第九章 廣域網

第九章 廣域網
☆ 廣域網是作用的地理範圍從數十公里到數千公里，可以連接若干個城市、地區甚至跨越國界、遍及全球的一種計算機網絡。有時也稱爲遠程網。
9.1 廣域網組成
（1） 美國國防高級研究計劃局（DARPA）首先採用存儲轉發分組交換原理開發了ARPANET
（2） 美國的TELENET，加拿大的DATAPAC、歐共體的EURONET、IBM公司的SNA網、DEC公司的DECnet網等。

 

9.2 點到點通信
（1） 點到點的通信通常有兩種情況：
第一種：成千上萬各族只有各種局域網，每個局域網含有衆多主機和一些聯網設備以及連接至外部的路由器，通過點到點的租用線和遠地路由器相連；
第二種：成千上萬個用戶在家裏使用MODEM和撥號電話線連接到INTERNET，這是點到點連接的最主要應用。

 

9.2.1 SLIP協議
（1） 1984年制定，協議文本用於描述RFC 1055。
（2） SLIP協議的問題所在：
A． 沒有任何糾錯檢錯功能；
B． 只支持IP分組，當INTERNET不斷髮展和擴大且包含很多非IP協議的網絡時，SLIP不適用；
C． 每一方需要知道另一方的IP地址，且在設置時不能動態賦予IP
D． SLIP部提供任何身份驗證
E． SLIP未被接受爲INTERNET標準，版本多，不易互操作。

 

9.2.2 PPP協議
（1） INTERNET IETF制定了PPP協議
（2） PPP協議的三大功能：
A． 成幀的方法可清楚的區分幀的介乎和下一幀的起始，幀格式還處理差錯檢測；
B． 鏈路控制協議（LCP）用於啓動線路、測試，任選功能的協商以及關閉連接；
C． 網絡層任選功能的協商方法獨立於適用的網絡層協議，因此可適用於不同的網絡控制協議（NCP）

 

9.3 X.25公共分組數據網
（1） CCITT X.25建議是常見的公共數據網的一種協議。
（2） X.25包括相關的一組協議：CCITT X.3，X.28，X.29，X..75等，X.25描述了將一個分組終端連接到一個分組網絡上所需要做的工作，它的特性是允許建立一個能提供兩種類型的分組交換網絡，這兩種類型是高優先級類型和正常優先級類型。
（3） X.25是一種中速數據網絡，一般速率在64Kbps以內。

 

9.4 綜合業務數字網
（1） ISDN的目標是提供經濟的、有效的、端到端的數字連接以支持廣泛的服務。

 

9.4.1 ISDN的定義
（1） ISDN是由綜合數字電話網發展起來的一個網絡，它提供端到端的數字連接一支持廣泛的服務。
（2） ISDN的特點：提供開放式的標準接口；提供端到端的數字連接；用戶通過公共通道、端到端的信令，實現靈活的職能控制

 

9.4.2 ISDN系統結構
（1） 數字位管道：即在用戶設備和傳輸設備之間通過位流的管道。
（2） ISDN環境應用包括如下功能：線路交換，分組交換，公共通道信令，網絡操作和管理數據庫以及信息處理和存儲功能。
（3） ISDN的一個重要特徵是使用公共通道信令技術，以實現用戶網絡訪問和信息交換，允許使用公共通道信令通路來控制多個線路交換連接，公共通道信令在D通道上傳輸。

 

9.5 高速廣域網
9.5.1 發展高速廣域網的驅動因素
（1） 近20多年，計算機的速度提高了百萬倍，而網絡速度只提高了幾千倍，因此，網絡的速率以稱爲瓶頸。
（2） 最終用戶不僅要求傳輸數據，還需要傳輸諸多的多媒體信息
（3） 大量光纜的鋪設，解決了傳輸介質的頻寬問題，而瓶頸轉爲交換系統的速率和頻寬。
（4） 美國政府高性能計算和通信計劃（HPCC）的推動。
（5） 異步轉移模式（ATM）和同步光纖網絡（SONET）是實現高速網絡底層的主要技術和設施。用於ATM的速率爲155Mbps~622Mbps，SONET的速率爲51.8Mbps~9.953Gbps
9.5.2 交換式多兆位數據服務
（1） SMDS是由美國Bellcore公司提出的，提供DS-1到DS-3速率的高速城域服務，基於IEEE802.6標準.
（2） 對於N個局域網的聯接，全聯接方案要租用n（n-1）/2條長距離線，而SMDS只需租用n條最鄰近SMDS路由器的短距離線。
（3） SMDS的基本服務是無連接的分組傳遞服務，分組的格式包含三部分：即目的地址，源地址、以及可變長的用戶數據，最長爲9188字節。
（4） SMDS處理猝發式通信的機制如下：接到每個訪問線的路由器包含一個計數器，並以常速率計數。當分組到達路由器時，每次檢查一下計數器的讀數是否超過分組長度，如果是，則無延遲的被髮送，並將計數器的數減去已被傳送的分組長度；如果分組長度大於計數器的數，則分組被丟棄，這種機制一方面爲用戶提供了快速的服務響應，另一方面也可限制用戶使用超出起伏廢的相應頻寬。

 

9.5.3 幀中繼
（1） 是一種只是簡單地提供面向連接的、將數據從甲地傳遞至乙地的、廉價的、中速的公共網。
（2） 幀中繼只提供最低的服務，即決定每個幀的起始和結束，以及甲側傳輸差錯。如果接收到一個壞的幀，幀中繼只是簡單地把它丟棄，由高層協議來處理這個差錯，不像x.25，幀中繼部提供響應和正常的流控。

 

9.5.4 寬帶ISDN和ATM
（1） 使BISDN有可能實現的一種技術稱爲異步轉移模式（ATM）。ATM的基本概念是使用一種稱爲信元的、小的、固定大小的分組傳送所有的信息。
（2） 信元長度爲53字節，其中5個字接爲信元頭，48個字節爲用戶數據。
（3） ATM的速率爲155Mbps和622Mbps
（4） ATM的特點：
A． 面向連接的技術；
B． 採用固定長度的信元；
C． 每個信元由標識符作爲標誌；
D． 話音、視頻和數據都可由ATM信元的信息域傳輸，ATM對各類信息都一樣處理，實時通信可獲得確保的頻帶；
E． 無連路對聯路的糾錯控制；無連路對鏈路的流控；
F． ATM信元的高速交換，根據輸入信元的報頭信號做路由判斷；地址是基於虛擬通道和虛擬通路的概念。
9.5.5 從窄帶到寬帶ISDN
1. 傳輸模式的概念
（1） 傳輸模式是指通信網絡中採用的傳輸、多路複用及交換技術。
（2） 線路交換是在通信雙方兩個站之間有意條專用的通信通路，用於線路交換的典型技術是頻分多路複用（FDM）和同步是分多路複用（STDM）
（3） 分組交換是將用戶信息封裝成分組，其中包含了用於路由和其他網絡內部控制的信息，採用存儲-轉發方式。
2. 服務的發展
（1） 交互服務的種類：
A． 會話服務
B． 信報服務
C． 檢索服務
（2）傳播服務的種類：
A． 無用戶控制功能的傳播服務
B． 具有用戶控制能力的傳播服務
（3）寬帶服務的三個主要特性：
A． 不是所有服務都要求很高的傳輸速率和帶寬，但活動圖像傳輸服務及高速數據通信確實有這種要求。
B． 某些服務由很高的猝發性，用高峯位率與平均位率之比來表示猝發性，對面向連接的數據傳送爲1Mbps~50Mbps，文本傳送爲1Mbps~20Mbps，電視會議爲1Mbps~5Mbps。
C． 對網絡的要求是能支持各種不同速率的服務，能支持猝發性的通信，要考慮信息丟失敏感的應用和延遲敏感的應用
3. 網絡的進展
採用單一的傳送模式並能支持所有服務的方案具有的特點：
（1） 全數字式；
（2） 簡單是線非常高速的交換，只有端對端的差錯恢復過程；
（3） 靈活。對未來可能出現的服務沒有嚴格的限制，可提供高效的、可變速率的服務，能妥善處理數字信號處理算法及編碼解碼器技術的發展。