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计算机网络
Computer Networks
第 四 讲 广 域 网（续）
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内容提要
广域网实例
PSTN
DDN
X.25
帧中继
ATM
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公共传输系统三类：
拨号（电路交换）
PSTN,N-ISDN
分组 (帧 )交换
ATM,X.25、帧中继
专线
DDN
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公共电话交换网 PSTN
特征,
电路交换
有拨号连接过程
即可传输模拟信息，也可传输数字信息
用户环路为模拟传输
数据通信时需要使用 MODEM
收发双方传输速率必须相同，最高为 56kbps
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PSTN举例
LAN
… …
PSTN
Modem
拨号访问服务器
PC PC
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数字数据网 DDN
（ Digital Data Network）
特征,
非交换的永久虚电路
为用户提供点到点的数字专用线路
网络对用户透明，支持任何协议
适合于频繁的大数据量通信
实际上就是在干线上为用户提供时分复用信道
速率可达 155Mbps
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X.25分组交换网特征,
工作在 OSI/RM的低 3层
采用分组交换，面向连接 (虚电路 )，可靠性高
多路复用。一条物理链路支持多条虚电路
点对点传输，不支持广播
支持多种高层协议，它们均作为普通数据被封装在 X.25的分组中在网络中传送
工作速率 ≤64Kbps
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X.25的体系结构
X.25:,在公用数据网上以分组方式工作的数据终端设备
DTE和数据电路端接设备 DCE之间的接口,。
它对应于 OSI层次模型的最下三层。
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X.25网络的组成
PSE PSE
PSE
PSE
PSE
D
C
E
D
C
EDTE
DTE
X.25 X.25
PSE：分组交换设备广域网
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X.25网络由许多称之为 分组交换机 (PSE)的节点组成 。
为了保证通信可靠性,每个 PSE至少与另两个
PSE相连接,使得一个 PSE故障时,能通过其他路由继续传输信息 。
PSE之间交换的是分组 (包 )，所以又称 X.25网为 分组交换网或包交换网 。 PSE采用存储转发的方法交换分组。
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X.25网络的设备
数据终端设备 (DTE),X.25网络的末端设备 (如路由器、主机、终端,PC机等 )，一般位于用户端（故称为用户设备）
数据 电路端接设备 (DCE)：专用的通信设备,DTE
通过 DCE接入 X.25网络
PSE,X.25网络分组交换机，用于数据的存储转发
PAD设备,用于将非分组设备接入 X.25网。位于
DTE与 DCE之间，实现三个功能：缓冲、打包、拆包。 （见下页图）
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缓冲区打包拆包
PAD非分组终端 DCE
PAD的工作原理
X.25网络
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X.25网络为用户提供的是虚电路服务 。 多个虚电路可复用到单条物理电路上 。
DTE之间端到端的通信是通过双向虚电路来完成的 （ 一般申请 16个双向虚电路 ） 。
X.25即支持永久虚电路 PVC，也支持交换虚电路 SVC。
X.25提供的服务
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X.25网络的接入
分组终端：直接接入
非分组终端：通过 PAD接入
字符终端：用拨号 (PSTN)方式间接接入 (X.28/X.32）
利用 X.25组网：
1.通过 X.25将 PC接入局域网
PC端 ——X.25网卡，同步 MODEM
LAN端 ——路由器，同步 MODEM
2.通过 X.25实现 LAN的远程互连双方均需路由器，同步 MODEM
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帧中继（ Frame Relay,FR）
特征,
工作在 OSI/RM的物理层和数据链路层
帧中继使用 永久虚电路（ PVC） 来建立通信连接，并通过虚电路实现多路复用
用链路层的 HDLC帧来封装各种不同的高层协议，如 IP,IPX,AppleTalk等
适用于在 WAN上实现 LAN的互联
传输速率一般为 56Kbps～ 45Mbps
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F.R的工作原理
本质上仍是分组交换技术，但舍去了 X.25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、接收、处理
在链路层上完成统计复用，实现帧定界、寻址、差错检测；但省略了帧编号、重传、流控、窗口、应答、监视等功能
帧出错或发生阻塞时，仅仅简单地丢弃；重传、纠错和流控 在端设备中由上层协议 (如 TCP)完成
（这是因为 F.R是基于光纤线路的，而 光纤线路误码率很低，无需点到点纠错）
F.R用数据链路连接标识符 DLCI来标识虚电路 (最多
1024个 )，不同的 DLCI在链路层上实现了复用
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异步传输模式 ATM
ATM是一种高速分组交换技术，采用了以信元
（ cell） 为单位的存储转发方式，故又称为信元交换。
ATM将话音、数据和图像等数据分解成长度固定的数据块，并在各数据块前装配地址、优先级等控制信息构成信元。
信元由信元头部和有效载荷构成：
信元头部 有效载荷
5B 48B
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在 ATM网络中，空信元以一定的速率出现，发送站只要获得空信元即可插入信息发送。因信息插入位置无周期性，故称这种传送方式为 异步传输模式 。
ATM特点：
1)面向连接（虚连接），按序递交；
2)固定大小的信元，便于高速处理（可用硬件实现），传输速率 ≥622Mb/s；
3)QoS特性保证了 ATM可以实时地传送语音和活动图像。
1 2 3 4 5 6 数据块信元流
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综合业务数字网 N-ISDN
特征,
电路交换，利用现有的电话交换系统
有拨号连接过程
全数字传输网络
多服务：语音、数据、文本、图形、视频
采用带外信令（ D信道），拨号连接速度快
载体信道（ B信道）带宽为 64Kb/s
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ISDN的组成广域网
ISDN交换机ISDN终端ISDN数字电话本地回路电信公司的设备
NT1
用户的设备用户家庭 电信公司
家庭用的 ISDN
TE1 TE1 TE1
T U
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广域网
ISDN交换机TE1
本地回路电信公司的设备
NT1
用户的设备用户办公室 电信公司
大型商用的 ISDN
TE1
TE1
TE2
TA
NT2
UT
S
S
S
R
PBX
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ISDN接口
ISDN提供了一种数字化的 比特管道,使信息在用户与电信公司之间流动。
ISDN比特管道支持由 TDM分隔的多个信道。常用的有两种标准化信道：
D信道 ——16kb/s数字信道，用于带外信令。
B信道 ——64kb/s数字 PCM信道，用于语音或数字。
ISDN比特管道主要支持两种信道的组合：
BRI：基本速率接口。 2B+D
PRI：基群速率接口,23B+D或 30B+D
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BRI
D
B1
B2
PRI
D
B1~B30
基本速率数字管道,144kbps
主速率数字管道,2Mbps
数字管道示意图
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第四讲,广域网”
终
计算机网络
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第 四 讲 广 域 网（续）
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内容提要
广域网实例
PSTN
DDN
X.25
帧中继
ATM
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公共传输系统三类：
拨号（电路交换）
PSTN,N-ISDN
分组 (帧 )交换
ATM,X.25、帧中继
专线
DDN
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公共电话交换网 PSTN
特征,
电路交换
有拨号连接过程
即可传输模拟信息，也可传输数字信息
用户环路为模拟传输
数据通信时需要使用 MODEM
收发双方传输速率必须相同，最高为 56kbps
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PSTN举例
LAN
… …
PSTN
Modem
拨号访问服务器
PC PC
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数字数据网 DDN
（ Digital Data Network）
特征,
非交换的永久虚电路
为用户提供点到点的数字专用线路
网络对用户透明，支持任何协议
适合于频繁的大数据量通信
实际上就是在干线上为用户提供时分复用信道
速率可达 155Mbps
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X.25分组交换网特征,
工作在 OSI/RM的低 3层
采用分组交换，面向连接 (虚电路 )，可靠性高
多路复用。一条物理链路支持多条虚电路
点对点传输，不支持广播
支持多种高层协议，它们均作为普通数据被封装在 X.25的分组中在网络中传送
工作速率 ≤64Kbps
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X.25的体系结构
X.25:,在公用数据网上以分组方式工作的数据终端设备
DTE和数据电路端接设备 DCE之间的接口,。
它对应于 OSI层次模型的最下三层。
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X.25网络的组成
PSE PSE
PSE
PSE
PSE
D
C
E
D
C
EDTE
DTE
X.25 X.25
PSE：分组交换设备广域网
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X.25网络由许多称之为 分组交换机 (PSE)的节点组成 。
为了保证通信可靠性,每个 PSE至少与另两个
PSE相连接,使得一个 PSE故障时,能通过其他路由继续传输信息 。
PSE之间交换的是分组 (包 )，所以又称 X.25网为 分组交换网或包交换网 。 PSE采用存储转发的方法交换分组。
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X.25网络的设备
数据终端设备 (DTE),X.25网络的末端设备 (如路由器、主机、终端,PC机等 )，一般位于用户端（故称为用户设备）
数据 电路端接设备 (DCE)：专用的通信设备,DTE
通过 DCE接入 X.25网络
PSE,X.25网络分组交换机，用于数据的存储转发
PAD设备,用于将非分组设备接入 X.25网。位于
DTE与 DCE之间，实现三个功能：缓冲、打包、拆包。 （见下页图）
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缓冲区打包拆包
PAD非分组终端 DCE
PAD的工作原理
X.25网络
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X.25网络为用户提供的是虚电路服务 。 多个虚电路可复用到单条物理电路上 。
DTE之间端到端的通信是通过双向虚电路来完成的 （ 一般申请 16个双向虚电路 ） 。
X.25即支持永久虚电路 PVC，也支持交换虚电路 SVC。
X.25提供的服务
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X.25网络的接入
分组终端：直接接入
非分组终端：通过 PAD接入
字符终端：用拨号 (PSTN)方式间接接入 (X.28/X.32）
利用 X.25组网：
1.通过 X.25将 PC接入局域网
PC端 ——X.25网卡，同步 MODEM
LAN端 ——路由器，同步 MODEM
2.通过 X.25实现 LAN的远程互连双方均需路由器，同步 MODEM
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帧中继（ Frame Relay,FR）
特征,
工作在 OSI/RM的物理层和数据链路层
帧中继使用 永久虚电路（ PVC） 来建立通信连接，并通过虚电路实现多路复用
用链路层的 HDLC帧来封装各种不同的高层协议，如 IP,IPX,AppleTalk等
适用于在 WAN上实现 LAN的互联
传输速率一般为 56Kbps～ 45Mbps
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F.R的工作原理
本质上仍是分组交换技术，但舍去了 X.25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、接收、处理
在链路层上完成统计复用，实现帧定界、寻址、差错检测；但省略了帧编号、重传、流控、窗口、应答、监视等功能
帧出错或发生阻塞时，仅仅简单地丢弃；重传、纠错和流控 在端设备中由上层协议 (如 TCP)完成
（这是因为 F.R是基于光纤线路的，而 光纤线路误码率很低，无需点到点纠错）
F.R用数据链路连接标识符 DLCI来标识虚电路 (最多
1024个 )，不同的 DLCI在链路层上实现了复用
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异步传输模式 ATM
ATM是一种高速分组交换技术，采用了以信元
（ cell） 为单位的存储转发方式，故又称为信元交换。
ATM将话音、数据和图像等数据分解成长度固定的数据块，并在各数据块前装配地址、优先级等控制信息构成信元。
信元由信元头部和有效载荷构成：
信元头部 有效载荷
5B 48B
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在 ATM网络中，空信元以一定的速率出现，发送站只要获得空信元即可插入信息发送。因信息插入位置无周期性，故称这种传送方式为 异步传输模式 。
ATM特点：
1)面向连接（虚连接），按序递交；
2)固定大小的信元，便于高速处理（可用硬件实现），传输速率 ≥622Mb/s；
3)QoS特性保证了 ATM可以实时地传送语音和活动图像。
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综合业务数字网 N-ISDN
特征,
电路交换，利用现有的电话交换系统
有拨号连接过程
全数字传输网络
多服务：语音、数据、文本、图形、视频
采用带外信令（ D信道），拨号连接速度快
载体信道（ B信道）带宽为 64Kb/s
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ISDN的组成广域网
ISDN交换机ISDN终端ISDN数字电话本地回路电信公司的设备
NT1
用户的设备用户家庭 电信公司
家庭用的 ISDN
TE1 TE1 TE1
T U
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广域网
ISDN交换机TE1
本地回路电信公司的设备
NT1
用户的设备用户办公室 电信公司
大型商用的 ISDN
TE1
TE1
TE2
TA
NT2
UT
S
S
S
R
PBX
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ISDN接口
ISDN提供了一种数字化的 比特管道,使信息在用户与电信公司之间流动。
ISDN比特管道支持由 TDM分隔的多个信道。常用的有两种标准化信道：
D信道 ——16kb/s数字信道，用于带外信令。
B信道 ——64kb/s数字 PCM信道，用于语音或数字。
ISDN比特管道主要支持两种信道的组合：
BRI：基本速率接口。 2B+D
PRI：基群速率接口,23B+D或 30B+D
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BRI
D
B1
B2
PRI
D
B1~B30
基本速率数字管道,144kbps
主速率数字管道,2Mbps
数字管道示意图
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第四讲,广域网”
终
