1、廣域網(wǎng)概述 和經(jīng)典案例講解內(nèi)容目錄廣域網(wǎng)概述 1廣域網(wǎng)協(xié)議 2電路交換廣域網(wǎng) 3分組交換廣域網(wǎng) 4同步光纖網(wǎng)絡(luò) 5廣域網(wǎng)案例6 廣域網(wǎng)概述 6.1.1 廣域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu) 物理層數(shù)據(jù)鏈路層網(wǎng)絡(luò)層 1. DTE和DCE的連接客戶端設(shè)備CPE 又稱為數(shù)據(jù)終端設(shè)備DTE 數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備DCE圖6-1 DTE和DCE實(shí)例2. 廣域網(wǎng)的層次結(jié)構(gòu) 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)功能，將廣域網(wǎng)分為的四層結(jié)構(gòu) ： 出口層(Gateway Layer) 核心層(Core Layer) 匯聚層(Distribution Layer) 接入層(Access Layer) 圖6-2 廣域網(wǎng)結(jié)構(gòu) 6.1.2 廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)的比較

2、1. 地理覆蓋范圍2. 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3. 協(xié)議層次4. 傳輸速率和傳播時(shí)延6.1.3 廣域網(wǎng)類型根據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)歸屬公共WAN專用WAN根據(jù)采用傳輸技術(shù) 交換網(wǎng)分組交換廣域網(wǎng)同步光纖網(wǎng)絡(luò) 6.2 廣域網(wǎng)協(xié)議HDLCPPPSMDS6.2.1 高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制(HDLC)協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議面向比特的同步協(xié)議 1. HDLC的鏈路結(jié)構(gòu)和操作方式鏈路結(jié)構(gòu)：非平衡點(diǎn)-點(diǎn)式鏈路平衡點(diǎn)-點(diǎn)式鏈路非平衡多點(diǎn)式鏈路 操作方式 正常響應(yīng)方式NRM異步響應(yīng)方式ARM異步平衡方式ABM 2. HDLC的幀格式圖6-3 HDLC幀結(jié)構(gòu)幀的類型及功能根據(jù)控制字段C的前2個(gè)比特的取值HDLC幀劃分為：信息幀(I)監(jiān)督幀(S)無編碼

3、幀(U) 4. HDLC的通信過程 HDLC通信過程一般分為3個(gè)階段：數(shù)據(jù)鏈路建立、信息幀傳輸、數(shù)據(jù)鏈路釋放。 圖6-4 鏈路示意圖圖6-5 多點(diǎn)鏈路的建立和釋放圖6-6 P/F比特的使用方法6.2.2 PPP協(xié)議點(diǎn)到點(diǎn)類型鏈路的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議 使用最廣泛的廣域網(wǎng)協(xié)議 1. PPP協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)圖6-7 PPP的層次結(jié)構(gòu)2. PPP幀格式圖6-8 PPP幀格式3. PPP的通信過程4個(gè)階段：鏈路建立確定鏈路質(zhì)量網(wǎng)絡(luò)層控制協(xié)議鏈路終止4. PPP協(xié)議的協(xié)商選項(xiàng)(1) 身份認(rèn)證(2) 鏈路壓縮(3) 回叫(4) 多鏈路捆綁6.2.3 SMDS交換式多兆比特?cái)?shù)據(jù)業(yè)務(wù) Switched Multime

4、gabit Data Service公共 網(wǎng)絡(luò)在歐洲有著較廣泛的應(yīng)用。定位為ATM服務(wù)的無連接部分。1. SMDS的基本概念基于信元 光纖或者銅線介質(zhì) 不存在預(yù)先定義路徑和差錯(cuò)檢查 可以承載多種上層協(xié)議 兩個(gè)安全功能：源地址驗(yàn)證和地址屏蔽 2. SMDS的接口分布隊(duì)列雙總線(DQDB) 兩個(gè)共享的單向光纖 時(shí)分復(fù)用 最大覆蓋距離為160公里連接512個(gè)設(shè)備 3. SMDS的層次結(jié)構(gòu)和信元格式圖6-10 SMDS協(xié)議的層次結(jié)構(gòu)第三層協(xié)議數(shù)據(jù)單元結(jié)構(gòu) 圖6-11 SMDS的第三層信息幀結(jié)構(gòu)第二層的SMDS信元為固定的53字節(jié) 圖6-12 第二層的SMDS信元結(jié)構(gòu) 6.3 電路交換廣域網(wǎng)在每一次會(huì)話

5、過程中都需要建立、維持和終止一條專用的物理電路。 公用 交換網(wǎng)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN) 6.3.1 公共 交換網(wǎng)PSTN由三部分組成：本地環(huán)路、干線和交換機(jī)。 圖6-13 使用PSTN進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸6.3.2 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDNIntegrated Services Digital Network“一線通” 1. ISDN的基本概念圖6-15 ISDN通信層和OSI參考模型的對(duì)應(yīng)關(guān)系優(yōu)點(diǎn)：(1)在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上同時(shí)提供語音、數(shù)據(jù)和視頻服務(wù)；(2)具有和OSI參考模型相容的分層協(xié)議結(jié)構(gòu)；(3)以64Kbps、384Kbps、1536Kbps倍數(shù)的方式提供通信信道；(4)具有交換和非交換連接服務(wù)；

6、(5) 傳輸速率可以達(dá)到155Mpbs或更高。2. ISDN類型(1) 窄帶ISDN(N-ISDN) (2) 寬帶ISDN(B-ISDN)3. ISDN設(shè)備的接口速率B信道：承載信道(Bearer Channel)D信道：數(shù)據(jù)信道(Data Channel) 基本速率接口(BRI)：2B（64Kbps2）D（ 16Kbps ）基群速率接口(PRI) ：美日：23BD（ 64Kbps ）；歐洲：30BD（ 64Kbps ） 。 4. ISDN的連接設(shè)備圖6-16 ISDN PRI的連接6.4 分組交換廣域網(wǎng)大部分廣域網(wǎng)是基于分組交換技術(shù)的 網(wǎng)絡(luò)最古老的廣域網(wǎng)協(xié)議之一 協(xié)議不是高速廣域網(wǎng)協(xié)議 基本

7、功能：(1) 全球性的認(rèn)可；(2) 可靠性；(3) 連接老式局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的能力；(4) 將老式主機(jī)和微型機(jī)連接到廣域網(wǎng)。 的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)圖的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)的傳輸模式三種傳輸模式：(1) 交換型虛擬電路SVC(2) 永久型虛擬電路PVC(3) 數(shù)據(jù)報(bào)網(wǎng)絡(luò)的連接特性設(shè)備： (1) DTE(2) DCE(3) 包拆裝器PAD (Packet Assenbler/Disassembler) (4) 包交換機(jī)PSE (Packet-Switching Exchange) 圖網(wǎng)絡(luò)6.4.2 幀中繼由 分組交換技術(shù)演變而來 舍棄掉了網(wǎng)絡(luò)層 第二代X.25 數(shù)據(jù)傳輸速率高、誤碼率低的光纖通信 1. 幀中繼的網(wǎng)

8、絡(luò)層次結(jié)構(gòu)物理層和數(shù)據(jù)鏈路層 圖6-19 幀中繼的幀格式2. 幀中繼的傳輸模式 虛電路復(fù)用技術(shù) 在第二層進(jìn)行處理 交換型 (SVC)和永久型 (PVC)兩種虛連接 帶外信令方式 3. 幀中繼的連接特性圖6-20 幀中繼廣域網(wǎng)面向無連接的 6.4.3 ATM異步傳輸模式，Asynchronous Transfer Mode信元交換多路復(fù)用面向連接 1. ATM的基本概念基本思想：以一種長(zhǎng)度較小且大小固定的數(shù)據(jù)傳輸單元53字節(jié)信元(Cell)。 圖6-21 ATM技術(shù)原理優(yōu)點(diǎn)： (1) 各類信息均采用長(zhǎng)度短小而固定的信元為單位進(jìn)行傳輸，能夠更好地支持多媒體通信。(2) 在數(shù)據(jù)傳輸速率極高的情況下，

9、信元交換比傳統(tǒng)的多路復(fù)用技術(shù)更易于實(shí)現(xiàn)。(3) 信元交換提供廣播機(jī)制。(4) 以統(tǒng)計(jì)時(shí)分多路復(fù)用方式動(dòng)態(tài)的分配網(wǎng)絡(luò)帶寬，網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲小，適應(yīng)實(shí)時(shí)通信的要求。缺點(diǎn)：(1) 信元首部的開銷太大，53字節(jié)的信元中有5字節(jié)的信元首部。(2) ATM技術(shù)復(fù)雜，價(jià)格昂貴。(3) ATM能夠直接支持的應(yīng)用不多。 2. ATM的信元結(jié)構(gòu)圖6-22 ATM信元頭3. ATM的網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)圖6-23 ATM協(xié)議參考模型4. ATM的傳輸模式圖6-24 ATM虛擬電路連接5. ATM的連接特性圖6-25 ATM網(wǎng)絡(luò)的連接6.4.4 MPLS多協(xié)議標(biāo)簽交換 Multi-Protocol Label Switching

10、新一代IP高速骨干網(wǎng)絡(luò)的交換標(biāo)準(zhǔn) IP Over ATM技術(shù) 1. MPLS的發(fā)展背景1996年，Ipsilon公司推出IP Switching協(xié)議 Cisco公司推出Tag Switching技術(shù) IBM公司推出ARIS(Aggregate Route-based IP Switch)技術(shù) 1997年，IETF成立MPLS工作組 2. MPLS工作原理圖6-26 MPLS路由方式的比方具體的MPLS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 圖6-27 MPLS的工作原理3. MPLS應(yīng)用 圖6-28 中國(guó)網(wǎng)絡(luò)MPLS VPN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)6.5 同步光纖網(wǎng)絡(luò) 同步光纖網(wǎng)絡(luò)(Synchronous Optical Network,

11、 SONET) 同步數(shù)據(jù)體系(Synchronous Digital Hierarchy，SDH) 6.5.1 SONET網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸速度可以高達(dá)，在將來可以達(dá)到。1. SONET網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)圖6-29 SONET網(wǎng)絡(luò)層次結(jié)構(gòu)2. SONET的連接特性圖6-30 SONET網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)SONET常見的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 圖6-31 二纖單向環(huán) 6.5.2 SDH網(wǎng)絡(luò)ITU-T于1988年接受SONET概念將其重新命名為SDH 1. SDH網(wǎng)絡(luò)的基本概念數(shù)字同步網(wǎng) 工作方式：主從同步和偽同步 圖6-32 SDH/SONET的幀結(jié)構(gòu)2. SDH網(wǎng)絡(luò)的連接特性圖6-33 SDH網(wǎng)絡(luò)的連接結(jié)構(gòu)6.6 廣域網(wǎng)案例

12、 行業(yè)或安全要求 單獨(dú)建設(shè)一個(gè)廣域網(wǎng) 6.6.1 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)背景一個(gè)省市縣三級(jí)政務(wù)網(wǎng)包含十一個(gè)市。目標(biāo)：開放的、基于標(biāo)準(zhǔn)的電子政務(wù)統(tǒng)一應(yīng)用平臺(tái)。實(shí)現(xiàn)省委、省人大、省政府、省政協(xié)和省直各部門與市、縣黨政機(jī)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)互連、信息共享、業(yè)務(wù)協(xié)同和安全管理。支持?jǐn)?shù)據(jù)、語音和視頻業(yè)務(wù)完善的信息安全體系和相應(yīng)的備份系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)背景(續(xù))如果每個(gè)省直部門各建設(shè)一個(gè)專用網(wǎng)絡(luò)，建設(shè)總投資預(yù)計(jì)將高達(dá)20億元以上。集中力量建設(shè)電子政務(wù)統(tǒng)一平臺(tái)，總投資只需億元。每個(gè)省直部門的專用網(wǎng)絡(luò)每年需要通信費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)200萬元以上，全省通信費(fèi)和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)每年將高達(dá)1億元以上。全省建設(shè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，每年的通信費(fèi)和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)不足400

13、萬元。 6.6.2 網(wǎng)絡(luò)總體設(shè)計(jì)原則1. 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方式 運(yùn)營(yíng)商墊資：初期節(jié)省資金，后期的規(guī)劃、擴(kuò)容以及新業(yè)務(wù)的開展失控。所以，采用自籌資建網(wǎng)的方案。 2. 內(nèi)外網(wǎng)兩套網(wǎng)絡(luò)(1) 政府內(nèi)網(wǎng)：是特定級(jí)別以上政務(wù)部門的辦公網(wǎng)絡(luò)，承載政府內(nèi)部業(yè)務(wù)，與其它網(wǎng)絡(luò)物理隔離。 (2) 政務(wù)外網(wǎng)：跨越省、市、縣，由廣域網(wǎng)、城域網(wǎng)、局域網(wǎng)組成的大型辦公業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，與Internet邏輯隔離。 3. 設(shè)備國(guó)產(chǎn)化 政務(wù)信息涉及國(guó)家機(jī)密 盡量選用國(guó)產(chǎn)設(shè)備 4. 確保網(wǎng)絡(luò)安全 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備保證247小時(shí)不間斷運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)要采用可靠和先進(jìn)的設(shè)計(jì)冗余電源冗余主控能力保證網(wǎng)絡(luò)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行。 5. 設(shè)備性能要求 千兆光纜連接設(shè)備具備

14、千兆端口的線速轉(zhuǎn)發(fā)能力。采用網(wǎng)絡(luò)處理器(NP)技術(shù)或者ASIC技術(shù)的路由器。6. 提供三網(wǎng)合一解決方案 選用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備要具備：高性能的轉(zhuǎn)發(fā)能力支持網(wǎng)絡(luò)視頻、語音、數(shù)據(jù)的傳輸QOS保證流量管理擁塞控制 7. 簡(jiǎn)單方便的網(wǎng)絡(luò)管理 網(wǎng)管平臺(tái)應(yīng)滿足以下需求： (1) 中文圖形界面，易管理操作； (2) 網(wǎng)管系統(tǒng)可分層、分地域、集中或分散設(shè)置，可以分級(jí)處理問題； (3) 應(yīng)具有配置管理、性能管理、故障管理、計(jì)費(fèi)管理和安全管理等功能；(4) 通過圖形化操作方式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜徒Y(jié)點(diǎn)運(yùn)行狀況、網(wǎng)絡(luò)信息流量、資源訪問以及運(yùn)行資料的統(tǒng)計(jì)與分析，一目了然，方便快捷； (5) 應(yīng)具有二次開發(fā)的工具和軟件，并能夠協(xié)助用戶

15、進(jìn)行二次開發(fā)，滿足用戶功能擴(kuò)展的需要； (6) 應(yīng)支持主流網(wǎng)管協(xié)議，保證網(wǎng)管軟件的升級(jí)及兼容性。 6.6.3 網(wǎng)絡(luò)具體實(shí)施一期工程建設(shè)省級(jí)黨政機(jī)關(guān)橫向網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，投資3000萬元；二期工程建設(shè)省市黨政機(jī)關(guān)縱向聯(lián)網(wǎng)工程，投資8000萬元；三期工程建設(shè)市縣黨政機(jī)關(guān)縱向聯(lián)網(wǎng)工程，投資7000萬元。 圖6-34 政務(wù)信息網(wǎng)統(tǒng)一平臺(tái)圖6-35 該省政務(wù)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 選用設(shè)備的原因 (1) MPLS的良好支持和設(shè)備的互通性。 (2) 雙主控、雙電源高可靠性設(shè)計(jì)。 (3) 高密度E1接入能力。 (4) 復(fù)雜業(yè)務(wù)環(huán)境下處理性能穩(wěn)定。 (5) 千兆線速轉(zhuǎn)發(fā)能力。 (6) 圖形化中文開放式統(tǒng)一網(wǎng)管平臺(tái)。 習(xí) 題一、

16、選擇題1.下列選項(xiàng)中不屬于數(shù)據(jù)鏈路層的廣域網(wǎng)通信協(xié)議的是( )。A. HDLCB. MPLSC. 幀中繼2.下列選項(xiàng)不屬于分組交換技術(shù)的廣域網(wǎng)通信協(xié)議有( )。A. X.25B. 幀中繼3.下列廣域網(wǎng)協(xié)議面向無連接的是( )。A. ATMB. 幀中繼4.PPP協(xié)議不支持的協(xié)商選項(xiàng)是( )。A. IPsecB. 身份認(rèn)證C. 回叫D.鏈路壓縮5.下列選項(xiàng)是SMDS系統(tǒng)不具有的特性的是( )。A. 源地址驗(yàn)證B. 基于信元C. 面向無連接D.差錯(cuò)檢查6.下列選項(xiàng)不屬于的傳輸模式的是( )。A. 交換型虛擬電路B. 永久性虛擬電路C. 數(shù)據(jù)報(bào)D. 標(biāo)簽交換7.ATM信元長(zhǎng)度為( )字節(jié)。習(xí) 題8.ATM的虛擬電路包含兩個(gè)組件( )和( )。A. 虛擬通道 B. 虛擬路徑 C. 邏輯鏈路D.時(shí)分復(fù)用9.MPLS通過在每一個(gè)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)處進(jìn)行( )交換來實(shí)現(xiàn)包的轉(zhuǎn)發(fā)。A. IP報(bào)頭 B. 標(biāo)簽C. 電路D. MAC地址10.監(jiān)控幀(幀