第3章 广域网技术本章主要内容n n 广域网的连接方式n n网络的互联设备n n高级广域网技术n n 与Internet的连接2024/7/2423.1广域网的连接方式n n3.1.1模拟连接n n所谓模拟连接是指与广域网连接时所采用的信号是模拟信号。在模拟连接中有使用公共电话网络拔号上网方式和使用专用线路上网两种方式。n n1拨号上网n n2专用线路2024/7/243n n3.1.2数字连接n n所谓的数字连接是指通信媒介中传输的是数字信号。n n1DDSn n这种数字连接是通过CSU/DSU（通道服务设备与数据服务设备）设备从网桥或路由器上发送数据，只在一些城市中提供服务。它的传输速率很慢，与模拟连接的速率差不多。2024/7/244n n2T1n nT1是目前应用最为广泛的一种数字连接。它提供1.54Mbit/s的带宽，是点对点的全双工连接，T1的带宽划分为24个信道，每个信道带宽为64kbit/s。n n3T2、T3与T4n n这些数字连接与T1相比，提供了更大的带宽和更多的信道。一般需要高频的介质，如微波和光纤。它们是为高速大流量的数据传输设计的，适合于视频和语音以及对实时性有很强要求的传输。2024/7/245n n4Switched56n n这是由电话公司提供一种局域网到局域网的数字连接服务。2024/7/246n n3.1.3分组交换连接n n分组交换连接是一种高速的、具有差错控制功能和高的线路利用率的连接方式。n n1分组交换的工作原理n n在分组交换广域网中，计算机在发送数据前，把大的数据分成很多小的报文分组，对以报文分组为单位的信息进行发送、暂存和转发。计算机给每个报文分组加上目标地址、数据分组编号以及错误控制等其他的信息，然后把报文分组发送到网络上。2024/7/247n n当数据达到网络上的交换设备后，这些设备根据目前网络上的信息流量情况，为每个数据帧选择一条最佳路径。这样，各个数据帧就沿不同的路径到达目标计算机，达到目标计算机时，其顺序可能完全改变了，目标计算机按照数据帧上的信息把它分组报文进行还原，使之于原来的数据一致。2024/7/248n n2分组交换业务方式的分类n n虚拟电路方式：为两用户终端设备在开始互相发送和接收数据之前建立逻辑上的连接，而在实际的电路中可能有很多的不同链路的组合。这种虚拟的逻辑电路可以是临时性的也可以是永久性的连接，一直到离开网络时才释放连接。2024/7/249n n数据报方式：把每个数据帧都看成是独立的数据，在接收转发过程中，网络的交换设备会根据网络情况给每个数据帧选择一条最佳路径，数据达到目标计算机后，目标计算机必须按照分组编号重新排列各数据帧的顺序。2024/7/2410n n3分组交换的特点n n这种连接的方法有如下的特点：n n（1）数据传输的延时较小，可以用于实时性要求高的网络传输。n n（2）能自动选择路径，把网的流量均匀分配给整个网络，避免了网络局部的堵塞，并保证了所有信道具有较高的利用率。n n（3）数据传输的速度较快，可以适合大流量的需求。n n（4）采用多路复用的技术，可以充分的利用各个通道，以便提供稳定的服务。2024/7/24113.2网络的互联设备n n广域网是指用连接设备将小的局域网连接起来形成，同时也可以使用这些设备对网络进行扩展。所使用的设备有：调制解调器、集线器、中继器、网桥、路由器、桥由器、网关等。2024/7/2412n n3.2.1调制解调器n n1调制解调器的工作原理n n调制解调器是由调制器和解调器两部分组成。计算机通过调制解调器与电话线相连，将资料传输出去和接收进来。n n2调制解调器的分类与选择n n调制解调器一般分为外置调制解调器和内置调制解调器两种类型。n n选择调制解调器应从实际需求出发，多方面的考虑。2024/7/2413n n3.2.2中继器n n中继器又名转发器或重发器，工作在物理层，常用于两个网络节点之间完成物理信号的双向转发工作。2024/7/2414n n3.2.3集线器n n集线器是一种能够改变网络传输信号、扩展网络规模、连接PC、服务器和外设构建网络的最基本的设备。n n集线器工作于物理层，属于通信设备。n n按工作方式分类，集线器可以分为被动集线器、主动集线器、智能集线器和交换集线器。在选择集线器时一般从集线器的外形尺寸、带宽、是否具有管理功能、扩展方式等几方面考虑。2024/7/2415n n3.2.4网桥n n1网桥的工作原理n n网桥工作在OSI模型的数据链路层，它的主要功能是：n n（1）能够在数据帧上重生数据。n n（2）能够实现协议转换。n n（3）检查每个数据帧的目标地址和源地址，实现帧的转发与过滤，并建立一张路由表。2024/7/2416n n（4）有选择的传输数据，均衡网络负载。n n（5）网桥具有管理功能，对扩展的网络状态进行监督。n n2网桥的实现n n网桥可以是一个独立的设备，也可以以其他的形式出现，比如以网卡形式出现。n n3网桥的适用场合n n具有以下优点：n n（1）设备简单，容易实现。n n（2）灵活性好，适用性强。n n（3）可以连接不同的网络分支。2024/7/2417n n（4）能够分割网络减少网络的信息流量。n n（5）价格相对便宜比中继器贵。n n在下面的情况中，我们可以考虑用网桥作为扩展设备：n n（1）需要扩展一个网络，使网络能连接更多的计算机。n n（2）需要连接不同的网络分支，如令牌环网与以太网相连。n n（3）网络中有不同的物理媒介。n n（4）需要减少各个网络之间的数据流量。2024/7/2418n n3.2.5路由器n n路由器是在网络层提供多个子网间连接服务的一种存储/转发设备，用路由器连接的网络可以使用在数据链路层和物理层协议完全不同的网络互连中。n n1路由器的工作原理n n路由器的主要工作是为经过路由器的多个数据帧寻找一个最佳的传输路径，并将该数据有效地传送到目的地。2024/7/2419n n2路由器的分类n n路由器可以分为静态路由器和动态路由器两大类。n n3路由器与网桥的区别n n（1）工作层不同。n n（2）分析的地址不同。n n（3）对网络风暴的反应不同。n n（4）流量控制能力不同。路由器可以进行流量控制，并能对数据帧进行重新分组，而网桥不能。n n（5）信息转移路径数不同。网桥只能经过单一的一条路径转输信息，路由器则可以有多条路径传递信息，并能选择一条最挂路径。2024/7/2420n n5路由器的选择n n（1）多种类型的网络间互连。n n（2）网络比较大，包含较多的子网，比如大于15个子网时，应考虑使用路由器。n n（3）如果网络系统没有网络层，则必须使用路由器。n n（4）需要均衡各个链路上的负载。n n（5）对各个网络分支之间的数据传递有严格的路径控制的要求时，应当考虑使用路由器。n n（6）对各个网络分支之间的数据传递有安全性的要求时，可以考虑使用路由器。2024/7/2421n n3.2.6桥由器n n这种设备实际上是网桥和路由器的组合，有时可以当网桥使用，有时却当路由器使用，因此，它具有两者的功能2024/7/2422n n3.2.7网关n n网关是一种复杂的网络连接设备，它使得不同的环境和不同体系结构的网络通信成为可能。n n1网关的工作原理n n网关工作于OSI模型的应用层。它接到发送方的数据时，按照协议把发送方的数据进行分析，把数据一层一层的拆开，然后按照接收方的协议对数据重新进行包装，包装好后再把数据传递给接收方，这样，接收方就可以理解可接收该数据了。2024/7/2423n n2网关的特点n n（1）实现不同的网络操作系统的网络间通信。n n（2）实现不同体系结构的网络间通信。n n（3）实现使用不同协议的网络间通信。n n（4）在不同机器类型的网络间通信。n n（5）一个网关是针对一个特定的任务的。n n（6）网关的速度往往很慢。n n（7）其价格很昂贵。2024/7/2424n n3网关的应用n n正是由于网关的诸多缺点，只有在下列情况时才考虑使用网关：n n（1）不同的网络操作系统网络间连接。n n（2）不同体系结构的网络间连接。n n（3）不同协议的网络间连接。n n（4）大型机与小型机之间的连接。2024/7/24253.3 高级广域网技术n n主要有以下几种： n n（1）CCITT X.25n n（2）帧中继n n（3）异步传输技术（ATM）n n（4）综合数字业务（ISDN）n n（5）同步光网（SONET）2024/7/2426n n3.3.1X.25n nX.25是ITU-T建议的一种协议，它定义终端和计算机到分组交换网络的连接。X.25是CCITT的标准，被广泛地应用在局域网到广域网连接中。利用X.25技术可以保证任何终端设备可以连入到交换设备。2024/7/2427n n3.3.2帧中继n n帧中继是一种高级的高速分组交换技术，满足了局域网互连所需的大容量传输的要求，填充了X.25分组交换业务和ATM等宽带业务间的断层。n n帧中继是建立在数据传输率高、误码率低的光纤上，采用数字传输，它支持可变长的数据帧。2024/7/2428n n3.3.3异步传输模式（ATM）n n异步传输模式是一种将时分交换与统计复用融为一体的新型的网络技术，是对传统网络理论与技术的巨大变革。n nATM技术不是这样，它采用交换并行的点对点的存取技术，一个数据的出现并不影响其他的网络链路，每一个计算机（或其他设备）都拥有与它连接的全部带宽。同时交换机能够支持不同速度的设备，ATM支持可变的带宽技术。2024/7/2429n nATM采用固定长度的信元进行数据传输，每个信元长度只有53个字节，其中48个字节是信息字节，5个字节为信头，这有助于ATM的交换机在内存管理、路由计算和计算机技术方面具有很高的效率和交换速度，实现ATM网络的极高的传输速度。n nATM采用的是一种虚拟电路的连接，其电路并不是实际的电缆或电线，只是对应于两台计算机之间永久的物理连接的分配给需求的带宽。2024/7/2430n n3.3.4综合数字业务服务（ISDN）n n综合业务数字服务是一种能够同时提供多种服务的综合性的公用电信网络，是为提供综合语音、数据、视频、图像及其他应用和服务设计的。它的设计目标是把家庭和商业网络用电话线连接起来，因此ISDN的标准接口一般是在电话线上安装适当的数字开关。n nISDN分为窄带ISDN和宽带ISDN两种。2024/7/24313.4 与Internet的连接n n3.4.1连接到Internetn n1模拟连接n n（1）直接拨号上网方式n n（2）专线拨号上网方式n n2数字连接n n数字连接是利用T1、T3、综合业务数字网等方式，它将把当今的模拟电话网更新为数字化系统，它具有高速度和全数字化的特点。2024/7/2432n n3软件的实现n n安装好硬件后，必须借助软件才能实现上网，每种网络操作系统都不完全一样，在安装时请仔细查阅相应的资料。2024/7/2433n n3.4.2Internet提供的服务n nInternet中提供的服务主要有WWW(万维网)、电子邮件、FTP服务、Telnet（远程登录）、网上聊天和NEWS。n n3.4.3IP地址与域名n n1IP地址n nIP地址是一个32位的二进制无符号数，为了表示方便，国际通行一种“点分十进制表示法”，即将32位地址按字节分为4段，高字节在前，每个字节用十进制数表示出来，并且各字节之间用“.”隔开。2024/7/2434n nIP地址通常划分成两部分，第一部分指定网络的地址，第二部分指定主机的地址。n n按网络规模大小的不同，可以将IP地址分为A、B、C、D、E类5种类型。n n2域名系统n n因为IP地址比较难记忆，为了向一般用户提供一种直观明了的主机识别符，TCP/IP协议专门设计了一种字符型的主机命名机制，也就是给每一台主机一个字符串组成的名字，这种主机名相对于IP地址来说是一种更高级的地址形式，这就是域名系统。2024/7/2435n n3域名系统与IP地址的关系n nInternet提供了一种自动将名字翻译成IP地址服务，这也是域名系统的主要功能。n n4统一资源定位器n n统一资源定器（URL-uniform resource locator）是专为标识Internet网上资源位置而设的一种编址方式，指明了要访问的服务器以及访问的方法和位置。n n一个URL一般由使用的协议、冒号、资源地址3部分组成，2024/7/24362024/7/2437