广域网技术
第6章广域网技术
广域网的基本特征是覆盖范围广、数据的
传输距离较长，一般都在几十km以上，可达数
对于SVC：不同于X.25。
建立连接时----主叫用户使用Setup UNI信令发连接请求（虚电 路号DLCI为0），帧中继交换机根据被叫用户地址选择路由，并 分配DLCI，虚电路建立结束；
保持期间----直接使用DLCI进行通信；
拆除连接时----用Release UNI信令。
＊DLCI只有本地意义。 DLCI分配规则：DLCI 0 为UNI信令通道；DLCI 1023 为本地管 理接口（LMI）专用；DLCI 16－－DLCI 1007 帧数据传输使用。
路由器
同步Modem
校园网 南开大学
帧中继
天津理工大学
校园网
帧中继网由三部分组成：
帧中继交换机、具有帧中继接 口的分组交换机、复用设备
FDTE
NFDTE
FRAD
帧 中 继 交 换 设 备
UNI
帧中继接入设备
路由器
帧中继网络
提供公用帧 中继业务
LAN
用户接入帧中继网的形式
帧中继的帧格式
长度为1600－2048字节，最长4096字节。 网络对信息内容不作任何处理。
2．ISDN的技术与组成
ISDN的组成部件包括用户终端、终端适配器、
网络终端等设备。
普通电话机
普通传真机
TA
NT
适配器 网络终端
广域网技术
数据通讯络
01 简介
03 电路交换 05 广域设备
目录
02 点对点链路 04 包交换
广域是一种跨地区的数据通讯络，使用电信运营商提供的设备作为信息传输平台。对照OSI参考模型，广域 技术主要位于底层的3个层次，分别是物理层，数据链路层和络层。
简介
下面列出了一些经常使用的广域技术同OSI参考模型之间的对应关系。
பைடு நூலகம்
包交换
包交换也是一种广域上经常使用的交换技术，通过包交换，络设备可以共享一条点对点链路通过运营商络在 设备之间进行数据包的传递。包交换主要采用统计复用技术在多台设备之间实现电路共享。ATM，帧中继，SMDS 以及X.25等都是采用包交换技术的广域技术。广域上进行包交换的示意图如下：
虚拟电路
虚拟电路是一种逻辑电路，可以在两台络设备之间实现可靠通信。虚拟电路有两种不同形式，分别是交换虚 拟电路（SVC）和永久性虚拟电路（PVC）。
调制解调器
调制解调器主要用于数字和模拟信号之间的转换，从而能够通过话音线路传送数据信息。在数据发送方，计 算机数字信号被转换成适合通过模拟通信设备传送的形式；而在目标接收方，模式信号被还原为数字形式。下图 是跨越广域的调制解调器之间的简单连接形式。
谢谢观看
广域交换机
广域交换机是在运营商络中使用的多端口络互联设备。广域交换机工作在OSI参考模型的数据链路层，可以 对帧中继，X.25以及SMDS等数据流量进行操作。下图是位于广域两端的两台路由器通过广域交换机进行连接的示 意图。
接入服务器
接入服务器是广域中拨入和拨出连接的会聚点。下图说明了接入服务器如何将多条拨出连接集合在一起接入 广域。
点对点链路
点对点链路提供的是一条预先建立的从客户端经过运营商络到达远端目标络的广域通信路径。一条点对点链 路就是一条租用的专线，可以在数据收发双方之间建立起永久性的固定连接。络运营商负责点对点链路的维护和 管理。点对点链路可以提供两种数据传送方式。一种是数据报传送方式，该方式主要是将数据分割成一个个小的 数据帧进行传送，其中每一个数据帧都带有自己的信息，都需要进行校验。另外一种是数据流传送方式，该方式 与数据报传送方式不同，用数据流取代一个个的数据帧作为数据发送单位，整个流数据具有1个信息，只需要进行 一次验证即可。下图所显示的就是一个典型的跨越广域的点对点链路。
《广域网技术》课程标准(2021整理)
《广域网技术》课程尺度一、课程概述广域网〔wide area network〕是在一个广泛范围内成立的计算机通信网。
广泛的范围是指地舆范围而言，可以超越一个城市，一个国家甚至及于全球；因此其对通信的要求高、复杂性也高。
构建广域网络必需借助公共传输网络，公共传输网络可分为电路交换网络和分组交换网络；因此，设计广域网的前提是掌握各种公共传愉网络的特性，以及公共传输网络和用户之间的互联技术。
在实际应用中，广域网可与局域网〔LAN〕互连，即局域网可以是广域网的一个终端系统。
组织广域网，必需按照必然的网络体系布局和相应的协议进行,以实现不同系统的互连和彼此协同工作。
本门课程是通信类专业和计算机网络专业的限选课程。
通过对广域网的工作道理、用户网络接口尺度和 X.25网、综合业务数字网、帧中继网、光纤通信网、异步传输模式、数字用户线、广域网路由、广域网方案设计等内容的学习，让学生掌握广域网的设计、安装、调试、维护、办理和开发等技术。
本门课程的先修课程是：《计算机网络》和《局域网技术》，后续课程是：《Internet/Intranet技术》。
二、课程目标当前流行的广域网连接技术有：公共交换网〔PSTN〕、综合业务数字网〔ISDN〕、X.25分组交换网、帧中继、数字用户线〔xDSL〕、城域网〔MAN〕和交换式多兆位数据报务〔SMDS〕、光纤通信网、异步传输模式等，通过本课的教学，要求学生：1．知道以上各种广域网连接技术的主要特点、彼此差异和应用范围。
2．理解广域网的工作道理、协议布局和用户网络接口尺度，以及网桥、交换机和路由器等网络设备的工作机制,以及广域网实现方法。
3．知道目前常见的广域网连接设备的功能特性和配制方法。
4．了解下一代网络的一些新技术。
5．学会和掌握运用这些广域网连接技术设计和维护各种规模的广域网。
三、课程内容和教学要求这门学科的常识与技能要求分为知道、理解、掌握、学会四个层次。
这四个层次的一般涵义表述如下：知道———是指对这门学科和教学内容的认知。
什么是计算机网络广域网常见的计算机网络广域网技术有哪些
什么是计算机网络广域网常见的计算机网络广域网技术有哪些计算机网络广域网（Wide Area Network, WAN）是指连接不同地理位置的计算机网络，其范围通常涵盖数千甚至数万公里。
计算机网络广域网技术是为了满足广域网的需求而开发的一系列技术手段。
本文将介绍什么是计算机网络广域网以及常见的计算机网络广域网技术。
一、什么是计算机网络广域网计算机网络广域网是一种连接不同地理位置的计算机网络，通过广域网技术，可以使得分布在不同位置的计算机之间可以互相通信、共享资源。
广域网通常由多个局域网（Local Area Network，LAN）通过路由器、交换机等设备连接而成。
它可以覆盖城市、省份甚至跨越国际边界。
二、常见的计算机网络广域网技术1. 链路技术链路技术是构建广域网的基础。
广域网使用的链路技术包括电话线、光纤、无线电波等。
这些链路技术可以提供不同的传输速率和带宽，以满足不同的网络需求。
2. 虚拟专用网（Virtual Private Network, VPN）虚拟专用网是一种利用公共网络（如互联网）进行安全通信的技术。
它通过加密、隧道等方式，实现了不同地理位置的计算机之间的安全通信。
虚拟专用网可以提供安全性和灵活性，使得远程办公、远程访问等功能成为可能。
3. 帧中继（Frame Relay）帧中继是一种在广域网中传输数据的协议。
它通过将数据分成帧的形式进行传输，以提高传输效率。
帧中继具有高带宽利用率、低成本等特点，适用于需求较大带宽的广域网。
4. 异步传输模式（Asynchronous Transfer Mode, ATM）异步传输模式是一种高速交换技术，常用于构建大规模的广域网。
它将数据划分为固定长度的小单元进行传输，以提高传输效率和网络吞吐量。
异步传输模式支持多种类型的数据传输，包括音频、视频、图像等多媒体数据。
5. Internet互联网是当今最大的广域网，它连接了全球各地的计算机和网络。
互联网使用基于TCP/IP协议的技术，为用户提供了庞大的信息资源和丰富的应用服务。
广域网技术简介
一、综合业务数字网简单地讲，ISDN是电话网络的发展和延伸。
由于电话是以传输模拟信号为主的系统，无法满足现代的数据、声音、图像处理的要求。
ISDN通过数字技术将现有的各种专用网络（模拟的、数字的）集成到一起，以统一的接口向用户同时提供各种综合业务，使用户可以用电话线传送声音和数据。
在我国，将ISDN服务称为“一线通”就很形象地提示了ISDN 的本质含义。
ISDN作为一种数字网络技术有其完备的体系结构标准。
它在原理上最有创新之处是将用户平面的控制平面分隔开，换句话说，就是将用户数据与控制信息分别处理，它的具体作法是用B信道传输用户数据，用D信道传输控制信息。
根据传输带宽的大小，ISDN可以分为狭带ISDN和宽带ISDN，分别简称为N-ISDN和B-ISDN,通常所说的ISDNJ 是指N-ISDN。
目前ISDN向B-ISDN方向发展。
ISDN的主要业务见表：二、帧中继帧中继是在OSI第二层上用简化的方法传送和交换数据帧的一种技术。
帧中继仅完成OSI物理层和数据链路层核心功能，将流量控制、纠错等留给智能终端去完成，从而大大简化了结点之间的协议，同时由于彩虚电路技术，具有吞吐量高、延时低、适合突发业务的特点。
帧中继是X.25在新的传输条件下的发展，是在ISDN标准化过程中提出来的。
帧中继是一种简单的面向连接的虚电路分组交换方式。
遵循ISDN原理，将用户数据与信令分别处理。
帧中继是当前最重要ISDN的技术。
帧中继网络由帧中继接入设备与帧中继交换设备组成。
帧中继主要适用于以下几种场合。
1、当用户需要数据通信，基带宽为63Kb/s~2Mb/s,而参与通信的用户多于两个的场合。
2、通信距离较长时，应选择帧中继。
3、当数据业务最为突出时，应考虑帧中继。
三、异步传输方式ATM是一种传输方式，在这种方式下，信息被组织成信元，这里的“异步”是指它包含一个特定用户的信息的信元的重复出现不必具有周期性，就是在各终端之是没有共同的时间参考，换句话说，每个时隙没有确定的占有者，各信道根据通信量的大小和排队来占用时隙。
广域网技术
2018/12/4
制作：辛浩 李玲玲
8
网络随时接受主机发送的分组（即数据报） 网络为每个分组独立地选择路由。
提供数据报服务的特点H2 来自4 DH1 向 H5 发送分组 路径可能变化
H1 A
H2 向 H6 发送分组
H6 E
B
H5 C H3
2018/12/4 制作：辛浩 李玲玲
分组交换网
9
网络尽最大努力地将分组交付给目的主机， 但网络对源主机没有任何承诺。
提供数据报服务的特点
H2 D H4
B
H6 H1 E A H5 C H3
2018/12/4 制作：辛浩 李玲玲
分组交换网
10
网络不保证所传送的分组不丢失 也不保证按源主机发送分组的先后顺序 以及在时限内必须将分组交付给目的主机 提供数据报服务的特点
H2 D H4
B
H6 H1 E A H5 C H3
2018/12/4 制作：辛浩 李玲玲
虚电路服务的思路来源于传统的电信网。
电信网负责保证可靠通信的一切措施，因此
电信网的结点交换机复杂而昂贵。
数据报服务力求使网络生存性好和使对网
络的控制功能分散，因而只能要求网络提 供尽最大努力的服务。
可靠通信由用户终端中的软件（即TCP）来
保证。
2018/12/4 制作：辛浩 李玲玲 18
网络组建与维护
第六章 广域网技术
第四章 广域网技术
4.1
4.2 4.3 4.4 4.5
4.6
4.7 4.8
2018/12/4
广域网概述 广域网中的路由器选择机制 X.25 帧中继 数字数据网 综合业务数字网 非对称数字网 异步传输模式
第六章-广域网技术
广域网的通信服务类型 电路交换
HDLC, PPP, SLIP
广域网的通信服务类型 分组交换
X.25, FrameRelay, ATM
广域网的通信服务类型 租用专线
HDLC, PPP, SLIP
公共交换电话网（PSTN） 公共交换电话网（PSTN） 公共交换电话网 (public switched telephone network， PSTN)，也称为POTS 普通旧式电话服务）， POTS（ ），是 network， PSTN)，也称为POTS（普通旧式电话服务），是 目前普及程度最高、成本最低的公用通讯网络， 目前普及程度最高、成本最低的公用通讯网络，它在网络互 连中也有广泛的应用。 连中也有广泛的应用。 其特点为： 其特点为： 电路交换，有拨号连接过程，连接后独占信道 即可传输模拟信息，也可传输数字信息 用户环路为模拟传输 数据通信时需要使用MODEM 收发双方传输速率必须相同，最高为56kb/s 无差错控制能力
广域网采用的协议 广域网的通信子网工作在OSI/RM的下三层， OSI/RM高 广域网的通信子网工作在OSI/RM的下三层， OSI/RM高 OSI/RM的下三层 层的功能由资源子网完成。 层的功能由资源子网完成。 物理层：定义了通信线路的电气和机械特性。 ① 物理层：定义了通信线路的电气和机械特性。 EIA/TIA-231； EIA/TIA-449； V.24，V.35； ； ； ， ； HSSI，G.703；EIA-530。 ， ； 。 数据链路层：定义了数据的通信协议。 ② 数据链路层：定义了数据的通信协议。 LAPB；FrameRely；HDLC；PPP；SDLC。 ； ； ； ； 。 网络层： ③ 网络层：由于分布在广域网中的任意两台主机之间 都可能存在多条通信线路，因此， 都可能存在多条通信线路，因此，网络层提供能在 多条通信线路中选择用于数据传输的线路的功能。 多条通信线路中选择用于数据传输的线路的功能。 IP，ICMP，IGMP，IPX，SPX。 ， ， ， ， 。
广域网技术
广域网技术广域网技术是一种可以通过网络互连多个地理位置分散的局域网的技术。
它的出现和发展使得企业、政府和个人能够更加方便地进行跨地域的信息交流和资源共享，极大地提高了工作效率和生活质量。
本文将从广域网技术的定义、发展历程、应用场景及未来发展等方面进行探讨。
首先，我们来了解一下广域网技术的基本概念。
广域网（Wide Area Network，简称WAN）是一个扩展的计算机网络，它可以跨越地理上较大的范围，如城市、国家或全球范围内的多个局域网（LocalArea Network，简称LAN）进行连接。
与局域网相比，广域网具有更大的传输距离、更高的传输速度和更强的数据容量，可以实现更广泛的信息共享和资源互连。
广域网技术的发展历经了多个阶段。
最早期的广域网是基于电报和电话网络的。
随着计算机技术的迅猛发展，广域网逐渐向基于计算机的网络拓扑转变，出现了分组交换技术和路由协议的应用。
20世纪80年代，随着因特网的产生，广域网技术进入了一个全新的发展阶段。
因特网技术为广域网提供了更加稳定和高效的数据传输方式，同时也为广域网的应用带来了巨大的便利。
广域网技术在各个行业中都有重要的应用场景。
首先是企业领域。
企业通常具有多个分部门和分公司，广域网技术可以将这些分支机构连接起来，实现信息共享和业务协作，提高企业的整体效率和竞争力。
其次是政府机构。
政府机构通常分布在不同的地域，广域网技术可以帮助政府实现信息互联互通，提升政务服务的质量和效率。
此外，广域网技术还广泛应用于教育、医疗、金融等行业，为各个领域的信息化建设提供了强大的支持。
展望未来，广域网技术仍将进一步发展。
随着5G技术的普及和应用，广域网的传输速度将进一步提升，信息交流更加迅捷。
同时，云计算和大数据技术的快速发展也将带来广域网技术的新的突破和应用场景。
未来的广域网将更加智能化，通过自动化和智能化的方式，提供更加便捷和安全的网络服务。
总之，广域网技术的出现和发展为人们的工作和生活带来了巨大的变化。
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155.54Mbps 466.56Mbps
输
OC-12
SONET
622.08Mbps
带
OC-18 OC-24
SONET SONET
933.12Mbps 1244.16Mbps
宽
OC-36
SONET
1866.24Mbps
OC-48
SONET
2488.32Mbps
广域网与OSI模型
第三层
第三层
第二层 第二层 第一层 第一层 MODEM
物理上放置在用户 一侧的设备，包括 属于用户的设备或 服务提供商放置在
用户侧的设备
从分界到服务提供 商中心局的线路
点到点或电路 交换连接
在CPE的前端，本地 环路开始的地方，通 常CPE也就是用户接
入所在地
常见广域网设备
路由器
广域网 宽器属于网络层的互连设备，用于实现不同网络之 间的互连和路由功能；
电话网络、在传统电话网络上实 现的数字传输服务ISDN。
常见广域网服务类型二：包交换 服务
节点1
DCE
广域网
DCE
节点3
将待传输的数据分成若干个等长或不 等长的数据传输单元来进行独立传输 的一种服务方式。 在包交换网络中，网络线路为不同的 数据包或帧所共享，交换设备为这些 包或帧选择一条合适的路径将其传送 到目的地。 若信道没有空闲，则交换设备将待转 发的数据包或数据帧暂时缓存起来； 信道的利用率较高 典型例子：帧中继和ATM 。
Chapter 6
广域网技术
本章教学提要
教学目标：
➢了解广域网的特点、服务类型及实现方式；； ➢了解常见的广域网设备； ➢了解若干典型的广域网协议和技术，包括PPP 、ISDN、ATM、帧中继和SDH技术等。
教学难点：无 教学时数：３学时
Chapter 6-1 广域网概述
广域网的特点
地理覆盖范围大，至少在上百公里以上 ； 主要用于互连广泛地理范围内的局域网 ； 为了实现远距离通信，通常采用载波形式的频带传 输或光传输。 ； 通常由公共通信部门来建设和管理的。公共通信部 门利用各自的广域网资源向用户提供收费的广域网 数据传输服务，所以其又被称为网络服务提供商。 在网络拓扑结构上，通常采用网状拓扑，以提高广 域网链路的容错性。 网络中两个节点在进行通信时，一般要经过较长的 通信线路和较多的中间节点。中间节点设备的处理 速度、线路的质量以及传输环境的噪声都会影响广 域网的可靠性。
广域网交换机 节点2
常
线路类型
56
信号标准
DS0
传输速率
56kbps
见
64
DS0
64kbps
的
T1
DS1
1.544Mbps
E1
ZM
2.048Mbps
广
E3
M3
34.064Mbps
域
J1
Y1
2.048Mbps
T3
DS3
44.736Mbps
网
OC-1
SONET
51.84Mbps
传
OC-3 OC-9
SONET SONET
广域网服务的实现模型
Toll network：广域网服务提 供商用来实现长途传输的通信 网络，通常由成组的交换机和
中继设备组成
中心交换机
广域网服务提供商 的长途网络 SS
S SS
分界
S
本地环路
Central office switch ：由广域网服务提供 商提供的，离用户最
近的局端交换机
用户端设备
广域网
MODEM
第二层 第二层 第一层 第一层
路由器 DTE设备
DCE设备
DCE设备
路由器 DTE设备
广域网主要工作于OSI模型的下三层，即物理层、数据链路层和 网络层 由于目前网络层普遍采用了IP协议，所以广域网技术或标准主要 关注物理层和数据链路层的功能及其实现 不同广域网技术的差异就在于它们在物理层和数据链路层实现方 式的不同。
PPP的体系结构
I P I P X 第三层 协议
IPCP
IPXCP
其它
PPP
网络控制协议
认证、其他功能
链路控制协议
同步/异步 传输介质
网络层 数据链路层 物理层
PPP的连接
PPP的连接一般要经历链路建立、链路质量协商、网络层 协议选择和链路拆除四个阶段。 ➢ 链路建立阶段--通过发送LCP的帧来对链路进行相关的配置 ，包括数据最大传输单元、是否采用PPP的压缩、PPP的认 证方式等； ➢ 链路质量协商阶段(可选)--用于对链路质量进行测试，以确 定其能否为上层所选定的网络协议提供足够的支持，另外 若连接的双方已经要求采用安全认证，在该阶段还要按所 选定的认证方式进行相应的身份认证； ➢ 网络层协议选择阶段--通过发送NCP包来选择网络层协议并 进行相应的配置，不同的网络层协议要分别进行配置；该 阶段完成后，一条完整的PPP链路就建立起来了并可在上 面进行数据传输。 ➢ 任何时候只要用户请求断开连接或者由于链路故障，PPP 的连接都会被终止即进入链路拆除阶段。
可以为用户提供永久的专用连接； 不管用户是否有数据在线路上传送都 要为专线付租用费，故又被称为租用 线。 连接的可靠性高，但租用费也相对较 高； 一般用于WAN的核心连接，或者 LAN和LAN之间的长期固定连接。 线路交换在每次通信时都要首先在网 络中建立一条物理线路或连接，并在 用户数据传输完毕后要撤除或结束所 建立的连接，又称为电路交换； 典型例子：
➢ 广域网的物理层协议主要描述如何面向广域网服务提供电气、机械、规 程和功能特性，包括定义DTE和DCE设备的接口；
➢ 广域网的数据链路层定义数据帧的封装以及如何通过广域网链路传输到 远程节点。
Chapter 6-1 PPP
PPP概述
点对点协议(Point-to-Point Protocol)的简称，由IETF (Internet Engineering Task Force)开发，目前已被广 泛使用并成为国际标准； 一个工作于数据链路层的广域网协议。为路由器到路 由器、主机到网络之间使用串行接口进行点到点的连 接提供了OSI第二层的服务； 在物理上可使用各种不同的传输介质，包括双绞线、 光纤及无线传输介质； 在数据链路层提供了一套解决链路建立、维护、拆除 和上层协议协商、认证等问题的方案； 在帧的封装格式上，PPP采用的是一种HDLC的变化 形式； 对网络层协议的支持则包括了多种不同的主流协议， 如IP 和IPX等。 ）
广域网交换机属于数据链路层的多端口存储转发设备 ，在广域网中实现数据链路层协议帧的转发。如帧中 继交换机、X.25交换机、光交换机等
调制解调器用于实现数字和模拟信号转换，如ISDN网 络中用到的TA/NT1设备等。
通信服务器主要用来对广域网用户进行身份合法性的 验证并提供服务策略。
常见广域网服务类型一：专线 服务