第六章第六章 广域网技术广域网技术广域网技术缩写广域网技术缩写广域网技术名称广域网技术名称最大带宽最大带宽注解注解POTS旧式电话服务旧式电话服务4kHz模拟带宽一流的可靠性一流的可靠性ISDN综合业务数字网综合业务数字网128kbit/s数据和语音一起数据和语音一起X.25X.252Mbit/S旧式的、可靠的、广泛应旧式的、可靠的、广泛应用技术用技术Frame Relay帧中继帧中继最高最高44.736Mbit/s新型广泛应用技术新型广泛应用技术ATM异步传输模式异步传输模式622Mbit/s强力网络强力网络SMDS交换式多兆比特数据业务网交换式多兆比特数据业务网1.544Mbit/S和和44.736Mbit/sATM城域网变种城域网变种T1、T3T1、T31.544Mbit/S和和44.736Mbit/s在电信中广泛使用在电信中广泛使用xDSL数字用户线数字用户线386Kbit/S 8Mbit/s&2M电话线上的技术电话线上的技术SONET同步光纤网同步光纤网9992Mbit/s快速的光纤传输快速的光纤传输拔号调制解调器拔号调制解调器调制解调器调制解调器56kbit/S使用电话线的成熟技术使用电话线的成熟技术电缆调制解调器电缆调制解调器电缆调制解调器电缆调制解调器10Mbit/S使用有线电视的技术使用有线电视的技术地面无线地面无线无线无线11Mbit/s微波和激光链路微波和激光链路人造卫星无线人造卫星无线无线无线2Mbit微波和激光链路微波和激光链路1 概述概述v广域网广域网(Wide Area Network-WAN)(Wide Area Network-WAN)覆盖范围广阔，最大的是覆盖范围广阔，最大的是 Internet 网网1网网2网网3网网4网网5互联网互联网路由器路由器因特网因特网(Internet)因特网是由许许多多属于不同国家、部门和机构的网络互连因特网是由许许多多属于不同国家、部门和机构的网络互连起来的网络（网间网）。起来的网络（网间网）。v一无所有的网络：一无所有的网络：v无所不在的网络：无所不在的网络：v来去自由的网络来去自由的网络v包罗万象的网络包罗万象的网络因特网的结构因特网的结构层次结构层次结构主干网：主干网：由代表国家或者行业的有限个中心结点，连接各个国家的因特网由代表国家或者行业的有限个中心结点，连接各个国家的因特网互连中心互连中心次级网次级网（区域网）：若干个次中心结点组成（区域网）：若干个次中心结点组成园区网园区网（校园网、企业网）：直接面向用户的网络（校园网、企业网）：直接面向用户的网络园区网园区网区域网区域网主干网主干网园区网中国互联网络简介中国互联网络简介v中国公用计算机互联网（中国公用计算机互联网（CHINANET）电信电信v中国教育和科研计算机网（中国教育和科研计算机网（CERNET）教育和科研单位教育和科研单位v中国中国“金桥金桥”网（网（CHINAGBN）吉通吉通v中国联通互联网（中国联通互联网（UNINET）v中国网通（中国网通（CNC）v中国移动互联网（中国移动互联网（CMNET）v中国长城网（中国长城网（CGWNET）基群（基本的群）速率：最基本的复用速率基群（基本的群）速率：最基本的复用速率vT1系列：支持24路PCM载波信号为基准 北美地区，vE1系列：支持32路PCM载波信号为基准 欧洲复复用用复复用用4路路T1（1.544）T2（6.312）T37路路T21路路2路路3路路4路路22路路23路路24路路同步位同步位193bit(125usec)T1系统系统2 2 PPPPPP协议协议点对点协议点对点协议（Point-to-Point ProtocolPoint-to-Point Protocol）有三个组成部分：有三个组成部分：（1 1）一一个个将将IPIP数数据据报报封封装装到到串串行行链链路路的的方方法法。PPPPPP既既支支持持异异步步链路，也支持面向比特的同步链路。链路，也支持面向比特的同步链路。（2 2）一一个个用用来来建建立立、配配置置和和测测试试数数据据链链路路的的链链路路控控制制协协议议LCPLCP（Link Link Control Control ProtocolProtocol）。通通信信的的双双方方可可协协商商一一些些选选项。项。（3）一套网络控制协议）一套网络控制协议NCP（NetworkControlProtocol），），支持不同的网络层协议，如支持不同的网络层协议，如IP，DECnet，AppleTalk等等。PCPC机机ModemPSTNInternetModemPool使用使用TCP/IP的客户进程的客户进程路由选路由选择进程择进程PPPPPP协议协议的工作状态的工作状态1、PC机通过机通过Modem拨号呼叫拨号呼叫ISP路由器，路由路由器，路由modem应答，应答，建立了物理连接。建立了物理连接。2、PC向路由器发一串向路由器发一串LCP包，与路由器协商使用的包，与路由器协商使用的PPP参数，参数，包括用户认证等（用户名，口令）。包括用户认证等（用户名，口令）。3、协商完，、协商完，PC机发一串机发一串NCP包，配置网络层。例如：要运行包，配置网络层。例如：要运行TCP/IP协议，需要分配一个协议，需要分配一个IP地址，（动态分配）地址，（动态分配）4、获得、获得IP地址，地址，PC机立即就成为一个因特网主机，可以发送机立即就成为一个因特网主机，可以发送和接收和接收IP数据包。数据包。5、用户使用完，由、用户使用完，由NCP负责拆除网络连接，释放负责拆除网络连接，释放IP地址。然地址。然后后LCP拆除数据链路层连接；最后计算机通知拆除数据链路层连接；最后计算机通知Modem挂断电挂断电话，释放物理连接。话，释放物理连接。PPPPPP协议协议的帧格式的帧格式F F是标志字段是标志字段 A A是地址字段是地址字段 C C是控制字段是控制字段 协协议议字字段段 当当字字段段值值为为0x00210x0021时时，表表示示信信息息字字段段就就是是IPIP数数据据报报；为为0xC0210xC021时时，表表示示信信息息字字段段是是链链路路控控制制数数据据；为为0x80210x8021时，表示信息字段是网络控制数据。时，表示信息字段是网络控制数据。FCSFCS是是帧帧校校验验序序列列字字段段 信信息息字字段段中中出出现现0x7E时时，就就要要将将该该字字节节转转变变为为2字字节节（0x7D,0x5E）；若若出出现现一一个个0x7D，则则转转变变为为2字节（字节（0x7D,0x5D）。）。F7EAFFC03协议协议F7EFCS信息部分信息部分IP数据报数据报首部首部尾部尾部字节数字节数111212不超过不超过1500字节字节PPP帧帧3 X.253 X.25网络网络vX.25X.25网络采用分布式的网状拓扑结构，网络采用分布式的网状拓扑结构，CHINAPACCHINAPAC（国家公共国家公共数据网）数据网）1) 1) 网络扩充和主机入网比较简单，可以很方便地增加结点，网络扩充和主机入网比较简单，可以很方便地增加结点，或者接纳主机入网。或者接纳主机入网。2) 2) 网络完整性和可靠性较高，任何一对结点之间都可以具有网络完整性和可靠性较高，任何一对结点之间都可以具有一条以上的路径，不会因为某些链路或者结点的故障造成全一条以上的路径，不会因为某些链路或者结点的故障造成全网的瘫痪网的瘫痪。3)分组交换网中各结点具有存储转发功能，不同速率的终分组交换网中各结点具有存储转发功能，不同速率的终端可以相互通信。端可以相互通信。4)提供虚电路进行分组传输。提供虚电路进行分组传输。5）支持）支持OSI下三层服务下三层服务PSEPSEPSEPSEPSEDCEDCEDTEDTEX.25X.25 PSE：分组交换设备分组交换设备广域网广域网X.25X.25网络组成网络组成HOSTNPTX.253XNPTNPT3X3X.PCPADPSEPSEPSEHOST.HOSTNMCFEPX25X25X25X25X25X25X25X25X25 网络网络PSE 分组交换设备分组交换设备NMC网络控制中心设备网络控制中心设备PC分组集中器分组集中器PAD 分组装拆设施分组装拆设施FEP前端通信处理机前端通信处理机NPTNPT非分组式终端非分组式终端HOSTNPTX.253XNPTNPT3X3X.PCPADPSEPSEPSEHOST.HOSTNMCFEPX25X25X25X25X25X25X25X25X25 网络网络PSEPSE（分组交换设备）分组交换设备）：将从某一物理链路（输入）传输来的将从某一物理链路（输入）传输来的数据分组根据一定的路由选择算法转发到另一条物理链路数据分组根据一定的路由选择算法转发到另一条物理链路（输出）上。（输出）上。路由选择路由选择的目的是保证用户的数据分组可以尽的目的是保证用户的数据分组可以尽快地穿越网络，使得网络具有较高的吞吐率。快地穿越网络，使得网络具有较高的吞吐率。HOSTNPTX.253XNPTNPT3X3X.PCPADPSEPSEPSEHOST.HOSTNMCFEPX25X25X25X25X25X25X25X25X25 网络网络NMCNMC（）：（）：网络管理中心网络管理中心运行网络管理软件，管理整个网络的运行网络管理软件，管理整个网络的运行，包括性能管理、故障检测、差错恢复、用户入网登记运行，包括性能管理、故障检测、差错恢复、用户入网登记及计费等，及计费等，NMCNMC的功能对整个网络的运行质量具有直接的影响的功能对整个网络的运行质量具有直接的影响 集中控制和管理：集中控制和管理：单个网络管理中心单个网络管理中心 分布式的控制和管理分布式的控制和管理: : 多个网络管理中心多个网络管理中心HOSTNPTX.253XNPTNPT3X3X.PCPADPSEPSEPSEHOST.HOSTNMCFEPX25X25X25X25X25X25X25X25X25 网络网络PCPC（分组集中器）：分组集中器）：目的是为了充分利用目的是为了充分利用PSEPSE的的X.25X.25端口，将来端口，将来自于多个分组式或者非分组式用户终端设备的信息流合并为一个自于多个分组式或者非分组式用户终端设备的信息流合并为一个X.25X.25分组流送往分组流送往PSEPSE。PADPAD（分组装拆设施）分组装拆设施）为非分组式用户终端提供接入为非分组式用户终端提供接入PSDNPSDN的能力。的能力。PSDNPSDN中的数据传送都是以中的数据传送都是以分组的形式分组的形式进行的（同步传输），进行的（同步传输），HOSTNPTX.253XNPTNPT3X3X.PCPADPSEPSEPSEHOST.HOSTNMCFEPX25X25X25X25X25X25X25X25X25 网络网络非分组式终端（非分组式终端（NPTNPT）：）：不具有装拆分组能力的终端设备（一不具有装拆分组能力的终端设备（一般的般的PCPC机，异步传输）。机，异步传输）。PADPAD将来自于将来自于NPTNPT的字符流封装成分的字符流封装成分组，传输给组，传输给PSEPSE，或者将来自于或者将来自于PSEPSE的分组拆封成字符流，并的分组拆封成字符流，并传输给传输给NPTNPT网络地址网络地址 P(1) P(1) DNIC(4) DNIC(4) NTN(10)NTN(10) DNIC(4) DNIC(4)国家代码国家代码(3)(3)网络编号网络编号(1)(1) NTN(10) NTN(10)结点机编号结点机编号(4)(4)结点机端口号结点机端口号(4)(4)子地址子地址(2)(2) P P（国际前缀）用国际前缀）用1 1位位1010进制数表示，目前取值为进制数表示，目前取值为0 0；vDNICDNIC（数据网络识别码）：数据网络识别码）：前前3 3位为国家或地区代码，后位为国家或地区代码，后1 1位为位为网络编号。网络编号。v分配给我国的国家代码为分配给我国的国家代码为460460479479，目前仅使用，目前仅使用460460表示。表示。 网络编号由国家自行分配，目前的网络编号由国家自行分配，目前的CHINAPACCHINAPAC的网络编号为的网络编号为3 3 NTNNTN（网络用户号码）网络用户号码）由网络主管部门分配由网络主管部门分配例：例：0460300020014分组交换数据网的编址方式分组交换数据网的编址方式X.25 端用户系统端用户系统端用户系统：端用户系统：是指企业、部门或者个人连入是指企业、部门或者个人连入X.25X.25网络的各种计算机系统，网络的各种计算机系统，X.25X.25专线专线/ /拨号同步方式拨号同步方式 每台计算机设备占用每台计算机设备占用PSEPSE或者集中器的一个端口，应当具有或者集中器的一个端口，应当具有该端口对应的该端口对应的网络地址网络地址。使用此种方式接入。使用此种方式接入PSDNPSDN时，时，MODEMMODEM必须配置为必须配置为同步工作方式同步工作方式。专线专线/ /拨号异步方式拨号异步方式通过专线或者电话拨号，直接接入分组装拆设备或者集中器的通过专线或者电话拨号，直接接入分组装拆设备或者集中器的端口，与端口，与PSDNPSDN网络以异步方式交换信息。为了便于管理和计网络以异步方式交换信息。为了便于管理和计费，费，每个端用户系统都被分配一个网络用户标识（每个端用户系统都被分配一个网络用户标识（NUINUI）4帧中继网络（帧中继网络（FrameRelay）FRFR简化简化X25X25协议，不提供差错处理的过程协议，不提供差错处理的过程v支持支持OSIOSI下二层服务并提供部分的网络层功能；下二层服务并提供部分的网络层功能；v采用光纤作为传输介质，传输误码率低；采用光纤作为传输介质，传输误码率低；v将差错处理过程由端系统去实现；简化了结点的处理过程，将差错处理过程由端系统去实现；简化了结点的处理过程，缩短了处理时间，降低了网络时延缩短了处理时间，降低了网络时延v具有灵活可靠的组网方式，一条物理连接能够提供多个逻辑具有灵活可靠的组网方式，一条物理连接能够提供多个逻辑连接，用户所需的进网端口数减少连接，用户所需的进网端口数减少FRSFRSFRSFRS网桥网桥RouterRouter广域网广域网Router帧中继在帧中继在这里工作这里工作HostBridgeF.R网络的组成网络的组成帧中继网中的设备分两类帧中继网中的设备分两类帧中继网接入设备帧中继网接入设备FRAD：属于用户设备。属于用户设备。如支持帧中继的主机、桥接器、路由器等。如支持帧中继的主机、桥接器、路由器等。帧中继网交换设备帧中继网交换设备FRS：属于网络服务提供者设备。属于网络服务提供者设备。如如T1/E1一次群复用设备和帧交换结点机。一次群复用设备和帧交换结点机。本质上仍是分组交换技术，但舍去了本质上仍是分组交换技术，但舍去了X.25的分组层，仅保留的分组层，仅保留物理层和数据链路层，以帧为单位在链路层上进行发送、接物理层和数据链路层，以帧为单位在链路层上进行发送、接收、处理收、处理F.R用数据链路连接标识符用数据链路连接标识符DLCI来标识虚电路来标识虚电路(最多最多1024个个)不不同的同的DLCI在链路层上实现了复用在链路层上实现了复用5ISDN（综合业务数据网络）综合业务数据网络）ISDNISDN设置能够与各种通信网接续的设置能够与各种通信网接续的ISDNISDN终端交换机，并提供终端交换机，并提供标准的用户标准的用户/ /网络接口，使得用户可以通过一条用户线接入网络接口，使得用户可以通过一条用户线接入网络，获得各种电信服务网络，获得各种电信服务（一线通一线通） 。ISDNISDN所提供的业务（即服务）主要有：所提供的业务（即服务）主要有： 语音业务语音业务 可视图文可视图文 智能遥测和告警业务智能遥测和告警业务主要目标：主要目标：集成声音和非声音的服务，以数字形式统一处理集成声音和非声音的服务，以数字形式统一处理各种公用网的通信业务。数字端到端。各种公用网的通信业务。数字端到端。在在ISDNISDN中，用户和综合业务数字网之间的连线相当于一个数字比特管道，中，用户和综合业务数字网之间的连线相当于一个数字比特管道，管道中的比特流可以来自数字电话机，数字传真机或其它终端，并且比管道中的比特流可以来自数字电话机，数字传真机或其它终端，并且比特流可以双向流动。特流可以双向流动。 ISDNISDN的用户类型：的用户类型：一个家庭或小单位：一个家庭或小单位： 在用户家中或办公室中安装一个用户端接在用户家中或办公室中安装一个用户端接设备（设备（NT1NT1） ，用户的电话、传真、计算机等等通过用户的电话、传真、计算机等等通过NT1NT1与与ISDNISDN交换局相连，用户设备可多达交换局相连，用户设备可多达8 8个个, ,只需要一根线。只需要一根线。ISDN网网电话电话传真传真计算机计算机NT1电话网电话网企业网企业网互连网互连网ISDNISDN的组成的组成v一个较大单位：一个较大单位：拥有较多的电话和终端，因为用户设施较多，需要较大拥有较多的电话和终端，因为用户设施较多，需要较大的接入带宽。的接入带宽。 NT1NT1不够用，需要一个不够用，需要一个ISDNISDN的专用小交换局（的专用小交换局（PBXPBX），），称为称为第二类网络端接设备（第二类网络端接设备（NT2NT2）。）。ISDN网网ISDNPBXNT1ISDN交换机交换机ISDN电话电话ISDN终端终端TA非非IDSN终端终端TE1TE2网关网关UTSRR：TA与非与非ISDN终端的接口终端的接口S：NT2与与ISDN终端的接口终端的接口T：NT1与用户设备的接口与用户设备的接口U：NT1与与ISDN交换局的接口交换局的接口NT2局域网局域网ISDNISDN网络的接入速率网络的接入速率v基本速率接口（基本速率接口（BRI）：）：两个两个B通路和一个通路和一个D通路通路（2BD），），通常速率为通常速率为144 Kbps。两条两条64 Kbps 的的B通路，支持话音和数据传输，通路，支持话音和数据传输，一条一条D通道，用于传输控制信号和数据，通道，用于传输控制信号和数据，16Kbps全双工数据通道。全双工数据通道。 B B 通道通道透明地传输用户信息（数字化语音和数据），用户可以采用任意的透明地传输用户信息（数字化语音和数据），用户可以采用任意的通信协议通信协议. .D D 通道通道主要用于用户和网络之间的控制信息交换，包括建立和拆除连接等，主要用于用户和网络之间的控制信息交换，包括建立和拆除连接等，也可支持较低速率要求的数据传输也可支持较低速率要求的数据传输. .一次群速率接口（一次群速率接口（PRI）：）：T1系统（系统（1.544Mbps）：）：美国、日本等国采用美国、日本等国采用23个个64Kbps的的B通路和通路和1个个64Kbps的的D通路的速率接口（通路的速率接口（23BD）。）。 E1系统（系统（2.048Mbps）：）：欧洲国家采用的是欧洲国家采用的是30个个64Kbps的的B通路和通路和1个个64Kbps的的D通路的速率接口（通路的速率接口（30BD）。）。窄带窄带ISDNISDN（N-ISDNN-ISDN）：原有的原有的ISDNISDN技术，技术，速率最大速率最大2M,2M,支持数字支持数字化语言，化语言，对图像传输，信道容量就不能满足了。对图像传输，信道容量就不能满足了。宽带宽带ISDNISDN（B-ISDNB-ISDN）：）：信道容量至少应在信道容量至少应在2Mbps2Mbps以上。以上。N-ISDNN-ISDN和和B-ISDNB-ISDN在性能上差异：在性能上差异：N-ISDN N-ISDN ：以目前的电话网为基础，用户环路主要采用双绞线，以目前的电话网为基础，用户环路主要采用双绞线， 各种通道的速率固定（如：各种通道的速率固定（如：B B通道为通道为64Kbps64Kbps），）， 以传输数字化语音为主以传输数字化语音为主B-ISDN B-ISDN ：用户环路和长途干线都采用光缆；用户环路和长途干线都采用光缆； 速率是可变的；速率是可变的； 可以传输各种数字化信息（语音、数据和图像等）可以传输各种数字化信息（语音、数据和图像等） 异步传输模式（异步传输模式（ATMATM）支持支持B-ISDNB-ISDN的实现。的实现。6 异步传输模式（异步传输模式（ATMATM）v同步传输模式（同步传输模式（STMSTM）：采用采用同步时分交换技术，其基本点为时间片交换，同步时分交换技术，其基本点为时间片交换，将输入端口的某个时间片中的内容将输入端口的某个时间片中的内容“交换交换”到输出端口对应的时间片中。到输出端口对应的时间片中。 最大特点：最大特点：时间片的静态分配时间片的静态分配，有空闲时间片，浪费信道的带宽。，有空闲时间片，浪费信道的带宽。v异步传输模式（异步传输模式（ATMATM）：以以异步时分复用异步时分复用概念为基础，每个时间片没有固概念为基础，每个时间片没有固定的占有者，各子信道的信息按照优先级和排队规则定的占有者，各子信道的信息按照优先级和排队规则按需分配时间片按需分配时间片。v数据传输的特点：数据传输的特点：允许延时，但不能有差错，数据的差错将导致数据含允许延时，但不能有差错，数据的差错将导致数据含义的不同，引起错误的结果；义的不同，引起错误的结果；v语音语音/ /图象传输的特点图象传输的特点： 信息量大，实时性高，但允许有少量的差错，信息量大，实时性高，但允许有少量的差错，差错只能影响当时的语音差错只能影响当时的语音/ /图象的质量。图象的质量。 ATMATM：为满足多媒体传输的要求而出现的一种新型通信技术为满足多媒体传输的要求而出现的一种新型通信技术6.1 ATM6.1 ATM的的信元结构信元结构v 信元具有固定的长度和格式：信元具有固定的长度和格式： 信元头信元头（5 5字节）：存放信元穿越字节）：存放信元穿越ATMATM网络时所用的路由控制网络时所用的路由控制信息等；信息等； 数据域数据域（4848字节），称为有效负载（字节），称为有效负载（payloadpayload），），存放各种存放各种高层数据。高层数据。HeadDataUNIUNI用户用户/网络接口网络接口NNINNI网络网络/网络接口网络接口87654321876543218765432187654321GFCVPIVPIGFCVPIVPIVPIVCIVPIVCIVPIVCIVPIVCIVCIVCIVCIVCIVCIPTCLPVCIPTCLPVCIPTCLPVCIPTCLPHECHECHECHEC1 12 23 34 45 5ATMATM信元头信元头格式格式GFCGFC（常规流量控制），常规流量控制），辅助用户控制信息流；对应不同的质量的服务，辅助用户控制信息流；对应不同的质量的服务，可取不同的值。可取不同的值。VPIVPI（虚拟路径标识），虚拟路径标识），VCIVCI（虚拟通路标识）虚拟通路标识） VPI/VCIVPI/VCI在用户建立连接时分配，并在信息传输途经的在用户建立连接时分配，并在信息传输途经的ATMATM交换结点上建交换结点上建立输入立输入/ /输出映射表；传输信元时，交换机根据信元头的输出映射表；传输信元时，交换机根据信元头的VPI/VCIVPI/VCI查映射表，查映射表，形成新的形成新的VPI/VCIVPI/VCI，填入信元头。填入信元头。vPTPT（信元负载类型），标识信元负载域的信息类型；信元负载类型），标识信元负载域的信息类型； b b4 4=0=0（用户信息）用户信息） b b3 3：拥塞指示（拥塞指示（0 0未拥塞，未拥塞，1 1拥塞），由交换机根据当前状况设置；拥塞），由交换机根据当前状况设置； b b2 2：用户指示，表示部分特定的信息。用户指示，表示部分特定的信息。 b b4 4=1=1（管理信息）管理信息） b b3 3=0=0表示操作管理信息；表示操作管理信息；b b3 3=1=1表示资源管理信息。表示资源管理信息。vCLPCLP（信元优先级），表示该信元对实时性的要求（优先级），一旦交换机出现信元优先级），表示该信元对实时性的要求（优先级），一旦交换机出现拥塞现象，拥塞现象，CLPCLP1 1的信元将被丢弃。的信元将被丢弃。 HECHEC（信元头校验码）信元头校验码）UNIUNI用户用户/网络接口网络接口NNINNI网络网络/网络接口网络接口87654321876543218765432187654321GFCVPIVPIGFCVPIVPIVPIVCIVPIVCIVPIVCIVPIVCIVCIVCIVCIVCIVCIPTCLPVCIPTCLPVCIPTCLPVCIPTCLPHECHECHECHEC1 12 23 34 45 56.2 ATM 6.2 ATM 交换技术交换技术A. A. 电路交换、分组交换相结合电路交换、分组交换相结合 （1 1）类似于电路交换，端用户之间的信息传输之前必须事先）类似于电路交换，端用户之间的信息传输之前必须事先分配逻辑信道，建立虚拟连接。分配逻辑信道，建立虚拟连接。( (虚电路虚电路) ) （2 2）ATMATM交换机的内部实现输入端口的信元交换机的内部实现输入端口的信元直接交换直接交换到输出到输出端口。交换机本身不执行差错控制和流量控制，减少结点处端口。交换机本身不执行差错控制和流量控制，减少结点处理延时。理延时。 （3 3）ATMATM采用分组交换的机制，使用固定长度的信元分组。采用分组交换的机制，使用固定长度的信元分组。B. B. 按需分配时间片按需分配时间片的策略，信道的利用率得到提高，的策略，信道的利用率得到提高，C. C. 使用优先级机制使用优先级机制，具有实时性要求的信息可以尽快传输。，具有实时性要求的信息可以尽快传输。D.D.带宽预约带宽预约, , 确保在规定的时间内完成数据信元的传输。确保在规定的时间内完成数据信元的传输。 6.2.1 ATM6.2.1 ATM网络环境网络环境vATMATM网络网络：由：由ATMATM交换机和传输媒体组成。交换机和传输媒体组成。vATMATM终端用户终端用户：ATMATM网络的用户设备，主机（工作站、服务器等）、互网络的用户设备，主机（工作站、服务器等）、互连设备（如路由器等），通过连设备（如路由器等），通过ATMATM适配卡接入适配卡接入ATMATM网络。网络。622Mbps155M155M100M以以太太网网令牌环令牌环集中器集中器ATM终端终端ATM桥接器桥接器集中器集中器ATM终端终端ATM网络网络NNIUNIUNIUNI终端用户与交换机之间的接口，包括专用交换机与通用交换终端用户与交换机之间的接口，包括专用交换机与通用交换机之间的接口。机之间的接口。NNINNI交换机与交换机之间的接口交换机与交换机之间的接口。622Mbps155M155M100M以以太太网网令牌环令牌环集中器集中器ATM终端终端ATM桥接器桥接器集中器集中器ATM终端终端ATM网络网络NNIUNI接口标准接口标准6.2.2 6.2.2 面向连接的信元交换面向连接的信元交换面向连接：数据信元交换之前必须建立虚拟连接。面向连接：数据信元交换之前必须建立虚拟连接。v采用了采用了复用复用/ /解复用技术解复用技术，支持多个用户同时访问，支持多个用户同时访问. .v物理链路逻辑上被分为多条物理链路逻辑上被分为多条虚拟路径虚拟路径（VPVPVirtual PathVirtual Path），），vVPVP多条多条虚拟通道虚拟通道（VCVCVirtual ChannelVirtual Channel），），VPIVPI和和VCIVCI的组合的组合（VPI/VCIVPI/VCI）唯一地标识了一条唯一地标识了一条VCVC（虚拟通路）虚拟通路）。VPI1VPI1VPI2VPI2VPI3VPI3VCI1VCI1VCI2VCI2VCI6VCI6VCI5VCI5VPI1/VCI1VPI1/VCI1-VPI2/VCI6VPI2/VCI6VPI1/VCI2VPI1/VCI2-VPI3/VCI5VPI3/VCI5 ATMATM网络的工作过程网络的工作过程622Mbps用户终端用户终端A用户终端用户终端BATM网络网络连接连接建立建立阶段阶段setupsetupCallprocCallprocconnectconnectConnectackConnectack1.SETUP1.SETUP控制信元控制信元: : 发送方用固定的虚拟通道（发送方用固定的虚拟通道（VPIVPI0 0，VCIVCI5 5）发）发SETUPSETUP，启动启动ATMATM连接建立的过程，携带连接建立的过程，携带对方地址对方地址以及要求的以及要求的服务质量服务质量（QOSQOS，例如：所需的网络带宽，最大延时要求等）。例如：所需的网络带宽，最大延时要求等）。连接连接建立建立阶段阶段setupsetupCallprocCallprocconnectconnectConnectackConnectack2.2.各中继的交换机如果能够满足各中继的交换机如果能够满足QOSQOS要求，调用要求，调用ATMATM路由协议，分配路由协议，分配VPIVPI和和VCIVCI，预留资源，预留资源，并转发并转发SETUPSETUP信元至输出端口信元至输出端口，各交换机建立起输，各交换机建立起输入入/ /输出的输出的VPI/VCIVPI/VCI映射表映射表，直至收方终端用户；，直至收方终端用户；3.3.如果终端用户同意连接，沿原路径返回如果终端用户同意连接，沿原路径返回CONNECT CONNECT 控制信元；控制信元；4.4.如果中继的交换机或收方用户认为无法满足如果中继的交换机或收方用户认为无法满足QOSQOS的请求，沿原路径返的请求，沿原路径返回回RELEASERELEASE控制信元。控制信元。连接连接建立建立阶段阶段数据数据传输传输连接连接释放释放阶段阶段connectconnectConnectackConnectackActive StatereleasereleaseReleasecompleteReleasecomplete5.5.一旦一旦ATMATM连接建立，数据信元沿已分配的路径进行传输，连接建立，数据信元沿已分配的路径进行传输，中继的交换机完中继的交换机完成成VPI/VCIVPI/VCI的映射的映射。交换机仅对信元头进行分析和校验，出错的信元直接。交换机仅对信元头进行分析和校验，出错的信元直接丢弃；否则将信元送入输出队列；如果队列满，根据策略丢弃实时性要丢弃；否则将信元送入输出队列；如果队列满，根据策略丢弃实时性要求不高的信元。求不高的信元。6.6.双方的数据信元交换完毕，任意一方可以发起释放连接的请求双方的数据信元交换完毕，任意一方可以发起释放连接的请求（RELEASERELEASE），），请求网络释放端到端的连接。请求网络释放端到端的连接。 6.2.3 ATM6.2.3 ATM交换机结构及分类交换机结构及分类1.1.时分交换结构时分交换结构2.2.空分交换结构空分交换结构时分交换结构时分交换结构 交换机内部可被理解为一个可为各个端口共享的高速时间片环，交交换机内部可被理解为一个可为各个端口共享的高速时间片环，交换机端口类似于环上的结点，环路的吞吐量大于或者等于所有各个端口换机端口类似于环上的结点，环路的吞吐量大于或者等于所有各个端口的传输能力总和，从而保证交换的及时性的传输能力总和，从而保证交换的及时性. .缺点：缺点： 交换机的吞吐量上限由环路的吞吐量所决定，不随端口的增加或者减交换机的吞吐量上限由环路的吞吐量所决定，不随端口的增加或者减少而变化。随着端口的增加，对共享环路资源的需求也增加，最终可能少而变化。随着端口的增加，对共享环路资源的需求也增加，最终可能会影响交换机的性能。会影响交换机的性能。8个个155Mbps端口端口1.2Gbps的环路吞吐量的环路吞吐量交换机背板速率交换机背板速率空分交换结构：（多级矩阵交换结构）空分交换结构：（多级矩阵交换结构）v 端口之间利用端口之间利用矩阵电路矩阵电路形成一条或者多条形成一条或者多条“通路通路”，支持，支持信元的交换；信元的交换；增加端口增加端口意味增加电路，有利于提高交换机的意味增加电路，有利于提高交换机的吞吐率；选择端口意味着交换机内部的吞吐率；选择端口意味着交换机内部的路由选择路由选择；选择相同；选择相同端口时意味着信元碰撞，端口时意味着信元碰撞，内部缓存内部缓存解决碰撞问题。解决碰撞问题。ATM交换机分类交换机分类v接入交换机接入交换机v节点交换机节点交换机v专用交换机专用交换机vATMATM局域网交换机局域网交换机接入交换机接入交换机：位于位于ATMATM网络边缘，将各种业务终端接入网络边缘，将各种业务终端接入ATMATM网中。网中。主要功能主要功能：（1 1）完成各种业务到）完成各种业务到ATMATM网的适配工作，将业务数据适配到网的适配工作，将业务数据适配到ATMATM信元中，信元中，（2 2）统计复用功能，将多个低速的信元流适配成标准速率的）统计复用功能，将多个低速的信元流适配成标准速率的ATMATM信元流。信元流。（3 3）完成信令的处理，识别业务信令，并将它转换为）完成信令的处理，识别业务信令，并将它转换为ATMATM信令。信令。局域网局域网以太网以太网令牌环令牌环FDDIFDDIATMATM公用网络公用网络ATMATM局域网局域网交换机交换机ATMATM专用专用交换机交换机ATMATM接入接入交换机交换机ATMATM节点节点交换机交换机ATMATM交叉交叉连接设备连接设备各种各种业务业务接口接口ATMATM专用网专用网v节点交换机节点交换机：完成完成VP/VCVP/VC交换，要求交换容量较大，接口类型相对简单，只有标交换，要求交换容量较大，接口类型相对简单，只有标准的准的ATMATM接口（接口（NNINNI，UNIUNI），），只要处理只要处理ATMATM信令，要求有较强的管理和维护功能信令，要求有较强的管理和维护功能。v交叉连接设备：在交叉连接设备：在ATMATM主干网中完成主干网中完成VPVP交换，不需要进行信令处理，而是交换，不需要进行信令处理，而是通过管理设置通过管理设置VPVP之间的连接，实现极高速率的交换。之间的连接，实现极高速率的交换。 大容量的大容量的VPVP交换，交换，较简单的控制功能和强大的网络管理和维护功能较简单的控制功能和强大的网络管理和维护功能局域网局域网以太网以太网令牌环令牌环FDDIFDDIATMATM公用网络公用网络ATMATM局域网局域网交换机交换机ATMATM专用专用交换机交换机ATMATM接入接入交换机交换机ATMATM节点节点交换机交换机ATMATM交叉交叉连接设备连接设备各种各种业务业务接口接口ATMATM专用网专用网专用交换机专用交换机： 具有专用的具有专用的UNIUNI和和NNINNI接口，完成专用的接口，完成专用的UNIUNI、NNINNI的信令处的信令处理，有较强的管理和维护功能。理，有较强的管理和维护功能。ATMATM局域网交换机局域网交换机：完成局域网业务的接入，具有局域网接口和：完成局域网业务的接入，具有局域网接口和ATMATM专用专用UNIUNI接口，处理局域网的各种协议以及接口，处理局域网的各种协议以及ATMATM信令。信令。 解决面向连接的解决面向连接的ATMATM网中实现无连接业务的问题网中实现无连接业务的问题 采用的协议有：局域网仿真（采用的协议有：局域网仿真（LAN Emulation)LAN Emulation)、IPOA(IP over ATM)IPOA(IP over ATM)、MPOA(Multiple protocol over ATM).MPOA(Multiple protocol over ATM).局域网局域网以太网以太网令牌环令牌环FDDIFDDIATMATM公用网络公用网络ATMATM局域网局域网交换机交换机ATMATM专用专用交换机交换机ATMATM接入接入交换机交换机ATMATM节点节点交换机交换机ATMATM交叉交叉连接设备连接设备各种各种业务业务接口接口ATMATM专用网专用网6.3 ATM6.3 ATM体系结构体系结构ATMATM应用层应用层AALAAL子层子层ATMATM子层子层物理层物理层OSIOSI高层高层数据链路层数据链路层物理层物理层高层高层PDUPDU信元体信元体信元体信元体信元体信元体信元体信元体信元信元比特流传输比特流传输v主要定义物理媒体与物理设备之间的接口（包括光电转换的准主要定义物理媒体与物理设备之间的接口（包括光电转换的准则），以及线路上的传输编码，最终支持位流在媒体上的传输。则），以及线路上的传输编码，最终支持位流在媒体上的传输。v传输汇聚子层（传输汇聚子层（TCTC）：主要主要定义控制线路的方法定义控制线路的方法。 （1 1） 线路空闲时所用的闲置信元，用于双方线路空闲时所用的闲置信元，用于双方TCTC实体保持同步；实体保持同步； （2 2）对物理媒体进行性能监控、故障探测和传输差错报告等。）对物理媒体进行性能监控、故障探测和传输差错报告等。 （3 3）将来自于）将来自于PMPM子层的位流或者字节流识别为信元。子层的位流或者字节流识别为信元。 （4 4）提供信元头校验功能）提供信元头校验功能物理媒体子层（物理媒体子层（PMPM）PMDTC主要定义信元头的结构，主要定义信元头的结构，ATMATM信元的组织信元的组织以及使用物理链路的方法以及使用物理链路的方法等等。 （1 1） 信元的汇集和分检：负责将多个输入端口的信元分检到不同信元的汇集和分检：负责将多个输入端口的信元分检到不同的输出端口；当多个输入端口的信元选择了相同的输出端口时，对的输出端口；当多个输入端口的信元选择了相同的输出端口时，对信元进行必要的队列处理信元进行必要的队列处理( (汇集汇集) .) . （2 2）信元头的操作：发送方增加信元头，接收方删除。经过不同的）信元头的操作：发送方增加信元头，接收方删除。经过不同的交换机，交换机， VPI/VCIVPI/VCI的管理的管理, ,信元头要有变化，需要重填写。信元头要有变化，需要重填写。 （3 3）流量控制）流量控制( (信元速率调整信元速率调整) )：不同的链路需不同的信元速率：不同的链路需不同的信元速率. . ATM ATM 层层将高层的信息转换成适合将高层的信息转换成适合ATMATM网络传输要求的格式网络传输要求的格式, ,对不同的信息采取不同对不同的信息采取不同的定义。的定义。ATMATM网络可以支持的业务种类网络可以支持的业务种类: : vCLASS ACLASS A：支持源支持源/ /宿之间宿之间具有实时要求具有实时要求的的恒定位速率恒定位速率（CBRCBR）业务，例业务，例如：支持恒定位速率为如：支持恒定位速率为64Kbps64Kbps的话音传输的话音传输. . 采用面向连接的工作方式；采用面向连接的工作方式；vCLASS BCLASS B：支持源支持源/ /宿之间宿之间具有实时性要求的可变位速率具有实时性要求的可变位速率（VBRVBR）业务，业务，例如：支持可变位速率的视频传输。采用面向连接的工作方式；例如：支持可变位速率的视频传输。采用面向连接的工作方式；vCLASS CCLASS C：支持源支持源/ /宿之间宿之间无实时性要求的可变位速率无实时性要求的可变位速率（VBRVBR）业务，例业务，例如：面向连接的数据传输业务，高速数据传输等；如：面向连接的数据传输业务，高速数据传输等；vCLASS DCLASS D：支持支持面向无连接的数据传输面向无连接的数据传输服务服务. .ATMATM适配层（适配层（AALAAL）AAL层又可分为两个子层：v汇聚子层（CS）: 面向不同应用要求，为高层的信息分段进行准备工作.v分段/组装子层（SAR）: 将高层数据分段成信元负载域的格式，或者将多个信元负载域中的信息组装成高层数据。AAL1：支持CLASS A业务AAL2：支持CLASS B业务AAL3/4：支持CLASS C和D类业务AAL5，简单高效的适配层（SEAL），AAL3/4简化， 可以同时支持CLASS C和CLASS D业务ATMATM适配层（适配层（AALAAL）协议类型协议类型高层数据高层数据AALAAL的工作过程的工作过程高层用户数据高层用户数据组成组成CS-PDUCS-PDUCSCS子层子层SARSAR子层子层数据数据 1 1数据数据 2 2数据数据 n nATM子层子层信元信元1 1信元信元2 2信元信元n n物理层物理层完整信元头和传输完整信元头和传输ATMATM交换的优点交换的优点v使用使用固定长度的信元固定长度的信元作为传输的基本单元，作为传输的基本单元， 可以简化可以简化ATMATM交换机的处理交换机的处理. .v允许混合使用多种高质量的传输媒体允许混合使用多种高质量的传输媒体, ,可以可以简化差错控制和简化差错控制和流量控制的处理流量控制的处理，从而，提高网络（或者，从而，提高网络（或者ATMATM交换机）的吞交换机）的吞吐率吐率. .vATMATM网络可以同时支持多种传输的应用，网络可以同时支持多种传输的应用，不同的应用需求具不同的应用需求具有不同的处理策略，资源预留机制有不同的处理策略，资源预留机制可以支持高实时性的应可以支持高实时性的应用要求用要求. .v支持支持SVC(SVC(交换虚电路交换虚电路) )和和 PVC(PVC(永久虚电路永久虚电路).).vATMATM技术可用于组建各种规模的网络技术可用于组建各种规模的网络. .7 SONET/SDH7 SONET/SDH同步光纤网同步光纤网/ /同步数字体系同步数字体系v同步光纤网（同步光纤网（SONETSONET）标准：标准：以以51.84Mbps51.84Mbps为基准进行递增，可支持铜缆和光纤为基准进行递增，可支持铜缆和光纤基于铜缆的电信号传输称为第一级同步传送信号（基于铜缆的电信号传输称为第一级同步传送信号（STS-1STS-1）基于光纤的光信号传输称为第一级光载波（基于光纤的光信号传输称为第一级光载波（OC-1OC-1）v同步数字体系（同步数字体系（SDH)SDH)ITU-TITU-T（原（原CCITTCCITT）制定国际标准制定国际标准基本的基本的SDHSDH速率为速率为155.520Mbps155.520Mbps，称为第称为第1 1级同步传送模块（级同步传送模块（STM-1STM-1）SDHSDH标准适用于光纤、微波和卫星通信系统。标准适用于光纤、微波和卫星通信系统。SDHSDH的原理的原理SDHSDH是一个是一个基于时分多路复用技术基于时分多路复用技术的数字传输网络，由多路复用器和中继器的数字传输网络，由多路复用器和中继器组成，并通过光纤进行连接。组成，并通过光纤进行连接。v多路复用器：多路复用器：将多个较低级别的信道复用为一个较高级别的信道，将多个较低级别的信道复用为一个较高级别的信道，v中继器：中继器：实现更长距离传输时的信号再生和转发实现更长距离传输时的信号再生和转发双环自愈合网络双环自愈合网络：支持双向的数据传输，提高网络的效率支持双向的数据传输，提高网络的效率. . 提高网络的可靠性，无论是线路或者设备的故障，双环仍然可提高网络的可靠性，无论是线路或者设备的故障，双环仍然可以通过旁路故障设备或者线路来保证数据的传输以通过旁路故障设备或者线路来保证数据的传输. .多路复用器中继器中继器较低信道较低信道多路复用器多路复用器段段段段线线路 径 段段：设备之间的连接：设备之间的连接线线：复用器之间（可能经过一个或者多个中继器）的连接：复用器之间（可能经过一个或者多个中继器）的连接路径路径：源和宿之间的连接。：源和宿之间的连接。可以使用软件进行信号的直接分离可以使用软件进行信号的直接分离, ,不影响其余高速信号不影响其余高速信号. .SDH传输网络示意图传输网络示意图 采用同步多路复用技术，被复用的信号组成一个数据块（称为采用同步多路复用技术，被复用的信号组成一个数据块（称为帧）进行传输帧）进行传输. .A.A.基本结构基本结构STM-1STM-1帧（帧（155M155M）结构：结构：24302430个字节个字节, ,排列为排列为9 9行行270270列列前前9 9行行9 9列列用于存放控制信息：包括段首用于存放控制信息：包括段首SHSH、线首线首LHLH和路径首部和路径首部PHPH以以及及段、线和路径设施处理的各种控制信息，如同步信息、时钟段、线和路径设施处理的各种控制信息，如同步信息、时钟信息、校验信息等。另外还有净负荷指针信息、校验信息等。另外还有净负荷指针. .后后9 9行行261261列列用于存放被传输的信息用于存放被传输的信息SDHSDH帧结构帧结构9 9行行9 9列列261261列列8 8位位段首段首信息载荷信息载荷（23492349字节）字节）线首线首STM-1STM-1的帧结构的帧结构传输是按行按字节进行的。传输是按行按字节进行的。第第1 1行第行第1 1列的字节最先上线路，列的字节最先上线路，第第2 2行第行第1 1列的字节紧随着第列的字节紧随着第1 1行第行第270270列的字节之后。列的字节之后。B. B. 多个多个STM-1STM-1信道复用到更高的信道复用到更高的SDHSDH信道信道每个子信道的信息按字节逐个插入到较高级别的信道中，每个子信道的信息按字节逐个插入到较高级别的信道中，STM-4STM-4，STM-16STM-16，STM-64(9953.28MSTM-64(9953.28M ).帧结构帧结构9 X 270 X N复复用用4路路STM-1（155）STM-4（622）应用：应用：SDHSDH网络仅是数字信号传输网络，提供一条高速的物理信道网络仅是数字信号传输网络，提供一条高速的物理信道, ,用用于构造基于光纤的长途传输干线，于构造基于光纤的长途传输干线，是目前一些广域网（如：是目前一些广域网（如：ATMATM等）的基础网络。等）的基础网络。8数字用户环路数字用户环路（DSL）DSLDSL技术是运行在原有普通电话线上的一种新的高速宽带技术技术是运行在原有普通电话线上的一种新的高速宽带技术. .通常分为两类：通常分为两类：非对称非对称DSL:VDSL ADSL RADSLDSL:VDSL ADSL RADSL对称对称DSL:HDSL SDSLDSL:HDSL SDSLADSL:ADSL:它利用现有的一对电话线，为用户提供上、下行非对称它利用现有的一对电话线，为用户提供上、下行非对称的传输速率（带宽）。非对称主要体现在上行速率（最高的传输速率（带宽）。非对称主要体现在上行速率（最高640Kbps640Kbps）和下行速率（最高和下行速率（最高8Mdps8Mdps）的非对称性上。协议结的非对称性上。协议结构与构与ISDNISDN类似。类似。 ADSLADSL技术的特点技术的特点1 1、可直接利用现有用户电话线，节省投资。、可直接利用现有用户电话线，节省投资。2 2、可享受超高速的网络服务，为用户提供上、下行不对、可享受超高速的网络服务，为用户提供上、下行不对称的传输带宽。称的传输带宽。 3 3、节省费用，上网同时可以打电话，互不影响，而且上、节省费用，上网同时可以打电话，互不影响，而且上网时不需要另交电话费。网时不需要另交电话费。 4 4、安装简单，不需要另外申请增加线路，只需要在普通、安装简单，不需要另外申请增加线路，只需要在普通电话线上加装电话线上加装ADSL MODEMADSL MODEM，在电脑上装上网卡即可。在电脑上装上网卡即可。ADSL的安装的安装ADSL技技术与其它常与其它常见接入技接入技术比较比较1、ADSL与普通拨号与普通拨号Modem的比较的比较普通拨号普通拨号Modem的最高速率的最高速率56K，ADSL：640K、8M。能够在同一铜线上分别传送数据和语音信号，数据信号并能够在同一铜线上分别传送数据和语音信号，数据信号并不通过电话交换机设备，所以在线并不需要拨号，这意味着不通过电话交换机设备，所以在线并不需要拨号，这意味着上网无须缴纳额外的话费。上网无须缴纳额外的话费。2、ADSL与与ISDN的比较的比较都能够进行语音、数据、图象的综合通信，但普通都能够进行语音、数据、图象的综合通信，但普通ISDN提供的是提供的是2B+D的数据通道，其速率最高可达到的数据通道，其速率最高可达到144Kbps。接入网络是窄带的接入网络是窄带的ISDN交换网络。交换网络。ADSL的下行速率可达的下行速率可达8Mbps,它的语音部分走的是传统的它的语音部分走的是传统的PSTN网，而数据部分则可接入宽带网，而数据部分则可接入宽带ATM平台平台3.ADSL3.ADSL和和CABLE MODENCABLE MODEN的比较（利用有线电视的信道）的比较（利用有线电视的信道）ADSLADSL在网络拓扑的选择上采用星型拓扑结构，为每个用户提在网络拓扑的选择上采用星型拓扑结构，为每个用户提供固定、独占的保证宽带，而且可以保证用户发送数据的安供固定、独占的保证宽带，而且可以保证用户发送数据的安全性；全性； CABLE MODEMCABLE MODEM的线路为总线型，一般的线路为总线型，一般10M10M甚至甚至30M30M的信道带的信道带宽是一群用户共享的，一旦用户数增多，每个用户所分配的宽是一群用户共享的，一旦用户数增多，每个用户所分配的带宽就会急剧下降，而且共享型网络拓扑致命的缺陷就是它带宽就会急剧下降，而且共享型网络拓扑致命的缺陷就是它的安全性。的安全性。9 移动移动IPv移动移动IP是一个支持主机移动的网络层解决方案是一个支持主机移动的网络层解决方案 同同IP一样，移动一样，移动IP对下层传输不做任何要求，可以在不同媒介的网络间对下层传输不做任何要求，可以在不同媒介的网络间提供主机的移动功能提供主机的移动功能 移动移动IP对上层屏蔽了主机的移动细节对上层屏蔽了主机的移动细节,现有因特网的上层协议都无须改现有因特网的上层协议都无须改动动v移动移动IP通过隧道技术实现通过隧道技术实现移动移动IP的设计要求的设计要求v移动节点在改变数据链路层的接入点后应仍能与因特网上的移动节点在改变数据链路层的接入点后应仍能与因特网上的其它节点通信其它节点通信v无论移动节点连接哪个数据链路层接入点，它应仍能用原来无论移动节点连接哪个数据链路层接入点，它应仍能用原来的的IP地址进行通信：地址进行通信：不改变不改变IP地址地址v移动节点应能与不具备移动移动节点应能与不具备移动IP功能的计算机通信功能的计算机通信 不改变现有的固定主机和路由器上的协议不改变现有的固定主机和路由器上的协议v移动节点不应比因特网上的其它节点面临新的或更多的安全移动节点不应比因特网上的其它节点面临新的或更多的安全威胁。威胁。移动移动IP的前提假设的前提假设v假设点到点通信的数据包在选路时与源假设点到点通信的数据包在选路时与源IP地址无关，只依据地址无关，只依据目的目的IP地址来选取路由地址来选取路由v假设已经存在因特网（或内部网），且该网络能在任意两个假设已经存在因特网（或内部网），且该网络能在任意两个节点间传送数据包。节点间传送数据包。移动移动IP要求的只是由路由器和链路构成的一个网络，它能要求的只是由路由器和链路构成的一个网络，它能将数据包送到任何连接在家乡链路上的节点。将数据包送到任何连接在家乡链路上的节点。IP协议即可提供这个条件协议即可提供这个条件移动移动IP的功能实体的功能实体移动移动IP定义了定义了3种必须实现移动协议的功能实体：种必须实现移动协议的功能实体：v移动节点（移动节点（Mobile Node) *指移动的计算机或路由器，移动后仍能用原来的指移动的计算机或路由器，移动后仍能用原来的IP地址进行通信地址进行通信v家乡代理家乡代理(Home Link) *运行在移动节点家乡链路上的路由器，它截获发送给移动节点的运行在移动节点家乡链路上的路由器，它截获发送给移动节点的报报 文，将报文转发给移动节点。文，将报文转发给移动节点。v外地代理（外地代理（Foreign Link） *运行在外地网络上的路由器，是移动节点发送报文的缺省路由器运行在外地网络上的路由器，是移动节点发送报文的缺省路由器组织结构组织结构因特网因特网家乡代理家乡代理家乡链路家乡链路外地代理外地代理外地代理外地代理外地链路外地链路外地链路外地链路移动节点移动节点“访问访问”外地链路外地链路在家的移动节点在家的移动节点工作过程工作过程1.移动节点移动到外地链路上，得到一个转交地址移动节点移动到外地链路上，得到一个转交地址（代理搜索）（代理搜索）2.移动节点将转交地址报告给家乡代理，并向外地代理申请服移动节点将转交地址报告给家乡代理，并向外地代理申请服务。（注册）务。（注册）3.通信对端将报文发送到移动节点的家乡链路通信对端将报文发送到移动节点的家乡链路4.家乡代理截获报文，通过隧道将报文转发给移动节点家乡代理截获报文，通过隧道将报文转发给移动节点5.移动节点要发送报文时，将外地链路上的路由器作为缺省网移动节点要发送报文时，将外地链路上的路由器作为缺省网关关代理搜索过程代理搜索过程v通过周期地组播或广播一个称为代理广播的消息通过周期地组播或广播一个称为代理广播的消息 ，家乡代理，家乡代理和外地代理宣告它们与链路的连接关系。和外地代理宣告它们与链路的连接关系。v移动节点收到代理广播后，检查其中的内容以确定自己是否移动节点收到代理广播后，检查其中的内容以确定自己是否连在家乡链路。连在家乡链路。(移动节点被动接收移动节点被动接收)v连在外地链路上的移动节点需要一个转交地址。这可以从外连在外地链路上的移动节点需要一个转交地址。这可以从外地代理广播中找到，或者通过配置规程得到地代理广播中找到，或者通过配置规程得到v注：当移动节点进行快速切换链路时，就会感到代理广播消注：当移动节点进行快速切换链路时，就会感到代理广播消息的频率太慢，这时它可以发送代理请求消息，目的是让链息的频率太慢，这时它可以发送代理请求消息，目的是让链路上的所有代理立即发送一个代理广播消息路上的所有代理立即发送一个代理广播消息 移动节点主动发起移动节点主动发起因特网因特网家乡代理家乡代理家乡网络家乡网络通信对端通信对端外地代理外地代理外地链路外地链路移动节点移动节点报告位置报告位置发送数据发送数据v隧道（隧道（Tunnel) *一个数据包被封装在另个数据报文的净荷中进行传送所经过的路径一个数据包被封装在另个数据报文的净荷中进行传送所经过的路径被封装的被封装的IP报文报文源源IP目的目的IP净荷净荷源源IP目的目的IP原始原始IP报报文文净荷净荷源源IP目的目的IP通信对端通信对端隧道入口隧道入口隧道出口隧道出口移动节点移动节点隧道隧道家乡代理家乡代理外地代理外地代理转交地址（转交地址（Care of Address）移动节点在外地链路上时为标识自己位置而使用移动节点在外地链路上时为标识自己位置而使用 的临时的临时IP地址。地址。v转交地址用于标识移动节点的当前位置转交地址用于标识移动节点的当前位置v转交地址与移动节点所在的外地链路相关转交地址与移动节点所在的外地链路相关v每次移动节点改变外地链路，转交地址也将随之改变每次移动节点改变外地链路，转交地址也将随之改变v送往转交地址的送往转交地址的IP报文可以通过现有的路由机制传送报文可以通过现有的路由机制传送v转交地址是连接家乡代理和移动节点的隧道的出口转交地址是连接家乡代理和移动节点的隧道的出口移动移动IP的应用的应用v园区内的移动园区内的移动v因特网上的移动因特网上的移动园区网概述园区网概述v园区网将公司内所有的路由器更新成同时具有家乡代理和外园区网将公司内所有的路由器更新成同时具有家乡代理和外地代理功能，将可搬动的主机更新成移动节点。然后，根据地代理功能，将可搬动的主机更新成移动节点。然后，根据用户所在的部门为所有的移动节点分配一个家乡地址，并在用户所在的部门为所有的移动节点分配一个家乡地址，并在移动节点和它们的家乡代理之间配置移动移动节点和它们的家乡代理之间配置移动IP认证密钥认证密钥因特网上移动因特网上移动v如何保护防火墙外的移动节点如何保护防火墙外的移动节点 采用基于虚拟专用网采用基于虚拟专用网VPN的技术的技术v移动节点如何穿越防火墙而又不牺牲网络的安全性移动节点如何穿越防火墙而又不牺牲网络的安全性 用密钥管理用密钥管理SKIP穿越防火墙穿越防火墙专用网专用网专用网专用网主机主机1防火墙防火墙防火墙防火墙可信任的主机和路由器可信任的主机和路由器可信任的主机和路由器可信任的主机和路由器不可信任的主机和路由器不可信任的主机和路由器公共网公共网认证和加密隧道认证和加密隧道虚拟专用网虚拟专用网VPN本章要点本章要点1.PPP协议协议 组成部分组成部分 工作过程工作过程2.X.25 提供虚电路提供虚电路支持支持OSI下下三层三层分组交换技术分组交换技术3.帧中继帧中继支持支持OSIOSI下二层下二层 链路层的帧链路层的帧4.ISDN数字形式统一处理数字形式统一处理 BRI PRIBRI PRI窄带窄带 宽带宽带5.5.ATM ATM 信元信元 交换技术交换技术 工作过程工作过程 体系体系结结构构 6.6.SONET/SDHSONET/SDH 传输介质传输介质 SDHSDH的原理的原理 7.7.DSL DSL 分类分类 ADSLADSL8.8.移动移动IP IP 功能实体功能实体 工作过程工作过程