4.3 广域网
4.3.1 广域网的结构与特点
4.3.2 广域网参考模型
4.3.3 广域网提供的服务
4.3.4 广域网的种类
第 4章 网络互联与广域网
4.3.1 广域网的结构与特点
广域网（ WAN,Wide Area Network） 是一种覆盖地域较广的网络，
它通过若干个结点交换机和连接这些结点的物理链路将分布在异地的多
个局域网或主机连接起来，形成一个范围广泛的远程网络。它通常覆盖
一个国家甚至全球，从而可以使人们最大范围地传送信息和共享资源。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.1 广域网的结构和特点
1,广域网的结构
广域网的结构分为 通信子网 与 资源子网,示意图如 4.12所示。
图 4.12 广域网结构示意图
第 4章 网络互联与广域网
4.3.1 广域网的结构与特点
2,广域网的特点
与覆盖范围较小的局域网相比，广域网的 特点在于,
（ 1）覆盖范围广，可达数千公里甚至全球。
（ 2）广域网没有固定的拓扑结构。
（ 3）广域网通常使用高速光纤作为传输介质。
（ 4）局域网可以作为广域网的终端用户与广域网连接。
（ 5）广域网主干带宽大，但提供给单个终端用户的带宽小。
（ 6）数据传输距离远，往往要经过多个广域网设备转发，延时较长。
（ 7）广域网管理、维护困难。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.2 广域网参考模型
对照 OSI参考模型，广域网的公用通信网主要工作在底层的 3个层次，
即 物理层, 数据链路层 和 网络层 。它们之间的对应关系如表 4-2所示。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.3 广域网提供的服务
广域网的最高层是网络层，网络层提供的服务可以 按传输方式 和
传输速率 划分
1,按传输方式分
（ 1） 无连接的网络服务
无连接的网络服务具体实现就是 数据报服务 。其特点如下：
? 在数据发送前通信双方不建立连接。
? 每个分组独立进行路由选择，因此具有高度的灵活性，每个
分组都要携带地址信息。
? 网络无法保证数据不丢失，用户自己负责差错处理和流量控
制。
? 网络资源的利用率较高。
? 转发过程和端系统的处理开销相对较大，总体的处理效率低
于面向连接的方式。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.3 广域网提供的服务
1,按传输方式分
（ 2） 面向连接的网络服务
面向连接的服务具体体现就是 虚电路服务 。其特点为：
? 在数据发送前要建立虚拟连接，每个虚拟连接对应一个虚拟连
接标识。网络中的结点交换机根据这个标识决定将分组转发到哪
个端口。
? 虚电路服务可以保证按发送的顺序收到分组，有服务质量保证。
差错处理和流量控制可以选择由用户负责或由网络负责。
? 路由固定，数据转发开销小；服务质量比较稳定，适于一次性
大批量数据传输。
? 稳定性差，某个中继系统故障会导致整个系统连接的失败 。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.3 广域网提供的服务
1,按传输方式分
（ 3） 两种服务方式的比较
一般来说，这两种服务适用于不同的通信场合。 若需要传送的报
文很短而采用的分组长度较大，则需要传送的分组数量很少。使用数据
报方式既迅速又经济。但如果需要传送的分组数量较多，使用虚电路，
每个分组只需要携带虚电路的标志，分组的控制信息部分所占的比特率
很小，减少了额外开销。
由于数据报服务的每个分组可独立地选择路由，当某个结点发生故
障时，后续的分组就可另选路由，提高了网络可靠性。而在虚电路中，
结点发生故障就必须重新建立一条虚电路。从这个方面说,数据报方式
要比虚电路方式更健壮。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.3 广域网提供的服务
2,按传输速率分
（ 1）固定速率业务
固定速率业务即在提供服务的过程中其速率固定，常见业务为 64Kbps
话音业务。
（ 2） 可变速率业务
可变速率业务即在提供服务的过程中其速率是可变的。常见业务包括
压缩的分组语音通信和压缩的视频传输等。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.4 广域网的种类
广域网可以分为公共传输网络、专用传输网络和无线传输网络。
（ 1） 公共传输网络
一般是由政府电信部门组建、管理和控制，网络内的传输和交换装置可
以提供（或租用）给任何部门和单位使用。公共传输网络大体可以分为两类：
? 电路交换网络。主要包括公共交换电话网（ PSTN）和综合业务数字网
（ ISDN）。
? 分组交换网络。主要包括 X.25分组交换网、帧中继和交换式多兆位数据服务
（ SMDS）
（ 2） 专用传输网络
由一个组织或团体自己建立、使用、控制和维护的私有通信网络。
专用传输网络主要是数字数据网 (DDN) 。
（ 3） 无线传输网络
主要是移动无线网。典型的 无线传输网有 GSM和 GPRS技术等。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.4 广域网的种类
1,公用交换电话网（ PSTN）
在电话发明后不久 PSTN就产生了，在早期的 PSTN中，电话是通过
模拟信号传送的，传输质量较差。到 20世纪 70年代，数字传输的电话系统
开始出现。
目前我国采用的电话网是数字传输、程控交换的数字化 PSTN 网络
（用户环回路大部分还是模拟传输）。
PSTN传输的是语音信号，采用电路交换方式，双绞线入户，理论上
可向用户提供 64kbps的音频通道。通信双方一旦接通，便独占线路，别
的用户也无法利用。在传输数据时，这些功能一部分要由调制解调器承担。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.4 广域网的种类
2,X.25分组交换网
X.25分组交换网是基于 X.25 标准建立的网。 X.25 网的标准
是较早的分组交换标准，规定了 3层协议 （ OSI 的 1~3层 ）,可以提
供无差错的确认服务。它使用永久虚电路 （ 相当于租用线路 ） 和虚
呼叫 （ 相当于拨号线路 ） 进行数据包的传输。 X.25的网络传输基本
上借用了模拟电话线路，容易受噪音的干扰，产生误码。所以为了
确保无差错的传输，在每个节点 X.25 都要做大量的处理，这种使系
统开销相当大，传输效率低。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.4 广域网的种类
3,交换式多兆位数据服务（ SMDS）
交换式多兆位数据服务是另一种远距离高速广域网数据服务。它
传送的是数据而不是声音，而且它能工作在最高速度。它使用很小的包
头，每个数据包能有 9188字节的数据，减小了包头的开销。它的工作速
度高于 X.25和帧中继。
它在内部协议中采用了异步传输模式，主要针对交换服务，提供面
向非连接的数据服务。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.4 广域网的种类
4,GSM和 GPRS
（ 1） GSM
GSM 是数字蜂窝系统，它和 CDMA 都是 90年代后期发展起来的
第二代移动电话技术，其目的在于建立一个全球的移动综合业务数字
网，提供与固定电信网业务兼容、质量相当的多种话音和非话音业务。
GSM 系统 由交换系统、基站系统及终端系统（移动台）组成 。
交换系统负责移动业务的交换，基站系统承载着移动台和移动交换中
心的联系。移动台则是无线入网的用户终端，最广泛采用的是移动电
话。
GSM采用频分多址和时分多址相结合的 多址方式 。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.4 广域网的种类
4,GSM和 GPRS
（ 2） GPRS
GPRS是 通用分组无线业务 （ General Packet Radio Service）
的简称，是一种新的分组数据承载业务。 GPRS是在 GSM基础上发展
起来的一种分组交换的数据承载和传输方式。
GPRS与现有的 GSM语音系统最根本的区别是,GSM是一种电路交换系
统，而 GPRS是一种分组交换系统。 GPRS特别适用于间断的、突发性的或频
繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。这一特点正适合大多
数移动互联的应用。
GPRS是介于第二代和第三代之间的一种网络技术。
4.3.1 广域网的结构与特点
4.3.2 广域网参考模型
4.3.3 广域网提供的服务
4.3.4 广域网的种类
第 4章 网络互联与广域网
4.3.1 广域网的结构与特点
广域网（ WAN,Wide Area Network） 是一种覆盖地域较广的网络，
它通过若干个结点交换机和连接这些结点的物理链路将分布在异地的多
个局域网或主机连接起来，形成一个范围广泛的远程网络。它通常覆盖
一个国家甚至全球，从而可以使人们最大范围地传送信息和共享资源。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.1 广域网的结构和特点
1,广域网的结构
广域网的结构分为 通信子网 与 资源子网,示意图如 4.12所示。
图 4.12 广域网结构示意图
第 4章 网络互联与广域网
4.3.1 广域网的结构与特点
2,广域网的特点
与覆盖范围较小的局域网相比，广域网的 特点在于,
（ 1）覆盖范围广，可达数千公里甚至全球。
（ 2）广域网没有固定的拓扑结构。
（ 3）广域网通常使用高速光纤作为传输介质。
（ 4）局域网可以作为广域网的终端用户与广域网连接。
（ 5）广域网主干带宽大，但提供给单个终端用户的带宽小。
（ 6）数据传输距离远，往往要经过多个广域网设备转发，延时较长。
（ 7）广域网管理、维护困难。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.2 广域网参考模型
对照 OSI参考模型，广域网的公用通信网主要工作在底层的 3个层次，
即 物理层, 数据链路层 和 网络层 。它们之间的对应关系如表 4-2所示。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.3 广域网提供的服务
广域网的最高层是网络层，网络层提供的服务可以 按传输方式 和
传输速率 划分
1,按传输方式分
（ 1） 无连接的网络服务
无连接的网络服务具体实现就是 数据报服务 。其特点如下：
? 在数据发送前通信双方不建立连接。
? 每个分组独立进行路由选择，因此具有高度的灵活性，每个
分组都要携带地址信息。
? 网络无法保证数据不丢失，用户自己负责差错处理和流量控
制。
? 网络资源的利用率较高。
? 转发过程和端系统的处理开销相对较大，总体的处理效率低
于面向连接的方式。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.3 广域网提供的服务
1,按传输方式分
（ 2） 面向连接的网络服务
面向连接的服务具体体现就是 虚电路服务 。其特点为：
? 在数据发送前要建立虚拟连接，每个虚拟连接对应一个虚拟连
接标识。网络中的结点交换机根据这个标识决定将分组转发到哪
个端口。
? 虚电路服务可以保证按发送的顺序收到分组，有服务质量保证。
差错处理和流量控制可以选择由用户负责或由网络负责。
? 路由固定，数据转发开销小；服务质量比较稳定，适于一次性
大批量数据传输。
? 稳定性差，某个中继系统故障会导致整个系统连接的失败 。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.3 广域网提供的服务
1,按传输方式分
（ 3） 两种服务方式的比较
一般来说，这两种服务适用于不同的通信场合。 若需要传送的报
文很短而采用的分组长度较大，则需要传送的分组数量很少。使用数据
报方式既迅速又经济。但如果需要传送的分组数量较多，使用虚电路，
每个分组只需要携带虚电路的标志，分组的控制信息部分所占的比特率
很小，减少了额外开销。
由于数据报服务的每个分组可独立地选择路由，当某个结点发生故
障时，后续的分组就可另选路由，提高了网络可靠性。而在虚电路中，
结点发生故障就必须重新建立一条虚电路。从这个方面说,数据报方式
要比虚电路方式更健壮。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.3 广域网提供的服务
2,按传输速率分
（ 1）固定速率业务
固定速率业务即在提供服务的过程中其速率固定，常见业务为 64Kbps
话音业务。
（ 2） 可变速率业务
可变速率业务即在提供服务的过程中其速率是可变的。常见业务包括
压缩的分组语音通信和压缩的视频传输等。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.4 广域网的种类
广域网可以分为公共传输网络、专用传输网络和无线传输网络。
（ 1） 公共传输网络
一般是由政府电信部门组建、管理和控制，网络内的传输和交换装置可
以提供（或租用）给任何部门和单位使用。公共传输网络大体可以分为两类：
? 电路交换网络。主要包括公共交换电话网（ PSTN）和综合业务数字网
（ ISDN）。
? 分组交换网络。主要包括 X.25分组交换网、帧中继和交换式多兆位数据服务
（ SMDS）
（ 2） 专用传输网络
由一个组织或团体自己建立、使用、控制和维护的私有通信网络。
专用传输网络主要是数字数据网 (DDN) 。
（ 3） 无线传输网络
主要是移动无线网。典型的 无线传输网有 GSM和 GPRS技术等。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.4 广域网的种类
1,公用交换电话网（ PSTN）
在电话发明后不久 PSTN就产生了，在早期的 PSTN中，电话是通过
模拟信号传送的，传输质量较差。到 20世纪 70年代，数字传输的电话系统
开始出现。
目前我国采用的电话网是数字传输、程控交换的数字化 PSTN 网络
（用户环回路大部分还是模拟传输）。
PSTN传输的是语音信号，采用电路交换方式，双绞线入户，理论上
可向用户提供 64kbps的音频通道。通信双方一旦接通，便独占线路，别
的用户也无法利用。在传输数据时，这些功能一部分要由调制解调器承担。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.4 广域网的种类
2,X.25分组交换网
X.25分组交换网是基于 X.25 标准建立的网。 X.25 网的标准
是较早的分组交换标准，规定了 3层协议 （ OSI 的 1~3层 ）,可以提
供无差错的确认服务。它使用永久虚电路 （ 相当于租用线路 ） 和虚
呼叫 （ 相当于拨号线路 ） 进行数据包的传输。 X.25的网络传输基本
上借用了模拟电话线路，容易受噪音的干扰，产生误码。所以为了
确保无差错的传输，在每个节点 X.25 都要做大量的处理，这种使系
统开销相当大，传输效率低。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.4 广域网的种类
3,交换式多兆位数据服务（ SMDS）
交换式多兆位数据服务是另一种远距离高速广域网数据服务。它
传送的是数据而不是声音，而且它能工作在最高速度。它使用很小的包
头，每个数据包能有 9188字节的数据，减小了包头的开销。它的工作速
度高于 X.25和帧中继。
它在内部协议中采用了异步传输模式，主要针对交换服务，提供面
向非连接的数据服务。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.4 广域网的种类
4,GSM和 GPRS
（ 1） GSM
GSM 是数字蜂窝系统，它和 CDMA 都是 90年代后期发展起来的
第二代移动电话技术，其目的在于建立一个全球的移动综合业务数字
网，提供与固定电信网业务兼容、质量相当的多种话音和非话音业务。
GSM 系统 由交换系统、基站系统及终端系统（移动台）组成 。
交换系统负责移动业务的交换，基站系统承载着移动台和移动交换中
心的联系。移动台则是无线入网的用户终端，最广泛采用的是移动电
话。
GSM采用频分多址和时分多址相结合的 多址方式 。
第 4章 网络互联与广域网
4.3.4 广域网的种类
4,GSM和 GPRS
（ 2） GPRS
GPRS是 通用分组无线业务 （ General Packet Radio Service）
的简称，是一种新的分组数据承载业务。 GPRS是在 GSM基础上发展
起来的一种分组交换的数据承载和传输方式。
GPRS与现有的 GSM语音系统最根本的区别是,GSM是一种电路交换系
统，而 GPRS是一种分组交换系统。 GPRS特别适用于间断的、突发性的或频
繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。这一特点正适合大多
数移动互联的应用。
GPRS是介于第二代和第三代之间的一种网络技术。
