2012年軟件水平考試網(wǎng)絡(luò)工程師筆記講義：第九章

　　第九章 廣域網(wǎng)

　　廣域網(wǎng)是作用的地理范圍從數(shù)十公里到數(shù)千公里，可以連接若干個(gè)城市、地區(qū)甚至跨越國界、遍及全球的一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。有時(shí)也稱為遠(yuǎn)程網(wǎng)。

　　9.1 廣域網(wǎng)組成

　　(1) 美國國防高級研究計(jì)劃局(DARPA)首先采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)分組交換原理開發(fā)了ARPANET

　　(2) 美國的TELENET，加拿大的DATAPAC、歐共體的EURONET、IBM公司的SNA網(wǎng)、DEC公司的DECnet網(wǎng)等。

　　9.2 點(diǎn)到點(diǎn)通信

　　(1) 點(diǎn)到點(diǎn)的通信通常有兩種情況：

　　第一種：成千上萬各族只有各種局域網(wǎng)，每個(gè)局域網(wǎng)含有眾多主機(jī)和一些聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以及連接至外部的路由器，通過點(diǎn)到點(diǎn)的租用線和遠(yuǎn)地路由器相連;

　　第二種：成千上萬個(gè)用戶在家里使用MODEM和撥號電話線連接到INTERNET，這是點(diǎn)到點(diǎn)連接的最主要應(yīng)用。

　　9.2.1 SLIP協(xié)議

　　(1) 1984年制定，協(xié)議文本用于描述RFC 1055。

　　(2) SLIP協(xié)議的問題所在：

　　A. 沒有任何糾錯(cuò)檢錯(cuò)功能;

　　B. 只支持IP分組，當(dāng)INTERNET不斷發(fā)展和擴(kuò)大且包含很多非IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，SLIP不適用;

　　C. 每一方需要知道另一方的IP地址，且在設(shè)置時(shí)不能動(dòng)態(tài)賦予IP

　　D. SLIP部提供任何身份驗(yàn)證

　　E. SLIP未被接受為INTERNET標(biāo)準(zhǔn)，版本多，不易互操作。

　　9.2.2 PPP協(xié)議

　　(1) INTERNET IETF制定了PPP協(xié)議

　　(2) PPP協(xié)議的三大功能：

　　A. 成幀的方法可清楚的區(qū)分幀的介乎和下一幀的起始，幀格式還處理差錯(cuò)檢測;

　　B. 鏈路控制協(xié)議(LCP)用于啟動(dòng)線路、測試，任選功能的協(xié)商以及關(guān)閉連接;

　　C. 網(wǎng)絡(luò)層任選功能的協(xié)商方法獨(dú)立于適用的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，因此可適用于不同的網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議(NCP)

　　9.3 X.25公共分組數(shù)據(jù)網(wǎng)

　　(1) CCITT X.25建議是常見的公共數(shù)據(jù)網(wǎng)的一種協(xié)議。

　　(2) X.25包括相關(guān)的一組協(xié)議：CCITT X.3，X.28，X.29，X..75等，X.25描述了將一個(gè)分組終端連接到一個(gè)分組網(wǎng)絡(luò)上所需要做的工作，它的特性是允許建立一個(gè)能提供兩種類型的分組交換網(wǎng)絡(luò)，這兩種類型是高優(yōu)先級類型和正常優(yōu)先級類型。

　　(3) X.25是一種中速數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，一般速率在64Kbps以內(nèi)。

　　9.4 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)

　　(1) ISDN的目標(biāo)是提供經(jīng)濟(jì)的、有效的、端到端的數(shù)字連接以支持廣泛的服務(wù)。

　　9.4.1 ISDN的定義

　　(1) ISDN是由綜合數(shù)字電話網(wǎng)發(fā)展起來的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，它提供端到端的數(shù)字連接一支持廣泛的服務(wù)。

　　(2) ISDN的特點(diǎn)：提供開放式的標(biāo)準(zhǔn)接口;提供端到端的數(shù)字連接;用戶通過公共通道、端到端的信令，實(shí)現(xiàn)靈活的職能控制

　　9.4.2 ISDN系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　(1) 數(shù)字位管道：即在用戶設(shè)備和傳輸設(shè)備之間通過位流的管道。

　　(2) ISDN環(huán)境應(yīng)用包括如下功能：線路交換，分組交換，公共通道信令，網(wǎng)絡(luò)操作和管理數(shù)據(jù)庫以及信息處理和存儲功能。

　　(3) ISDN的一個(gè)重要特征是使用公共通道信令技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)用戶網(wǎng)絡(luò)訪問和信息交換，允許使用公共通道信令通路來控制多個(gè)線路交換連接，公共通道信令在D通道上傳輸。　　

　　9.5 高速廣域網(wǎng)

　　9.5.1 發(fā)展高速廣域網(wǎng)的驅(qū)動(dòng)因素

　　(1) 近20多年，計(jì)算機(jī)的速度提高了百萬倍，而網(wǎng)絡(luò)速度只提高了幾千倍，因此，網(wǎng)絡(luò)的速率以稱為瓶頸。

　　(2) 最終用戶不僅要求傳輸數(shù)據(jù)，還需要傳輸諸多的多媒體信息

　　(3) 大量光纜的鋪設(shè)，解決了傳輸介質(zhì)的頻寬問題，而瓶頸轉(zhuǎn)為交換系統(tǒng)的速率和頻寬。

　　(4) 美國政府高性能計(jì)算和通信計(jì)劃(HPCC)的推動(dòng)。

　　(5) 異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)和同步光纖網(wǎng)絡(luò)(SONET)是實(shí)現(xiàn)高速網(wǎng)絡(luò)底層的主要技術(shù)和設(shè)施。用于ATM的速率為155Mbps~622Mbps，SONET的速率為51.8Mbps~9.953Gbps

　　9.5.2 交換式多兆位數(shù)據(jù)服務(wù)

　　(1) SMDS是由美國Bellcore公司提出的，提供DS-1到DS-3速率的高速城域服務(wù)，基于IEEE802.6標(biāo)準(zhǔn).

　　(2) 對于N個(gè)局域網(wǎng)的聯(lián)接，全聯(lián)接方案要租用n(n-1)/2條長距離線，而SMDS只需租用n條最鄰近SMDS路由器的短距離線。

　　(3) SMDS的基本服務(wù)是無連接的分組傳遞服務(wù)，分組的格式包含三部分：即目的地址，源地址、以及可變長的用戶數(shù)據(jù)，最長為9188字節(jié)。

　　(4) SMDS處理猝發(fā)式通信的機(jī)制如下：接到每個(gè)訪問線的路由器包含一個(gè)計(jì)數(shù)器，并以常速率計(jì)數(shù)。當(dāng)分組到達(dá)路由器時(shí)，每次檢查一下計(jì)數(shù)器的讀數(shù)是否超過分組長度，如果是，則無延遲的被發(fā)送，并將計(jì)數(shù)器的數(shù)減去已被傳送的分組長度;如果分組長度大于計(jì)數(shù)器的數(shù)，則分組被丟棄，這種機(jī)制一方面為用戶提供了快速的服務(wù)響應(yīng)，另一方面也可限制用戶使用超出起伏廢的相應(yīng)頻寬。

　　9.5.3 幀中繼

　　(1) 是一種只是簡單地提供面向連接的、將數(shù)據(jù)從甲地傳遞至乙地的、廉價(jià)的、中速的公共網(wǎng)。

　　(2) 幀中繼只提供最低的服務(wù)，即決定每個(gè)幀的起始和結(jié)束，以及甲側(cè)傳輸差錯(cuò)。如果接收到一個(gè)壞的幀，幀中繼只是簡單地把它丟棄，由高層協(xié)議來處理這個(gè)差錯(cuò)，不像x.25，幀中繼部提供響應(yīng)和正常的流控。

　　9.5.4 寬帶ISDN和ATM

　　(1) 使BISDN有可能實(shí)現(xiàn)的一種技術(shù)稱為異步轉(zhuǎn)移模式(ATM)。ATM的基本概念是使用一種稱為信元的、小的、固定大小的分組傳送所有的信息。

　　(2) 信元長度為53字節(jié)，其中5個(gè)字接為信元頭，48個(gè)字節(jié)為用戶數(shù)據(jù)。

　　(3) ATM的速率為155Mbps和622Mbps

　　(4) ATM的特點(diǎn)：

　　A. 面向連接的技術(shù);

　　B. 采用固定長度的信元;

　　C. 每個(gè)信元由標(biāo)識符作為標(biāo)志;

　　D. 話音、視頻和數(shù)據(jù)都可由ATM信元的信息域傳輸，ATM對各類信息都一樣處理，實(shí)時(shí)通信可獲得確保的頻帶;

　　E. 無連路對聯(lián)路的糾錯(cuò)控制;無連路對鏈路的流控;

　　F. ATM信元的高速交換，根據(jù)輸入信元的報(bào)頭信號做路由判斷;地址是基于虛擬通道和虛擬通路的概念。

　　9.5.5 從窄帶到寬帶ISDN

　　1. 傳輸模式的概念

　　(1) 傳輸模式是指通信網(wǎng)絡(luò)中采用的傳輸、多路復(fù)用及交換技術(shù)。

　　(2) 線路交換是在通信雙方兩個(gè)站之間有意條專用的通信通路，用于線路交換的典型技術(shù)是頻分多路復(fù)用(FDM)和同步是分多路復(fù)用(STDM)

　　(3) 分組交換是將用戶信息封裝成分組，其中包含了用于路由和其他網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部控制的信息，采用存儲-轉(zhuǎn)發(fā)方式。

　　2. 服務(wù)的發(fā)展

　　(1) 交互服務(wù)的種類：

　　A. 會(huì)話服務(wù)

　　B. 信報(bào)服務(wù)

　　C. 檢索服務(wù)

　　(2)傳播服務(wù)的種類：

　　A. 無用戶控制功能的傳播服務(wù)

　　B. 具有用戶控制能力的傳播服務(wù)

　　(3)寬帶服務(wù)的三個(gè)主要特性：

　　A. 不是所有服務(wù)都要求很高的傳輸速率和帶寬，但活動(dòng)圖像傳輸服務(wù)及高速數(shù)據(jù)通信確實(shí)有這種要求。

　　B. 某些服務(wù)由很高的猝發(fā)性，用高峰位率與平均位率之比來表示猝發(fā)性，對面向連接的數(shù)據(jù)傳送為1Mbps~50Mbps，文本傳送為1Mbps~20Mbps，電視會(huì)議為1Mbps~5Mbps。

　　C. 對網(wǎng)絡(luò)的要求是能支持各種不同速率的服務(wù)，能支持猝發(fā)性的通信，要考慮信息丟失敏感的應(yīng)用和延遲敏感的應(yīng)用

　　3. 網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)展

　　采用單一的傳送模式并能支持所有服務(wù)的方案具有的特點(diǎn)：

　　(1) 全數(shù)字式;

　　(2) 簡單是線非常高速的交換，只有端對端的差錯(cuò)恢復(fù)過程;

　　(3) 靈活。對未來可能出現(xiàn)的服務(wù)沒有嚴(yán)格的限制，可提供高效的、可變速率的服務(wù)，能妥善處理數(shù)字信號處理算法及編碼解碼器技術(shù)的發(fā)展。