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广域网接入技术 1 n广域网的概念 n广域网接入技术分类 n广域网设备 n广域网中的数据链路层协议 n点对点协议PPP 本章内容 2 服务供应商 广域网的概念 n局域网只能在一个相对比较短的距离内实现,当主机之间的距离较远时 ,例如,相隔几十或几百公里,甚至几千公里,局域网显然就无法完成 主机之间的通信任务。这时就需要另一种结构的网络,即广域网。广域 网(Wide Area Networks,WAN)的地理覆盖范围可以从数公里到数千公 里,可以连接若干个城市、地区甚至跨越国界而成为遍及全球的一种计 算机网络。广域网将地理上相隔很远的局域网互连起来。3 n广域网由一些结点交换机以及连接这些交换机的链路组 成。结点交换机的任务是将分组存储转发,结点之间都 是点到点连接。但为了提高网络的可靠性,通常一个结 点交换机往往与多个结点交换机相连。 n受经济条件的限制,广域网都不使用局域网普遍采用的 多点接入技术。 n连接广域网各结点交换机的链路都是高速链路,其距离 可以是几千公里的光缆线路,也可以是几万公里的点对 点卫星链路。 4 专线 电路交换 分组交换 服务供应商 服务供应商 广域网接入技术(第一层) 永久性的固定连接 通过运营商网络为每一次会话过程建立,维持和终止一条专用的物 理电路。如ISDN。 网络设备共享一条点对点链路通过运营商网络在设备之间进行数 据包的传递。可采用复用技术。 5 专线 电路交换 分组交换 HDLC, PPP PPP, HDLC X.25, Frame-Relay 服务供应商 服务供应商 广域网接入技术(第二层) 6 广域网设备 n广域网交换机 n接入服务器 n调制解调器 nCSU/DSU (信道服务单元/数据服务单元) nISDN终端适配器 n路由器(Router) 7 广域网中的数据链路层协议 n点到点协议(PPP) n高级数据链路控制(HDLC)协议 IEEE标准,既支持点对点配置又支持多点配置,实现起来简洁, 但安全、灵活性不如PPP协议。HDLC可能因不同厂商提供的产品而 不兼容,因为它们的实现的方法不同。 n帧中继(Frame Relay) 一种面向连接的、没有内在的纠错机制的协议,使用高质量的数 字设备,采用简化的成帧技术。仅当帧中继网络本身的误码率非常 低时,帧中继技术才是可行的。 8 PPP协议简介 PPP协议是目前使用最广泛的广域网协议,这是因为 它具有以下特性: n能够控制数据链路的建立; n能够对IP地址进行分配和使用; n允许同时采用多种网络层协议; n能够配置和测试数据链路; n能够进行错误检测; n有协商选项,能够对网络层的地址和数据压缩等 进行协商。 9 TCP/IP IPX/SPX PPP SLIP HDLC AppleTalk PPP协议 PPP不仅适用于拨号用户,而且适用 于租用的路由器对路由器线路。 采用NCP协议(如IPCP、IPXCP), 支持更多的网络层协议 具有验证协议CHAP、PAP, 更好了保证了网络的安全性 PPP协议的优点 (EIA/TIA-232, V.24, V.35, ISDN) LCP(连接控制协议) NCP(网络控制协议) OSI 2 1 (IP, IPX, AppleTalk) 3 PPP协议结构 nPPP协议使用物理层的功能,PPP协议能够使用 (1)同步物理介质,如综合业务数字网ISDN的介质。 (2)异步物理介质,如用来建立拨号连接的电话网络 。 nPPP协议的高层功能利用NCP在多个网络层协议之间 传递数据报。PPP高层协议包括: (1)BCP网桥控制协议 (2)IPCP:IP控制协议 (3)IPXCP:IPX控制协议 12 PPP会话建立的过程 nPPP提供了建立、配置、维护和终止点到点连接的方法 。从开始发起呼叫到最终通信完成后释放链路,PPP经 过以下4个阶段在一个点到点的链路上建立通信连接: (1)链路的建立和配置协调 (2)链路质量监测 (3)网络层协议配置协调 (4)关闭链路 13 n例: (1)PC终端首先通过调制解调器呼叫远程访问服务器,如ISP的路由 器。当路由器上的远程访问模块应答了这个呼叫后,就建立起一个 初始的物理连接。 (2)PC终端和远程访问服务器之间开始传送一系列经过PPP封装的 LCP分组,如果有一方要求认证,接下来就进入认证过程。如果认 证失败,比如错误的用户名、密码,则链路被终止,双方负责通信 的设备或模块(如用户端的调制解调器或服务器端的远程访问模块 )将关闭物理链路回到空闲状态。如果认证成功,则通信双方开始 交换一系列的NCP分组来配置网络层。 (3)如果网络层使用的是IP协议,此过程是由IPCP来完成。当NCP配 置完成后,双方的逻辑通信链路就建立好了。双方可以开始在此链 路上交换上层数据。当数据传送完成后,一方会发起断开连接的请 求。这时,首先使用NCP来释放网络层的连接,归还IP地址,然后 利用LCP来关闭数据链路层连接,最后,双方的通信设备或模块关 闭物理链路回到空闲状态。 14 Client Server Hostname: wz Password: hyper123 username wz password hyper123 Request(username,password) Auth Nak PPP 口令验证协议 PAP Auth Ack nPAP是一个简单的实用的身份认证协议。PAP认证过程 只在双方的通信链路建立初期进行。如果认证成功,在 通信过程中不再进行认证。如果认证失败,则直接释放 链路。 n两次握手协议: 阶段1 被验证方(远端路由器)发送用户名和口令到验 证方。 阶段2 验证方(中心路由器)对用户名和口令进行认证 ,根据结果返回接受或拒绝认证请求的信息。 n明文方式进行验证 n认证只在链路建立初期进行,因此节省了宝贵的链路带 宽。 16 Client Server Hostname: wz Password: hyper123 username wz password hyper123 Challenge Response Success PPP挑战握手协议CHAP Failure nCHAP不在线路上发送明文密码,而是发送经过摘要算法加工过的随机序列 ,也被称为“挑战字符串”。 nCHAP为三次握手协议 阶段1 当被验证方(远端路由器)向验证方(中心路由器)发送用户名做请 求连接后,验证方向被验证方发送一串随机字符(“挑战”阶段)。 阶段2 被验证方利用口令和MD5算法,对随机字符串进行加密产生密文,并将 密文发送给验证方(“回应”阶段) 阶段3 验证方利用同样的方式对随机字符串进行加密产生密文,并将它与接 收到的密文进行比较,然后根据比较结果接受或拒绝连接请求,若比较结 果一致则接受,否则拒绝。 n安全性要比PAP高,但认证报文浪费带宽 18 第一步 定义接口封装类型: Router(config-if)#encapsulation ppp 第二步 定义本地数据库: Router(config)#username username password password PPP认证配置 第三步 定义PAP认证: Router(config-if)#ppp authentication pap Router(config-if)#ppp pap sent-username username password password 定义CHAP认证: Router(config-if)#ppp authentication chap Router(config-if)#ppp chap hostname username Router(config-if)#ppp chap password password PPP认证配置 ISDN/PSTN hostname left username right password right1 int bri 0 encapsulation ppp ppp authentication PAP ip add 10.0.0.1 255.255.255.0 ppp pap sent-username left password left1 hostname right username left password left1 int bri 0 encapsulation ppp ppp authentication PAP ip add 10.0.0.2 255.255.255.0 ppp pap sent-username right password right1 PPP PAP认证配置实例 ISDN/PSTN Username right password starnet hostname R1 int serial 0 encapsulation ppp ppp authentication CHAP ppp chap hostname left ppp chap password starnet PPP CHAP认证配置实例 Username left password starnet hostname R2 int serial 0 encapsulation ppp ppp authentication CHAP ppp chap hostname right ppp chap password starnet Router#show interfaces serial PPP认证的调试 Router#debug ppp authentication 课程回顾 n广域网的概念 n广域网接入技术分类 n广域网设备 n广域网中的数据链路层协议 n点对点协议PPP 24
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