第7章 广域网技术

7.5.1 帧中继格式
• 由于帧中继支持HDLC规程，所以其帧格式差别不大，如 图7-2所示。帧格式中各字段的意义如下。 • F：帧头、帧尾标志。 • A：地址字段，长度一般为2字节，必要时可扩展到4字节。 • I：信息字段，可变长度，一般为1600～2048字节不定。 • FCS：帧校验序列，通常采用16位CRC检验码。 • 与HDLC帧格式相比，帧中继的帧格式中没有控制字段C， 这就意味着帧中继只有单一的数据帧，而无其他控制帧， 从而简化了协议。并且帧格式中也没有提供用于差错处理 和流控制的相关字段，这说明帧中继网络不提供差错处理 和流控功能。
7.3.2 X.25 网的组成
• X.25网主要由分组交换机、用户接入设备和传 输线路组成 。 • 分组交换机是X.25网的枢纽。根据其在网中的 位置，可分为中转交换机和本地交换机。 • X.25网的用户接入设备主要是用户终端和路由 器。 • 传输线路是整个X.25网的神经系统。目前X.25 网使用的传输线路主要有模拟和数字两种形式 。
7.6.2 窄带ISDN
• 如不作特殊说明，ISDN即窄带ISDN。从ISDN的定义可看出，ISDN有3 个基本特征。 – 端到端的数字连接。 – 综合的业务。 – 标准的入网接口。 ITU-T主要定义了两组交换设备和用户设备之间的数字传输的通道接口， 即ISDN网络为用户定义了两种接入速率，分别为基本速率接口（BRI） 和基群速率接口（PRI）。 BRI包括两条支持语音和数据传输的64Kbps全双工的B信道和一条用于传 输控制信号和数据的16Kbps的D信道，一般称为2B＋D（144Kbps）。B 信道可以提供电路交换连接、分组交换连接，分别对应于现有的电话交 换业务、X.25分组交换业务和租用线路。D信道有两种用途：一是传输公 共信道信令，这些信令用来控制同一接口的B信道上的呼叫；二是用来传 输分组数据或低速率的数据，但这需要交换机的支持。BRI主要用于家庭 或小企业用户接入ISDN网络。 PRI包括23B+D和30B+D两种信道。PRI主要支持企业用户接入ISDN网络。 在不同的地区或国家具有不同的速率接口：北美地区和日本等国家采用 23B＋D接口，支持23个64Kbps的数据传输通道（B通道）和一个64Kbps 的信令通道（D通道）；欧洲一些国家采用30B＋D接口，支持30条B通 道和一条D通道。这种组合使基群速率可以分别匹配北美的T1 （1.544Mbps）系统和欧洲的E1（2.048Mbps）系统。
7.1 广域网概述
• 广域网（WAN）是指覆盖范围广、传输速率相对较低、 以数据货车运输为主要目的的数据通信网。广域网有 时也称做远程网（Long Haul Network）。 • 广域网由主机（资源子网）和通信子网组成。一般广 域网的通信子网都是由公共数据通信网充任，它是由 传输线路和交换结点组成的。通常，公共数据通信 由政府的电信部门建立和管理的，这也是区别于局域 网的主要标志之一。 • 广域网标准是由一些国际公认的权威机构（如ITU-U， ISO，EIA等）制订和管理的。
F
A
I
FCS
F
7.5.2 帧中继网络的组成
• 帧中继网由3部分组成：帧中继接入设备、帧中继交换设备和公用 帧中继业务。 – 帧中继接入设备（FRAD）。FRAD可以是具有帧中继接口的 任何类型的接入设备，如主机、分组交换机、路由器等，通 常采用56Kbps或64Kbps链路入网。电路两端传输设备的传输 速率可以不同。 – 帧中继交换设备。帧中继交换设备有帧中继交换机、具有帧 中继接口的分组交换及其他复用设备。它们为用户提供标准 的帧中继接口。 – 公用帧中继业务。公用帧中继业务提供者将通过公用帧中继 网络提供帧中继业务。帧中继接入设备和专用帧中继设备之 间可以通过标准帧中继接口实现与公用帧中继网络的互连。 • 帧中继业务是通过UNI提供的，UNI的用户一侧是帧中继接入设 备，用于将本地用户设备接入帧中继网络；UNI的另一侧是帧中 继交换设备，用于帧中继接口与骨干网连接。
7.5 帧中继网（FRN）
• 传统WAN（如X.25）一般都存在着传输 速率低、网络延时大、吞吐量小及通信 费用高等缺陷，难以满足不断发展的通 信业务质量的要求。为了给用户提供高 质量、低费用的数据传输业务，20世纪 90年代初推出了一种新型的WAN技术： 帧中继（FRN――Frame Relay Network）。
7.5.2 帧中继网络的接入方式
7.5.3 帧中继业务应用
• LAN互连 – 利用帧中继网进行LAN互连是帧中继业务中最典型的一种业务。 在已建成的帧中继网络中，进行LAN互连的用户数占90%以上。 因为帧中继网很适合为LAN用户发送大量的突发性数据，因此利 用帧中继网将许多大企业、银行和政府等部门的多个LAN互连， 既可节省费用，又可充分利用网络资源。 图像传输 – 帧中继网络可提供图像、图表的传输业务。图像、图表信息的传 输往往要占用很大的网络带宽。例如，医疗机构要传输一张X光 照片要占用8MB的带宽，如用分组交换网传输，则端到端的时延 过长，用户难以接受；如采用电路交换网传输，则费用太高，用 户难以承受；而帧中继网络具有高速率、低时延、动态分配带宽、 成本低等特点，很适合传输图像信息。 虚拟专用网 – 帧中继网络可以将网络中的若干个结点划分为一个区，并设置相 对独立的管理机构，对分区内的数据流量及各种资源进行管理。 分区内各个结点共享分区内的网络资源，分区之间相对独立，这 种分区结构就是虚拟专用网。采用虚拟专用网比建立一个实际专 用网要经济合算，尤其适合于大企业用户。
7.5.2 帧中继网络的接入
• 用户接入帧中继网络时，通常采用如下两种主要形 式： – LAN接入形式。LAN用户一般通过具有标准UNI 接口的路由器接入帧中继网，也可通过其他互连 设备（如中继器等）接入帧中继网。 – 终端接入形式。具有标准UNI接口的帧中继终端 （FDTE）可以直接接入帧中继网；非帧中继终 端（NFDTE，如各类计算机）要通过FRAD接入 帧中继网，FRAD负责将非标准的接口规程转换 为标准的UNI接口规程。
7.3 公用数据分组交换网
• 公用数据分组交换网是一种采用分组交 换技术实现的数据通信网。它提供的网 络功能相当于OSI参考模型的低三层（物 理层、数据链路层、网络层）的功能。 ITU-T的X.25协议就是针对分组交换网制 订的，因此。此类网络也称做X.25网。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
7.3.1 X.25协议
• X.25协议是ITU-T制定的“在公用数据网上以分组方式工作的数 据终端设备DTE和数据电路终接设备DCE之间的接口”规范。 • DTE之间端到端的通信是通过双向的“虚电路”来完成的。虚电 路利用复用技术可使任意两点间相互通信，而不管中间经过多少 结点，也不要独占任何物理线路。 • X.25网中的虚电路分交换式虚电路SVC和永久式虚电路PVC。利 用SVC传输数据前要先建立虚电路，然后是数据传输，最后在传 输结束时还要拆除该虚电路。而PVC很像电话网中的专线电话， 不需要每次先拨号通话。PVC不需要每次再建立虚电路（是已建 立好了），更不存在拆除了，每次通信只有数据传输阶段。PVC 一般用于常用数据的传输，而SVC主要用于突发数据的传输。 • X.25的分组有两类：控制分组和数据分组。虚电路的建立、数据 传输时的流量控制、电路的拆除等，都要控制分组。每个X.25分 组由分组头部和分组的数据部分组成。分组头包含各种控制字段， 如虚电路号、地址信息、分组类型标识及分组序号等。
计算机网络技术 第7章 广域网技术
学习目标
• • • • • • 了解公用电话交换网特点与应用。 了解公用数据分组交换网特点与应用。 了解帧中继网特点与应用。 了解综合业务数字网特点与应用。 了解非对称数字用户网特点与应用。 了解ATM网络特点与应用。
第7章 广域网技术
• • • • • • • 7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 广域网技术概述 公用电话交换网（PSTN） 公用数据分组交换网 数字数据网（DDN） 帧中继（FRN） 综合业务数字网（ISDN） ATM网络
7.6.1 ISDN概述
• ISDN的设计目标是以数字形式统一处理各种公 用网的通信业务，设置能够与各种通信网络接 续的ISDN终端交换机，并提供标准的用户/网 络接口UNI，使得用户可以通过一条用户线接 入网络，获得各种电信服务。 • ISDN可分为两代：第一代也称为窄带ISDN （N-ISDN）,它基于64Kbps通道作为基本交换 部件，采用电路交换方式，其最大贡献在于帧 中继；第二代称为宽带ISDN（B-ISDN）,它支 持高速率的数据传输，采用快速分组（固定长） 交换，其最大贡献在于异步传输模式ATM，也 称做信元中继。
7.2 公用电话交换网（PSTN）
• 公用电话交换网（PSTN,Public Switching Telephone Network）是最早建立的一种大型通信网。 • 从功能角度看，PSTN由国际交换局、长途交换局、中 心交换局、端交换局和用户等层次构成。 • 从通信的覆盖面看，PSTN又可分成市话通信网、国内 长途通信网和国际电话通信网3类。 • 从系统构成角度看，PSTN由以下几部分组成。 – 传输媒体。 – 交换设备。 – 用户设备。 – 信令系统。
7.5.1 帧中继概述
• 帧中继技术实质上是由X.25分组交换技术演变而来的。 它继承了X.25的优点，如提供统计复用功能、永久虚 电路（PVC）、呼叫虚电路（SVC）等，但简化了大 量的网络功能，将用于保证数据可靠传输的功能（如 流量控制、差错处理等）转移给用户终端或本地结点 来完成。 • 与X.25相比，它不再强调数据传输的可靠性，而着重 于数据的快速传输，最大程度地提高网络的吞吐量。 帧中继是一种快速分组交换技术。 • 帧中继是一种基于帧的数据传输网络。在传输过程中， 用户终端设备把特定格式的帧送到帧中继网络，由网 络根据帧的地址信息选择合适的路由把帧送到目的端。 帧中继只规定了用户/网络接口（UNI-User to Network Interface）规范，至于网络内部如何把帧送到目的端完 全由网络设备制造商和网络服务提供者来决定。