第七章 广域网路由技术
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广域网技术概述
广域网连接方式
3、分组交换方式： 是一种基于运营商分组交换网络的交换方式。用户端
数据被划分成一定长度的分组（包packet），提交 给运营商的分组交换机进行传输。
分组交换方式
X.25/帧中继/ATM
纯二层环境，不存在 网络层因素，安全性 比较高
广域网连接方式
专线方式
异步/同步专线
点到Βιβλιοθήκη 点方式电路交换方式
4、其他常见接口线缆：
X.21 DTE电缆
RS-449 DTE电缆
RS-530 DTE电缆
点到点广域网技术的链路层协议
用户路由器
运营商通信网
DTE DCE
运营商 传输设备
运营商 传输设备
用户路由器
DCE DTE
链路层协议
在点到点连接中，链路层协议通常运行用户 端系统之间
常用链路层协议包括HDLC、PPP、SLIP、 SDLC等
PSTN/ISDN
点
到
分组交换方式
多 点
方
X.25/帧中继/ATM
式
广域网连接方式---详解
1、专线方式: 一般适合于一些较大的公司和科研院校等单位。用户采用月租的
方式向电信部门租用一条专线，由该用户单独使用。专线可支 持不同的速率，月租费也将随着速率的不同而有所不同。根据 数据在线路上的交换方式的不同。以专线方式连接Internet的 局域网中的机器，只要有网卡并接入局域网中且有上互联网的 权限，随时可访问广域网。
ISDN方式
一条电话线可当两条用：可以使用两部电话，在上网的同时 拨打、接听电话、收发传真；还可以使用两台计算机同时上 网。
呼叫速度快：用Modem上网需40秒左右，用ISDN仅需3-10 秒。
广域网(WAN)技术
7.5.2 X.25技术基础
7.5.2.1 X.25协议分层 分组层（网络层） X.25规程 数据链路层 物理层 1、物理层： X.21：定义DTE（数据终端设备）和DCE（数据通信设备）之间的数字同步传送方式。 X.21bis：定义DTE与DCE之间的模拟传送方式 V.24建议：25芯接口。 信控学院通信工程教研室 第10页
HDLC
PPP
SDLC
数据链路层： LAPB：Link access Protocol –Balanced平衡链路接入协议 FR：Frame Relay，帧中继 HDLC：High-level Data Link Control 高级数据链路控制规程 PPP：Point To Point Protocol 点对点协议 SDLC：Synchronous Data Link Control 同步数据链路控制规程 常用的公共网络： 1）电话交换网（PSTN，Public Swithed Telephone Network），也称电信网 2）分组数据交换网（X.25） 3）帧中继网络 4）数字数据网 5）ATM网络 信控学院通信工程教研室 第4页
计算机网络与Internet教程讲义（电子版）
第七章 广域网技术（6学时,2/6）
7.3 广域网的构成
数据网普遍采用存储转发方式的分组交换，分组交换机是广域网的基本设备之一，分组交换机互 连构成广域网，增加分组交换机可以扩展广域网，覆盖更多的空间，连接更多的计算机。 分组交换机实际上是计算机设备，具有处理器、存储器和用于收发分组的I/O设备。
H21 H22 H23 H24
4
6 主机 B 用户子网
2
传输链路
信控学院通信工程教研室 第3页
计算机网络与Internet教程讲义（电子版）
广域网技术
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。
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。
第7章广域网技术
清华大学出版社
7.2.1 广域网的帧封装：HDLC和PPP
这三种类型的站可构成两种逻辑链路结构： 不平衡链路结构和平衡链路结构。
不平衡链路结构：既可用于点对点链路， 也可用于多点链路，它由一个主站与一个 或一个以上从站构成。主站控制从站并实 现链路管理，主站发出的帧叫做命令 （command），而从站发出的帧叫做响应 （response）。在多点链路中，主站与每 个从站之间都有一个分开的逻辑链路。非 平衡配置可支持双工、半双工通信。
李太君 林元乖 等编著
清华大学出版社
7.2.1 广域网的帧封装：HDLC和PPP
HDLC有三种数据响应模式。 正常响应模式（Normal Response Mode， 简称NRM）：用于不平衡链路结构。主站可 主动向从站传输数据，而从站只有在得到 主站允许之后才能向主站传送数据。
李太君 林元乖 等编著
李太君 林元乖 等编著
清华大学出版社
7.2.1 广域网的帧封装：HDLC和PPP
数据链路层的数据传送是以帧为单位的。 HDLC采用帧结构传输数据，帧格式可以满 足所有格式的数据和控制功能要求。HDLC 的帧如图7-2所示。从网络层交下来的分组， 变成为数据链路层的数据，就是图7-2中的 信息字段。
广域网采用HDLC或PPP进行帧封装， 采用分组转发机制进行工作。
李太君 林元乖 等编著
清华大学出版社
7.2.1 广域网的帧封装：HDLC和PPP
1. HDLC
在OSI七层协议产生之前，为了使容易产生差 错的物理链路在通信时变得可靠，使用了一 些控制协议，包括ARPANET推出的IMP-IMP协 议和IBM推出的BSC协议，这些数据链路层协 议都是面向字符（即链路上所传输的数据或 控制信息都必须是由规定字符集（例如ASCII 码）中的字符所组成）的协议。
第7章 广域网技术
是目前有线电视进入Internet接入市场的唯一法宝。 一般从42MHZ~750MHZ之间电视频道中分离出一条6MHZ的信 道用于下行传送数据，通常采用64QAM（正交调幅）调制 方式，最高速率可达27Mbps，如果采用256QAM，最高速率 可达36Mbps。 上行数据一般通过5~42MHZ之间的一段频谱进行传送，一 般选用QPSK调制，上行速率最高可达10Mbps。
计算机网络基础
8
7.2.2 ADSL的功能特点
ADSL调制技术有3种：正交幅度调制QAM、无载波幅度/相 位调制CAP、离散多音调制DMT。 DMT调制技术：是一种多载波调制技术。是将整个传输频 带（0～1.104MHz）划为256个子信道，每个子信道占有用 4kHz带宽。对应不同频率载波，其中4～138kHz为上行道， 138～1104kHz为下行道。 DMT调制系统根据情况使用这256个子信道，可以根据各个 子信道的瞬时衰减特性、时延特性和噪声特性，在每个子 信道上分配1～15个比特的数据，并关闭不能传输数据的 信道，从而使通信容量达到可用的最高传输能力。
计算机网络基础
6
7.2.2 ADSL的功能特点
1989年贝尔提出了一个充满激情的设想，在普通的电话线 （双绞线）上以百万bits/秒的速度传输视频、图形等数 据。梦想成真，一台叫做ADSL MODEM的诞生了，他的下行 速率达到1.5Mbps上行速率为16或64Kbps，这种非对称的 速率特别适合于VOD（视频点播），同时这种非对称的传 输技术与对称式的传输技术相比能够传输更远的的距离。 但ADSL的设计者并不擅长起名字，他们给这种技术起了一 个难记的名字（Asymmetric Digital Subscriber Line） 缩写ADSL，翻译成中文就是“非对称数字用户线路”。
计算机网络基础
8
7.2.2 ADSL的功能特点
ADSL调制技术有3种：正交幅度调制QAM、无载波幅度/相 位调制CAP、离散多音调制DMT。 DMT调制技术：是一种多载波调制技术。是将整个传输频 带（0～1.104MHz）划为256个子信道，每个子信道占有用 4kHz带宽。对应不同频率载波，其中4～138kHz为上行道， 138～1104kHz为下行道。 DMT调制系统根据情况使用这256个子信道，可以根据各个 子信道的瞬时衰减特性、时延特性和噪声特性，在每个子 信道上分配1～15个比特的数据，并关闭不能传输数据的 信道，从而使通信容量达到可用的最高传输能力。
计算机网络基础
6
7.2.2 ADSL的功能特点
1989年贝尔提出了一个充满激情的设想，在普通的电话线 （双绞线）上以百万bits/秒的速度传输视频、图形等数 据。梦想成真，一台叫做ADSL MODEM的诞生了，他的下行 速率达到1.5Mbps上行速率为16或64Kbps，这种非对称的 速率特别适合于VOD（视频点播），同时这种非对称的传 输技术与对称式的传输技术相比能够传输更远的的距离。 但ADSL的设计者并不擅长起名字，他们给这种技术起了一 个难记的名字（Asymmetric Digital Subscriber Line） 缩写ADSL，翻译成中文就是“非对称数字用户线路”。
计算机通信与网络教程3
6 {a,d,b,e,c,f}e 2 3 1c 2 4
f
c
d
e
第七章 网络层及广域网技术
The School of Electronic Information Wuhan University
Bellman-Ford算法： 各节点分别计算去往指定节点的最短路径，最终形成最短路 径树。
5
2
b
3
c
5
B
D
The School of Electronic Information Wuhan University
VC101 VC200
VC101
第七章 网络层及广域网技术
B-ISDN体系结构：（参见书） A类
源与终端的定时关系
需要
用户面 比控特制率面
控制面恒定
B类
需要 用户可面变控制面
C类 不需要 可变
路由调节：情采况用。多径路由方式分流，实现流量分布均衡。
The School of Electronic Information Wuhan University
第七章 网络层及广域网技术
7.4 广域网技术
The School of Electronic Information Wuhan University
参见图7-18。
第七章 网络层及广域网技术
7.4.2 帧中继网——FRN
The School of Electronic Information Wuhan University
设帧计中思继想网：络结尽构可：能减参小见甚图至7-1消9。除虚拟通路上的节点存储-转发迟延；将中间 节帧点中的继流标量准控：制和差错控制都移到端设备上进行。
路由算法 匹配方法
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。
广域网技术(IP广域网的路由)
• •
距离向量算法:如：RIP，BGP 距离向量算法 如 RIP， 链路状态算法： 链路状态算法：OSPF
混合式路由选择策略
2
中心路由 计算机 4 6 5
集中式路由选择策略→ 集中式路由选择策略→
1 3
路由算法实例
（1）扩散式路由算法 ）
该路由方式主要用于信息按分组模式转移的网络中。 该路由方式主要用于信息按分组模式转移的网络中。 扩散式路由法基本思路为： 扩散式路由法基本思路为：分组从原始结点发往它的每个 相邻结点， 相邻结点，接收该分组的结点检查它是否已经收到过该分 如果已经收到过，则将它抛弃，如果未收到过， 组，如果已经收到过，则将它抛弃，如果未收到过，则该 结点便把这个分组发往除了该分组来源的那个结点之外的 所有相邻的结点。 所有相邻的结点。 一个分组的许多拷贝尝试着通过各种可能的路径到达终 其中总是有一个分组以最小的时延首先达到终点， 点，其中总是有一个分组以最小的时延首先达到终点， 在此之后到达的该分组的拷贝将被终点结点抛弃。 在此之后到达的该分组的拷贝将被终点结点抛弃。
（2）最短通路路由算法 ）
这是由Dijkstra提出的。已知条件是整个网络拓扑和 提出的。 这是由 提出的 各链路的长度。 各链路的长度。 寻找从源结点到网络中其他各结点的最短通路。 寻找从源结点到网络中其他各结点的最短通路。
（2）最短通路路由算法 ）
设源结点为结点1 设源结点为结点 到任一结点u的距离 令D（u）为源结点 到任一结点 的距离，它就是 （ ）为源结点1到任一结点 的距离， 沿某一通路从1到 的所有链路的长度之和 的所有链路的长度之和； 沿某一通路从 到u的所有链路的长度之和； 至结点j之间的距离 令L（i, j）为结点 i至结点 之间的距离。 （ ） 至结点 之间的距离。
距离向量算法:如：RIP，BGP 距离向量算法 如 RIP， 链路状态算法： 链路状态算法：OSPF
混合式路由选择策略
2
中心路由 计算机 4 6 5
集中式路由选择策略→ 集中式路由选择策略→
1 3
路由算法实例
（1）扩散式路由算法 ）
该路由方式主要用于信息按分组模式转移的网络中。 该路由方式主要用于信息按分组模式转移的网络中。 扩散式路由法基本思路为： 扩散式路由法基本思路为：分组从原始结点发往它的每个 相邻结点， 相邻结点，接收该分组的结点检查它是否已经收到过该分 如果已经收到过，则将它抛弃，如果未收到过， 组，如果已经收到过，则将它抛弃，如果未收到过，则该 结点便把这个分组发往除了该分组来源的那个结点之外的 所有相邻的结点。 所有相邻的结点。 一个分组的许多拷贝尝试着通过各种可能的路径到达终 其中总是有一个分组以最小的时延首先达到终点， 点，其中总是有一个分组以最小的时延首先达到终点， 在此之后到达的该分组的拷贝将被终点结点抛弃。 在此之后到达的该分组的拷贝将被终点结点抛弃。
（2）最短通路路由算法 ）
这是由Dijkstra提出的。已知条件是整个网络拓扑和 提出的。 这是由 提出的 各链路的长度。 各链路的长度。 寻找从源结点到网络中其他各结点的最短通路。 寻找从源结点到网络中其他各结点的最短通路。
（2）最短通路路由算法 ）
设源结点为结点1 设源结点为结点 到任一结点u的距离 令D（u）为源结点 到任一结点 的距离，它就是 （ ）为源结点1到任一结点 的距离， 沿某一通路从1到 的所有链路的长度之和 的所有链路的长度之和； 沿某一通路从 到u的所有链路的长度之和； 至结点j之间的距离 令L（i, j）为结点 i至结点 之间的距离。 （ ） 至结点 之间的距离。
实例讲解广域网路由基本技术
我们假定读者对IP协议有一定程度的了解（不了解IP协议永远无法维护一个IP网络），比如至少懂得IP地址的结构、类别和子网、子网掩码的概念，并且具有一定的计算机基础知识。
在配置路由器时，只要将计算机的串口通过路由器自带的专用电缆接到Console口，使用诸如超级终端或者Netterm之类的软件即可。
网络中的只有一块网卡（一个IP地址）任何一台主机只能直接访问本子网内的机器。
而路由器相当于一台由多个网卡的主机，每一块网卡可以直接与一个子网通信。
根据上图我们知道，两个网络相连主要是通过在其间建立一个广域网互联子网来进行。
这个子网中只有两台机器，即两边的路由器，当然它的子网掩码就是255.255.255.252。
只要路由器A、B的Seiral口在同一个子网，由于它们的Ethernet口分别属于A、B两网，我们就在A、B网之间建立了一条通道。
网络A 中的主机只要将网关设为路由器A，其信息即可通过路由器A、B转发到B网。
我们在例子中使用的是应用最广泛的Cisco 2501路由器，这种路由器物理结构简单，网络接口只有两个Serial口和一个Ethernet口，却支持完整的路由功能。
采用的协议为TCP/IP，因为现在使用其他诸如IPX、Netbeui之类的协议已经是非常的不合时宜。
实例1：通过Cisco 2501连接A局域网与B局域网假设实验条件如下：A网：202.96.199.0——202.96.199.255B网：202.97.76.0——202.97.76.31DNS Server：202.96.199.2(主),202.96.199.3(备)所属域：广域网互联：需要一个包含4个IP地址(2个可用IP)的子网，定为：202.98.0.0——202.98.0.3，其中202.98.0.1给A网，202.98.0.2给B网互联专线速率：128kbps具体网络参数分配表如下：项目A网B网网络号202.96.199.0 202.97.76.0子网掩码255.255.255.0 255.255.255.224所属域 以太网地址202.96.199.1 202.97.76.1互联地址202.98.0.1 202.98.0.2专线速率128kbps 同左域名服务器主：202.96.199.2备：202.96.199.3 同左首先进入路由器：将你的计算机串行口连接到路由器的Console口，使用Netterm或者超级终端之类的软件登录。
《广域网技术概述》课件
专线广域网
使用专用线路进行通信，适 用于跨越城市、跨国等远距 离通信。
虚拟专用网（VPN）
基于公用网络构建的虚拟私 有网络，提供安全可靠的远 程访问。
云计算
利用云计算技术提供跨地理 区域的资源共享和数据存储。
广域网与局域网的区别
1 范围不同
广域网跨越较大地理范围，而局域网局限在小范围内。
2 连接方式不同
2 应用
广播电视、有线电视等传输系统中的频率资源利用。
时间分割多路复用技术（TDM）
TDM将时间分成多个时隙，每个时隙分配给一个用户，实现多用户按时间轮 流通信。
分组交换技术（Packet Switching）
将数据分成小的数据包，每个数据包独立传输，具有灵活、高效的特点。
现代广域网的架构和技术发展趋势
云计算
将网络资源和服务部署在云端， 形成弹性、可扩展的架构。
软件定义网络（SDN）
通过软件控制网络行为，提供灵 活性和集中式管理。
物联网（IoT）
将各种设备连接到广域网，实现 智能化、自动化的通信和数据交 换。
卫星通信在广域网中的应用
1 远程通信
通过卫星进行长距离通信，覆盖范围广，适用于偏远地区。
广域网协议体系结构
1
数据链路层
2
负责将比特流转换为数据帧，并提供物
理地址传输特性和接口标准， 如光纤、电缆等。
网络层
实现数据在网络中的传输和路由选择。
公有网和专有网的区别
公有网
由通信运营商提供，对公众开放使用。
专有网
由企业自建或委托运营商搭建，用于内部通信和数 据交换。
虚拟专用网（VPN）的概念及其优势
概念
通过加密技术，在公用网络上建立一条加密通道，实现远程访问和数据传输。
精品课件-现代网络技术(第二版)-第7章
第7章 广域网与路由技术
这两种服务对于差错处理的方法也有差别。在数据链路层虽 然使用了链路的差错处理方法，保证其可靠传输，但由一段段可 靠的链路组成的网络端到端通信时，仍有可能出现差错，这样的 差错主要发生在某个结点的处理机故障。由于数据报服务是一种 不可靠服务(不能保证按序交付，也不保证不丢失和不重复)，所 以在使用数据报的情况下，主机要承担端到端的差错控制。而虚 电路服务是一种可靠服务(保证分组按序交付，且不丢失和不重 复)，所以当采用虚电路服务时，端到端的差错控制由网络负责， 即途经虚电路的每个结点都要进行差错处理，只要每条虚电路事 先保留足够的缓冲区，那么差错控制就比较容易处理。
第7章 广域网与路由技术
从层次上考虑，广域网和局域网的区别很大，因为局域网 使用的协议主要在数据链路层及一部分物理层上，而广域网主 要靠通信子网实现低3层的功能，其使用的核心协议集中在网 络层。由于在广域网中两台主机之间可能存在多条通信链路， 因此要解决的一个非常重要的问题就是路由选择。从这个意义 上说，广域网的拓扑决定了它不能使用局域网普遍采用的多点 接入技术。由主机组成的资源子网主要完成高层协议功能。传 输层成为通信子网和资源子网的界面。
第7章 广域网与路由技术
(5) 端到端的流量和差错控制由通信子网负责。 需要注意的是，由于采用了存储转发技术，所以这种虚电路就 和电路交换的连接有很大的不同。在电路交换的电话网上打电话时， 两个用户在通话期间自始至终地占用一条端到端的物理信道。但当 我们占用一条虚电路进行计算机通信时，由于采用的是存储转发的 分组交换，所以只是断续地占用一段又一段的链路，虽然我们感觉 好像(但并没有真正地)占用了一条端到端的物理电路。建立虚电路 的好处是可以在有关的交换结点预先保留一定数量的缓冲区，作为 对分组的存储转发之用。
网络技术基础电子课件——广域网技术
– 帧中继 – 点到点协议（PPP） – ISDN – 平衡的链路访问规程 – Cisco/IETF – 高级数据链路控制（HDLC）
广域网帧封装格式
帧
PPP的组成及帧格式
• PPP确保网络供应商之间的互用性，包括 －联接控制协议（LCP） -网络控制协议
PPP会话的建立过程
链路的建立和配置协调 链路质量检测 网络层协议配置协调 关闭链路
广域网虚电路
H2
Computer
B
A
Computer
H1
H4
Computer
D
VC2
VC1
E
C
H3
Computer
Computer
H6
Computer
H5
广域网信令标准和速率
广域网供应商可以提供各种速率的广域网链路 单位:比特每秒（bit/s） 美国广域网带宽经常使用北美数字体系
广域网设备
通过ISDN基本速率接口（BRI）连接到其他接口
广域网和OSI参考模型
广域网使用OSI参考模型分层封装的方法 广域网主要关心物理层和数据链路层 广域网标准由许多公认的权威制订和管理包括以下机构：
– 国际电信联盟――电信标准部（ITU－T），前身是国际电 报电话咨询委员会（CCITT）
– 国际标准化组织（ISO） – 因特网工程任务组（IETF） – 电信工业联合会（TIA）
PPP认证
PAP口令认证协议(Password Authentication Protocol)。
– 当用户试图登录点对点PPP服务器时使用的用户标识办法。
CHAP竞争握手认证协议(Challenge Handshake Authentication Protocol)
广域网帧封装格式
帧
PPP的组成及帧格式
• PPP确保网络供应商之间的互用性，包括 －联接控制协议（LCP） -网络控制协议
PPP会话的建立过程
链路的建立和配置协调 链路质量检测 网络层协议配置协调 关闭链路
广域网虚电路
H2
Computer
B
A
Computer
H1
H4
Computer
D
VC2
VC1
E
C
H3
Computer
Computer
H6
Computer
H5
广域网信令标准和速率
广域网供应商可以提供各种速率的广域网链路 单位:比特每秒（bit/s） 美国广域网带宽经常使用北美数字体系
广域网设备
通过ISDN基本速率接口（BRI）连接到其他接口
广域网和OSI参考模型
广域网使用OSI参考模型分层封装的方法 广域网主要关心物理层和数据链路层 广域网标准由许多公认的权威制订和管理包括以下机构：
– 国际电信联盟――电信标准部（ITU－T），前身是国际电 报电话咨询委员会（CCITT）
– 国际标准化组织（ISO） – 因特网工程任务组（IETF） – 电信工业联合会（TIA）
PPP认证
PAP口令认证协议(Password Authentication Protocol)。
– 当用户试图登录点对点PPP服务器时使用的用户标识办法。
CHAP竞争握手认证协议(Challenge Handshake Authentication Protocol)
网络广域网技术讲解ppt文档
• Error Detection(错误检测) PPP使用Quality(质量)和Magic Number(魔术号码)选项确 保可靠的、无环路的数据链路。
• Multilink(多链路) 这个选项允许几条不同的物理路径在第三层表现为一条逻 辑路径。
09.9.1
华尔思网络实验室
13
PPP会话建立
• 链路建立阶段 每台PPP设备发送LCP包来配置和测试链路。LCP包包括 一个叫做“配置选项”的字段，允许每台设备查看数据的 大小、压缩和认证。如果没有设置“配置选项”字段，侧 使用默认的配置。
网络广域网技术讲解
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）。
09.9.1
华尔思网络实验室
2
广域网术语
• 用户驻地设备(Customer Premises Equipment，CPE) 用户驻地设备是用户方拥有的设备，位于用户驻地一侧。
• 分界点(Demarcation Point) 分界点是服务提供商最后负责点，也是CPE的开始。通常最靠近电信 的设备，并且由电信公司拥有和安装。客户负责从此盒子到CPE的布 线，通常是连接到CSU/DSU或ISDN接口。
09.9.1
华尔思网络实验室
10
09.9.1
点到点协议
上层协议 （如IP、IPX、AppleTalk）
• Multilink(多链路) 这个选项允许几条不同的物理路径在第三层表现为一条逻 辑路径。
09.9.1
华尔思网络实验室
13
PPP会话建立
• 链路建立阶段 每台PPP设备发送LCP包来配置和测试链路。LCP包包括 一个叫做“配置选项”的字段，允许每台设备查看数据的 大小、压缩和认证。如果没有设置“配置选项”字段，侧 使用默认的配置。
网络广域网技术讲解
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）。
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2
广域网术语
• 用户驻地设备(Customer Premises Equipment，CPE) 用户驻地设备是用户方拥有的设备，位于用户驻地一侧。
• 分界点(Demarcation Point) 分界点是服务提供商最后负责点，也是CPE的开始。通常最靠近电信 的设备，并且由电信公司拥有和安装。客户负责从此盒子到CPE的布 线，通常是连接到CSU/DSU或ISDN接口。
09.9.1
华尔思网络实验室
10
09.9.1
点到点协议
上层协议 （如IP、IPX、AppleTalk）
广域网技术PPT课件
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4.1.2 广域网服务的实现模型
• 一般广域网的物理层和数据链路层服务主要都是 • 由广域网服务提供商建立的长途传输通信网络来实现。 • 通常由成组的广域网交换机和中继器组成。
• 用户产权设备（CPE）：用户所有或者服务提供商租给用户。 • CPE连接到广域网提供商的中心局交换机上。
路由器 DTE设备
DCE设备
DCE设备
路由器 DTE设备
第4页/共56页
4.1.1广域网与OSI模型
• 广域网数据链路层协议： • 高级数据链路控制协议（HDLC） • 点对点协议（PPP） • 串行链路网络协议（SLIP） • 综合业务数字网（ISDN） • X.25及平衡式链路访问程序(LAPB) • 帧中继(FR) • 异步传输模式(ATM)
4.1广域网基础
第1页/共56页
4.1广域网基础
• 广域网的数据传输速率比局域网低，传播延时要比局域网大。 • 典型速率从56k到155M，骨干带宽2.5G到10G，甚至到40G。
第2页/共56页
4.1.1 广域网与OSI模型
• 广域网主要工作于OSI模型的下三层：物理层、数据链路层、网络层。 • 数据终端设备DTE：
PPPoA（PPP over ATM）。
第21页/共56页
4.3 ISDN
第22页/共56页
ISDN（综合业务数字网）
• 以往， • 电信网只是用来传输语音信息。 • 缺点：线路利用率低、资源不能共享、管理不便等。
• 现在 • ISDN提供端到端的数字连接，可以用一个网络为用户提供各种通信业务：语音、图像、图形、数据、 传真、电子信箱、可视电话等。俗称“一线通”。
第33页/共56页
4.4.2 帧中继特征
4.1.2 广域网服务的实现模型
• 一般广域网的物理层和数据链路层服务主要都是 • 由广域网服务提供商建立的长途传输通信网络来实现。 • 通常由成组的广域网交换机和中继器组成。
• 用户产权设备（CPE）：用户所有或者服务提供商租给用户。 • CPE连接到广域网提供商的中心局交换机上。
路由器 DTE设备
DCE设备
DCE设备
路由器 DTE设备
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4.1.1广域网与OSI模型
• 广域网数据链路层协议： • 高级数据链路控制协议（HDLC） • 点对点协议（PPP） • 串行链路网络协议（SLIP） • 综合业务数字网（ISDN） • X.25及平衡式链路访问程序(LAPB) • 帧中继(FR) • 异步传输模式(ATM)
4.1广域网基础
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4.1广域网基础
• 广域网的数据传输速率比局域网低，传播延时要比局域网大。 • 典型速率从56k到155M，骨干带宽2.5G到10G，甚至到40G。
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4.1.1 广域网与OSI模型
• 广域网主要工作于OSI模型的下三层：物理层、数据链路层、网络层。 • 数据终端设备DTE：
PPPoA（PPP over ATM）。
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4.3 ISDN
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ISDN（综合业务数字网）
• 以往， • 电信网只是用来传输语音信息。 • 缺点：线路利用率低、资源不能共享、管理不便等。
• 现在 • ISDN提供端到端的数字连接，可以用一个网络为用户提供各种通信业务：语音、图像、图形、数据、 传真、电子信箱、可视电话等。俗称“一线通”。
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4.4.2 帧中继特征
广域网技术简介
本地网
长途网
多种业务的兼容性（上网与打电话可同时进行）
数字传输
ISDN的应用特点
费用低廉 标准化的用户接口
DDN(数字数据网)
组成
数字通道 DDN节点
网管系统
用户环路
功能: 主要提供点对点及点到多点的数字专线与专网
技术: 数字交叉连接技术
DDN与电话线的区别
连接方式 信道类型 带宽 数据质量 数据传输 率 备注
DDN专线
半固定连 接
数字信道
宽
好
高
用于专网 互联
电话线
物理连接
模拟信道
窄
差
低
帧中继
概念:帧中继技术是由X.25分组交换技术演变而来,
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。 特点 适用于大文件的传送
多个低速率线路的复用 局域网的互联 减少网络互联的费用
优点
减少网络的复杂性提高了性能 增加了互操作性
窄带
两种接口：基本速率（2B+D，144kbps）
B信道（64kbps）：传输话音、数据和图像 D信道（16kbps）：传输信令或分组信息
ISDN主要种类：
一次群速率（30B+D，2Mbps）
宽带
宽带综合业务数字网技术复杂，投资巨大，所 以ISDN指的综合业务数字网实际上是窄带ISDN
用户网
ISDN网络构成
广域网技术简介
由局域网和广域网组成互联网 互联网
结点交换机 局域网 局域网
广域网 路由器
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
广域网
英文缩写:WAN 世界上最大的广域网：Internet
第七章 广域网路由技术
1发现邻居结点hello2测量线路开销echo3构造链路状态报文4广播链路状态报文5计算新路由ospf协议开放最短路径优先协议ospf工作原理采用ls算法向所有路由器发送信息采用泛洪法即路由器通过所有端口向所有相邻路由器发送信息而每一相邻路由器又再将该信息发往其所有相邻的路由器最终所有的路由器都得到了该信息的一个副本
30.0.0.4
UG
U
int0
int1
40.0.0.0
50.0.0.0
10.0.0.3
30.0.0.1
UG
UG
int0
int1
标志
U 该路由可以使用
G 区分了直接路由和间接路由 H 区分了主机地址和网络地址
D 路由是由重定向报文创建的 M 路由已被重定向报文修改
A
R1 R1发重定向报文给A
R2 B
路由选择步骤
1. 搜索路由表，寻找能与目的IP地址完全匹配的表目（网络号和主机号 都要匹配）。如果找到，则把报文发送给该表目指定的下一站路由器
或直接连接的网络接口（取决于标志字段的值） 。
2. 搜索路由表，寻找能与目的网络号相匹配的表目。如果找到，则把报 文发送给该表目指定的下一站路由器或直接连接的网络接口（取决于
6*4=24 byte
32bit
பைடு நூலகம்
RIP：广播路由信息格式
Route reply
Opcode=2 Version=1 0 0 Network Address = 128.1.1.0 (Net1) 0 0 Metric = 1
6*4=24 byte
32bit
RIP改进
1. 2. 3. 4.
子网选路 RIP2 对相同开销路由的处理 对过时路由的处理 慢收敛问题的处理
30.0.0.4
UG
U
int0
int1
40.0.0.0
50.0.0.0
10.0.0.3
30.0.0.1
UG
UG
int0
int1
标志
U 该路由可以使用
G 区分了直接路由和间接路由 H 区分了主机地址和网络地址
D 路由是由重定向报文创建的 M 路由已被重定向报文修改
A
R1 R1发重定向报文给A
R2 B
路由选择步骤
1. 搜索路由表，寻找能与目的IP地址完全匹配的表目（网络号和主机号 都要匹配）。如果找到，则把报文发送给该表目指定的下一站路由器
或直接连接的网络接口（取决于标志字段的值） 。
2. 搜索路由表，寻找能与目的网络号相匹配的表目。如果找到，则把报 文发送给该表目指定的下一站路由器或直接连接的网络接口（取决于
6*4=24 byte
32bit
பைடு நூலகம்
RIP：广播路由信息格式
Route reply
Opcode=2 Version=1 0 0 Network Address = 128.1.1.0 (Net1) 0 0 Metric = 1
6*4=24 byte
32bit
RIP改进
1. 2. 3. 4.
子网选路 RIP2 对相同开销路由的处理 对过时路由的处理 慢收敛问题的处理
广域网技术和路由
13．广域网技术和路由13.1 概况前面几章介绍了远距离之间提供数字通信的技术和订阅者之间的通信技术。
在这一章将讲述这些基本技术如何建立覆盖大范围的网络。
这些基本设施如何建立覆盖大范围的数据包交换系统。
在论述中这一章解释了路由的基本概念以及路由是怎样被应用到网络当中的；接下来扩展讨论了因特网中的路由。
13.2大型网络和广域一般来说，网络技术根据要建立的网络的规模被分为3类：1.局域网，能够覆盖一栋建筑或校园；2.城域网，能够覆盖一个独立的城市；3.广域网，能够覆盖一个区域包括多个城市、国家或大洲。
为了能很好的理解三者之间的区别，明白网络大小的测量标准时很重要的。
我们已经知道尽管局域网是为一个站点内设计的，但是区域扩展的技术还是有的，比如建立卫星桥链接局域网中距离很远的两个站点。
尽管如此，搭建起来的局域网技术还是不能被视为广域网技术，这是因为传输线路的有限带宽是局域网不能给在任意大的区域中的任意电脑提供服务。
区分广域网技术和局域网技术的关键在于可延伸性——广域网必须能够依据在连接地理距离很大的拥有很多电脑的站点间任意的扩展。
比如，广域网能够连接一个包括很多办公室或者厂房的战绩几千平方米的大公司。
更进一步说，除非能够为大型网络提供可观的性能，就不能被称为广域网。
意思是，广域网不仅仅是连接去多站点的计算机——必须可以提供足够的容量保证多台计算机能够同时通信。
13.3数据包交换机如何广域网解决这么多计算机？网络必须能够自己增长。
广域网是由连接了独立计算机的交换机构成的。
广域网初始大小事由站点的数量和连接的计算机的数量决定的。
额外的交换机可以根据连接的额外的站点和额外的计算机而扩展。
在广域网中应用的基本电子交换机叫做数据包交换机，因为它是将整个数据包从一个连接传输到另一个。
概念上说每一个数据包交换机就是一个小型的包括处理器和存储器的计算机作为一个发送和接收数据包的输入输出设备。
数据包交换机呗运用到调制解调器，高速广域网特殊硬件；在早期的广域网中它是由普通的微型计算机构成，负责数据包的交换工作。
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标志字段的值）。目的网络上的所有主机都可以通过这个表目来处理。
3. 4. 搜索路由表，寻找标为“默认”（Default）的表目 。如果找到，则把 报文发送给该表目指定的下一站路由器。 若上述步骤没成功，则该数据报就不能被传送。 “主机不可达”或 “网络不可达”。
理想的路由算法
• • • • • • 必须是正确的和完整的 在计算上应简单 应能适应通信量和网络拓扑的变化 应具有稳定性 应是公平的 应是最佳的
V-D路由算法的慢收敛问题
A
B
C 8 8 2 2 2
D 8
E
初始值
8 1 1 1 1
8 8 8 8 4
3 3
第1次交换后 第2次交换后 第3次交换后 第4次交换后
好消息传播快
8 8
A
B
1
3 3 5 5 7
C
2
2 4 4 6 6
D
3
3 3 5 5 7
E
4
4 4 4 6 6 初始值 第1次交换后 第2次交换后 第3次交换后 第4次交换后 第5次交换后
由于RIP 定期自动进行路由更新，且配置简单，使之成为了 小型网络首选的动态路由协议。
R2 B
路由选择步骤
1. 搜索路由表，寻找能与目的IP地址完全匹配的表目（网络号和主机号 都要匹配）。如果找到，则把报文发送给该表目指定的下一站路由器
或直接连接的网络接口（取决于标志字段的值） 。
2. 搜索路由表，寻找能与目的网络号相匹配的表目。如果找到，则把报 文发送给该表目指定的下一站路由器或直接连接的网络接口（取决于
1、路由信息协议RIP (Routing Information Protocol)
2、开放最短路径优先协议OSPF (Open Shortest Path First)
3、Internet网关路由协议 IGRP
(Internet Gateway Routing Protocol)
向量--距离算法
（1）非自适应路由选择
固定路由算法 分散通信量法 洪泛法 随机走动法
（２）自适应路由选择
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
动态与静态路由
• 动态路由
– 路由器自动共享路由信息 – 自动构造路由表 – 需要一个路由协议，如RIP或OSPF – 需要第三方路由器 – 大规模，拓扑结构复杂的网络；
Refcnt (使用路由的活动进程个数） Use (通过该路由发送的分组数）
10.0.0.0
10.0.0.2 10.0.0.1
20.0.0.0
R1
10.0.0.3
30.0.0.4
R2
20.0.0.2
30.0.0.3
R3
30.0.0.0
40.0.0.3 30.0.0.2 30.0.0.1 20.0.0.1
30.0.0.4
UG
U
int0
int1
40.0.0.0
50.0.0.0
10.0.0.3
30.0.0.1
UG
UG
int0
int1
标志
U 该路由可以使用
G 区分了直接路由和间接路由 H 区分了主机地址和网络地址
D 路由是由重定向报文创建的 M 路由已被重定向报文修改
A
R1 R1发重定向报文给A
路由选择算法
1. 为网络指定路由器，而非为主机指定路由器，这是IP路由
选择机制的一个基本特性。这样做可以极大地缩小路由表
的规模。 2. 数据报和虚电路采用不同的选择方法
子网采用数据报方式，每个包都要做路由选择； 子网采用虚电路方式，只需在建立连接时做一次路由选择。 3. 路由算法的分类 从路由算法能否随网络的通信量或拓扑自适应的进行调整 变化来划分，分为：非自适应路由选择策略和自适应路由 选择策略。
…
8
坏消息传播慢
8
8
8
慢收敛问题的解决办法
1. 最大距离限制：最大距离16 2. 水平分割法 ： 从某个端口发送的报文不能包含从该端
口获得的路由信息
3. 保持法： 一定时间内不接受关于无法到达网络的任何路
由信息
4. 毒性逆转法：崩溃路由距离设为无限长
RIP协议
算法是一种思想和策略，而协议是算法的具体实现。 RIP 协议使用 V-D算法， RIP协议的最大可用跳步数为16， 路由更新的时间间隔为30s .
条件：让每个路由器维护一张向量表，表中给出每 个目的地已知的最佳距离和线路
假定：每个路由器都知道自己到相邻路由器的路径 代价（跳步数或延迟） 工作过程：相邻路由器定期交换路由向量表，每个 路由器根据相邻路由器报告的路由信息更新自己的 路由向量表
Z
Zi
A
r t
Xi
X
Y
邻居结点X发来的表中，X到路由器A的距离为Xi，Y 到X的距离为t，则本路由器经过X到A的距离为Xi+t。 根据不同邻居发来的信息，计算到A的距离，并取最 小值，更新本路由器的路由表.
路由表根据一定的路由选择算法得到的。
转发表根据路由表构造出的.
路由选择协议负责搜索分组从某个节点到目的节点的最佳传
输路由，以便构造路由表。
路由表
路由表中记录了路由选择信息，其中的每一项都包含以下信息：
1. 2. 3. 4. 5.
6. 7.
目的IP地址 下一站路由器的IP地址 标志 为数据报的传输指定一个网络接口 子网掩码（带有子网选路的协议）
第七章
路由技术
1 路由选择
路由器：进行路由选择的计算机或网络设备
1、存储-转发 2、路由选择
LAN
LAN
Router
Router
WAN
路由选择处理机
路由表
路 由 选 择
输出端口1
输入端口1 分组处理
转发表
交换构件
输入端口 n 输出端口 n
分 组 转 发
…
…
路由器结构
分组转发机制
转发：当交换节点收到分组后，根据其目的地址查找转发表， 并找出应从节点的哪一个接口将该分组发送出去 路由选择：构造路由表的过程。
• 静态路由
– 路由器不共享路由信息 – 手工构造路由表 – 构筑小型或非常大型的网络 – 稳固的网络
核心主干网 R EGP协议 R IGP协议 R R
R
R
核心网关
R AS
R AS
R AS
Internet 核心主干结构
协议与算法的区别
算法是一种思想和策略 而协议是算法的具体实现
2 内部网关协议
R4
40.0.0.2 40.0.0.1
R5
50.0.0.1
40.0.0.0
50.0.0.28
50.0.0.0
路由器R1的路由表
目的地址 下一站地址 标志
50.0.0.28 30.0.0.1 10.0.0.0 10.0.0.2 UGH U
接口
int1 int0
20.0.0.03ຫໍສະໝຸດ .0.0.010.0.0.1