第二部分底层网络技术第 4章 WAN技术本章提要
WAN的基本概念；
PSTN的基础与应用；
ISDN的基础与应用；
ADSL的基础与应用；
其它方法的基础
4.1 WAN基础
4.2 PSTN
4.3 ADSL
4.4综合业务数字网
4.5 帧中继
4.6 PPP协议
4.7 DDN
4.8实训 4－实际广域网接入
4.1 WAN基础
4.1.1 WAN与 OSI/RM
4.1.2 WAN的物理层实现
4.1.3 WAN的数据传输与交换
广域网（ WAN）是覆盖地理范围相对较广的数据通信网络，一般利用公共载体提供的通信条件进行传输，形成地域广大的远程处理和局部处理相结合计算机通信网，实现局域资源共享与广域资源共享相结合。用于广域网环境中的不同协议和技术，其中包括点到点链路、电路交换、交换分组、虚电路、拨号服务和广域网设备。广域网技术是网络互连重要的组成部分。
4.1.1 WAN与 OSI/RM
广域网技术在 OSI/RM的物理层、数据链路层和网络层发挥信息加工、传输的作用。
S M D S
网 络 层数 据 链 路 层物 理 层
M A C
子 层
X,2 1 b i
s
L A P B
X,2 5 P L
P
F r e m e
R e l a y
H D L C
P P P
S D L
C
E I A / T I A - 2 3 2
E I A / T I A - 4 4 9
V,2 4 V,3 5
H S S I G,7 0 3
E I A - 5 3 0
O S I / R M
W A N 规 范
4.1.2 WAN的物理层实现
物理层接口标准
（ 1） EIA/TIA-232（ RS-232）
接口的速率最高为 64kbps，接口有 9针和 25针两种。
（ 2） EIA/TIA-449（ RS-449）
接口的速率为 2Mbps，接口有 9针和 37针两种。
（ 3） X.21
是一种电路交换网络和用户设备间通信的协议，接口的速率为 4Mbps，常用的接口为 15针。
（ 4） V.35
用于定义网络访问设备和分组网的接口，速率为 4Mbps，接口为 30针。
（ 5） G.703/G.704
电话公司设备和 DTE间连接的电气和机械规范，速率可达
4Mbps，接口为双头的 BNC和普通的针型接口。
（ 6） HSSI
一种高速的串口标准，支持在广域链路 — L的高速串行通信，
速率可达 54Mbps。
（ 1）调制解调器调制解调器（ modem）是用于转换数字信号和模拟信号的设备，它能使数据在音频电话线上进行传输。
在源节点，数字信号被转换成可在模拟通信设施上传输的形式；而在目的节点，这些模拟信号被还原成数字形式。
通过 WAN的 Modem到 Modem的连接
W A N
M o d e m M o d e m
（ 2） WAN交换机（ WAN Switch）
是一个用于电信公司网络的多端口网络互联设备，它常用于交换，诸如帧中继,X.25和
SMDS等的信息流，主要运行在 OSI/RM的数据链路层。图 4.3是由 WAN交换机连接的两个远程端点上的路由器。
通过 WAN实现点到点的连接
W A N
路 由 器 路 由 器交 换 机 交 换 机
（ 3） ISDN终端适配器
ISDN终端适配器是将 ISDN基本速率接口
（ BRI）连接到其它接口（如路由器上的
EIA/TIA-232）的一种通信设备。它实际上也是一个 ISDN调制解调器，但并不实际将模拟信号变为数字信号，因此称为终端适配器。
终端适配器将 ISDN连接到其它接口
W A N
I S D N
终 端 适 配 器
（ 4） ADSL终端适配器在 ADSL接入方案中，可以应用专用和通用设备接入，
例如采用以太网网络适配器,LAN交换机、宽带路由器等连接于小区的宽带信息插座上。目前，典型普通用户在单台 PC上使用的 ADSL终端适配器是 DSL调制解调器和语音分离器组成的一种通信设备。它的本质就是一个调制解调器。
ADSL终端适配器将用户终端连接到 WAN
W A N
A D S L
调 制 解 调 器
（ 5）访问服务器访问服务器（ access server）是拨人和拨出连接的汇聚点。访问服务器将拨出连接汇聚到广域网上
访问服务器将拨出连接汇聚到 WAN
W A N
访 问 服 务 器调 制 解 调 器
I S D N 终 端 适 配 器
A D S L 调 制 解 调 器
（ 6）信道服务单元 /数据服务单元信道服务单元（ CSU,Channel Service unit） /数据服务单元（ DSU,Data Service unit）是一种数字接口设备，它使数据终端设备（ DTE）的物理接口可适应交换式公用电信网络上的数据连接设备（ DCE）。
CSU/DSU也能为在这些设备之间进行通信提供信号时序。
CSU/DSU位于终端与交换机之间
C S U / D S U
交 换 机
W A N
4.1.3 WAN的数据传输与交换
点到点链路（ PPL,Point-to-point
Link）提供一条预置的广域网通信路径，
该路径从客户端通过公用电信网络连接到远程网络。点对点线路通常是租借线路。电信局只需要向其分配线路对和简单硬件设备。
电路交换（ Circuit Switching）使数据连接可以在需要时启动，在通信完成后终止。与使用的普通电话线语音通信类似。综合业务数字网络（ ISDN,Integrated Services
Digital Network） 就是电路交换的范例。路由器要向远程站点发送数据时，交换线路用远程网络的线路号进行启动。对于 ISDN线路，
设备实际拨远程 ISDN线路的电话号码。两个网络连接并验证之后，就可以传输数据了，
数据传输完成之后，通话终止。
公 用 电 话 网
D C E
D C E
D C E
用 户 终 端用 户 终 端用 户 终 端
D C E
用 户 终 端
分组交换（ Packet Switching）是一种广域网交换方式，用户共享公用电信网络资源。
由于公用电信网络的基础设施较完备，因此客户成本通常比点对点线路低。在分组交换设置中，网络连接公用电信网络，用户共享网络资源，客户站点之间建立虚拟线路，数据分组通过网络从一个站点传递到另一个分组、共享的公用电信网络在网络拓扑中用云图表示。
异步传输模式（ ATM）、帧中继、交换多兆位数据服务（ SMDS）和 X.25网都是广域网采用分组交换技术的例子。
公 用 电 话 网
D C E
D C E
D C E
多 路 复 用解 多 路 复 用
广域网虚电路
虚电路（ VC,Virtual Circuit）是为了保证两个网络设备之间可靠通信而建立的一种逻辑线路。虚电路有交换式虚电路（ SVC,Switched Virtual Circuit）和永久性虚电路
（ PVC,Permanent Virtual Circuit）两种类型。
SVC是因请求而动态建立并在传输完成后动态终止的一种虚电路。 SVC上的通信分为建立线路、传输数据和终止线路三个阶段。建立线路指在源设备和目的设备之间建立虚电路。
传输数据指在虚电路设备之间传输数据。终止线路指终止源设备和目的设备之间的虚电路。由于建立和终止线路阶段增加了使用的带宽，因此,SVC多用于离散数据的传输，但它降低了与永久性虚电路可用性相关联的开销。
PVC是一种固定不变的虚电路，它只有数据传输一种方式。
PVC多用于设备之间固定的数据传输情况,PVC降低了建立和终止虚电路使用的带宽，但它增加了用于保持虚电路可用性的开销。
广域网拨号服务
拨号服务（ DS,Dialup Service）为通过广域网连接提供了有效的方法,DDR需时拨号路由选择（ DDR,Dial-on-
demand Routing）和拨号备份（ DB,Dial Backup）是两种常用的拨号服务方式。
DDR是路由器根据传输终端的需要动态建立和关闭电路交换的一种方式。在 DDR设置中，路由器配置成在符合一定条件时启动通话，如需要传输特定类型的网络通信流时。建立连接时，通信流在线路上传输。路由器配置指定一个闲机定时器，告诉路由器在线路闲置一定时间时停止连接。
拨号备份是另一种配置 DDR的方法。但在拨号备份中，交换线路提供另一种线路的备份服务，如点对点或分组交换。
路由器配置成在发现主线路故障时启动拨号备份线路。然后拨号备份线路支持广域网连接，直到主线路恢复为止。发生这种情况时，终止拨号备份线路。
4.2 PSTN
4.2.1公共交换电话网
4.2.2 PSTN的传输特性
4.2.1公共交换电话网
电话交换是最普通的公共交换电话网
（ PSTN,Public Switched Telephone
Network），用户可以通过公共交换电话网打电话，也可以利用 Modem 进行数据通信。
但严格的说，它不属于数据通信网的范畴。
PSTN虽然不太适合数据通信，但由于出现较早，使用简单、相对廉价，因此采用
PSTN拨号上网方式是一种最常见的的广域网连接资源。
4.2.1公共交换电话网
4 U
5 U
5 U
5 U
5 U 5 U
5 U
5 U
5 U
5 U
5 U
4 U
2 U 2 U 2 U 2 U 2 U
2 U 2 U
2 U 2 U
2 U
2 U
2 U
国 际 交 换 局长 途 交 换 局中 心 交 换 局节 点 交 换 局 农 村 网端 交 换 局用 户专 用 交换 分 机用 户 延 伸国 际 网国 内 长 途 网城 市 网本 地 网单 位 内 网专 用 交换 分 机专 用 交换 分 机
4.2.2 PSTN的传输特性
PSTN是面向连接的模式，在通信之前必须通过指令在通信双方之间寻找一条路由，建立一条连接。用户通过电话用户线接入
PSTN，用户线上是模拟传输；用户可以使用 Modem 通过 PSTN实现数据通信，目前的
Modem支持 56kbps的传输速率，但该值是处于最佳状态时的理论临界值，实际上经过若干中间设备后，将会使吞吐量大打折扣。
调 制 解 调 器模 拟信 号本 地电 话 线本 地 电 话 公 司 的 呈 现 点本 地 的 长 途 呈 现 点长 途 传 输 介 质数 字 信 号本 地 线 路通 信 专 用 线数 字信 号因 特 网 服 务 提 供 者
4.3 ADSL
4.3.1 ADSL概述
4.3.2 xDSL的实现
4.3.3 ADSL的应用
4.3.1 ADSL概述
数字用户线（ DSL,Digital Subscriber
Line）是以铜质电话线为传输介质的传输技术族，它包括 HDSL,SDSL,VDSL、
ADSL和 RADSL等，一般统称为 xDSL。它们主要的区别是在信号传输速度和距离的不同和上、下行速率对称性的不同。典型的非对称数字用户线（ ADSL）技术就是利用在传统电话系统中没有被利用的高频信号传输数据，它使用了新的线路调制技术、频率复用和回波消除方法等技术，利用现有的铜质双绞线，在不影响原有的普通电话业务的基础上实现高速数据传输。
4.3.2 xDSL的实现
局端由 DSLAM接入平台,DSL局端语音分离器、
数据汇聚设备（ IPC）等组成，其中 IPC为可选的设备。语音分离器将线路上的音频信号送入电话交换机，高频数字调制信号送入 DSL接入系统。
DSLAM接入平台可以同时插入不同的 DSL接入卡和网管卡等。
局端卡将线路上的信号调整为数字信号，并提供数字传输接口。 IPC可为 DSL提供不同的广域网接口，
如 ATM、帧中继等。
客户端设备由 DSL调制解调器和语音分离器组成，
调制解调器对用户的数据报进行调制和解调，并提供数据传输接口。
电 话 公 司
P O S T 线 路
D S L 适 配 器用 户
4.3.3 ADSL的应用
ADSL接入 LAN的方法
（ 1）在 ADSL和局域网之间接入一个路由器，申请一段 IP地址给局域网的计算机，局域网内上网的计算机不受限制。
（ 2）在 ADSL和局域网之间设置一个代理服务器，申请一个 IP地址或账号，本地计算机通过该代理服务器上网。
（ 3）采用专线方式，为局域网内的每个计算机申请一个 IP地址，但可申请的 IP地址有限。
4.3.3.2 Internet的接入
在 Internet中，浏览 Web的下行数据极大，可采用下行速度高的 ADSL
Modem。
4.3.3.3 专线网的接入
专线网能提供上、下行速率对称的通信业务，例如采用 DDN，将基于
2Mbps速率传输的 DDN时隙复用设备，用一对 HDSL以 2Mbps速率接入
DDN骨干节点，用以解决无光纤而不能使用 DDN的问题。
4.3.3.4 远程的接入
利用 ADSL可实现很多要求传输量大的远程服务，如视频点播（ VOD，
Video On Demand）、远程教学、远程可视会议和虚拟专用网等等。
4.4综合业务数字网
4.4.1 ISDN的概念
4.4.2 ISDN协议参考模型
4.4.3 ISDN的 BRI和 PRI
4.4.4 ISDN应用实例
4.4.1 ISDN的概念
ISDN具有如下特点：
（ 1）端到端的数字连接,ISDN完全采用了数字传输和数字交换。
（ 2）综合业务，它能够支持包括数据、文字、语音、图像
（小于 2.048Mbps）在内的各种综合业务。
（ 3）标准的入网接口,ISDN通过一个统一的用户网络接口
（ UNI）向用户提供服务。这个标准接口甚至可以采用一个
ISDN号码连接多种终端设备。
（ 4）综合的网络功能,ISDN提供电话交换、分组交换和租用电话的功能。它有三种不同的信令：用户网络接口信令、
网络内部信令和用户信令。
（ 5） ISDN的缺点是：不用中继器中继信号时的传输距离为
5500m左右，因此它只适用于广域网连接的本地部分。
4.4.2 ISDN协议参考模型
ISDN第一层提供信号传输和竞争检测，因为有可能两个节点同时发送数据，所以需要使用一个回波比特来检测冲突，建立传输优先级。物理层赋予信令信息最高的优先权，如果在电话传输和数据传输之间产生了冲突，则电话传输将具有较高的优先权。
数据链路层管理控制信令会最大限度地为高度可靠的通信检测出通信中出现的差错。网络层处理呼叫的建立和拆除以及通过电路交换和包交换连接建立通路。传输层确保连接通路建立之后的可靠性传 输 层
O S I / R M
网 络 层数 据 链 路 层物 理 层 负 责 物 理 连 接负 责 通 信 的 可 靠 性负 责 数 据 传 输 的 物 理 和 逻 辑 连 接负 责 点 到 点 连 接,信 号 的 格 式 化,差错 检 验
I S D N
T E 1
T A
N T 2
N T 1
N T 1
N T 1
N T 1
N T 1
N T 1
N T 2
T E 2
T A
网 关
L A N
R
S
S
S
S
T
T
U U
2 B + D
2 B + D2 B + D
2 B + D
2 B + D
2 B + D
2 B + D
2 B + D
2 B + D
通 信 网 络
I S D N
中 心 局
I S D N
中 心 局
7 号 信 令系 统
7 号 信 令系 统
4.4.3 ISDN的 BRI和 PRI
ISDN提供两种用户网络接口：
基本速率接口
（ BRI,Basic Rate Interface）
基群速率接口
（ PRI,Primary Rate Interface）
I S D N B R I = 2 B + D
公 用 电 话 网
B
D
B
N T 1T A
I S D N P R I = 2 3 B + D
公 用 电 话 网
D
N T 1
T A
B
N T 2
2 3 B
4.4.4 ISDN应用实例
使用路由器接入 ISDN是典型的应用。华为技术有限公司的 Quidway R26/36系列路由器是面向企业级网络的产品，适合于中、小型企业网担当接入路由器。 R26/36系列路由器采用模块化结构，在通用路由平台（ VRP,Versatile Routing Platform）上进行配置和管理。 VRP软件平台使用高性能的处理器总线技术和快速路由策略，为应用提供了丰富的接口。形成一个很强的网络解决方案。
Quidway R26/36系列模块化路由器支持 ISDN功能模块类型有 4端口 ISDN BRI接口模块（ 4BS）和 2端口同 /异步串口 + 1端口 ISDN BRI S/T接口模块
（ 2S1B）等。
4.5 帧中继
4.5.1 帧中继概述
4.5.2 帧中继术语
4.5.3 帧中继网络的实现
4.5.1 帧中继概述
帧中继网（ FR,Frame Relay）是在分组交换技术基础上发展起来的广域网技术。最初是作为综合业务数字网络接口设计的，现在它已被广泛地用于多种网络接口。帧中继是一种数据分组交换技术。
帧中继是一种基于标准的协议，定义了一种在服务提供商网络和客户设备之间进行通信的方法。交换网络可以支持终端工作站动态地共享网络媒体和带宽。分组交换技术使用可变长分组和统计多路复用技术。可变长分组使网络传输更灵活和高效。分组在不同的网段间进行交换，直到到达目的地。统计多路复用技术控制分组交换网络中的网络访问，这一技术的优点是提高了使用网络带宽的灵活性和有效性。例如以太网和令牌环网都是采用分组交换技术的网络。帧中继是 X.25的简化版本，它省略了 X.25的一些功能，如提供窗口化技术和数据重发功能。
帧中继网络中的设备分两大类：数据终端设备（ DTE）和数据连接设备
（ DCE）。 DTE通常被看作是网络的终端设备，一般放在用户端。 DCE
是属于通信服务公司的网络互联设备，其功能是提供网络的定时和交换服务，完成广域网上的数据传输。
帧中继的设计目标主要是针对局域网之间的互连，它以面向连接的方式、
合理的数据传输速率与低廉的价格提供数据通信服务。帧中继采用“帧”
作为数据传输单元，网络的带宽根据用户帧传输的需要，可以采用统计复用的方式动态分配。帧中继主要提供“虚拟租用线路”服务。
帧中继具有如下特点：
（ 1）帧中继只完成 OSI/RM中物理层和数据链路层的功能，
将流量控制和纠错等功能交给智能终端去完成。从而大大简化了节点间的协议，提高了传输速率，减少了网络延时。
（ 2）帧中继采用了虚电路技术，能充分利用网络资源，因而帧中继具有吞吐量大，适合突发性业务等特点。
（ 3）有统一的国际标准，易于互联和兼容，且帧中继网络与协议无关。
帧中继用户的接入方式较复杂，用户设备与公用帧中继的物理层接口遵守下列接口规程之一：
（ 1） X系列接口：主要包括 X.21和 X.21bis接口，接口特性分别由 X.24和 V.24定义。
（ 2） V系列接口：主要指 V.35接口，利用 V.35接口进行的一般操作 X.21bis规定相同。
（ 3） G系列接口：接口速率分别为 64kbps,2048kbps，
34368kbps，符合 G.703建议。
（ 4） I系列接口：指 ISDN的用户网络接口，符合 ITU-
TI.430/1.43l建议。
分 组 交 换 机
D T E
终 端
D C E
D T E
帧 中 继
W A N
网 络 主 机
D T E
个 人 计 算 机
D C E
D C E
D C E
4.5.2 帧中继术语
虚电路
帧中继技术提供面向连接的数据链路层的通信，即在每对设备之间都存在一条已定义好的通信连接，且该连接有一个连接识别码。
这种服务通过帧中继虚电路实现，即帧中继虚电路实现帧中继数据分组交换网络中 DTE
之间的逻辑连接。
虚电路在 DTE设备间提供双向通信信道，并通过数据链路连接标识码进行识别。为了实现网络传输，可将一组虚电路复合成单一的物理线路，这样可以降低连接多个 DTE设备所需要的设备和网络复杂性。
（ 1）交换式虚电路
交换式虚电路是一种临时连接，它只在 DTE设备之间需要跨过帧中继网络传输突发性数据时使用。 SVC的通信过程包括以下四个状态：
①建立呼叫状态：建立两个帧中继 DTE设备之间的虚电路。
②数据传输状态：在 DTE之间的虚电路上传输数据。
③空闲状态,DTE设备之间的虚电路处于活动状态，
但没有数据传输。如果 SVC在一定时间后仍处于空闲状态，那么呼叫将被终止。
④终止呼叫状态：终止 DTE设备之间的虚电路。
虚电路终止后，如果还需要交换数据，那么 DTE设备就必须建立新的虚电路。虚电路的建立、维护和终止均使用与 ISDN相同的信令协议。
（ 2）永久性虚电路
为了频繁、持续地传输数据，帧中继网络在 DTE设备之间建立了一个永久的连接，这就是永久性虚电路。
与 SVC不同,PVC上的通信不需要使用建立和终止呼叫操作，它总是处于数据传输状态或空闲状态。
数据传输状态即数据在虚电路上的 DTE设备之间传输；
空闲状态则是 DTE设备的连接处于活动状态，但没有数据传输。与 SVC不同，无论 PVC空闲多长时间，连接都不会停止。 DTE设备可以随时传输数据，因为它们之间建立了永久性连接。
每个帧中继虚电路都以数据链路连接标识符标识自己。
数据链路连接标识符的值一般由帧中继服务的提供者指定。
帧中继数据链路连接标识符是局部性的，也就是说这些标识符值在帧中继广域网中不是惟一的。
（ 3）拥塞控制机制
拥塞控制机制为了降低网络开销，帧中继采用简单的拥塞通知机制，而不是虚电路流控机制。帧中继主要在高可靠性媒体上实现，因此，流控制可以由高层协议完成，而不会降低数据的完整性，
帧中继采用前向拥塞通知（ FECN，
Forward Explicit Congestion
Notification）和后向拥塞通知（ BECN，
Backward Explicit Congestion
Notification）机制。
4.5.3 帧中继网络的实现
普通的专用帧中继网络可以用一个带有帧中继和非帧中继接口的 T1多路复用器实现。帧中继网络上的数据通过帧中继接口到达数据网络，而非帧中继数据则传输给相应的应用程序或服务，如提供视频会议或电话服务的
PBX。
帧中继网络由许多 DTE设备组成，如路由器等，路由器通过传统的点对点服务协议（如
T1、部分 T1或 56Kbps线路）连接到远程的多路复用设备上。
令 牌 环 网令 牌 环 网以 太 网以 太 网路 由 器路 由 器帧 中 继 接 口视 频 / 电 话 会 议非 帧 中 继 接 口
T I M U X
T I M U X
帧 中 继 接 口非 帧 中 继 接 口
P B X
W A N
4.6 PPP协议
4.6.1 PPP的工作原理
4.6.2 标准 PPP的帧格式
4.6.3 PPP的协议族
4.6.4 PPP应用
4.6.1 PPP的工作原理
PPP提供了在串行点对点链路上传输数据报的方法，它包括以下三个主要部分：
（ 1）在串行链路上封装数据报的方法,PPP
采用高级链路控制（ HDLC）协议作为在点对点链路上封装数据报的基本方法。
（ 2）可扩展的链路控制协议（ LCP）：用来建立、配置和测试数据链路。
（ 3）网络控制协议族（ NCP,Network
Control Protocols）：用来建立和配置不同的网络层协议,PPP允许同时采用多种网络层协议。
为了建立点对点链路上的通信连接，发送端
PPP首先发送链路控制协议（ LCP）帧，以配置和测试数据链路。
在 LCP建立好数据链路并协调好所选设备之后，发送端 PPP发送网络控制协议（ NCP）
帧，以选择和配置一个或多个网络层协议。
当所选的网络层协议配置好后，便可将各网络层协议的分组发送到数据链路上。配置好的链路将一直保持通信状态，直到 LCP帧或
NCP帧明确提示关闭链路，或者有其它的外部事件发生（如用户干预等）。
PPP可以工作在任何 DTE/DCE接口上，
如 RS232C,RS422和 CCITT V.35等。
PPP的要求是必须提供全双工线路，不论是专用的或交换式的，只要可以工作于异步或同步串行模式，且对 PPP的链路层帧透明即可。与其它的 DTE/DCE接口不一样,PPP对传输率的限制不十分严格。
4.6.2 标准 PPP的帧格式
Flag
01111110
Address
11111111
Control
00000011
Protocol
8/16bits
Info
┉┉
FCS
16/32bits
Flag
01111110
4.6.3 PPP的协议族
（ 1） 链路控制协议（ LPC,Link Control Protocol）,PPP的 LCP提供了建立、配置、维护和终止点对点连接的方法。 LCP的过程按以下四个阶段进行：
①链路的建立和配置协调：在网络层数据报（如 IP）交换前,LCP首先必须打开连接，并协调配置参数。完成一个配置确认帧的发送和接收后，第一阶段才算完成。
②链路质量检测：在链路建立、配置协调之后,LCP允许有一个可选的链路质量检测阶段。在这一阶段，通过对链路的检测来决定链路是否满足网络层协议的要求。这一阶段是可选的,LCP可以延迟网络层协议信息的传输，直到这一阶段完成。
③网络层协议配置阶段：在 LCP完成链路质量检测后，网络层协议通过适当的 NCP协议进行单独的配置，而且可以在任何时刻被激活和关闭。
如果 LCP关闭了链路，它会通知网络层协议采取相应的操作。
④关闭链路,LCP可以在任何时刻关闭链路，但多数关闭是因用户的要求或者发生物理故障，如载波丢失或是空闲时间超长而造成的。
LCP帧有三种，其中链路建立帧用来建立和配置链路；链路终止帧用来终止链路；链路维护帧用来管理和维护链路。这三种帧可以完成 LCP各阶段的工作。
（ 2） IP控制协议（ IPCP,IP Control
Protocol）：负责点对点链路通信双方的 IP协议模块的配置、使用和禁止，并且还负责通信双方 IP地址的协商。它与
LCP的包交换机制相同，但只有在 PPP
链路建立起来之后，才能进行 IPCP包交换。
（ 3）口令授权协议（ PAP,Password
Authentication Protocol）,PAP利用双向的握手信号建立通信双方的认证，
口令授权协议的原理由发起连接的一端反复向认证端发送用户名 /口令对，直到认证端响应，以验证确认信息或者拒绝信息。
（ 4）询问握手授权协议（ CHAP,Challenge-
Handshake Authentication Protocol）：询问握手授权协议利用三次握手周期性地检验对方身份。
这一过程在初始链路建立之后完成，而且在以后任何时候都可以再次进行。
链路建立之后，授权者向对方发送一个询问消息，
对方返回一个计算值，授权者将该值与自己的计算结果进行比较，如果相匹配，则授权认可，否则中断连接。
CHAP在指定的时间间隔发送的询问消息每次不同，
可防范再生性攻击。不断询问可以限制暴露在一次攻击前的时间。授权者可以控制询问的频率和时间。
4.6.4 PPP应用
从通信协议的角度，利用 PPP在 PSTN中通过 RS-232C标准异步串行线路传送 IP/IPX数据包是普通应用的典型方式。
目前接入 Internet最普遍的方法是采用在 PC的 RS-232C接口上连接异步 modem，通过 modem的 Line端口连接电话线，
经过 PSTN与 Internet上 Host进行 PPP连接。电话线可以采用拨号连接方式或专线方式。
远程终端方式是将 PC作为远程仿真终端，所需的硬件和连接方式与拨号 IP连接方式相同，但在 PC上运行远程仿真终端程序，而不是 PPP，这种情况下,PC不需要 IP地址,PC
原有的资源和功能无法使用，它只是一个完全依赖对方远程
Host的一个哑终端。而拨号 IP方式在用户 PC上运行 PPP，
具有独立的 IP网址，和 Internet上的 Host具有同等的地位，
在 Internet上发给本地 PC的电子邮件等均可接到。
4.7 DDN
4.7.1 DDN概述
4.7.2 DDN用户接入
4.7.3 DDN应用实例
4.7.1 DDN概述
数字数据网（ DDN,Defense Data
Network）是一种以数据通信为业务的数字网络。它利用数字信道提供的永久性或半永久性电路，以传输数据信号为主，为用户提供专用的数字数据传输通道，为用户建立自己的专用数据网提供条件。国内的数字数据网称之为 CHINADDN，覆盖全国大部分地区。
DDN的特点：
（ 1） DDN是传输网络，只为用户提供数据传输通路，可提供灵活的连接方式，它支持数据、语音、
图像等各种服务，但 DDN不具备交换能力。
（ 2） DDN支持任何通信规程，不受任何约束，完全透明的传输网络。
（ 3） DDN采用同步转移方式进行数据信道传输，
网络内部采用了时分复用（ TDM）技术。
（ 4） DDN采用全程数字方式高质量传输数据信息。
（ 5） DDN向用户提供多种速率的数字数据专线服务，其全透明的专用电路的传输速率为 2.4kbps、
4.8kbps,9.6kbps,19.2kbps,1× 64kbps～
32× 64kbps及 2048kbps等。
4.7.2 DDN用户接入
（ 1）通过 2线或 4线 Modem接入。
（ 2）通过 2B+D速率（ 1.44kbps）的数据终端单元（ DTU）接入。
（ 3）通过用户集中设备接入。
4.7.3 DDN应用实例
Quidway R26/36系列模块化路由器支持 DDN功能模块有 4SA等。 SA（同 /异步串口）模块支持同步和异步两种工作方式，其主要功能是完成同 /异步串行数据流的收发及处理。 SA模块一般外接 Modem
用作拨号口使用，此时需要设置合适的波特率。同步串口既可以工作在 DTE方式下，也可以工作在
DCE方式下。直接相连的两个设备应分别工作在
DTE和 DCE方式，由 DCE设备侧设备提供同步时钟和指定通讯速率而,DTE设备则接受同步时钟，并根据指定波特率通讯。路由器一般作为 DTE侧设备使用，和路由器相连的设备类型具体是 DTE还是
DCE要参照随机手册来确定。
4SA模块接口属性项目 说明同步 异步支持服务
DDN专线
Modem拨号终端接入服务
Modem拨号备份协议标准
PPP
MP
LAPB
X.25
HDLC
FR
PPP
SLIP
MP
接口标准和工作方式
V.24 V.35 X.21 EIA/TIA-449 EIA-530
EIA-232DTE
DCE DTE DCE
DTE
DCE
DTE
DCE
DTE
DCE
最小波特率 1200 1200 1200 1200 1200 1200 300
最大波特率 64K 2.048M 115.2K
接头 DB-100 DB-100
4.8实训 4－实际广域网接入实训目的
1.了解目前广域网应用环境的基本情况。
2.掌握普通 Modem,ADSL等接入广域网实用解决方案。
3.掌握通过路由器接入广域网的规划、
配置方法。
4.熟悉局域网与广域网互连的解决方案。
5.了解广域网的测试。
实训内容
1.根据社会调查明确需求热点；
2.广域网接入与局域网－广域网互连解决方案分析；
3.普通 Modem,ADSL等接入广域网实用解决方案设计规划；
4.通过路由器接入广域网解决方案设计规划；
5.安装、测试过程；
6.评价及结论。
实训习题
1.分析当前在广域网应用方面的社会需求热点？
2.有哪些 ADSL的解决方案？
3.如何用路由器接入 ISDN。
4.如何在 Cisco路由器上配置帧中继？
5.如何在 Cisco路由器上选配支持 DDN
模块？
WAN的基本概念；
PSTN的基础与应用；
ISDN的基础与应用；
ADSL的基础与应用；
其它方法的基础
4.1 WAN基础
4.2 PSTN
4.3 ADSL
4.4综合业务数字网
4.5 帧中继
4.6 PPP协议
4.7 DDN
4.8实训 4－实际广域网接入
4.1 WAN基础
4.1.1 WAN与 OSI/RM
4.1.2 WAN的物理层实现
4.1.3 WAN的数据传输与交换
广域网（ WAN）是覆盖地理范围相对较广的数据通信网络，一般利用公共载体提供的通信条件进行传输，形成地域广大的远程处理和局部处理相结合计算机通信网，实现局域资源共享与广域资源共享相结合。用于广域网环境中的不同协议和技术，其中包括点到点链路、电路交换、交换分组、虚电路、拨号服务和广域网设备。广域网技术是网络互连重要的组成部分。
4.1.1 WAN与 OSI/RM
广域网技术在 OSI/RM的物理层、数据链路层和网络层发挥信息加工、传输的作用。
S M D S
网 络 层数 据 链 路 层物 理 层
M A C
子 层
X,2 1 b i
s
L A P B
X,2 5 P L
P
F r e m e
R e l a y
H D L C
P P P
S D L
C
E I A / T I A - 2 3 2
E I A / T I A - 4 4 9
V,2 4 V,3 5
H S S I G,7 0 3
E I A - 5 3 0
O S I / R M
W A N 规 范
4.1.2 WAN的物理层实现
物理层接口标准
（ 1） EIA/TIA-232（ RS-232）
接口的速率最高为 64kbps，接口有 9针和 25针两种。
（ 2） EIA/TIA-449（ RS-449）
接口的速率为 2Mbps，接口有 9针和 37针两种。
（ 3） X.21
是一种电路交换网络和用户设备间通信的协议，接口的速率为 4Mbps，常用的接口为 15针。
（ 4） V.35
用于定义网络访问设备和分组网的接口，速率为 4Mbps，接口为 30针。
（ 5） G.703/G.704
电话公司设备和 DTE间连接的电气和机械规范，速率可达
4Mbps，接口为双头的 BNC和普通的针型接口。
（ 6） HSSI
一种高速的串口标准，支持在广域链路 — L的高速串行通信，
速率可达 54Mbps。
（ 1）调制解调器调制解调器（ modem）是用于转换数字信号和模拟信号的设备，它能使数据在音频电话线上进行传输。
在源节点，数字信号被转换成可在模拟通信设施上传输的形式；而在目的节点，这些模拟信号被还原成数字形式。
通过 WAN的 Modem到 Modem的连接
W A N
M o d e m M o d e m
（ 2） WAN交换机（ WAN Switch）
是一个用于电信公司网络的多端口网络互联设备，它常用于交换，诸如帧中继,X.25和
SMDS等的信息流，主要运行在 OSI/RM的数据链路层。图 4.3是由 WAN交换机连接的两个远程端点上的路由器。
通过 WAN实现点到点的连接
W A N
路 由 器 路 由 器交 换 机 交 换 机
（ 3） ISDN终端适配器
ISDN终端适配器是将 ISDN基本速率接口
（ BRI）连接到其它接口（如路由器上的
EIA/TIA-232）的一种通信设备。它实际上也是一个 ISDN调制解调器，但并不实际将模拟信号变为数字信号，因此称为终端适配器。
终端适配器将 ISDN连接到其它接口
W A N
I S D N
终 端 适 配 器
（ 4） ADSL终端适配器在 ADSL接入方案中，可以应用专用和通用设备接入，
例如采用以太网网络适配器,LAN交换机、宽带路由器等连接于小区的宽带信息插座上。目前，典型普通用户在单台 PC上使用的 ADSL终端适配器是 DSL调制解调器和语音分离器组成的一种通信设备。它的本质就是一个调制解调器。
ADSL终端适配器将用户终端连接到 WAN
W A N
A D S L
调 制 解 调 器
（ 5）访问服务器访问服务器（ access server）是拨人和拨出连接的汇聚点。访问服务器将拨出连接汇聚到广域网上
访问服务器将拨出连接汇聚到 WAN
W A N
访 问 服 务 器调 制 解 调 器
I S D N 终 端 适 配 器
A D S L 调 制 解 调 器
（ 6）信道服务单元 /数据服务单元信道服务单元（ CSU,Channel Service unit） /数据服务单元（ DSU,Data Service unit）是一种数字接口设备，它使数据终端设备（ DTE）的物理接口可适应交换式公用电信网络上的数据连接设备（ DCE）。
CSU/DSU也能为在这些设备之间进行通信提供信号时序。
CSU/DSU位于终端与交换机之间
C S U / D S U
交 换 机
W A N
4.1.3 WAN的数据传输与交换
点到点链路（ PPL,Point-to-point
Link）提供一条预置的广域网通信路径，
该路径从客户端通过公用电信网络连接到远程网络。点对点线路通常是租借线路。电信局只需要向其分配线路对和简单硬件设备。
电路交换（ Circuit Switching）使数据连接可以在需要时启动，在通信完成后终止。与使用的普通电话线语音通信类似。综合业务数字网络（ ISDN,Integrated Services
Digital Network） 就是电路交换的范例。路由器要向远程站点发送数据时，交换线路用远程网络的线路号进行启动。对于 ISDN线路，
设备实际拨远程 ISDN线路的电话号码。两个网络连接并验证之后，就可以传输数据了，
数据传输完成之后，通话终止。
公 用 电 话 网
D C E
D C E
D C E
用 户 终 端用 户 终 端用 户 终 端
D C E
用 户 终 端
分组交换（ Packet Switching）是一种广域网交换方式，用户共享公用电信网络资源。
由于公用电信网络的基础设施较完备，因此客户成本通常比点对点线路低。在分组交换设置中，网络连接公用电信网络，用户共享网络资源，客户站点之间建立虚拟线路，数据分组通过网络从一个站点传递到另一个分组、共享的公用电信网络在网络拓扑中用云图表示。
异步传输模式（ ATM）、帧中继、交换多兆位数据服务（ SMDS）和 X.25网都是广域网采用分组交换技术的例子。
公 用 电 话 网
D C E
D C E
D C E
多 路 复 用解 多 路 复 用
广域网虚电路
虚电路（ VC,Virtual Circuit）是为了保证两个网络设备之间可靠通信而建立的一种逻辑线路。虚电路有交换式虚电路（ SVC,Switched Virtual Circuit）和永久性虚电路
（ PVC,Permanent Virtual Circuit）两种类型。
SVC是因请求而动态建立并在传输完成后动态终止的一种虚电路。 SVC上的通信分为建立线路、传输数据和终止线路三个阶段。建立线路指在源设备和目的设备之间建立虚电路。
传输数据指在虚电路设备之间传输数据。终止线路指终止源设备和目的设备之间的虚电路。由于建立和终止线路阶段增加了使用的带宽，因此,SVC多用于离散数据的传输，但它降低了与永久性虚电路可用性相关联的开销。
PVC是一种固定不变的虚电路，它只有数据传输一种方式。
PVC多用于设备之间固定的数据传输情况,PVC降低了建立和终止虚电路使用的带宽，但它增加了用于保持虚电路可用性的开销。
广域网拨号服务
拨号服务（ DS,Dialup Service）为通过广域网连接提供了有效的方法,DDR需时拨号路由选择（ DDR,Dial-on-
demand Routing）和拨号备份（ DB,Dial Backup）是两种常用的拨号服务方式。
DDR是路由器根据传输终端的需要动态建立和关闭电路交换的一种方式。在 DDR设置中，路由器配置成在符合一定条件时启动通话，如需要传输特定类型的网络通信流时。建立连接时，通信流在线路上传输。路由器配置指定一个闲机定时器，告诉路由器在线路闲置一定时间时停止连接。
拨号备份是另一种配置 DDR的方法。但在拨号备份中，交换线路提供另一种线路的备份服务，如点对点或分组交换。
路由器配置成在发现主线路故障时启动拨号备份线路。然后拨号备份线路支持广域网连接，直到主线路恢复为止。发生这种情况时，终止拨号备份线路。
4.2 PSTN
4.2.1公共交换电话网
4.2.2 PSTN的传输特性
4.2.1公共交换电话网
电话交换是最普通的公共交换电话网
（ PSTN,Public Switched Telephone
Network），用户可以通过公共交换电话网打电话，也可以利用 Modem 进行数据通信。
但严格的说，它不属于数据通信网的范畴。
PSTN虽然不太适合数据通信，但由于出现较早，使用简单、相对廉价，因此采用
PSTN拨号上网方式是一种最常见的的广域网连接资源。
4.2.1公共交换电话网
4 U
5 U
5 U
5 U
5 U 5 U
5 U
5 U
5 U
5 U
5 U
4 U
2 U 2 U 2 U 2 U 2 U
2 U 2 U
2 U 2 U
2 U
2 U
2 U
国 际 交 换 局长 途 交 换 局中 心 交 换 局节 点 交 换 局 农 村 网端 交 换 局用 户专 用 交换 分 机用 户 延 伸国 际 网国 内 长 途 网城 市 网本 地 网单 位 内 网专 用 交换 分 机专 用 交换 分 机
4.2.2 PSTN的传输特性
PSTN是面向连接的模式，在通信之前必须通过指令在通信双方之间寻找一条路由，建立一条连接。用户通过电话用户线接入
PSTN，用户线上是模拟传输；用户可以使用 Modem 通过 PSTN实现数据通信，目前的
Modem支持 56kbps的传输速率，但该值是处于最佳状态时的理论临界值，实际上经过若干中间设备后，将会使吞吐量大打折扣。
调 制 解 调 器模 拟信 号本 地电 话 线本 地 电 话 公 司 的 呈 现 点本 地 的 长 途 呈 现 点长 途 传 输 介 质数 字 信 号本 地 线 路通 信 专 用 线数 字信 号因 特 网 服 务 提 供 者
4.3 ADSL
4.3.1 ADSL概述
4.3.2 xDSL的实现
4.3.3 ADSL的应用
4.3.1 ADSL概述
数字用户线（ DSL,Digital Subscriber
Line）是以铜质电话线为传输介质的传输技术族，它包括 HDSL,SDSL,VDSL、
ADSL和 RADSL等，一般统称为 xDSL。它们主要的区别是在信号传输速度和距离的不同和上、下行速率对称性的不同。典型的非对称数字用户线（ ADSL）技术就是利用在传统电话系统中没有被利用的高频信号传输数据，它使用了新的线路调制技术、频率复用和回波消除方法等技术，利用现有的铜质双绞线，在不影响原有的普通电话业务的基础上实现高速数据传输。
4.3.2 xDSL的实现
局端由 DSLAM接入平台,DSL局端语音分离器、
数据汇聚设备（ IPC）等组成，其中 IPC为可选的设备。语音分离器将线路上的音频信号送入电话交换机，高频数字调制信号送入 DSL接入系统。
DSLAM接入平台可以同时插入不同的 DSL接入卡和网管卡等。
局端卡将线路上的信号调整为数字信号，并提供数字传输接口。 IPC可为 DSL提供不同的广域网接口，
如 ATM、帧中继等。
客户端设备由 DSL调制解调器和语音分离器组成，
调制解调器对用户的数据报进行调制和解调，并提供数据传输接口。
电 话 公 司
P O S T 线 路
D S L 适 配 器用 户
4.3.3 ADSL的应用
ADSL接入 LAN的方法
（ 1）在 ADSL和局域网之间接入一个路由器，申请一段 IP地址给局域网的计算机，局域网内上网的计算机不受限制。
（ 2）在 ADSL和局域网之间设置一个代理服务器，申请一个 IP地址或账号，本地计算机通过该代理服务器上网。
（ 3）采用专线方式，为局域网内的每个计算机申请一个 IP地址，但可申请的 IP地址有限。
4.3.3.2 Internet的接入
在 Internet中，浏览 Web的下行数据极大，可采用下行速度高的 ADSL
Modem。
4.3.3.3 专线网的接入
专线网能提供上、下行速率对称的通信业务，例如采用 DDN，将基于
2Mbps速率传输的 DDN时隙复用设备，用一对 HDSL以 2Mbps速率接入
DDN骨干节点，用以解决无光纤而不能使用 DDN的问题。
4.3.3.4 远程的接入
利用 ADSL可实现很多要求传输量大的远程服务，如视频点播（ VOD，
Video On Demand）、远程教学、远程可视会议和虚拟专用网等等。
4.4综合业务数字网
4.4.1 ISDN的概念
4.4.2 ISDN协议参考模型
4.4.3 ISDN的 BRI和 PRI
4.4.4 ISDN应用实例
4.4.1 ISDN的概念
ISDN具有如下特点：
（ 1）端到端的数字连接,ISDN完全采用了数字传输和数字交换。
（ 2）综合业务，它能够支持包括数据、文字、语音、图像
（小于 2.048Mbps）在内的各种综合业务。
（ 3）标准的入网接口,ISDN通过一个统一的用户网络接口
（ UNI）向用户提供服务。这个标准接口甚至可以采用一个
ISDN号码连接多种终端设备。
（ 4）综合的网络功能,ISDN提供电话交换、分组交换和租用电话的功能。它有三种不同的信令：用户网络接口信令、
网络内部信令和用户信令。
（ 5） ISDN的缺点是：不用中继器中继信号时的传输距离为
5500m左右，因此它只适用于广域网连接的本地部分。
4.4.2 ISDN协议参考模型
ISDN第一层提供信号传输和竞争检测，因为有可能两个节点同时发送数据，所以需要使用一个回波比特来检测冲突，建立传输优先级。物理层赋予信令信息最高的优先权，如果在电话传输和数据传输之间产生了冲突，则电话传输将具有较高的优先权。
数据链路层管理控制信令会最大限度地为高度可靠的通信检测出通信中出现的差错。网络层处理呼叫的建立和拆除以及通过电路交换和包交换连接建立通路。传输层确保连接通路建立之后的可靠性传 输 层
O S I / R M
网 络 层数 据 链 路 层物 理 层 负 责 物 理 连 接负 责 通 信 的 可 靠 性负 责 数 据 传 输 的 物 理 和 逻 辑 连 接负 责 点 到 点 连 接,信 号 的 格 式 化,差错 检 验
I S D N
T E 1
T A
N T 2
N T 1
N T 1
N T 1
N T 1
N T 1
N T 1
N T 2
T E 2
T A
网 关
L A N
R
S
S
S
S
T
T
U U
2 B + D
2 B + D2 B + D
2 B + D
2 B + D
2 B + D
2 B + D
2 B + D
2 B + D
通 信 网 络
I S D N
中 心 局
I S D N
中 心 局
7 号 信 令系 统
7 号 信 令系 统
4.4.3 ISDN的 BRI和 PRI
ISDN提供两种用户网络接口：
基本速率接口
（ BRI,Basic Rate Interface）
基群速率接口
（ PRI,Primary Rate Interface）
I S D N B R I = 2 B + D
公 用 电 话 网
B
D
B
N T 1T A
I S D N P R I = 2 3 B + D
公 用 电 话 网
D
N T 1
T A
B
N T 2
2 3 B
4.4.4 ISDN应用实例
使用路由器接入 ISDN是典型的应用。华为技术有限公司的 Quidway R26/36系列路由器是面向企业级网络的产品，适合于中、小型企业网担当接入路由器。 R26/36系列路由器采用模块化结构，在通用路由平台（ VRP,Versatile Routing Platform）上进行配置和管理。 VRP软件平台使用高性能的处理器总线技术和快速路由策略，为应用提供了丰富的接口。形成一个很强的网络解决方案。
Quidway R26/36系列模块化路由器支持 ISDN功能模块类型有 4端口 ISDN BRI接口模块（ 4BS）和 2端口同 /异步串口 + 1端口 ISDN BRI S/T接口模块
（ 2S1B）等。
4.5 帧中继
4.5.1 帧中继概述
4.5.2 帧中继术语
4.5.3 帧中继网络的实现
4.5.1 帧中继概述
帧中继网（ FR,Frame Relay）是在分组交换技术基础上发展起来的广域网技术。最初是作为综合业务数字网络接口设计的，现在它已被广泛地用于多种网络接口。帧中继是一种数据分组交换技术。
帧中继是一种基于标准的协议，定义了一种在服务提供商网络和客户设备之间进行通信的方法。交换网络可以支持终端工作站动态地共享网络媒体和带宽。分组交换技术使用可变长分组和统计多路复用技术。可变长分组使网络传输更灵活和高效。分组在不同的网段间进行交换，直到到达目的地。统计多路复用技术控制分组交换网络中的网络访问，这一技术的优点是提高了使用网络带宽的灵活性和有效性。例如以太网和令牌环网都是采用分组交换技术的网络。帧中继是 X.25的简化版本，它省略了 X.25的一些功能，如提供窗口化技术和数据重发功能。
帧中继网络中的设备分两大类：数据终端设备（ DTE）和数据连接设备
（ DCE）。 DTE通常被看作是网络的终端设备，一般放在用户端。 DCE
是属于通信服务公司的网络互联设备，其功能是提供网络的定时和交换服务，完成广域网上的数据传输。
帧中继的设计目标主要是针对局域网之间的互连，它以面向连接的方式、
合理的数据传输速率与低廉的价格提供数据通信服务。帧中继采用“帧”
作为数据传输单元，网络的带宽根据用户帧传输的需要，可以采用统计复用的方式动态分配。帧中继主要提供“虚拟租用线路”服务。
帧中继具有如下特点：
（ 1）帧中继只完成 OSI/RM中物理层和数据链路层的功能，
将流量控制和纠错等功能交给智能终端去完成。从而大大简化了节点间的协议，提高了传输速率，减少了网络延时。
（ 2）帧中继采用了虚电路技术，能充分利用网络资源，因而帧中继具有吞吐量大，适合突发性业务等特点。
（ 3）有统一的国际标准，易于互联和兼容，且帧中继网络与协议无关。
帧中继用户的接入方式较复杂，用户设备与公用帧中继的物理层接口遵守下列接口规程之一：
（ 1） X系列接口：主要包括 X.21和 X.21bis接口，接口特性分别由 X.24和 V.24定义。
（ 2） V系列接口：主要指 V.35接口，利用 V.35接口进行的一般操作 X.21bis规定相同。
（ 3） G系列接口：接口速率分别为 64kbps,2048kbps，
34368kbps，符合 G.703建议。
（ 4） I系列接口：指 ISDN的用户网络接口，符合 ITU-
TI.430/1.43l建议。
分 组 交 换 机
D T E
终 端
D C E
D T E
帧 中 继
W A N
网 络 主 机
D T E
个 人 计 算 机
D C E
D C E
D C E
4.5.2 帧中继术语
虚电路
帧中继技术提供面向连接的数据链路层的通信，即在每对设备之间都存在一条已定义好的通信连接，且该连接有一个连接识别码。
这种服务通过帧中继虚电路实现，即帧中继虚电路实现帧中继数据分组交换网络中 DTE
之间的逻辑连接。
虚电路在 DTE设备间提供双向通信信道，并通过数据链路连接标识码进行识别。为了实现网络传输，可将一组虚电路复合成单一的物理线路，这样可以降低连接多个 DTE设备所需要的设备和网络复杂性。
（ 1）交换式虚电路
交换式虚电路是一种临时连接，它只在 DTE设备之间需要跨过帧中继网络传输突发性数据时使用。 SVC的通信过程包括以下四个状态：
①建立呼叫状态：建立两个帧中继 DTE设备之间的虚电路。
②数据传输状态：在 DTE之间的虚电路上传输数据。
③空闲状态,DTE设备之间的虚电路处于活动状态，
但没有数据传输。如果 SVC在一定时间后仍处于空闲状态，那么呼叫将被终止。
④终止呼叫状态：终止 DTE设备之间的虚电路。
虚电路终止后，如果还需要交换数据，那么 DTE设备就必须建立新的虚电路。虚电路的建立、维护和终止均使用与 ISDN相同的信令协议。
（ 2）永久性虚电路
为了频繁、持续地传输数据，帧中继网络在 DTE设备之间建立了一个永久的连接，这就是永久性虚电路。
与 SVC不同,PVC上的通信不需要使用建立和终止呼叫操作，它总是处于数据传输状态或空闲状态。
数据传输状态即数据在虚电路上的 DTE设备之间传输；
空闲状态则是 DTE设备的连接处于活动状态，但没有数据传输。与 SVC不同，无论 PVC空闲多长时间，连接都不会停止。 DTE设备可以随时传输数据，因为它们之间建立了永久性连接。
每个帧中继虚电路都以数据链路连接标识符标识自己。
数据链路连接标识符的值一般由帧中继服务的提供者指定。
帧中继数据链路连接标识符是局部性的，也就是说这些标识符值在帧中继广域网中不是惟一的。
（ 3）拥塞控制机制
拥塞控制机制为了降低网络开销，帧中继采用简单的拥塞通知机制，而不是虚电路流控机制。帧中继主要在高可靠性媒体上实现，因此，流控制可以由高层协议完成，而不会降低数据的完整性，
帧中继采用前向拥塞通知（ FECN，
Forward Explicit Congestion
Notification）和后向拥塞通知（ BECN，
Backward Explicit Congestion
Notification）机制。
4.5.3 帧中继网络的实现
普通的专用帧中继网络可以用一个带有帧中继和非帧中继接口的 T1多路复用器实现。帧中继网络上的数据通过帧中继接口到达数据网络，而非帧中继数据则传输给相应的应用程序或服务，如提供视频会议或电话服务的
PBX。
帧中继网络由许多 DTE设备组成，如路由器等，路由器通过传统的点对点服务协议（如
T1、部分 T1或 56Kbps线路）连接到远程的多路复用设备上。
令 牌 环 网令 牌 环 网以 太 网以 太 网路 由 器路 由 器帧 中 继 接 口视 频 / 电 话 会 议非 帧 中 继 接 口
T I M U X
T I M U X
帧 中 继 接 口非 帧 中 继 接 口
P B X
W A N
4.6 PPP协议
4.6.1 PPP的工作原理
4.6.2 标准 PPP的帧格式
4.6.3 PPP的协议族
4.6.4 PPP应用
4.6.1 PPP的工作原理
PPP提供了在串行点对点链路上传输数据报的方法，它包括以下三个主要部分：
（ 1）在串行链路上封装数据报的方法,PPP
采用高级链路控制（ HDLC）协议作为在点对点链路上封装数据报的基本方法。
（ 2）可扩展的链路控制协议（ LCP）：用来建立、配置和测试数据链路。
（ 3）网络控制协议族（ NCP,Network
Control Protocols）：用来建立和配置不同的网络层协议,PPP允许同时采用多种网络层协议。
为了建立点对点链路上的通信连接，发送端
PPP首先发送链路控制协议（ LCP）帧，以配置和测试数据链路。
在 LCP建立好数据链路并协调好所选设备之后，发送端 PPP发送网络控制协议（ NCP）
帧，以选择和配置一个或多个网络层协议。
当所选的网络层协议配置好后，便可将各网络层协议的分组发送到数据链路上。配置好的链路将一直保持通信状态，直到 LCP帧或
NCP帧明确提示关闭链路，或者有其它的外部事件发生（如用户干预等）。
PPP可以工作在任何 DTE/DCE接口上，
如 RS232C,RS422和 CCITT V.35等。
PPP的要求是必须提供全双工线路，不论是专用的或交换式的，只要可以工作于异步或同步串行模式，且对 PPP的链路层帧透明即可。与其它的 DTE/DCE接口不一样,PPP对传输率的限制不十分严格。
4.6.2 标准 PPP的帧格式
Flag
01111110
Address
11111111
Control
00000011
Protocol
8/16bits
Info
┉┉
FCS
16/32bits
Flag
01111110
4.6.3 PPP的协议族
（ 1） 链路控制协议（ LPC,Link Control Protocol）,PPP的 LCP提供了建立、配置、维护和终止点对点连接的方法。 LCP的过程按以下四个阶段进行：
①链路的建立和配置协调：在网络层数据报（如 IP）交换前,LCP首先必须打开连接，并协调配置参数。完成一个配置确认帧的发送和接收后，第一阶段才算完成。
②链路质量检测：在链路建立、配置协调之后,LCP允许有一个可选的链路质量检测阶段。在这一阶段，通过对链路的检测来决定链路是否满足网络层协议的要求。这一阶段是可选的,LCP可以延迟网络层协议信息的传输，直到这一阶段完成。
③网络层协议配置阶段：在 LCP完成链路质量检测后，网络层协议通过适当的 NCP协议进行单独的配置，而且可以在任何时刻被激活和关闭。
如果 LCP关闭了链路，它会通知网络层协议采取相应的操作。
④关闭链路,LCP可以在任何时刻关闭链路，但多数关闭是因用户的要求或者发生物理故障，如载波丢失或是空闲时间超长而造成的。
LCP帧有三种，其中链路建立帧用来建立和配置链路；链路终止帧用来终止链路；链路维护帧用来管理和维护链路。这三种帧可以完成 LCP各阶段的工作。
（ 2） IP控制协议（ IPCP,IP Control
Protocol）：负责点对点链路通信双方的 IP协议模块的配置、使用和禁止，并且还负责通信双方 IP地址的协商。它与
LCP的包交换机制相同，但只有在 PPP
链路建立起来之后，才能进行 IPCP包交换。
（ 3）口令授权协议（ PAP,Password
Authentication Protocol）,PAP利用双向的握手信号建立通信双方的认证，
口令授权协议的原理由发起连接的一端反复向认证端发送用户名 /口令对，直到认证端响应，以验证确认信息或者拒绝信息。
（ 4）询问握手授权协议（ CHAP,Challenge-
Handshake Authentication Protocol）：询问握手授权协议利用三次握手周期性地检验对方身份。
这一过程在初始链路建立之后完成，而且在以后任何时候都可以再次进行。
链路建立之后，授权者向对方发送一个询问消息，
对方返回一个计算值，授权者将该值与自己的计算结果进行比较，如果相匹配，则授权认可，否则中断连接。
CHAP在指定的时间间隔发送的询问消息每次不同，
可防范再生性攻击。不断询问可以限制暴露在一次攻击前的时间。授权者可以控制询问的频率和时间。
4.6.4 PPP应用
从通信协议的角度，利用 PPP在 PSTN中通过 RS-232C标准异步串行线路传送 IP/IPX数据包是普通应用的典型方式。
目前接入 Internet最普遍的方法是采用在 PC的 RS-232C接口上连接异步 modem，通过 modem的 Line端口连接电话线，
经过 PSTN与 Internet上 Host进行 PPP连接。电话线可以采用拨号连接方式或专线方式。
远程终端方式是将 PC作为远程仿真终端，所需的硬件和连接方式与拨号 IP连接方式相同，但在 PC上运行远程仿真终端程序，而不是 PPP，这种情况下,PC不需要 IP地址,PC
原有的资源和功能无法使用，它只是一个完全依赖对方远程
Host的一个哑终端。而拨号 IP方式在用户 PC上运行 PPP，
具有独立的 IP网址，和 Internet上的 Host具有同等的地位，
在 Internet上发给本地 PC的电子邮件等均可接到。
4.7 DDN
4.7.1 DDN概述
4.7.2 DDN用户接入
4.7.3 DDN应用实例
4.7.1 DDN概述
数字数据网（ DDN,Defense Data
Network）是一种以数据通信为业务的数字网络。它利用数字信道提供的永久性或半永久性电路，以传输数据信号为主，为用户提供专用的数字数据传输通道，为用户建立自己的专用数据网提供条件。国内的数字数据网称之为 CHINADDN，覆盖全国大部分地区。
DDN的特点：
（ 1） DDN是传输网络，只为用户提供数据传输通路，可提供灵活的连接方式，它支持数据、语音、
图像等各种服务，但 DDN不具备交换能力。
（ 2） DDN支持任何通信规程，不受任何约束，完全透明的传输网络。
（ 3） DDN采用同步转移方式进行数据信道传输，
网络内部采用了时分复用（ TDM）技术。
（ 4） DDN采用全程数字方式高质量传输数据信息。
（ 5） DDN向用户提供多种速率的数字数据专线服务，其全透明的专用电路的传输速率为 2.4kbps、
4.8kbps,9.6kbps,19.2kbps,1× 64kbps～
32× 64kbps及 2048kbps等。
4.7.2 DDN用户接入
（ 1）通过 2线或 4线 Modem接入。
（ 2）通过 2B+D速率（ 1.44kbps）的数据终端单元（ DTU）接入。
（ 3）通过用户集中设备接入。
4.7.3 DDN应用实例
Quidway R26/36系列模块化路由器支持 DDN功能模块有 4SA等。 SA（同 /异步串口）模块支持同步和异步两种工作方式，其主要功能是完成同 /异步串行数据流的收发及处理。 SA模块一般外接 Modem
用作拨号口使用，此时需要设置合适的波特率。同步串口既可以工作在 DTE方式下，也可以工作在
DCE方式下。直接相连的两个设备应分别工作在
DTE和 DCE方式，由 DCE设备侧设备提供同步时钟和指定通讯速率而,DTE设备则接受同步时钟，并根据指定波特率通讯。路由器一般作为 DTE侧设备使用，和路由器相连的设备类型具体是 DTE还是
DCE要参照随机手册来确定。
4SA模块接口属性项目 说明同步 异步支持服务
DDN专线
Modem拨号终端接入服务
Modem拨号备份协议标准
PPP
MP
LAPB
X.25
HDLC
FR
PPP
SLIP
MP
接口标准和工作方式
V.24 V.35 X.21 EIA/TIA-449 EIA-530
EIA-232DTE
DCE DTE DCE
DTE
DCE
DTE
DCE
DTE
DCE
最小波特率 1200 1200 1200 1200 1200 1200 300
最大波特率 64K 2.048M 115.2K
接头 DB-100 DB-100
4.8实训 4－实际广域网接入实训目的
1.了解目前广域网应用环境的基本情况。
2.掌握普通 Modem,ADSL等接入广域网实用解决方案。
3.掌握通过路由器接入广域网的规划、
配置方法。
4.熟悉局域网与广域网互连的解决方案。
5.了解广域网的测试。
实训内容
1.根据社会调查明确需求热点；
2.广域网接入与局域网－广域网互连解决方案分析；
3.普通 Modem,ADSL等接入广域网实用解决方案设计规划；
4.通过路由器接入广域网解决方案设计规划；
5.安装、测试过程；
6.评价及结论。
实训习题
1.分析当前在广域网应用方面的社会需求热点？
2.有哪些 ADSL的解决方案？
3.如何用路由器接入 ISDN。
4.如何在 Cisco路由器上配置帧中继？
5.如何在 Cisco路由器上选配支持 DDN
模块？
