第6章-广域网技术.ppt

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,计算机网络技术,内容目录,广域网概述,1,广域网协议,2,电路交换广域网,3,分组交换广域网,4,同步光纤网络,5,广域网案例,6,6.1,广域网概述,6.1.1,广域网的层次结构,物理层,数据链路层,网络层,1.DTE,和DCE的连接,客户端设备CPE,又称为数据终端设备DTE,数据电路端接设备DCE,图,6-1 DTE,和,DCE,实例,2.,广域网的层次结构,根据网络设计和网络功能，将广域网分为的四层结构：,出口层(Gateway Layer),核心层(Core Layer),汇聚层(Distribution Layer),接入层(Access Layer),图,6-2,广域网结构,6.1.2,广域网与局域网的比较,1.,地理覆盖范围,2.拓扑结构,3.协议层次,4.传输速率和传播时延,6.1.3,广域网类型,根据传输网络归属,公共WAN,专用WAN,根据采用传输,技术,电话交换网,分组交换广域网,同步光纤网络,6.2,广域网协议,HDLC,PPP,SMDS,6.2.1,高级数据链路控制(HDLC)协议,数据链路层协议,面向比特的同步协议,1.HDLC,的链路结构和操作方式,链路结构：,非平衡点-点式链路,平衡点-点式链路,非平衡多点式链路,操作方式,正常响应方式NRM,异步响应方式ARM,异步平衡方式ABM,2.HDLC,的帧格式,图,6-3 HDLC,帧结构,3.HDLC,帧的类型及功能,根据控制字段C的前2个比特的取值,HDLC帧划分为：,信息帧(I),监督帧(S),无编码帧(U),4.HDLC,的通信过程,HDLC,通信过程一般分为3个阶段：数据链路建立、信息帧传输、数据链路释放。,图,6-4,链路示意图,图,6-5,多点链路的建立和释放,图,6-6 P/F,比特的使用方法,6.2.2 PPP,协议,点到点类型链路的数据链路层,协议,使用最广泛的广域网协议,1.PPP,协议的层次结构,图,6-7 PPP,的层次结构,2.PPP,帧格式,图,6-8,PPP,帧格式,3.PPP,的通信过程,4,个阶段：,链路建立,确定链路质量,网络层控制协议,链路终止,4.PPP,协议的协商选项,(1),身份认证,(2)链路压缩,(3)回叫,(4)多链路捆绑,6.2.3 SMDS,交换式多兆比特数据业务,Switched Multimegabit Data Service,公共电话网络,在欧洲有着较广泛的应用。,定位为ATM服务的无连接部分。,1.SMDS,的基本概念,基于信元,光纤或者铜线介质,不存在预先定义路径和差错检查,可以承载多种上层协议,两个安全功能：源地址验证和地址屏蔽,2.SMDS,的接口,分布队列双总线(DQDB),两个共享的单向光纤,时分复用,最大覆盖距离为160公里,连接512个设备,3.SMDS,的层次结构和信元格式,图,6-10 SMDS,协议的层次结构,第三层协议数据单元结构,图,6-11 SMDS,的第三层信息帧结构,第二层的SMDS信元为固定的53字节,图,6-12,第二层的,SMDS,信元结构,6.3,电路交换广域网,在每一次会话过程中都需要建立、维持和终止一条专用的物理电路。,公用电话交换网,综合业务数字网(ISDN),6.3.1,公共电话交换网,PSTN,由三部分组成：本地环路、干线和交换机。,图,6-13,使用,PSTN,进行数据传输,6.3.2,综合业务数字网,ISDN,Integrated Services Digital Network,“,一线通”,1.ISDN,的基本概念,图,6-15 ISDN,通信层和,OSI,参考模型的对应关系,优点：,(1)在一个网络上同时提供语音、数据和视频服务；,(2)具有和OSI参考模型相容的分层协议结构；,(3)以64Kbps、384Kbps、1536Kbps倍数的方式提供通信信道；,(4)具有交换和非交换连接服务；,(5)传输速率可以达到155Mpbs或更高。,2.ISDN,类型,(1),窄带ISDN(N-ISDN),(2)宽带ISDN(B-ISDN),3.ISDN,设备的接口速率,B,信道：承载信道(Bearer Channel),D信道：数据信道(Data Channel),基本速率接口(BRI)：2B（64Kbps2）D（16Kbps）,基群速率接口(PRI)：,美日：23BD（64Kbps）；,欧洲：30BD（64Kbps）。,4.ISDN,的连接设备,图,6-16 ISDN PRI,的连接,6.4,分组交换广域网,大部分广域网是基于分组交换技术的,6.4.1 X.25,网络,最古老的广域网协议之一,X.25协议不是高速广域网协议,基本功能：,(1),全球性的认可；,(2)可靠性；,(3)连接老式局域网和广域网的能力；,(4)将老式主机和微型机连接到广域网。,1.X.25,的网络层次结构,图,6-17 X.25,的网络层次结构,2.X.25,的传输模式,三种传输模式：,(1)交换型虚拟电路SVC,(2)永久型虚拟电路PVC,(3)数据报,3.X.25,网络的连接特性,设备：,(1)DTE,(2)DCE,(3)包拆装器PAD(Packet Assenbler/Disassembler),(4)包交换机PSE(Packet-Switching Exchange),图,6-18 X.25,网络,6.4.2,帧中继,由 X.25分组交换技术演变而来,舍弃掉了网络层,第二代X.25,数据传输速率高、误码率低的光纤通信,1.,帧中继的网络层次结构,物理层和数据链路层,图,6-19,帧中继的帧格式,2.,帧中继的传输模式,虚电路复用技术,在第二层进行处理,交换型(SVC)和永久型(PVC)两种虚连接,带外信令方式,3.,帧中继的连接特性,图,6-20,帧中继广域网,面向无连接的,6.4.3 ATM,异步传输模式，Asynchronous Transfer Mode,信元交换,多路复用,面向连接,1.ATM,的基本概念,基本思想：以一种长度较小且大小固定的数据传输单元53字节信元(Cell)。,图,6-21 ATM,技术原理,优点：,(1)各类信息均采用长度短小而固定的信元为单位进行传输，能够更好地支持多媒体通信。,(2)在数据传输速率极高的情况下，信元交换比传统的多路复用技术更易于实现。,(3)信元交换提供广播机制。,(4)以统计时分多路复用方式动态的分配网络带宽，网络传输延迟小，适应实时通信的要求。,缺点：,(1)信元首部的开销太大，53字节的信元中有5字节的信元首部。,(2)ATM技术复杂，价格昂贵。,(3)ATM能够直接支持的应用不多。,2.ATM,的信元结构,图,6-22 ATM,信元头,3.ATM,的网络层次结构,图,6-23 ATM,协议参考模型,4.ATM,的传输模式,图,6-24 ATM,虚拟电路连接,5.ATM,的连接特性,图,6-25 ATM,网络的连接,6.4.4 MPLS,多协议标签交换,Multi-Protocol Label Switching,新一代IP高速骨干网络的交换标准,IP Over ATM技术,1.MPLS,的发展背景,1996,年，Ipsilon公司推出IP Switching协议,Cisco公司推出Tag Switching技术,IBM公司推出ARIS(Aggregate Route-based IP Switch)技术,1997年，IETF成立MPLS工作组,2.MPLS,工作原理,图,6-26 MPLS,路由方式的比方,具体的MPLS网络结构,图,6-27 MPLS,的工作原理,3.MPLS,应用,图,6-28,中国网络,MPLS VPN,网络结构,6.5,同步光纤网络,同步光纤网络(Synchronous Optical Network,SONET),同步数据体系(Synchronous Digital Hierarchy，SDH),6.5.1 SONET,网络,数据传输速度可以高达2.488Gbps，,在将来可以达到13.271Gbps。,1.SONET,网络层次结构,图,6-29 SONET,网络层次结构,2.SONET,的连接特性,图,6-30 SONET,网络体系结构,SONET,常见的网络结构,图,6-31,二纤单向环,6.5.2 SDH,网络,ITU-T,于1988年接受SONET概念,将其重新命名为SDH,1.SDH,网络的基本概念,数字同步网,工作方式：主从同步和伪同步,图,6-32 SDH/SONET,的帧结构,2.SDH,网络的连接特性,图,6-33 SDH,网络的连接结构,6.6,广域网案例,行业或安全要求,单独建设一个广域网,6.6.1,网络建设背景,一个省市县三级政务网包含十一个市。,目标：开放的、基于标准的电子政务统一应用平台。,实现省委、省人大、省政府、省政协和省直各部门与市、县党政机关的网络互连、信息共享、业务协同和安全管理。,支持数据、语音和视频业务,完善的信息安全体系和相应的备份系统。,网络建设背景(续),如果每个省直部门各建设一个专用网络，建设总投资预计将高达20亿元以上。,集中力量建设电子政务统一平台，总投资只需1.8亿元。,每个省直部门的专用网络每年需要通信费和运行费200万元以上，全省通信费和运行维护费每年将高达1亿元以上。,全省建设统一的网络平台，每年的通信费和运行维护费不足400万元。,6.6.2,网络总体设计原则,1.,网络建设方式,运营商垫资：初期节省资金，后期的规划、扩容以及新业务的开展失控。,所以，采用自筹资建网的方案。,2.,内外网两套网络,(1),政府内网：是特定级别以上政务部门的办公网络，承载政府内部业务，与其它网络物理隔离。,(2)政务外网：跨越省、市、县，由广域网、城域网、局域网组成的大型办公业务网络，与Internet逻辑隔离。,3.,设备国产化,政务信息涉及国家机密,尽量选用国产设备,4.,确保网络安全,网络设备保证247小时不间断运行,网络平台要采用可靠和先进的设计,冗余电源,冗余主控能力,保证网络的可靠稳定运行。,5.,设备性能要求,千兆光缆连接,设备具备千兆端口的线速转发能力。,采用网络处理器(NP)技术或者ASIC技术的路由器。,6.,提供三网合一解决方案,选用的网络设备要具备：,高性能的转发能力,支持网络视频、语音、数据的传输,QOS,保证,流量管理,拥塞控制,7.,简单方便的网络管理,网管平台应满足以下需求：,(1)中文图形界面，易管理操作；,(2)网管系统可分层、分地域、集中或分散设置，可以分级处理问题；,(3)应具有配置管理、性能管理、故障管理、计费管理和安全管理等功能；,(4)通过图形化操作方式监控网络拓扑和结点运行状况、网络信息流量、资源访问以及运行资料的统计与分析，一目了然，方便快捷；,(5)应具有二次开发的工具和软件，并能够协助用户进行二次开发，满足用户功能扩展的需要；,(6)应支持主流网管协议，保证网管软件的升级及兼容性。,6.6.3,网络具体实施,一期工程建设省级党政机关横向网络平台，投资3000万元；,二期工程建设省市党政机关纵向联网工程，投资8000万元；,三期工程建设市县党政机关纵向联网工程，投资7000万元。,图,6-34,政务信息网统一平台,图,6-35,该省政务网的网络结构,选用设备的原因,(1)MPLS,的良好支持和设备的互通性。,(2)双主控、双电源高可靠性设计。,(3)高密度E1接入能力。,(4)复杂业务环境下处理性能稳定。,(5)千兆线速转发能力。,(6)图形化中文开放式统一网管平台。,习 题,一、选择题,1.,下列选项中不属于数据链路层的广域网通信协议的是,(),。,A.HDLCB.MPLSC.,帧中继,D.SMDS,2.,下列选项不属于分组交换技术的广域网通信协议有,(),。,A.X.25B.,帧中继,C.ATMD.PSTN,3.,下列广域网协议面向无连接的是,(),。,A.ATMB.,帧中继,C.X.25D.PPP,4.PPP,协议不支持的协商选项是,(),。,A.IPsecB.,身份认证,C.,回叫,D.,链路压缩,5.,下列选项是,SMDS,系统不具有的特性的是,(),。,A.,源地址验证,B.,基于信元,C.,面向无连接,D.,差错检查,6.,下列选项不属于,X.25,的传输模式的是,(),。,A.,交换型虚拟电路,B.,永久性虚拟电路,C.,数据报,D.,标签交换,7.ATM,信元长度为,(),字节。,A.72B.54C.53D.32,习 题,8.ATM,的虚拟电路包含两个组件,(),和,(),。,A.,虚拟通道,B.,虚拟路径,C.,逻辑链路,D.,时分复用,9.MPLS,通过在每一个网络结点处进行,(),交换来实现包的转发。,A.IP,报头,B.,标签,C.,电路,D.MAC,地址,10.,监控帧,(,帧,),的控制字段的第,3,和,4,位为,10,，其代表,(),。,A.,接收就绪,(RR)B.,拒绝,(REJ)C.,接收未就绪,(RNR)D.,选择拒绝,(SREJ),二、填空题,1.,按网络设计和网络功能，将广域网分为,、,、,和四层结构。,2.HDLC,提供,、,和,3,种操作方式。,3.HDLC,是面向,的，而,PPP,是面向,的。,4.ATM,采用了长度较小且大小固定的,交换技术。,5.SONET,和,SDH,是常见的,网络通信协议。,6.,在,HDLC,协议中，监督帧共有,_,比特。,习 题,三、简答题,1.,请简述广域网与局域网的区别。,2.,简述,PPP,协议的通信过程。,3.,简述,MPLS,的工作原理,Thank You!,1,、字体安装与设置,如果您对PPT模板中的字体风格不满意，可进行批量替换，一次性更改各页面字体。,在,“,开始”,选,项卡,中,，点击“,替,换”按,钮右,侧箭,头,，,选,择“,替,换,字,体,”。（如下,图）,在图“替换”下拉列表中选择要更改字体。（如下图）,在“替换为”下拉列表中选择替换字体。,点击“替换”按钮，完成。,86,2,、替换模板中的图片,模板中的图片展示页面，您可以根据需要替换这些图片，下面介绍两种替换方法。,方法一：更改图片,选中模版中的图,片,（,有些图片与其他,对象,进行了组合，,选,择,时,一定要选中图,片 本身，而不是组合）。,单击鼠标右键，选择“更改图片”，选择要替换的图片。（如下图）,注意：,为防止替换图片发生变形，请使用与原图长宽比例相同的图片。,86,赠送精美图标,