(八)广域网基本概念v0-2
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广域网简介及配置
广域网简介及配置.txt这世界上除了我谁都没资格陪在你身边。
听着，我允许你喜欢我。
除了白头偕老，我们没别的路可选了什么时候想嫁人了就告诉我,我娶你。
第8章广域网简介及配置8.1 广域网简介广域网是一种跨地区的数据通讯网络，使用电信运营商提供的设备作为信息传输平台。
广域网对通信的要求高、复杂性也高。
在企业网中，广域网主要用来将距离较远的局域网彼此连接起来，来实现局域网之间的通讯。
对照OSI参考模型，广域网技术主要位于底层的3个层次，分别是物理层、数据链路层和网络层。
如图8-1所示。
广域网数据链路层定义了数据如何封装以传输到远程站点，广域网数据链路层协议描述了帧在系统之间建立的单一数据路径上传输。
数据链路层协议包括：帧中继、点到点（PPP)、HDLC, ISDN等，图8-2描述了数据链路协议与广域网线路的联系。
广域网常见的封装协议有HDLC和PPP等。
数据链路封装协议为第三层网络层提供服务。
它将网络层的数据封装为相应的帧格式，向下一节点转发。
为了更清晰地描述这一点，我们可以看一看网络层设备---路由器的数据转发流程，路由器通过识别数据包中第三层包头中的目标网络ID,并查询路由表转发数据包。
路由器在转发数据包时只会查询第三层的包头，一般不会对它的主要部分进行修改。
但对于数据包中第二层的包头（如 PPP的包头），转发它的每台路由器都会对它进行修改。
路由器是用修改第二层包头的方法把数据包传到下一台路由器或目标主机的。
图8-3给出了数据包从1.1.1.2被转发到3.3.3.2的情况。
为了使路由器可以向指定的数据链路上转发数据，必须在路由器上进行数据链路协议的配置。
本章将以思科和华为为例介绍这些数据链路协议的配置，包括有：HDLC配置、PPP配置等。
8.2 HDLC协议的配置8.2.1 HDLC协议简介HDLC(High-Level Data Link Control)即高层数据链路控制协议，是一个点对点的数据传输协议，工作在链路层，其帧结构有两种类型，一种是ISO HDLC帧结构，它由IBM SDLC协议演化过来，采用SDLC的帧格式，支持同步、全双工操作，分为物理层及LLC两个子层；另一种是Cisco HDLC帧结构，无LLC子层，从而Cisco HDLC对上层数据只进行物理帧封装，没有应答、重传机制，所有的纠错处理由上层协议处理。
第6章 广域网
X.25
DTE DCE
X.25
公共网
DCE
X.25
DTE
13
信管 严峻
PSE DCE DTE PSE PSE
DCE DTE
DCE
PSN
DTE
数据终端设备（ Terminal） DTE 数据终端设备（Data Terminal） 数据电路终端设备（ CircuitDCE 数据电路终端设备（Data Circuit-terminating Equipment） Equipment） 分组交换设备（ Equipment） PSE 分组交换设备（Packet Switching Equipment） 分组交换网（ PSN 分组交换网（Packet Switching Network）
1
信管 严峻
图6-1-1 由局域网和广域网组成互连网
2
信管 严峻
从上图中可知，广域网和局域网都是互连网的重要组成构件。 互连网必须使用路由器来连接，而广域网是使用结点交换机来连接。 广域网中的这些链路一般采用光纤线路或点对点的卫星链路等 高速链路，其距离没有限制。在广域网内，这些结点交换机和它们 之间的链路一般由电信部门提供，网络由多个部门或多个国家联合 组建而成，并且网络的规模很大，能实现整个网络范围内的资源共 享。
6
信管 严峻
虚电路服务的特点： (1)采用虚电路服务就必须有连接建立、数据传输和连接释放这三个 阶段。 (2)虚电路一经建立就要赋予虚电路号，它反映信息的传输通道，这 样在传输信息报文分组时，就不必再注明源站和目的站的全部地 址，相应地缩短了信息量。 (3)虚电路服务在传输数据时采用存储转发技术，即某个结点先把报 文分组接收下来，进行验证，然后在把该报文分组转发出去。 (4)在使用虚电路时，是由网络来保证报文分组按序到达，而且网络 还要负责端到端的流量控制。
DTE DCE
X.25
公共网
DCE
X.25
DTE
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信管 严峻
PSE DCE DTE PSE PSE
DCE DTE
DCE
PSN
DTE
数据终端设备（ Terminal） DTE 数据终端设备（Data Terminal） 数据电路终端设备（ CircuitDCE 数据电路终端设备（Data Circuit-terminating Equipment） Equipment） 分组交换设备（ Equipment） PSE 分组交换设备（Packet Switching Equipment） 分组交换网（ PSN 分组交换网（Packet Switching Network）
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信管 严峻
图6-1-1 由局域网和广域网组成互连网
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信管 严峻
从上图中可知，广域网和局域网都是互连网的重要组成构件。 互连网必须使用路由器来连接，而广域网是使用结点交换机来连接。 广域网中的这些链路一般采用光纤线路或点对点的卫星链路等 高速链路，其距离没有限制。在广域网内，这些结点交换机和它们 之间的链路一般由电信部门提供，网络由多个部门或多个国家联合 组建而成，并且网络的规模很大，能实现整个网络范围内的资源共 享。
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信管 严峻
虚电路服务的特点： (1)采用虚电路服务就必须有连接建立、数据传输和连接释放这三个 阶段。 (2)虚电路一经建立就要赋予虚电路号，它反映信息的传输通道，这 样在传输信息报文分组时，就不必再注明源站和目的站的全部地 址，相应地缩短了信息量。 (3)虚电路服务在传输数据时采用存储转发技术，即某个结点先把报 文分组接收下来，进行验证，然后在把该报文分组转发出去。 (4)在使用虚电路时，是由网络来保证报文分组按序到达，而且网络 还要负责端到端的流量控制。
广域网
示，前一个数字
是结点交换机号， 后一个数字是与 计算机相连的端 口号；
5.2 用路由器互连网络
广域网中的路由选择问题就是解决数据分组在各交换机上如何
进行转发的问题。为简化叙述，常将结点交换机用一个圆圈表 示，再辅以链路线段，用此简图来探讨路由选择问题是比较方 便的。图 (a)所表示的广域网用结点图形简化后对应图 (b)所示。
5.3 广域网技术
1. X.25标准 X.25是CCITT在1974年建议、后经多次修订的公用分组交
换网接口的标准，其重要特征是：只要网络产品制造商按
此接口标准生产相应产品，就可应用于公用分组交换网， 而不管其内部采用何技术手段实现图如图所示。
5.3 广域网技术
5.3 广域网技术
3. 帧中继的工作特征
(1) 不提供纠错功能，如果出错将错误帧丢弃，相比X.25 传输速率高、延迟小。 (2) 采用了变长帧的异步多路复用技术，所以不适合对延 迟敏感的语音、视频信息传输，主要用于数据传输。 (3) 只提供虚电路服务。 (4) 帧长度可变。
5.3 广域网技术
5.3.2 综合业务数字网ISDN 1. ISDN概述 当网络传输系统和交换系统都采用数字技术时，这种网络就 称为综合数字网IDN(Integrated Digital Network)。这里， 综合的意思是指网络中使用了“数字传输”和“数字交换”
5.1 网络互连与广域网
虚电路方式通信时，各个数据分组是按预定路线顺序传送 的，没有失序、重复、丢失数据分组等问题出现，通信质量比
较高；但虚电路方式也有其固有缺点：对小批量、短时间的突
发式通信，建立、拆除连接相对费时、不经济，当预定链路故 障时，整个通信失败。适合于长时间、大批量的数据通信。
广域网
22
Networking techno;ogy
FR的特点
FR支持较高速率（T1或T3）
FR只包含物理层和数据链路层，比X.25开销
优点
小 FR允许支持突发数据，且帧长度可达9000字 节
缺点
不提供差错控制功能
对多媒体数据传输的支持不够
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Networking techno;ogy
X.25与帧中继的比较
性 质 连 接 建 立
X . 2 5 在 网 络 层
F R 无 无 无 可 变 在 数 据 链 路 层 需 要
逐 跳 的 流 量 和 差 错 控 制在 数 据 链 路 层 端 到 端 的 流 量 和 差 错 控 制 在 网 络 层 数 据 传 输 率 多 路 复 用 拥 塞 控 制 固 定 在 网 络 层 不 需 要
Networking techno;ogy
广域网
1
Networking techno;ogy
第四章 广域网
4.1 广域网结构
虚电路和数据报
虚电路：面向连接，类似电话系统
数据报：无连接，类似电报系统
两者比较
4.2 广域网实例
2
Networking techno;ogy
虚电路方式
从提供用户服务的角度来看
“虚电路派”－“跳到跳”(hop-by-hop)控制 “数据报派”－“端到端”(end-to-end)控制
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Networking techno;ogy
两者比较（2）
项目 电路建立 地址 状态信息 路由选择 数据包 虚电路 不需要 需要 每个报文都必须有完整 每个报文只需要一个虚 的源和目的地址 电路号 子网不存储状态信息 每条虚电路都要占用子 网的表空间 每个报文单独进行 在建立虚电路时进行路 由选择 除在崩溃时丢失路由器 所有经过失效路由器的 中的报文，对其它的报 虚电路都要被中止 文没有影响 难 容易
广域网概述
功能：设置接口的链路层协议为HDLC 注意：
只有当接口工作在同步方式下，才能封装HDLC。即 上述命令只有在同步接口视图下才能正确运行(???)。
当接口封装了SLIP（串行链路网际协议）时，接口的 物理属性不能被修改为同步模式，因此，必须先将接 口的链路层封装为PPP后，才能将接口属性改为同步 模式。
缺省情况下，华为3com路由器的接口封装的链路层 协议是PPP协议。
16
1. PPP的功能
提供封帧定界和差错检测方法。 提供一种链路控制协议（Link Control Protocol，
LCP）用于数据链路的建立、维护、释放，以及 协商选项功能等。 提供一种能独立于所用的网络层协议的、用来协 商网络层选项的方法，并且对于所支持的不同网 络 层 ， 选 择 相 应 的 网 络 控 制 协 议 （ Network Control Protocol，NCP）。
信息字段的长度是可变的，不超过1500字节。
20
4.3.3 PPP协议的工作流程
底层 up
LCP up
Dead 阶段
Establish 阶段
Authenticate 阶段
失败
验证 失败
down Terminate 阶段
验证通过 或无验证
Network 阶段
Link Open 阶段
关闭
21
4.3.4 PAP 验证/CHAP验证
内容回忆
3.4 华为路由器的常用配置命令
显示信息中心记录的各项信息；显示接口当前的运行 状态和相关信息；显示系统版本信息；进入相应的接 口视图或创建逻辑接口和子接口；关闭和重启接口； 设置以太网接口的双工模式；启用以太网接口的流控 功能；设置以太网接口的速度；打开、关闭系统的调 试开关；测试网络的连通性；
只有当接口工作在同步方式下，才能封装HDLC。即 上述命令只有在同步接口视图下才能正确运行(???)。
当接口封装了SLIP（串行链路网际协议）时，接口的 物理属性不能被修改为同步模式，因此，必须先将接 口的链路层封装为PPP后，才能将接口属性改为同步 模式。
缺省情况下，华为3com路由器的接口封装的链路层 协议是PPP协议。
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1. PPP的功能
提供封帧定界和差错检测方法。 提供一种链路控制协议（Link Control Protocol，
LCP）用于数据链路的建立、维护、释放，以及 协商选项功能等。 提供一种能独立于所用的网络层协议的、用来协 商网络层选项的方法，并且对于所支持的不同网 络 层 ， 选 择 相 应 的 网 络 控 制 协 议 （ Network Control Protocol，NCP）。
信息字段的长度是可变的，不超过1500字节。
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4.3.3 PPP协议的工作流程
底层 up
LCP up
Dead 阶段
Establish 阶段
Authenticate 阶段
失败
验证 失败
down Terminate 阶段
验证通过 或无验证
Network 阶段
Link Open 阶段
关闭
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4.3.4 PAP 验证/CHAP验证
内容回忆
3.4 华为路由器的常用配置命令
显示信息中心记录的各项信息；显示接口当前的运行 状态和相关信息；显示系统版本信息；进入相应的接 口视图或创建逻辑接口和子接口；关闭和重启接口； 设置以太网接口的双工模式；启用以太网接口的流控 功能；设置以太网接口的速度；打开、关闭系统的调 试开关；测试网络的连通性；
计算机网络基础知识
异步通信的通信开销较大，但接收端可使用廉价 的、具有一般精度的时钟来进行数据通信。
同步通信和异步通信
SYN SYN 一个或多个 SYN字符 控制字符 ...... 数据字符 控制字符
字节5 字节4
字节3 字节2
字节1
t
b6 b 5 b4 b 3 b2 b 1 b0 终止位 (逻辑 “0”) 起始位 (逻辑 “1”)
若 1 个码元只携带 1 bit 的信息量，则“比特/秒” 和“波特”在数值上相等。 若 1 个码元携带 n bit 的信息量，则 M Baud 的码元 传输速率所对应的信息传输速率为 M n b/s。
计算机网络的主要性能指标
2. 误码率 误码率是衡量数据通信系统传输可靠性的指标。 它的定义是：二进制码元被传输出错的概率。 传输的二进制码元总数为N，被传错的码元数 为Ne则误码率为: Pe=Ne/N 例： 若收到10000个码元，经检查后发现有一个错 了，则误码率为万分之一，用10-4 表示。
1位 5位、6位、7位、8位 1位或无 1位、1.5位或2位 任意数量
信道复用技术
频分复用、时分复用
频分复用：所有用户在同样的时间占用不同的 带宽资源。 时分复用：所有用户在不同的时间占用同样的 频带宽度。 波分复用 WDM 码分复用 CDM
频分复用
频率 频率 5
频率 4
频率 3 频率 2
15 个话路
15 个话路
例：SDH的复用结构
T1 T1 多 路 复 用 器
. . .
STS-1
STS-3
T1
T3
多 路 复 用 器
STS-1
《广域网技术概述》课件
专线广域网
使用专用线路进行通信，适 用于跨越城市、跨国等远距 离通信。
虚拟专用网（VPN）
基于公用网络构建的虚拟私 有网络，提供安全可靠的远 程访问。
云计算
利用云计算技术提供跨地理 区域的资源共享和数据存储。
广域网与局域网的区别
1 范围不同
广域网跨越较大地理范围，而局域网局限在小范围内。
2 连接方式不同
2 应用
广播电视、有线电视等传输系统中的频率资源利用。
时间分割多路复用技术（TDM）
TDM将时间分成多个时隙，每个时隙分配给一个用户，实现多用户按时间轮 流通信。
分组交换技术（Packet Switching）
将数据分成小的数据包，每个数据包独立传输，具有灵活、高效的特点。
现代广域网的架构和技术发展趋势
云计算
将网络资源和服务部署在云端， 形成弹性、可扩展的架构。
软件定义网络（SDN）
通过软件控制网络行为，提供灵 活性和集中式管理。
物联网（IoT）
将各种设备连接到广域网，实现 智能化、自动化的通信和数据交 换。
卫星通信在广域网中的应用
1 远程通信
通过卫星进行长距离通信，覆盖范围广，适用于偏远地区。
广域网协议体系结构
1
数据链路层
2
负责将比特流转换为数据帧，并提供物
理地址传输特性和接口标准， 如光纤、电缆等。
网络层
实现数据在网络中的传输和路由选择。
公有网和专有网的区别
公有网
由通信运营商提供，对公众开放使用。
专有网
由企业自建或委托运营商搭建，用于内部通信和数 据交换。
虚拟专用网（VPN）的概念及其优势
概念
通过加密技术，在公用网络上建立一条加密通道，实现远程访问和数据传输。
第8章 广域网接入
2．中小型企业共享上网ADSL设置
8.4 中小型企业广域网应用实战
8.4.1 某市教育信息网络工程广域网应用实战 8.4.2 MPLS VPN在某省移动网中的应用实战 8.4.3 VoIP技术在某企业网络中的应用实战
8.5 本章小结
本章主要介绍了广域网基础知识、常用广 域网接入技术及应用、企业宽带接入技术及实 战、中小型企业广域网应用实战等基本内容。 通过本章的学习，读者应掌握广域网及相关技 术，企业宽带网络接入技术；理解VPN技术和 VoIP技术及应用;了解典型广域网接入技术应 用。
主要技术 通信协议 应用领域 管理方式
8.1.2 广域网的连接类型
1．租用专线 租用专线，即租用线路，是比较常用的一种广域网连接方式。也叫做 点到点或专线连接，提供一条预先建立的WAN通信路径，从客户 的基建地点经过服务商网络连接到远方的网络。 2．电路交换 电话交换属于异步串行通信方式，通常用于为用户提供ISDN或标准 电话服务业务。交换系统中当“呼叫”建立期间有专门的电路路 径建立在发送端和接收端之间，通信时线路是专用的，通信完毕 后，拆除线路。 3．分组交换 分组交换是一种WAN交换方式，当多个网络设备共享一条点对点 连接从一个数据源经过一个承载网络传送数据包到目的地时采用 分组交换。
1．DSL的应用场合 DSL主要用于以下场合： 远程计算中的住宅区线路。 因特网访问，尤其适合于文件的上载和下载。 通过网络访问多媒体，包括最新的音乐和电影。 从一处向别处快速传输一个大的文件，例如一幅地图。 进行交互式的课程教学或者研讨会。 在地理位置上分散的用户之间实现分布式的客户机/服 务器应用。
3．广域网与局域网的区别
广域网与局域网的主要区别如下表所示。
比较项目 距离 传输速率 10km以下 1—1000Mbps 双绞线 同轴电缆 光纤 无线 局域网 10km以上 10Mbps以下 电话线 卫星信道 微波线路 广域网
第八章网络互联
第二节 广域网接入技术
3.单线路数字用户线(SDSL) 对称的DSL技术，可以支持各种要求上、下行通信速率相同的应用，在双线 电路中运行良好。 与HDSL的区别：只使用一对铜线。 4.速率自适应数字用户线(RADSL) 提供的速率范围与ADSL基本相同，也是一种提供高速下行、低速上行并保留 原语音服务的数字用户线。 与ADSL的区别：速率可以根据传输距离动态自适应，当距离增大时，速率降 低，供用户灵活选择传输服务。 5.基于ISDN的数字用户线路(IDSL) 可以认为是ISDN技术的一种扩充，用于为用户提供基本速率BRI（128kbps） 的ISDN业务，传输距离可达5km。 主要应用场合：远程通信、远程办公室连接。
第二节 广域网接入技术
ITU-T定义的接入网：是指由业务节点接口（SNI）和相关用户网络接口
（UNI）之间的一系列传送实体（诸如线路设施和传输）所组成，为传送电信 业务提供所需传送承载能力的实施系统，可以经由Q3接口进行配置和管理。 接入网所包括的范围可由3个接口来标志： TMN 在网络侧通过节点接口 Q3 与业务节点（SN）相连； UNI 在用户侧经由用户网络 SNI 接口与用户终端相连； AN SN 管理功能则通过Q3接口 与电信管理网（TMN）相连。
光纤接入网络OAN(Optical Access Network)：在接入网中用光纤作
为小型企事业单位及居民住宅用户而设计； 引入OAN不应该依赖于交换机的类型，既要能与现有的模拟和数字交换机兼容也要能与 新的数字交换机兼容，既能够工作与多厂家、多类型交换机环境； OAN必须能提供原铜线网所能提供的全部业务，将来还能升级为提供图像和数据等。
第八章 网络互联
将众多的计算机网络进行互连，可以构成更大的计算机 网络，进而形成互联网。
广域网基础知识
广域网的特点：技术复杂、管理复杂、类型多样化、 连接多样化、结构多样化、提供的服务多样化
广域网的传输方式有数字、光纤、微波、卫星、综合等。
广域网结构一般采用网状拓扑结构,通信结点间进行互通式 的连接，具有很好的网络安全性。
广域网可以分为骨干传输网、接入网和用户终端。
广域网是由许多局域网组成，网络用户连接到广域网， 一般需要通过局域网连入，如图4.2所示。Internet 是由世界上众多的广域网、局域网互连的结果。
电路交换的承载业务 分组交换的承载业务 帧中继承载业务 承载业务相当于OSI的物理层、链路层和网络层功能。
终端业务是终端操作员利用终端所获得的业务,包括语音、 数据传输和视频等多种业务。终端业务包括终端本身所具 有的通信及处理能力,还包括网络提供的通信能力。
接入点的配置如图4.7所示
4.7
电
信
业
务
4.4.3 信道
信道用来描述用户一网络接口的通信能力及方式。 综合业务数字网定义了如下几种信道:
A信道 4KHz模拟信道用于在ISDN过渡期携带模拟信号。
B信道 64kbps数字信道。
C信道 8Kbps或16Kbps数字信道,用来与A信道构成数 字与模拟混合信道。
D信道 16kbps或64Kbps信令信道。
数字复接按支路信号长度划分,可以分为按位复接, 按字复接和按帧复接三种。
从复接各 支路信号时钟间的关系分,可以分为同步复接、 异步复接和准同步复接三种。
CCITT推荐了两种准同步数字复接系列： 一种是以PCM24路系统的 Tl速率(1.544Mbps)作为 基群的数字系列 一种是以PCM30/32路系统的El速率(2.048Mbps)作为 基群的数字系列。
如图4.6所示 是一个简单的综 合业务数字网示 意图
广域网的传输方式有数字、光纤、微波、卫星、综合等。
广域网结构一般采用网状拓扑结构,通信结点间进行互通式 的连接，具有很好的网络安全性。
广域网可以分为骨干传输网、接入网和用户终端。
广域网是由许多局域网组成，网络用户连接到广域网， 一般需要通过局域网连入，如图4.2所示。Internet 是由世界上众多的广域网、局域网互连的结果。
电路交换的承载业务 分组交换的承载业务 帧中继承载业务 承载业务相当于OSI的物理层、链路层和网络层功能。
终端业务是终端操作员利用终端所获得的业务,包括语音、 数据传输和视频等多种业务。终端业务包括终端本身所具 有的通信及处理能力,还包括网络提供的通信能力。
接入点的配置如图4.7所示
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电
信
业
务
4.4.3 信道
信道用来描述用户一网络接口的通信能力及方式。 综合业务数字网定义了如下几种信道:
A信道 4KHz模拟信道用于在ISDN过渡期携带模拟信号。
B信道 64kbps数字信道。
C信道 8Kbps或16Kbps数字信道,用来与A信道构成数 字与模拟混合信道。
D信道 16kbps或64Kbps信令信道。
数字复接按支路信号长度划分,可以分为按位复接, 按字复接和按帧复接三种。
从复接各 支路信号时钟间的关系分,可以分为同步复接、 异步复接和准同步复接三种。
CCITT推荐了两种准同步数字复接系列： 一种是以PCM24路系统的 Tl速率(1.544Mbps)作为 基群的数字系列 一种是以PCM30/32路系统的El速率(2.048Mbps)作为 基群的数字系列。
如图4.6所示 是一个简单的综 合业务数字网示 意图