第九章 廣域網

　　廣域網是作用的地理范圍從數十公里到數千公里，可以連接若干個城市、地區甚至跨越國界、遍及全球的一種計算機網絡。有時也稱為遠程網。

　　9.1 廣域網組成

　　(1) 美國國防高級研究計劃局(DARPA)首先采用存儲轉發分組交換原理開發了ARPANET

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

　　9.2 點到點通信

　　(1) 點到點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，每個局域網含有眾多主機和一些聯網設備以及連接至外部的路由器，通過點到點的租用線和遠地路由器相連;

　　第二種：成千上萬個用戶在家里使用MODEM和撥號電話線連接到INTERNET，這是點到點連接的最主要應用。

　　9.2.1 SLIP協議

　　(1) 1984年制定，協議文本用于描述RFC 1055。

　　(2) SLIP協議的問題所在：

　　A. 沒有任何糾錯檢錯功能;

　　B. 只支持IP分組，當INTERNET不斷發展和擴大且包含很多非IP協議的網絡時，SLIP不適用;

　　C. 每一方需要知道另一方的IP地址，且在設置時不能動態賦予IP

　　D. SLIP部提供任何身份驗證

　　E. SLIP未被接受為INTERNET標準，版本多，不易互操作。

　　9.2.2 PPP協議

　　(1) INTERNET IETF制定了PPP協議

　　(2) PPP協議的三大功能：

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

　　B. 鏈路控制協議(LCP)用于啟動線路、測試，任選功能的協商以及關閉連接;

　　C. 網絡層任選功能的協商方法獨立于適用的網絡層協議，因此可適用于不同的網絡控制協議(NCP)

　　9.3 X.25公共分組數據網

　　(1) CCITT X.25建議是常見的公共數據網的一種協議。

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

　　(3) X.25是一種中速數據網絡，一般速率在64Kbps以內。

　　9.4 綜合業務數字網

　　(1) ISDN的目標是提供經濟的、有效的、端到端的數字連接以支持廣泛的服務。

　　9.4.1 ISDN的定義

　　(1) ISDN是由綜合數字電話網發展起來的一個網絡，它提供端到端的數字連接一支持廣泛的服務。

　　(2) ISDN的特點：提供開放式的標準接口;提供端到端的數字連接;用戶通過公共通道、端到端的信令，實現靈活的職能控制

　　9.4.2 ISDN系統結構

　　(1) 數字位管道：即在用戶設備和傳輸設備之間通過位流的管道。

　　(2) ISDN環境應用包括如下功能：線路交換，分組交換，公共通道信令，網絡操作和管理數據庫以及信息處理和存儲功能。

　　(3) ISDN的一個重要特征是使用公共通道信令技術，以實現用戶網絡訪問和信息交換，允許使用公共通道信令通路來控制多個線路交換連接，公共通道信令在D通道上傳輸。　　

　　9.5 高速廣域網

　　9.5.1 發展高速廣域網的驅動因素

　　(1) 近20多年，計算機的速度提高了百萬倍，而網絡速度只提高了幾千倍，因此，網絡的速率以稱為瓶頸。

　　(2) 最終用戶不僅要求傳輸數據，還需要傳輸諸多的多媒體信息

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

　　(4) 美國政府高性能計算和通信計劃(HPCC)的推動。

　　(5) 異步轉移模式(ATM)和同步光纖網絡(SONET)是實現高速網絡底層的主要技術和設施。用于ATM的速率為155Mbps~622Mbps，SONET的速率為51.8Mbps~9.953Gbps

　　9.5.2 交換式多兆位數據服務

　　(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，基于IEEE802.6標準.

　　(2) 對于N個局域網的聯接，全聯接方案要租用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的基本服務是無連接的分組傳遞服務，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據，最長為9188字節。

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

　　9.5.3 幀中繼

　　(1) 是一種只是簡單地提供面向連接的、將數據從甲地傳遞至乙地的、廉價的、中速的公共網。

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

　　9.5.4 寬帶ISDN和ATM

　　(1) 使BISDN有可能實現的一種技術稱為異步轉移模式(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，其中5個字接為信元頭，48個字節為用戶數據。

　　(3) ATM的速率為155Mbps和622Mbps

　　(4) ATM的特點：

　　A. 面向連接的技術;

　　B. 采用固定長度的信元;

　　C. 每個信元由標識符作為標志;

　　D. 話音、視頻和數據都可由ATM信元的信息域傳輸，ATM對各類信息都一樣處理，實時通信可獲得確保的頻帶;

　　E. 無連路對聯路的糾錯控制;無連路對鏈路的流控;

　　F. ATM信元的高速交換，根據輸入信元的報頭信號做路由判斷;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絡中采用的傳輸、多路復用及交換技術。

　　(2) 線路交換是在通信雙方兩個站之間有意條專用的通信通路，用于線路交換的典型技術是頻分多路復用(FDM)和同步是分多路復用(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絡內部控制的信息，采用存儲-轉發方式。

　　2. 服務的發展

　　(1) 交互服務的種類：

　　A. 會話服務

　　B. 信報服務

　　C. 檢索服務

　　(2)傳播服務的種類：

　　A. 無用戶控制功能的傳播服務

　　B. 具有用戶控制能力的傳播服務

　　(3)寬帶服務的三個主要特性：

　　A. 不是所有服務都要求很高的傳輸速率和帶寬，但活動圖像傳輸服務及高速數據通信確實有這種要求。

　　B. 某些服務由很高的猝發性，用高峰位率與平均位率之比來表示猝發性，對面向連接的數據傳送為1Mbps~50Mbps，文本傳送為1Mbps~20Mbps，電視會議為1Mbps~5Mbps。

　　C. 對網絡的要求是能支持各種不同速率的服務，能支持猝發性的通信，要考慮信息丟失敏感的應用和延遲敏感的應用

　　3. 網絡的進展

　　采用單一的傳送模式并能支持所有服務的方案具有的特點：

　　(1) 全數字式;

　　(2) 簡單是線非常高速的交換，只有端對端的差錯恢復過程;

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