ISSUEISSUE固网产品课程开发室固网产品课程开发室固网产品课程开发室固网产品课程开发室DA000003 DA000003 广域网协议原理广域网协议原理广域网协议原理广域网协议原理1.0学习目标学习目标学习目标学习目标l掌掌 握握 常常 用用 广广 域域 网网 协协 议议 HDLC、PPP/MP、 E1/CE1、 POS/CPOS、ATM的原理的原理学习完本课程，您应该能够：学习完本课程，您应该能够：课程内容课程内容课程内容课程内容第一章第一章 广域网协议概述广域网协议概述第第二二章章 HDLC协议原理协议原理第第三三章章 PPP、MP协议原理协议原理第第四四章章 E1/CE1原理原理第第五五章章 POS原理原理第六章第六章 ATM协议原理协议原理广域网概述广域网概述广域网概述广域网概述l广域网(Wide Area Network)简称WAN，是在一个广阔范围内建立的计算机通信网。 l 广域网是一种跨地域的数据通信网络，使用电信运营商提供的设备作为信息传输平台。l广域网主要用来将距离较远的局域网彼此连接起来。LANLANWAN广域网连接主要技术广域网连接主要技术l 点到点连接l通过分组交换方式的连接Packet Switchingl通过ATM交换方式的连接ATM Switching课程内容课程内容课程内容课程内容第一章第一章 广域网协议概述广域网协议概述第第二二章章 HDLC协议原理协议原理第第三三章章 PPP、MP协议原理协议原理第第四四章章 E1/CE1原理原理第第五五章章 POS原理原理第六章第六章 ATM协议原理协议原理lHigh-level Data Link Control，高级数据链路控制，简称HDLC，是一种面向比特的链路层协议。ITU-T开发了一系列基于HDLC协议的协议族，叫做链路访问协议（LAPs：LAPB协议等） lHDLC协议的最大特点是不要求数据必须是字符集，对任何一种比特流，均可以实现透明的传输。 l标准HDLC协议族中的协议都是运行于同步串行线路之上。 HDLCHDLC协议简介协议简介协议简介协议简介HDLC帧格式帧格式地址标志控制信息帧校验标志l面向比特l透明传输零比特填充法l运行于同步串行线路课程内容课程内容课程内容课程内容第一章第一章 广域网协议概述广域网协议概述第第二二章章 HDLC协议原理协议原理第第三三章章 PPP、MP协议原理协议原理第第四四章章 E1/CE1原理原理第第五五章章 POS原理原理第六章第六章 ATM协议原理协议原理PPP协议简介协议简介lPPP（Point to Point Protocol）协议是在SLIP的基础上发展起来的，在点到点链路上承载网络层数据包的一种链路层协议，由于它能够提供用户验证、易于扩充，并且支持同异步通信，因而获得广泛应用 PPPPPP协议组成协议组成协议组成协议组成lPPP协议主要由链路控制协议（LCP）、网络控制协议族（NCPs）和PPP协议的扩展（MP）组成。PPP协议还可以增加网络安全方面的验证协议族（PAP和CHAP）。PPP协议栈协议栈物理介质（同步 / 异步） 验证；其他选项 LCP IPCP IPXCP 其他 NCP 网络控制协议 IP IPX 其他网络协议物 理 层数据链路层网 络 层lPAP验证 两次握手验证，用户名和口令在网络中传送为明文。lCHAP验证 CHAP验证为三次握手验证，口令和随机报文通过MD5算法加密后在网络中传送。 PPPPPP的的的的 验证方式验证方式验证方式验证方式PAP 验证验证lPAP是两次握手验证协议，口令以明文传送。被验证方首先发起验证请求，验证方根据用户配置查看是否有此用户以及口令是 否 正 确 ， 然 后 返 回 不 同 的 响 应 （ Acknowledge or Not Acknowledge） 被验证方主验证方用户名密码通过 / 拒绝CHAP 验证验证lCHAP是三次握手验证协议，不发送口令，主验证方首先发起验证请求，安全性比PAP高。被验证方主验证方主机名加密后报文通过 / 拒绝主机名随机报文PPPPPP协商流程协商流程协商流程协商流程lPPP链路的建立需要通过链路层特性的协商lPPP在建立链路之前首先进行LCP协商，协商内容包括验证方式和最大传输单元等. LCP协商通过后就进入Establish阶段，此时LCP状态为Opened，表示链路已经建立。l如果配置了验证（远端验证本地或者本地验证远端）就进入Authenticate阶段，开始CHAP或PAP验证 l如果验证成功就进入Network协商阶段（NCP），通过NCP协商来选择和配置一个网络层协议。只有相应的网络层协议协商成功后，该网络层协议才可通过这条链路发送报文 lPPP链路将一直保持通信，直至有明确的LCP或NCP帧关闭这条链路，或发生了某些外部事件（例如，用户的干预） PPPPPP协商流程协商流程协商流程协商流程MultiLinkMultiLink PPP PPP简介简介简介简介l为了增加带宽，可以将多个PPP链路捆绑使用，称为MultiLink PPP，简称MP。l在LCP阶段协商是否使用MP，协商参数包括：MRRU、短序列字协商 （SSNHF）、终端描述符。l对于加入到捆绑组中的各接口只进行各自链路的LCP协商和用户验证，NCP等网络层协议的协商则由所加入的捆绑组进行，协商成功后捆绑组可以使用更大的带宽传输数据 。ppppppppppppBundle interface课程内容课程内容课程内容课程内容第一章第一章 广域网协议概述广域网协议概述第第二二章章 HDLC协议原理协议原理第第三三章章 PPP、MP协议原理协议原理第第四四章章 E1/CE1原理原理第第五五章章 POS原理原理第六章第六章 ATM协议原理协议原理l数字载波系统 载波系统能够在单一物理通信信道中包含多条逻辑信道，因此可以支持多路通信。在数字载波系统中，单一的大容量数字电路能够支持多条逻辑信道，每条信道可支持一路独立的通道 。lE载波 E-载 波 是 国 际 电 信 联 盟 -电 信 标 准 部 ITU-T（ International Telecommunication UnionTelecomm-unication Standardization Sector）建议的一种数字通信体系，开始于2048kbit/s的E-1，应用于北美以外地区 载波系统简介载波系统简介载波系统简介载波系统简介E E载波的工作模式载波的工作模式载波的工作模式载波的工作模式lChannelized：通道化，指在成帧模式（Framed）下，数据码流（E1、T1、E3、DS3等）除帧头以外的时隙可以分配到多个通道内。 lUnchannelized：非通道化，指在成帧模式（Framed）下，数据码流除帧头以外的所有时隙只能分配到一个通道内。lClear Channel：净通道，也称为非成帧模式（Unframed），即数据码流没有定帧信号，码流里的任意比特都是数据。当然，码流里的数据也只能属于一个通道。E1E1传统运用传统运用传统运用传统运用程控交换机程控交换机程控交换机程控交换机程控交换机程控交换机程控交换机程控交换机电话电话电话NE40NE40NE40NE40E1E1E1E1l E1属于ITU-T建议的数字通信体系，信号速率为2048kbit/s。 l E1/CE1接口是指可通道化的E1，即Channelized E1，它有两种工作方式：E1工作方式（clear channel）和CE1工作方式（channelized）。 E1/CE1E1/CE1的接口介绍的接口介绍的接口介绍的接口介绍E1E1与与与与CE1CE1工作方式工作方式工作方式工作方式当工作在E1方式时，它相当于一个不分时隙、数据带宽为2M的接口，其逻辑特性与同步串口相同，支持PPP、帧中继等链路层协议，支持IP网络协议。 当工作在CE1方式时，它在物理上分为32个时隙，对应编号为031。其中的31个时隙可以被任意地分成若干组（时隙0用于传送帧同步信号，不能被捆绑），每组时隙捆绑以后作为一个接口（channel-set）使用，其逻辑特性与同步串口相同，支持PPP、HDLC、FR、LAPB和X.25等链路层协议，支持IP等网络协议。课程内容课程内容课程内容课程内容第一章第一章 广域网协议概述广域网协议概述第第二二章章 HDLC协议原理协议原理第第三三章章 PPP、MP协议原理协议原理第第四四章章 E1/CE1原理原理第第五五章章 POS/CPOS原理原理第六章第六章 ATM协议原理协议原理SONET/SDHSONET/SDH简介简介简介简介lSONET（Synchronous Optical Network）是ANSI定义的同步传输体制，是一种全球化的标准传输协议 ，包含一组以51.840Mbps(STS-1)为基数的速率 。lSDH（Synchronous Digital Hierarchy）是CCITT（现在的ITU-T） 定 义 的 ， 使 用 SONET速 率 的 一 个 子 集 ， 以155.520Mbps(STM-1) 为基数的速率。POSPOS接口及其支持的协议简介接口及其支持的协议简介接口及其支持的协议简介接口及其支持的协议简介lPOS（Packet Over SONET/SDH，SONET/SDH上的分组）是一种应用在城域网及广域网中的技术，它具有支持分组数据，如IP分组的优点 。lPOS使用SONET作为物理层协议，在HDLC（High-level Data Link Control，高级数据链路控制）帧中封装分组业务，使用PPP作为数据链路层的链路控制，IP分组业务则运行在网络层。POSPOS接口及其支持的协议简介接口及其支持的协议简介接口及其支持的协议简介接口及其支持的协议简介RouterRouterSONET/SDH物理通路POS帧POSPOS常用速率常用速率常用速率常用速率OC级别STM级别速率（Mbps）用途OC-151.84数据可先映射进DS-3，再映射为STS-1和复用进OC-3或OC-12等OC-3STM-1155.52访问ISP、组织、帧中继网OC-12STM-4622.08ISP骨干网、组织、帧中继网OC-48STM-162488.32提供线路服务的ISP/OC-48骨干网OC-192STM-649953.28将来的发展方向POSPOS协议栈协议栈协议栈协议栈数据包协议封装、差错控制、链路初始化PPP包表示字节表示网络层数据链路层物理层SONET/SDHHDLC FramingPPPIPPOSPOS帧封装帧封装帧封装帧封装OC3/OC12/OC48PPP数据包HDLC成帧SDH成帧光电转换PPP数据包HDLC成帧SDH成帧光电转换CPOSCPOS接口介绍接口介绍接口介绍接口介绍l在同步数字系列SDH（Synchronous Digital Hierarchy）中，采用同步复用方式和灵活的映射结构，可以从SDH信号中直接分插出低速的支路信号，而不需要使用大量的复接/分接设备，从而能够减少信号损耗和设备投资 。l当把SDH信号看成由低速信号复用而成时，这些低速支路信号就称为通道。CPOS，即通道化的POS接口。它充分利用了SDH体制的特点，提供对带宽精细划分的能力，可减少组网中对路由器低速物理端口的数量要求，增强路由器的低速端口汇聚能力，并提高路由器的专线接入能力。通道化与非通道化通道化与非通道化通道化与非通道化通道化与非通道化 l通道化是指利用STM-N中的低速支路信号，通过一根光纤传送相互独立的多路数据，每一路独享带宽、有自己的起点终点和监控策略，称为一个通道。l非通道化则是使用全部STM-N信号，在一根光纤上传送的所有数据属于同一路，具有相同的标识，相同的起点和终点，服从单一的监控策略。l当有多路低速信号需要传送时，通道化方式可以更有效地利用带宽。如果传送速率较高的单路信号，则宜采用非通道化方式。lSTM-16通道 STM-16通道化的POS业务板，可提供16路155M通道。lSTM-1通道化 STM-1通道化的POS业务板，可提供63路E1通道（2.048M，DS-1）或84路 T1通道（1.544M，DS-1），并支持E1间或T1间的MP（Multilink PPP）捆绑。 CPOSCPOS接口类型接口类型接口类型接口类型 课程内容课程内容课程内容课程内容第一章第一章 广域网协议概述广域网协议概述第第二二章章 HDLC协议原理协议原理第第三三章章 PPP、MP协议原理协议原理第第四四章章 E1/CE1原理原理第第五五章章 POS/CPOS原理原理第六章第六章 ATM协议原理协议原理lATM（Asynchronous Transfer Mode）是异步传输模式的简称 lATM是以信元为基本单位进行信息传输、复接和交换的。ATM信元具有53字节的固定长度，其中5个字节构成信元头部，其余48个字节是有效载荷 lATM是一种基于虚电路的面向连接的交换技术。每条虚电路（Virtual Circuit，VC）用虚路径标识符（Virtual Path Identifier，VPI）和虚通道标识符（Virtual Channel Identifier，VCI）来标识。一个VPI/VCI值对只在ATM节点之间的一段链路上有局部意义。 ATMATM技术简介技术简介技术简介技术简介ATMATM技术简介技术简介技术简介技术简介lATM基本协议框架分为3个平面，即用户平面、控制平面和管理平面。用户平面和控制平面又各分为4层，即物理层、ATM层、ATM适配层和高层。 ATM协议模型图ATMATM适配层适配层适配层适配层lATM适配层（ATM Adaption Layer，AAL）是高层协议与ATM层间的接口，它负责转接ATM层与高层协议之间的信息。目前，已经提出4种类型的AAL：AAL1、AAL2、AAL3/4和AAL5，每一种类型分别支持ATM网中某些特征业务 l大多数ATM设备制造商现在生产的产品普遍采用AAL5来支持数据通信业务。 IPOAIPOA技术技术技术技术lIPoA（IP over ATM）继承了TCP/IP协议的基本思想，仅把ATM网络看成是一种异型子网。 l对于IP协议，ATM网络与现存的以太网、令牌环网等物理子网具有相同的地位，处于数据链路层。 l利用IPoA，用户可以直接在ATM网络上运行现存的基于IP的网络协议和网络应用。 问题问题问题问题lQuestion？