计算机网络基础教程-第5章_广域网与网络互联

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5.1.1 广域网的组网
1、广域网的基本组成 与局域网相似,广域网也由通信子网和资源子网组成,如图 5-1所示。
通信子网
Host2
B
C D E
Host3
Host4
Host1
A
图 5-1
广域网的基本组成
广域网中包含很多用来运行系统程序、用户应用程序的主 机(Host)，如服务器、路由器、网络智能终端等。其通信子网 工作在OSI/RM的下3层,OSI/RM高层的功能由资源子网完成。
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5.1.2 广域网的类型
广域网主要由交换结点和公用数据网(PDN)所组成。如果 按公用数据网划分,有PSTN、ISDN、X.25、DDN、FR、ATM等。 按交换结点相互连接的方式进行划分，可分为以下3种类型： 1、线路交换网 线路交换网即电路交换网，是面向连接的交换网络。 ⑴ 公用交换电话网（PSTN）：也常被称为“电话网”, 是人们打电话时所依赖的传输和交换网络,是数字交换和电话 交换两种技术的结合。PSTN的组成如下图所示。
基本业务：点对点、点到多点通信业务。点到多点通信可以将 数据信息流从一点同时传送到多点，使多点同时得到同一信息 帧中继业务：是通过在DDN节点上设臵帧中继模块来实现的， 提供永久性虚电路（PVC）连接方式的帧中继业务。 话音/G3传真业务：通过在用户入网处设臵的话音服务模块提 供压缩话音/G3传真业务。 虚拟专用网（VPN）业务：VPN是利用DDN的部分网络资源所 形成的一种虚拟网络。
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5.1.3 数字数据网（DDN）
3、DDN的功能特点 DDN具有通话、传真、数据传输、会议电视、帧中继、组 建虚拟专网等多种功能，并具有以下特点：
时分复用 技术
传输质 量好
全透明 传输
传输速 率高
通信方式 灵活
有网络管 理中心
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5.1.3 数字数据网（DDN）
4、DDN提供的业务 DDN实际上是我们常说的数据租用专线，是近年来广泛使 用的数据通信服务，DDN提供的业务主要有以下4项： 1 2 3 4
电路利用率高：帧中继采取统计复用方式，因而提高了电路利 用率，能适应突发性业务的需要。
连接性能好：帧中继网是由许多帧中继交换机通过中继电路连 接组成的通信网络，可为各种网络提供快速、稳定的连接。
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5.1.4 帧中继（FR）网
4、帧中继网提供的业务 帧中继是一个简单的面向连接的虚电路分组业务，它既 提供交换虚电路（PVC），也提供永久虚电路（SVC）。帧中 继允许用户以高于约定传输速率的速率发送数据，而不必承 担额外费用。帧中继可适用于以下情况： ◆ 在用户通信所需带宽要求为64kbps～2Mbps且参与通 信的用于多于两个。 ◆ 通信距离较长，应优先选用帧中继。 ◆ 数据业务量为突发性的,由于帧中继具有动态分配带 宽的能力，选用帧中继可以有效处理。 帧中继适合于远距离或突发性的数据传输，特别适用于 局域网之间互联。
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5.1.2 广域网的类型
⑵ 综合业务数据网(lSDN)：是以电话综合数字网(IDN) 为基础发展起来的通信网，是由国际电报和电话顾问委员会 (CCITT)和各国的标准化组织开发的一组标准。ISDN的主要 目标就是提供适合于声音和非声音的综合通信系统来代替模 拟电话系统。 1984年10月CCITT给出了ISDN的定义：“ISDN是由综合 数字电话网发展起来的一个网络，它提供端到端的数字连接 以支持广泛的服务，包括声音和非声音的，用户的访问是通 过少量、多用途的用户网络标准实现的”。 ISDN的发展分为两个阶段：第一代为窄带综合业务数字 网（N-ISDN）,第二代为宽带综合业务数字网（B-ISDN）。 N-ISDN基于有限的特定带宽,B-ISDN基于ATM异步传输模式 的综合业务数字网，它的最高速率是N-ISDN的100倍以上。
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5.1.3 数字数据网ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱDDN）
1、DDN的概念 数字数据网（DDN）是由光纤、数字微波或卫星等数字传 输通道和数字交叉复用设备组成的数字通信网络。 2、DDN的结构组成 DDN主要由本地传输系统、交叉连接/复用系统、局间传输 系统和网络管理系统等组成。DDN的结构如图5-2所示。
网络管理控制中心
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5.1.4 帧中继（FR）网
5、帧中继网的组网方式 若用户需要接入帧中继网,则可以根据用户的网络类型选择 适合的组网方式。 ⑴ 局域网接入：用户接入帧中继网络一班通过FRAD设备， FRAD指支持帧中继的主机、网桥、路由器等,连接如图5-5所示。
UNI FRAD 路由器 局域网
帧中继网 FRS FRS
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5.1.4 帧中继（FR）网
3、帧中继网的功能特点 1 2 3 4 5
误码率低：采用光纤作为传输介质，将分组交换机之间的恢复 差错、防止拥塞的处理过程简化,使数据传输误码率大大降低。 效率高：帧中继将分组通信的三层协议简化为两层，大大缩短 了处理时间，提高了效率。 适合多媒体传输：帧中继以帧为单位进行数据交换，特别适合 于作为网间数据传输单元，适用于多媒体信息的传输。
DTE
DTE
数字信道
NAU
DXC
DXC 用户线
DXC
NAU 用户线
本地传输系统
局间传输系统
本地传输系统
图 5-2
DDN的结构
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5.1.3 数字数据网（DDN）
⑴ 本地传输系统：由用户设备、用户线和网络接入单 元组成，其中把用户线和网络接入单元称为用户环路。
⑵ 交叉连接/复用系统：主要由数字交叉连接（DXC） 设备组成。数字交叉连接设备是DDN中的主要结点设备，它 是对数字群路信号及其子速率信号进行交换的设备。 ⑶ 局间传输系统：是指DDN中各结点机通过数字信道 连接组成的局间网络拓扑结构。局间传输的数字信道是指 数字传输系统中的基群（2Mbit/s）信道。 ⑷ 网络管理系统：系统包括用户接入管理、路由的选 择、网络资源的调度、网络状态的监控、网络故障诊断、 网络运行数据的收集与统计、计费的统计等。
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5.1.4 帧中继（FR）网
2、帧中继网的结构组成 在物理实现上，帧中继网络由用户设备与网络交换设备组 成，其典型结构如图5-4所示。
FR交换机 FR终端 LAN 路由器 图 5-4 帧中继组成结构
FRAD
FR交换机
FR交换机
FR交换机
帧中继网络
FR交换机是帧中继网络的核心，其功能作用类似于以太网 交换机,都是在数据链路层完成对帧的传送。帧中继网络中的用 户设备负责把数据帧送到帧中继网络。
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5.1.4 帧中继（FR）网
1、帧中继网概念 帧中继(Frame Relay，FR)又称快速分组交换，它是在 分组交换数据网（PSDN）的基础上发展起来的、在综合业 务数字网（ISDN）标准化过程中一项最重要的革新技术， 是在数字光纤传输线路逐渐代替原有的模拟线路、用户终端 日益智能化的情况下，由X.25分组交换网发展起来的一种 快速分组交换网。 帧中继采用了两种关键技术，即“虚拟租用线路”和 “流水线”技术，从而使帧中继能够面向需要高带宽、低 费用、额外开销低的用户群，而得到广泛应用。
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光纤电路接入：已将光纤接入到网络用户的家中，通信速率可 灵活选择。
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5.1.3 数字数据网（DDN）
6、DDN的主要应用 DDN作为一种数据业务的承载网络,不仅可以实现用户终 端的接入，而且可以满足用户网络的互联，扩大信息的交换 与应用范围，在各行各业、各个领域中的应用也较广泛。 DDN的主要应用有：数据传输，语音、图像传输，民航、 火车站售票连网,银行联网、股市行情广播及交易,信息数据 库查询等。特别适用于业务量大、实时性强的数据通信使用。 随着多媒体通信的普及，人们对网络的带宽、时延、传 输质量等提出了更高的要求。DDN独享资源,信道专用将会造 成一部分网络资源的浪费，并对多媒体信息传输显得带宽太 窄,致使现有DDN传输技术不能适应数据业务的发展和网络规 模的扩大。
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5.1.3 数字数据网（DDN）
5、DDN的组网方式 1 2 3
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数据终端接口单元接入：这是通常情况下的组网方式，其接口 标准符合ITU-T V.24、V.35和X.21。
Modem接入：在电信局DDN节点机机房配臵一台调制解调器, 在用户终端配臵另一台与其相同或兼容的调制解调器。
xDSL系列设备接入：适用于支持高速用户接入，如HDSL接入 速率可达2048Kbit/s。 节点机接入：将小容量DDN节点直接放到用户机房内。用户节 点和网络节点之间采用光端机和光纤,提供一个或多个E1连接。
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问题 原由
教学 重点
能力 要求
本章内容
§5.1 计算机广域网 §5.2 计算机网络互联 §5.3 局域网与局域网互联 §5.4 局域网与广域网互联 §5.5 多层交换技术
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知识结构
广域网组网 广域网类型 计算机广域网 数字数据网 帧中继网 ATM网 网络互联的内涵 网络互联的目的 网络互联的类型 网络互联的层次 局域网与局域 网互联 局域网与广域 网互联 局域网与广域 网互联 利用中继器实现互联 利用网桥实现互联 利用路由器实现互联 利用网关实现互联 互联设备的对比 第二、三层交换 第四、七层交换
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5.1.2 广域网类型
2、专用线路网 专用线路数据网是通过电信运营商在通信双方之间建立 的永久性专用线路,适合于有固定速率的高通信量网络环境。 目前最流行的专用线路类型是DDN。 3、分组交换网 分组交换数据网（PSDN）是一种以分组为基本数据单元 进行数据交换的通信网络。PSDN诞生于20世纪70年代，是最 早被广泛应用的广域网技术,著名的ARPAnet就是使用分组交 换技术组建的。通过公用分组交换数据网不仅可以将相距很 远的局域网互联起来，也可以实现单机接入网络。它采用分 组交换（包交换）传输技术，是一种包交换的公共数据网。 典型的分组交换网有：X.25网、帧中继网、ATM等。