计算机网络课件(第4版)_05广域网.ppt
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网络广域网技术讲解 PPT
Router#show interface s0 Serial0 is up, line protocol is up
Hardware is HD64570 Internet address is 10.140.1.2/24 MTU 1500 bytes, BW 1544 Kbit, DLY 20000 usec, rely 255/255, load 1/255 Encapsulation PPP, loopback not set, keepalive set (10 sec) LCP Open Open: IPCP, CDPCP Last input 00:00:05, output 00:00:05, output hang never Last clearing of "show interface" counters never Queueing strategy: fifo Output queue 0/40, 0 drops; input queue 0/75, 0 drops 5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec
广域网特点
• 广域网的特点： • 1、适应大容量与突发性通信的要求； • 2、适应综合业务服务的要求； • 3、开放的设备接口与规范化的协议； • 4、完善的通信服务与网络管理。 • 通常广域网的数据传输速率比局域网低，而信
号的传播延迟却比局域网要大得多。广域网的典 型速率是从56kbps到155Mbps，现在已有 622Mbps、2.4 Gbps甚至更高速率的广域网；传 播延迟可从几毫秒到几百毫秒（使用卫星信道 时）。
Hardware is HD64570 Internet address is 10.140.1.2/24 MTU 1500 bytes, BW 1544 Kbit, DLY 20000 usec, rely 255/255, load 1/255 Encapsulation PPP, loopback not set, keepalive set (10 sec) LCP Open Open: IPCP, CDPCP Last input 00:00:05, output 00:00:05, output hang never Last clearing of "show interface" counters never Queueing strategy: fifo Output queue 0/40, 0 drops; input queue 0/75, 0 drops 5 minute input rate 0 bits/sec, 0 packets/sec 5 minute output rate 0 bits/sec, 0 packets/sec
广域网特点
• 广域网的特点： • 1、适应大容量与突发性通信的要求； • 2、适应综合业务服务的要求； • 3、开放的设备接口与规范化的协议； • 4、完善的通信服务与网络管理。 • 通常广域网的数据传输速率比局域网低，而信
号的传播延迟却比局域网要大得多。广域网的典 型速率是从56kbps到155Mbps，现在已有 622Mbps、2.4 Gbps甚至更高速率的广域网；传 播延迟可从几毫秒到几百毫秒（使用卫星信道 时）。
5广域网技术PPT课件
LAN
WAN
路由器
或RAS
2. 广域网技术
三类：
拨号（电路交换）
PSTN、ISDN
分组(帧)交换
ATM、X.25、Frame Relay
专线（点到点）
DDN、xDSL
互联实例1：远程PC接入局域网 LAN
拨号访问服务器 RAS
PSTN
PC
Modem
Modem
PC
互联实例2：利用帧中继实现局域网远程互联 LAN1
中继器或 HUB
本地
LAN1
LAN2
网桥或 交换机
LAN1
LAN2
路由器
LAN1
LAN2
远程 LAN1
路由器
WAN
路由器 LAN2
3）远程访问
移动用户、远程用户远程访问局域网
特点：远程结点，可以没有IP地址（动态分配） 如PSTN、ISDN、X.25、ADSL等 层次：网络层（链路层） 设备：路由器、访问服务器（RAS）
应用层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
网络1
网络2
2）LAN的互联
本地互联
特点：范围有限、主干（Backbone）采用局域网 技术，如FDDI、Ethernet 互联层次：链路层（网络层） 互联设备：网桥、交换机（有时可采用路由器）
远程互联
特点：范围大、主干采用广域网技术，如ISDN、 X.25、DDN、ATM、FR、ADSL等 互联层次：网络层或更高层（链路层） 互联设备：路由器、网关（有时可采用远程网桥）
第5章 广域网技术
13.11.2020
1
1. 概述
网络互联的动力：更大范围的资源共享 网络互联：HOST-LAN、LAN－LAN/WAN
计算机网络与通信ppt第5讲 广域网.
美国的某些机构拥有的地址空间甚至比其他一些国家 的全部地址空间还大
每个网络都指定一个网络地址将使路由表太大
增加了路由器成本 查找路由耗时增加 路由器之间交换的路由信息增加
两级IP地址不够灵活
不能充分利用已申请到的地址资源扩充新的网络
划分子网（Subnetting）
子网1： 又称子网寻址或子网路由选择 00001010 00001010 00000101 00000101 xxxxxxxx 01xxxxxxxx xxxxxx xxxxxxxx 方法： 网络号 网络号 子网号 主机号 主机号 从IP地址的主机编号部分“借用”若干位作为子网编号 子网2： 主机编号部分相应缩短 00001010 00000101 10 xxxxxx xxxxxxxx 网络号 子网号 主机号 例如：
IP地址
IP地址包括2个部分: 网络地址（网络号） 主机地址（主机号）
具有相同网络地址的设
223.1.1.1
223.1.2.1
223.1.1.2 223.1.1.4
223.1.2.9
223.1.2.2
223.1.1.3
223.1.3.27
备接口，或不经过路由 器就可以物理上相互通 达的设备
本机
本网中的主机
...
...
1111
1111
局域网中的广播 对指定网络的广播
网络地址 回路(Loopback)
... 任 意 值
0000
一般来说，主机号部分为全“1 ”的IP地址保留用作广播地址； 主机号部分为全“0 ”的IP地址保留用作网络地址。
划分子网
为什么要划分子网？
IP分类不合理，地址空间利用率低
第05章-计算机网络(第四版)广域网
2019年4月11日（4）
2.不对称式数字用户线（ADSL） DSL(Digital Subscriber Line ，数字用户环路 ) 是以铜 质电话线为传输介质的传输技术组合，它包括 HDSL 、 SDSL 、 VDSL 、 ADSL 和 RADSL 等，一般称之为 xDSL 技术。它们主要的区 别就是体现在信号传输速度和有效距离的不同以及上行速率和 下行速率对称性不同这两个方面。 xDSL 具有很多优势。它以目前世界上普及率最高和建设 最为悠久的接入媒介—电话线为传输介质，因而具有十分广阔 的应用空间。xDSL技术中最具代表性的技术是ADSL。
13 2019/4/11
4.DDN
DDN（Digital Data Network)是公共数字数据网，是我国电信部门专为国内用户提供 多种不同传输速率（64Kbps-2Mbps）的数字专线租用服务而建立的公共网络系统。它 由DDN交换机和传输线路（如：光纤和双绞线）组成,如图5.4所示。 DDN可为用户提供一条高带宽、高质量的数据传输通道。数字专线有两个标准，T1 是北美标准，带宽为1.544Mbps， E1是欧洲标准，带宽为 2.048Mbps，公共数字数据 网(DDN)采用欧洲标准，每条信道的带宽是64Kbps。 DDN数字专线可提供高质量，高速率的数据传输，它常用于实现远程局域网之间点到 点的连接，是目前应用最广泛的广域网连接技术之一。 特点： DDN为用户提供不同速率的数字专线，可提供的带宽有：64K、128K、256K、512 Kbps...,2.048Mbps。 DDN数字专线是一条永久的传输信道，在信道上传输的是数字信号，具有不易受干扰、 信号损耗小、衰减小。 DDN传输质量高、延时小、线路可用率高。 DDN不具备交换能力，仅提供一条点到点的专用链路。 DDN是一个全透明的网络，它支持任何高层协议。 传输距离远，用数字专线连接的两个网络之间可以相距非常远，它可以连接处于不同 城市，甚至不同国家的网络。 在通过DDN连接远程局域网时，可以使用PPP和HDLC协议。 适合高速、远距离的网络互连。
计算机网络(第4版)_05广域网PPT课件
[3, 3] 交换机3
例如，一个欲发往主机[3, 2]的分组到达了交换机 2。[2, 1] 直接 这时应查找交换机 2 的转发表，找目的站为[3, 2]的项目。
[1, 1] [1, 3]
❖结点交换机转发分组
1 2
交1 换2 机3
3 14
456 7
交换机 2
123
1 2 3
交 换
1
机2
4 33
[3, 2]
❖结点交换机转发分组
[1, 1] [1, 3]
1交 4
2换 5
3机 1
6 7
456 7
交换机 2
123
4 5 6
交 换
1
机2
7 33
[3, 2] [3, 3]
[2, 1] [2, 2]
每个交换机都有两组端口。一组是和本地主机相连的低 速端口，另一组是和其他交换机相连的高速端口。
❖结点交换机转发分组
❖ 提供数据报服务的特点
H2
H4
B
H1
A
D
H6 E
C H3
H5 分组交换网
例如：H1 向 H5 发送分组，可以经过A-B-E，也可经过A-C-E或AC-B-E。同时主机H2 可向 H6 发送分组。
❖ 提供虚电路服务的特点
H2
H4
D
B H6
E
H1
A
H5 C
H3
主机 H1 先向主机 H5 发出一个特定格式的控制信息分组，要求进 行通信，同时寻找一条合适路由。若主机 H5 同意通信就发回响应，然 后双方就建立了虚电路。同理，主机 H2 和主机 H6 通信之前，也要建 立虚电路。
❖ 图的应用
可用图论中的“图(graph)”来表示整个广域网。 用“结点”表示广域网上的结点交换机，用连接结点与结 点的“边”表示广域网中的链路。 连接在结点交换机上的主机与分组转发无关，因此在图中 可以不画上。
广域网课件
7
2 广域网的结构特点
广域网一般由主机和通信子网组成，其中主 机有时也称作端系统（End System），通信 子网可简称为子网（Subnet）。
8
通信子网的作用是在主机与主机之间传送信息，主机 主要负责数据处理。在大多数广域网中，通信子网主 要由两个部件构成，即传输线和交换节点。 传输线也可称为线路（Circuit）、信道（Channel） 或干线(Trunk)等，它主要用于计算机之间传送比 特流 交换节点也可叫做交换机、分组交换节点、中介 系统或路由器，我们可以将它们统称为路由器， 它主要用于连接两条或多条传输线。结点交换机 是公用通信网络的核心部件，其用途就是将某一 端口来的信号转发到相应的输出端口上，并将其 转发出去。
3
Internet
局域网
广域网交换机
局域网
广域网 路由器
4
1 广域网的定义
1.1 定义： 定义： 广域网是地理分布范围在几十公里至几千公 里，可以连接不同城市、不同国家、遍及全球 的计算机网络。广域网可看作是局域网利用公 用通信网络、互连设备连接起来的、可以实现 远距离数据通信的计算机网络。
5
6
9
通信子网一般可由两类公用网络来充当：一 类是有线公用网，如电话交换网（PSTN）、 分组交换数据网（X.25）、帧中继、ISDN、 DDN等；另一类是无线网，如卫星和地面无 线系统等。 通信子网的功能：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。
计算机广域网络概述
杜瑞峰 16701688@
1.1 广域网定义与结构特点 1.2用路由器互连网络 1.3广域网技术 1.4接入网技术与应用
2
《广域网技术》PPT课件_OK
帧中继网
图3-7
27
图3-8
帧中继网
图3-9
28
图3-10
帧中继网
●F：帧头、帧尾标志，如图3-10所示； ●A：地址字段，长度一般为2个字节，必要时可扩展 到4个字节，如图3-11所示； ●I：信息字段，可变长度，理论上最大长度为4096个 字节(取决于FCS的检错能力)，一般为1600个字节到2048个 字节不等。信息字段承载用户数据，对帧中继网络是完全 透明的，即网络对信息内容不做任何处理； ●FCS：帧校验序列，通常用16位CRC校验序列。
●在虚电路上可以使用“流控”分组进行流量控制和13 差
分组交换网
错处理，可以使用“链路维护”分组进行虚电路的维护； ●数据传输结束后，任何一方要使用“拆除请求”
分组拆除虚电路，释放所占有的系统资源。拆除虚电路 过程与建立虚电路过程基本相同，但在“拆除请求”分 组中使用的是虚电路号。
基于虚电路方式的数据交换过程如图3-3所示。
●目的主机若发现有差错，则报告上层的 TCP 协议 处理；
●即使 TCP 协议对有错误的数据进行了重传，帧中 继网也仍然当作是新的帧中继帧来传送，而并不知道这 是重传的数据。
帧中继网络的帧格式
帧中继的链路层采用了ITU Q.922核心协议。帧格式
中各个字段的意义如下：
25
帧中继网
图3-5
26
图3-6
分组交换网的组成
分组交换网主要由分组交换机、用户接入设备及传 输线路组成。
分组交换机 14 分组交换机是分组交换网的枢纽，可分为中转交换
分组交换网
图3-3 基于虚电路方式的数据交换过程
15
分组交换网
机和本地交换机。具有以下主要功能：
《广域网技术》PPT课件
LAPB)，并以LAPB为主要模式。将不可靠的物理链路 提升为可靠的、无差错的逻辑链路。
h
6
分组交换网
图3-2 X.25分组交换网体系结构
h
7
分组交换网
●分组层。对应于ISO/OSI参考模型的网络层，它规
定了DTE和DCE之间进行信息交换的分组格式，并规定
了采用分组交换的方法，在一条逻辑信道上对分组流量、
Байду номын сангаас
●F：帧头、帧尾标志，占用一个字节(01111110);
h
8
分组交换网
图3-3 X.25分组格式
(a)X.25一般分组头格式；(b)X.25数据分组头格式
h
9
分组交换网
●A：地址字段，用于寻址目的节点，占一个字节； ●C：控制字段，用于定义各种命令和响应，占一个 字节; ●I：信息字段，用于传输分组信息，可变长度。分 组信息要按分组格式来表示; ●FCS：帧校验序列，采用16位CRC校验方式。
建立的虚电路，包括：呼叫建立过程、数据传输过程、呼 叫连接清除过程。多用于突发性或间断数据传输。
虚电路交换方式
●虚电路是以统计时分复用 STDM 为基础的，因此 一个DTE可以与多个DTE同时进行通信，能有效利用线 路资源;
●虚电路是两个用户终端(DTE)在通信之前预先通 过网络建立的逻辑连接，它是由主叫用户与网络联系并 与被叫端协商而建立的；
分组传送差错执行独立的控制。
X.25的分组格式
分组(Packet)是分组层上传输信息的基本单位，无论 是在两个DTE之间传送用户数据，还是在DTE和DCE之 间传送网络所用的控制信息，都要表示成分组格式。每
个分组由分组头和数据两部分组成，如图3-3所示。
h
6
分组交换网
图3-2 X.25分组交换网体系结构
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分组交换网
●分组层。对应于ISO/OSI参考模型的网络层，它规
定了DTE和DCE之间进行信息交换的分组格式，并规定
了采用分组交换的方法，在一条逻辑信道上对分组流量、
Байду номын сангаас
●F：帧头、帧尾标志，占用一个字节(01111110);
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分组交换网
图3-3 X.25分组格式
(a)X.25一般分组头格式；(b)X.25数据分组头格式
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分组交换网
●A：地址字段，用于寻址目的节点，占一个字节； ●C：控制字段，用于定义各种命令和响应，占一个 字节; ●I：信息字段，用于传输分组信息，可变长度。分 组信息要按分组格式来表示; ●FCS：帧校验序列，采用16位CRC校验方式。
建立的虚电路，包括：呼叫建立过程、数据传输过程、呼 叫连接清除过程。多用于突发性或间断数据传输。
虚电路交换方式
●虚电路是以统计时分复用 STDM 为基础的，因此 一个DTE可以与多个DTE同时进行通信，能有效利用线 路资源;
●虚电路是两个用户终端(DTE)在通信之前预先通 过网络建立的逻辑连接，它是由主叫用户与网络联系并 与被叫端协商而建立的；
分组传送差错执行独立的控制。
X.25的分组格式
分组(Packet)是分组层上传输信息的基本单位，无论 是在两个DTE之间传送用户数据，还是在DTE和DCE之 间传送网络所用的控制信息，都要表示成分组格式。每
个分组由分组头和数据两部分组成，如图3-3所示。
网络课件-广域网
适配各个网络的差异。 在网络互连时，应尽量避免由于互连而降低网内的通信性能。 使用相同的网间互联协议
802.5 LAN
M
WAN-WAN
M
SNA WAN
802.3
802.4
802.3
LAN
B LAN M
X.25 WAN
M
LAN
LAN-WAN 在图5-1中L，AN虚-线L部AN分说明了四种连接型式。在每种连接形式中都需要一L个A中N-间W连A接N-设L备AN，以便当信息包从
发的。与P S T N一样，I S D N使用电话载波线路进行拨号连接。但它和P S T N又截然不同，它独特 的数字链路可以同时传输数据和语音。I S D N线路可以同时传输两路话音和一路数据。 所有的I S D N连接都基于两种信道： B信道和D信道。
B-Channel： B信道是承载信道，采用电路交换技术以每信道64Kbps的速率传送数据(或将两个信道捆绑在一 起以128Kbps的速率使用)；每一个B-Channel信道就像是一根“管道”，两个B-Channel信道可以被捆绑 在一起用来以较快的速度下载文件。当有外部呼叫进入时，则可以暂时中止其中一个信道的文件下载， 让给新的呼叫请求而不需终止整个下载过程，在新的呼叫请求通信结束后可以选择恢 复下载。这个通信过程完全是由另一分开的D-Channel来控制的。
一般终端送出的信息，经交换机的分组装拆功能构成分组，存储到分组交换机的存储器内，接着就可以和来自其他终端的分组一起， 以动态复用的方式，通过一条高速传输线路进行传输，从而提高了传输线路利用率。如果是一个分组型终端，可以直接进入交 换机而无须经过分组装拆设备。发送侧送出的分组，按其控制信息在网内传送，一直传送到目的地交换机，再经用户线传送到 接收终端。如果接收终端是一般终端，则仍需交换机内的PAD设备进行处理，把分组恢复成原始电文。如果接收终端是分组式终 端或计算机，则可按其原样传送到接收终端，由该终端或计算机直接处理。在这种情况下，分组终端可以采用分组多路复用方 式，通过一条用户线同时和多个对方终端进行通信。
802.5 LAN
M
WAN-WAN
M
SNA WAN
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802.4
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LAN
B LAN M
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LAN
LAN-WAN 在图5-1中L，AN虚-线L部AN分说明了四种连接型式。在每种连接形式中都需要一L个A中N-间W连A接N-设L备AN，以便当信息包从
发的。与P S T N一样，I S D N使用电话载波线路进行拨号连接。但它和P S T N又截然不同，它独特 的数字链路可以同时传输数据和语音。I S D N线路可以同时传输两路话音和一路数据。 所有的I S D N连接都基于两种信道： B信道和D信道。
B-Channel： B信道是承载信道，采用电路交换技术以每信道64Kbps的速率传送数据(或将两个信道捆绑在一 起以128Kbps的速率使用)；每一个B-Channel信道就像是一根“管道”，两个B-Channel信道可以被捆绑 在一起用来以较快的速度下载文件。当有外部呼叫进入时，则可以暂时中止其中一个信道的文件下载， 让给新的呼叫请求而不需终止整个下载过程，在新的呼叫请求通信结束后可以选择恢 复下载。这个通信过程完全是由另一分开的D-Channel来控制的。
一般终端送出的信息，经交换机的分组装拆功能构成分组，存储到分组交换机的存储器内，接着就可以和来自其他终端的分组一起， 以动态复用的方式，通过一条高速传输线路进行传输，从而提高了传输线路利用率。如果是一个分组型终端，可以直接进入交 换机而无须经过分组装拆设备。发送侧送出的分组，按其控制信息在网内传送，一直传送到目的地交换机，再经用户线传送到 接收终端。如果接收终端是一般终端，则仍需交换机内的PAD设备进行处理，把分组恢复成原始电文。如果接收终端是分组式终 端或计算机，则可按其原样传送到接收终端，由该终端或计算机直接处理。在这种情况下，分组终端可以采用分组多路复用方 式，通过一条用户线同时和多个对方终端进行通信。
《计算机广域网技术》幻灯片
❖ 接入网〔本地环路、用户环路〕——提供用
户接入端局
长途局
中心交换局
长途局
端局
❖ 传输网〔干线、中继线〕——交换局间的连
接线路 本地环路 准长途干线 北京科技大长 学途 通干 信线 工程系
准长途干线 本地环路13
5.2 公共传输系统
❖ 系统—— 网中的核心技术
❖ PCM编码
❖ 每路语音信号被转换成64kb/s的PCM编码数字信 号
❖ 局域网的特点以及局域网具有的技术特征。 ❖ 介质访问控制方法：CSMA/CD、Token Passing ❖ 以太网的工作原理，MAC地址。 ❖ 局域网的扩展：在不同层次上实现的优缺点？ ❖ 高速局域网技术：快速以太网、千兆/万兆以太网。
速度提升需要解决哪些问题？如何解决？ ❖ 无线局域网
北京科技大学通信工程系
❖ xDSL：数字用户线
北京科技大学通信工程系
10
5.1 WAN概述
❖ 广域网的协议层次 涉及到OSI/RM的最低三层： 物理层：PSTN、DDN、xDSL、SONET 数据链路层：ISDN、FR、ATM 网络层：X.25
局
NETWORK
域
DL DL
网
PHY PHY
PSTN, DDN, ISDN, ATM, X.25
各种广域网应用
PSTN ISDN xDSL ATM X.25 FR DDN
电信网络
北京科技大学通信工程系
12
5.2 公共传输系统
❖ 系统
❖ 是一种分布最广泛、最容易获得的效劳
❖ 除本地环路外，根本实现了数字传输
❖ 三个局部：
❖ 交换局：端局(CO)，汇接局、长途局——提
供交换连接
第5章计算机广域网技术
北京科技大学通信工程系
13
5.2 公共传输系统
电话系统——电话网中的核心技术
PCM编码
每路语音信号被转换成64kb/s的PCM编码数字信号
在端局转换
时分多路复用技术
多路PCM信号复合成更高速率的信号
E1～E5（ DS1～DS5）
电话网也可以用于计算机通信
通过拨号连接可以实现不超过64kb/s的传输速率
广域网（Wide Area Networks，WAN）
距离远、带宽小、延时大
服务供应商
北京科技大学通信工程系
4
5.1 WAN概述
广域网接入技术（第一层）
X.21、EIA/TIA-232、EIA/TIA-449、V.24、
V.35
专线
电路交换
服务供应商
分组交换
服务供应商
北京科技大学通信工程系
PSTN, DDN, ISDN, ATM, X.25
NETWORK DL PHY Modem, DSU/CSU DTU, NT1 DL PHY
局 域 网
路由器
路由器
北京科技大学通信工程系
11
5.2 公共传输系统
广域网的基础——电信网络
提供公共传输平台 物理线路、技术支持、网络服务(音频、视频、数据) 模拟通信（仅本地环路）、数字通信
DSL的主要应用：
网吧、住宅小区的用户接入互联网 WWW，文件/电影/音乐下载
北京科技大学通信工程系 20
5.2 公共传输系统
DSL包括以下几种技术：
非对称数字用户线（我国使用最广泛） RADSL 速率自适应非对称数字用户线 HDSL 高比特率数字用户线 VDSL 甚高比特率数字用户线 SDSL 单线对HDSL数字用户线（HDSL2）