广域网技术.pptx

计算机网络高级教程计算机网络高级教程1第第2章章 广域网技术广域网技术计算机网络高级教程计算机网络高级教程2计算机网络的分类计算机网络的分类广域网（广域网（wide area network，WAN）局域网（局域网（local area network，LAN）城域网（城域网（metropolitan area network，MAN）计算机网络高级教程计算机网络高级教程3可以用于构成广域网的典型网络类型和主要技术可以用于构成广域网的典型网络类型和主要技术公共电话交换网公共电话交换网PSTN 综合业务数字网综合业务数字网ISDN数字数据网数字数据网DDNX.25分组交换网分组交换网帧中继（帧中继（Frame Replay）网）网异步传输模式异步传输模式ATM网网GE与与10GE的光的光Ethernet技术技术密集波分复用密集波分复用DWDM技术技术计算机网络高级教程计算机网络高级教程4广域网和用于广域网传输技术的发展过程广域网和用于广域网传输技术的发展过程 计算机网络高级教程计算机网络高级教程5广域网的主要特征广域网的主要特征 广域网是一种公共数据网络广域网是一种公共数据网络 由电信运营商组建广域网，是一种公共数据网由电信运营商组建广域网，是一种公共数据网络络PDN；用户可以在公共数据网络用户可以在公共数据网络PDN上开发各种网络上开发各种网络服务系统；服务系统；用户要使用广域网服务，必须向广域网的运营用户要使用广域网服务，必须向广域网的运营商购买服务；商购买服务；有特殊需要的国家部门与大型企业也需要组建有特殊需要的国家部门与大型企业也需要组建自己使用和管理的专用的广域网。自己使用和管理的专用的广域网。广域网技术研究的重点是宽带核心交换技术广域网技术研究的重点是宽带核心交换技术 计算机网络高级教程计算机网络高级教程6广域网组成与结构广域网组成与结构 计算机网络高级教程计算机网络高级教程7广域网数据交换方式的类型广域网数据交换方式的类型 计算机网络高级教程计算机网络高级教程8X.25网的基本概念网的基本概念 计算机网络高级教程计算机网络高级教程9X.25协议的层次结构协议的层次结构 计算机网络高级教程计算机网络高级教程10帧中继技术发展的背景帧中继技术发展的背景 传输介质由原来的电缆逐步发展到光纤，传输介质由原来的电缆逐步发展到光纤，光纤的误码率很低，数据传输速率高；光纤的误码率很低，数据传输速率高；局域网的数据传输速率提高得很快，多个局域网的数据传输速率提高得很快，多个局域网之间高速互连的需求越来越强烈；局域网之间高速互连的需求越来越强烈；用户设备（例如微型计算机）性能大大提用户设备（例如微型计算机）性能大大提高，主机可以承担一部分原来是由通信子高，主机可以承担一部分原来是由通信子网承担的通信处理功能。网承担的通信处理功能。计算机网络高级教程计算机网络高级教程11X.25与帧中继的比较与帧中继的比较 计算机网络高级教程计算机网络高级教程12帧中继的特点帧中继的特点工作在物理层与数据链路层；工作在物理层与数据链路层；建立在帧通过光纤传输误码率很低的前提之上；建立在帧通过光纤传输误码率很低的前提之上；流量控制与纠错功能由高层协议完成；流量控制与纠错功能由高层协议完成；具有协议简单、高效，网络吞吐量高、延时短、适具有协议简单、高效，网络吞吐量高、延时短、适应于突发通信的特点；应于突发通信的特点；针对局域网之间的互连，以面向连接的方式、合理针对局域网之间的互连，以面向连接的方式、合理的数据传输速率与低廉的价格提供数据通信服务。的数据传输速率与低廉的价格提供数据通信服务。计算机网络高级教程计算机网络高级教程13帧中继的虚拟租用线路服务方式帧中继的虚拟租用线路服务方式 计算机网络高级教程计算机网络高级教程14帧中继组网：公共帧中继网帧中继组网：公共帧中继网计算机网络高级教程计算机网络高级教程15帧中继组网：公共帧中继网提供帧中继组网：公共帧中继网提供VPN服务服务 计算机网络高级教程计算机网络高级教程16帧中继组网：专用帧中继网帧中继组网：专用帧中继网 计算机网络高级教程计算机网络高级教程17帧中继组网：混合帧中继网结构帧中继组网：混合帧中继网结构 计算机网络高级教程计算机网络高级教程18X.25与帧中继的区别与帧中继的区别X.25协议包括物理层、数据链路层与网络层，协议包括物理层、数据链路层与网络层，而帧中继协议只有物理层、数据链路层，而没而帧中继协议只有物理层、数据链路层，而没有网络层有网络层;X.25协议有比较完备的差错控制、流量控制；协议有比较完备的差错控制、流量控制；而帧中继协议只有有限的差错控制，而没有流而帧中继协议只有有限的差错控制，而没有流量控制，流量控制是由高层协议提供的量控制，流量控制是由高层协议提供的;X.25协议只能提供数据报与虚电路服务，而帧协议只能提供数据报与虚电路服务，而帧中继协议可以提供虚拟专网中继协议可以提供虚拟专网VPN服务。服务。计算机网络高级教程计算机网络高级教程19宽带综合业务数字网宽带综合业务数字网B-ISDN N-ISDN是以公共电话交换网为基础，而是以公共电话交换网为基础，而B-ISDN是以光纤是以光纤作为传输介质；作为传输介质；N-ISDN采用同步时分多路复用技术，采用同步时分多路复用技术，B-ISDN采用异步传采用异步传输模式输模式ATM技术；技术；N-ISDN的各个通路及其速率是预定的，的各个通路及其速率是预定的，B-ISDN使用通路使用通路的概念，但其速率不是预定的；的概念，但其速率不是预定的；B-ISDN业务分为两类：交互式业务业务分为两类：交互式业务interactive service与与分配型业务分配型业务distribution service；B-ISDN的目标是为用户提供数据、语音与图像传输，以的目标是为用户提供数据、语音与图像传输，以及电视会议、图像与文本邮件、信息检索、数字电视等及电视会议、图像与文本邮件、信息检索、数字电视等服务。服务。计算机网络高级教程计算机网络高级教程20ATM的基本概念的基本概念 ATM是一种面向连接的技术，采用小的、固定长度的是一种面向连接的技术，采用小的、固定长度的数据传输单元（信元，数据传输单元（信元，cell），其长度为），其长度为53B；ATM能够支持多媒体通信，数字、语音、图像、视频能够支持多媒体通信，数字、语音、图像、视频均可用信元为单位进行传送；均可用信元为单位进行传送；ATM以统计时分多路复用方式来动态分配带宽，网络以统计时分多路复用方式来动态分配带宽，网络传输延时小，因此能够适应实时通信的要求；传输延时小，因此能够适应实时通信的要求；ATM没有链路对链路的纠错与流量控制，协议简单，没有链路对链路的纠错与流量控制，协议简单，数据交换效率高；数据交换效率高；ATM采用两级虚电路机制；采用两级虚电路机制；ATM的数据传输速率为的数据传输速率为155Mb/s2.4Gb/s。计算机网络高级教程计算机网络高级教程21ATM交换机交换机 计算机网络高级教程计算机网络高级教程22交换结构的实现交换结构的实现VSLI芯片通过硬件实现帧交换的能力芯片通过硬件实现帧交换的能力：144144纵横制芯片：纵横制芯片：每个端口处理速度达到每个端口处理速度达到3.125Gb/sCLOS结构的交换机：结构的交换机：第第1级级144个个816交换机交换机 第第2级级16个个144144交换机交换机 第第3级级144个个168交换机交换机 三级交换结构的交换速度三级交换结构的交换速度1.152Tb/s 计算机网络高级教程计算机网络高级教程23 ATM用户平面的层次结构用户平面的层次结构 计算机网络高级教程计算机网络高级教程24ATM协议子层的划分协议子层的划分 计算机网络高级教程计算机网络高级教程25ATM网络作为广域网的结构网络作为广域网的结构 计算机网络高级教程计算机网络高级教程26IP over ATM的网络层次结构的网络层次结构 计算机网络高级教程计算机网络高级教程27同步光纤网同步光纤网SONET与同步数字体系与同步数字体系SDH 同步、准同步与异步的基本概念同步、准同步与异步的基本概念 在同步网络中，所有的时钟精度必须保持在在同步网络中，所有的时钟精度必须保持在110-11之内。这样的时钟精度只能通过铯原之内。这样的时钟精度只能通过铯原子钟获得；子钟获得；准同步意味着信号之间的速率和相位必须基本准同步意味着信号之间的速率和相位必须基本相同。如果信号之间的相位或速率存在偏差，相同。如果信号之间的相位或速率存在偏差，那么这个偏差也必须在规定的范围内；那么这个偏差也必须在规定的范围内；如果两个网络的时钟分别是从各自的石英振荡如果两个网络的时钟分别是从各自的石英振荡器中获得，那么这两组信号就是异步信号；器中获得，那么这两组信号就是异步信号；计算机网络高级教程计算机网络高级教程28SDH的发展的发展 1985年提出年提出SONET的概念，定义同步传输的线路速率的概念，定义同步传输的线路速率的等级体系，目的是解决光接口标准规范问题；的等级体系，目的是解决光接口标准规范问题；1986年年ITU-T接受了接受了SONET的概念；的概念；1988年年ITU-T通过了有关通过了有关SDH的三个建议：的三个建议：G.707（同步数字体系的比特率）（同步数字体系的比特率）G.708（同步数字体系的网络结点接口）（同步数字体系的网络结点接口）G.709（同步复用结构）（同步复用结构）对对SDH的速率、复用帧结构、复用设备、线路系统、的速率、复用帧结构、复用设备、线路系统、光接口、网络管理和信息模型等进行了定义，从而确光接口、网络管理和信息模型等进行了定义，从而确立了作为国际标准的立了作为国际标准的SDH；1992年年ITU-T又增加了十几个建议书，从而出现了国际又增加了十几个建议书，从而出现了国际统一的通信传输体制与速率、接口标准。统一的通信传输体制与速率、接口标准。计算机网络高级教程计算机网络高级教程29SDH速率体系速率体系 STS定义的是数字电路接口的电信号定义的是数字电路接口的电信号传输速率；传输速率；OC定义的是光纤上传输的光信号速定义的是光纤上传输的光信号速率；率；STM标准是电话公司为国家之间的标准是电话公司为国家之间的主干线路的数字信号规定的速率标主干线路的数字信号规定的速率标准。准。计算机网络高级教程计算机网络高级教程30SDH的复用结构的复用结构 计算机网络高级教程计算机网络高级教程31SDH的复用结构的复用结构 计算机网络高级教程计算机网络高级教程32SONET的的速率对应关系的的速率对应关系传输速率（传输速率（Mb/s）OC级级STS级级STM级级51.840OC-1STS-1155.520OC-3STS-3STM-1466.560OC-9STS-9622.080OC-12STS-12STM-4933.120OC-18STS-181243.160OC-24STS-24STM-81866.240OC-36STS-36STM-122488.320OC-48STS-48STM-169952.280OC-192STS-192STM-64计算机网络高级教程计算机网络高级教程33SONET（STS-1）帧结构）帧结构计算机网络高级教程计算机网络高级教程34STS-1速率速率帧结构帧结构：9行行/90列列1帧发送时间：帧发送时间：0.125s（每秒（每秒8000帧）帧）每一行的前每一行的前3列为段或线路开销列为段或线路开销；计算计算：总速率总速率=89908000 =51.840 Mb/s系统消耗系统消耗=8938000 =1.728 Mb/s 有效负载速率有效负载速率=89878000=50.112 Mb/s计算机网络高级教程计算机网络高级教程35SONET设备（设备（OC-48）中使用的）中使用的TSI芯片芯片6464端口端口每个端口处理一路每个端口处理一路STS-12信号信号一块芯片的处理速度达到一块芯片的处理速度达到40Gb/s相当于一个相当于一个768768的的STS-1交换机交换机计算机网络高级教程计算机网络高级教程36SDH的自愈环结构的自愈环结构 计算机网络高级教程计算机网络高级教程37光网络技术的研究光网络技术的研究 1998年年ITU-T提出了用光传输网络提出了用光传输网络OTN概念取概念取代全光网代全光网AON的概念，因为要在整个计算机网的概念，因为要在整个计算机网络环境中实现全光处理是困难的；络环境中实现全光处理是困难的；2000年以后，自动交换光网络年以后，自动交换光网络ASON的出现，的出现，引入了智能控制的很多方法，去解决光网络的引入了智能控制的很多方法，去解决光网络的自动路由发现、分布式呼叫连接管理，以实现自动路由发现、分布式呼叫连接管理，以实现光网络的动态配置连接管理；光网络的动态配置连接管理；目前人们研究的热点仍然在光时分多路复用目前人们研究的热点仍然在光时分多路复用OTDM、光码分多址、光码分多址OCDMA、全光路由、光、全光路由、光交换与光网络管理等技术。交换与光网络管理等技术。