行38Mbps，上行768Kbps速率 传输服务。 微波无线网
分组交换类：X.25、帧中继网、ATM网、无线分组网，
专线类：数字数据网DDN、数字卫星网VSAT
2
5.1 广域网
广域网与局域网的主要区别和关系
局域网采用的多点接入技术
1.连接技术的区别
（主要组成多为局域网交换机连接计算机）
广域网结点之间采用点到点连接
（主要组成为分组交换机） 局域网主要在Data Link层 主要 区别 3.应用侧重点 2.协议层次上 广域网主要在Network层 局域网强调共享资源，关注如何根据需求 来规划、建立与应用 广域网侧重数据传输，侧重提供什么样的
第5章 广域网与网络互联
主要学习内容 ：
• 基本概念
• 常见的广域网技术
• 网络互联
1
5.1 广域网
广域网WAN(Wide Area Network)在一个广泛范围内建 立的计算机通信网 。它所覆盖的地理范围从几十公里到几 千公里，可以覆盖一个国家、地区或横跨几个洲。目前 Internet网络就是最大的广域网。 其参考模型与协议可对照OSI 参考模型，广域网技术主 要位于底层的3个层次。 广域网的分类： 电路交换类：PSTN、IDSN和ADSL，
5
5.1 广域网
虚拟私有网络（ VPN, Virtual Private Network） ：是一种利用 公共网络来构建的私人专用网络技术。与传统的电信专线网络 相比，VPN虚拟专网具备以下优势： 廉价的网络接入:VPN虚拟专网利用免费的 Internet资源将企业在全省乃至全国的各分支机构进 行互联，各节点全部采用本地电话或本地专线接入 方式，大大节省了长途拨号及长途专线的连接费用。 严格的用户认证: VPN系统全部采用CA认证体制。 高强度的数据保密
12
5.2
网络互联
常用的中间连接设备有：
中继器பைடு நூலகம்常用于局域网的扩展，在物理层上实现互联。 网桥：主要用于局域网与局域网之间的互联，在数据链 路层实现互联。 路由器：主要用于局域网与广域网之间互联，在网络层 上实现互联。 网关：主要用于不同体系结构的网络之间的互联，在传 输层及其以上层实现互联。
5.1 广域网
数字数据网（DDN, Digital Data Network) ：利用光纤、数字微 波或卫星等数字传输通道和数字交叉复用设备组成，为用户提 供高质量的数据传输通道，传送各种数据业务，属于线路交换 方式，如ChinaDDN（2Mbps）。 帧中继（Frame Relay, FR） ：由于传输技术的发展，数据传 输误码率大大降低，分组通信的差错恢复机制显得过于繁琐， 帧中继将分组通信的三层协议简化为两层（工作在物理层和数 据链路层），大大缩短了处理时间，提高了效率。帧中继网内 部的纠错功能很大一部分都交由用户终端设备来完成。帧中继 是面向连接的方式，采用2个关键技术虚拟租用线路和“流水线” 方式（56K-45Mbps），为局域网互联提供合理速率和较低价格 的服务。
数据传输服务、用户如何接入。 4.广域网与局域网之间采用路由器连接
5.1 广域网
常见的广域网技术： 电话拨号网：使用公用电话交换网PSTN作为通信线路。 公用分组交换网：工作在OSI/RM的低3层。基于X.25标准提 供通信子网服务，如TELENET，DATAPAC，CHINAPAC。 X.25建议书是CCITT早在1976年就制定出的一个面向分组交 换的网络协议标准， 其目的在于希望借助现有的公共数据网进 行国际间的数据通信。X.25的基本特征: 协议比较复杂。 只是对公用分组交换网接口的规格说明 仅提供虚电路服务:从虚电路的建立来讲，可分成两种，即 4 交换式虚电路SVC和永久性虚电路PVC。
卫星通信网
9
5.2
问题的提出：
网络互联
●任何一个LAN总会受到两个方面的限制，即工作站个数 和网络覆盖距离。
●一个LAN内，当工作站较多时，会导致网络的总体性能 下降，例如802.3标准的LAN。
●如果一个单位已拥有许多个局域网，常需要将这些局 域网互连起来，以实现局域网之间的通信。
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5.2
网络互联
5.1 广域网
ADSL工作原理
高速下传信道 中速双工信道 POTS
频带：200～1MHz 频带：25～200kHz 频带：0～225kHz
ADSL用频分复用(FDM)在电话线中创建三个信道：一个高 速下传信道(到用户端)，一个中速双工信道和一个POTS信 道(4 kHz)。
•
POTS信道（电话服务）用以保证即使 ADSL 连接失败了， 语音通信仍能正常运转。
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5.1 广域网
综合业务数据网（ISDN）：使用公用交换网PSTN作为通信 线路，完全采用数字信道，提供64K-128Kbps速率传输服务。 非对称数字用户环路（ADSL）:所谓非对称指用户线的上 行（从用户到网络， 1Mbps ）和下行（从网络到用户， 1.58Mbps ）的传输速率不相同。 • 是一种通过在现有电信网络使用高级调制技术而在用户 和电话公司之间形成高速网络连接的技术。 • 直接在电话线上发送数字信号，支持数据、语音和视频 通信 • 用其特有的调制解调硬件（超级Modem）来连接现有双 绞线连接的各端。 • 传输速率高
计算机网络互联是利用网络互联设备及相应 的技术措施和协议把两个以上计算机网络连起来， 实现计算机网络之间的连接。 其核心是网络之间的硬件连接和网间互联的 协议。其特点： ① 在物理上已连接在一起，并可进行通信; ② 在逻辑上已经组成了一个大型的计算机网络。
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5.2
网络互联
二种类型的网络有三种网络互联形式： 局域网与局域网互联 局域网与广域网互联 广域网与广域网互联 各种类型的网络互联成一个网络有两种方式： 利用网间连接器实现网络互联，主要用于局域网与局 域网互联。 通过互联网实现网络互联，主要用于局域网与广域网、 广域网与广域网间的互联。
• •
8 高速和中速信道均可以复用(TDM)以创建多个低速通道。
5.1 广域网
ADSL的特点: 投资小，连接方便 传输距离远，误码率低，可靠性高 速率高，频带宽 数据保密性好，用户可独享高带宽 有线电视网络：利用CATV提供视频信号业务、语音、数据 等宽带多媒体信息业务，提供下行38Mbps，上行768Kbps速率 传输服务。 微波无线网
分组交换类：X.25、帧中继网、ATM网、无线分组网，
专线类：数字数据网DDN、数字卫星网VSAT
2
5.1 广域网
广域网与局域网的主要区别和关系
局域网采用的多点接入技术
1.连接技术的区别
（主要组成多为局域网交换机连接计算机）
广域网结点之间采用点到点连接
（主要组成为分组交换机） 局域网主要在Data Link层 主要 区别 3.应用侧重点 2.协议层次上 广域网主要在Network层 局域网强调共享资源，关注如何根据需求 来规划、建立与应用 广域网侧重数据传输，侧重提供什么样的
第5章 广域网与网络互联
主要学习内容 ：
• 基本概念
• 常见的广域网技术
• 网络互联
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5.1 广域网
广域网WAN(Wide Area Network)在一个广泛范围内建 立的计算机通信网 。它所覆盖的地理范围从几十公里到几 千公里，可以覆盖一个国家、地区或横跨几个洲。目前 Internet网络就是最大的广域网。 其参考模型与协议可对照OSI 参考模型，广域网技术主 要位于底层的3个层次。 广域网的分类： 电路交换类：PSTN、IDSN和ADSL，
5
5.1 广域网
虚拟私有网络（ VPN, Virtual Private Network） ：是一种利用 公共网络来构建的私人专用网络技术。与传统的电信专线网络 相比，VPN虚拟专网具备以下优势： 廉价的网络接入:VPN虚拟专网利用免费的 Internet资源将企业在全省乃至全国的各分支机构进 行互联，各节点全部采用本地电话或本地专线接入 方式，大大节省了长途拨号及长途专线的连接费用。 严格的用户认证: VPN系统全部采用CA认证体制。 高强度的数据保密
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5.2
网络互联
常用的中间连接设备有：
中继器பைடு நூலகம்常用于局域网的扩展，在物理层上实现互联。 网桥：主要用于局域网与局域网之间的互联，在数据链 路层实现互联。 路由器：主要用于局域网与广域网之间互联，在网络层 上实现互联。 网关：主要用于不同体系结构的网络之间的互联，在传 输层及其以上层实现互联。
5.1 广域网
数字数据网（DDN, Digital Data Network) ：利用光纤、数字微 波或卫星等数字传输通道和数字交叉复用设备组成，为用户提 供高质量的数据传输通道，传送各种数据业务，属于线路交换 方式，如ChinaDDN（2Mbps）。 帧中继（Frame Relay, FR） ：由于传输技术的发展，数据传 输误码率大大降低，分组通信的差错恢复机制显得过于繁琐， 帧中继将分组通信的三层协议简化为两层（工作在物理层和数 据链路层），大大缩短了处理时间，提高了效率。帧中继网内 部的纠错功能很大一部分都交由用户终端设备来完成。帧中继 是面向连接的方式，采用2个关键技术虚拟租用线路和“流水线” 方式（56K-45Mbps），为局域网互联提供合理速率和较低价格 的服务。
数据传输服务、用户如何接入。 4.广域网与局域网之间采用路由器连接
5.1 广域网
常见的广域网技术： 电话拨号网：使用公用电话交换网PSTN作为通信线路。 公用分组交换网：工作在OSI/RM的低3层。基于X.25标准提 供通信子网服务，如TELENET，DATAPAC，CHINAPAC。 X.25建议书是CCITT早在1976年就制定出的一个面向分组交 换的网络协议标准， 其目的在于希望借助现有的公共数据网进 行国际间的数据通信。X.25的基本特征: 协议比较复杂。 只是对公用分组交换网接口的规格说明 仅提供虚电路服务:从虚电路的建立来讲，可分成两种，即 4 交换式虚电路SVC和永久性虚电路PVC。
卫星通信网
9
5.2
问题的提出：
网络互联
●任何一个LAN总会受到两个方面的限制，即工作站个数 和网络覆盖距离。
●一个LAN内，当工作站较多时，会导致网络的总体性能 下降，例如802.3标准的LAN。
●如果一个单位已拥有许多个局域网，常需要将这些局 域网互连起来，以实现局域网之间的通信。
10
5.2
网络互联