广域网接入技术--课件

广域网接入技术广域网接入技术计算机网络基础计算机网络基础n局域网的不足：局域网的不足：局域网主要完成工作站、终端、服务器等在较小物理局域网主要完成工作站、终端、服务器等在较小物理范围内的互联，只能解决范围内的互联，只能解决局部局部的资源共享的资源共享n广域网的特点：广域网的特点：可以使相距遥远的局域网互相连接起来，远距离传输可以使相距遥远的局域网互相连接起来，远距离传输数据、语音、视频等，实现数据、语音、视频等，实现大范围大范围的资源共享的资源共享引入引入WANLAN北京西安1000kmn掌握广域网的交换技术掌握广域网的交换技术n掌握广域网的接入技术掌握广域网的接入技术n了解广域网的通信协议及配置了解广域网的通信协议及配置n掌握掌握PPP认证的方法认证的方法课程目标课程目标学习完本章课程，您应该能够：广域网的概念广域网的概念服务供应商服务供应商服务供应商服务供应商l早期：基于早期：基于服服务提供商提供商的通信网的通信网络设施建立施建立远程程连接（家庭接（家庭拨号上网）号上网）l现代：多数用光代：多数用光纤技技术广域网组成广域网组成 l从资源组成角度来说，广域网可以由从资源组成角度来说，广域网可以由通信子网通信子网与与资源资源子网子网两部分组成，通过将通讯部分（子网）和应用部两部分组成，通过将通讯部分（子网）和应用部分（主机）分开，使得网络设计得到简化。分（主机）分开，使得网络设计得到简化。广域网接入解决方案广域网接入解决方案 广域网与广域网与OSI参考模型参考模型网络层数据链路层物理层IP、IPX等网络层协议HDLCPPP帧中继LAPBV.24、V.35、X.21、RS-232、RS-449、RS-530、G.703、E1/T1OSI参考模型参考模型广域网广域网广域网连接方式广域网连接方式X.25/帧中继/ATM 点对多点PSTN/ISDN分组交换方式电路交换方式专线方式异步/同步专线 点对点协议：PPP，帧中继 点对点专线连接模型专线连接模型运营商传输设备运营商通信网运营商传输设备DTEDTEDCEDCE远程线路l点到点永久性独占线路，固定带宽lDTE是客户端设备，DCE是服务器端，运营商设定一个时钟，指定带宽。l链路层常使用HDLC、PPP 等本地线缆本地线缆接入线路接入线路用户路由器用户路由器电路交换连接模型电路交换连接模型l按需拨号建立连接，独占线路，带宽固定l典型技术：PSTN（电话网）、ISDN（综合业务数字网）l链路层通常采用PPP广域网交换机运营商通信网广域网交换机DTEDTEDCEDCE远程交换电路本地线缆本地线缆接入线路接入线路用户路由器用户路由器分组交换连接模型分组交换连接模型l分组交换是将信息分为一定的长度交给分组交换机，交换机有发送发和接收方的地址标识，根据这些地址标识通过虚链路将分组转发出去。l它是一种存存储-转发交交换方式方式，即将到达交换机的分组先送到存储器暂时存储和处理，等到相应的输出电路有空闲时再送出。l典型技术：X.25、帧中继、ATM分组交换机运营商分组交换网分组交换机虚电路接入链路接入链路用户路由器用户路由器PSTN接入技术接入技术 PSTN即公用电话交换网(Public Switched Telephone Network)，PSTN开始由模拟线路组成，现在大多数PSTN通过光纤、铜缆和卫星等各种介质来传输数字信号。PSTN网络是公用通信网中基础网，通信区域覆盖全国，是进行远程通信投资少、见效快、实现大范围数字通信最便捷方法。公共电话交换网公共电话交换网PSTN特征特征: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56kbps2 公共交换电话网络概述公共交换电话网络概述1PSTN的通信原理的通信原理l由由负责接入的接入的终终端局端局（本地交（本地交换局）、局）、长长途局途局、地区地区或或区域性区域性的的中中转转局局构成。构成。电话系统网络示意图电话系统网络示意图l终端局有大量的外端局有大量的外线和附近的和附近的一个一个或或多个交多个交换中心相中心相连，交，交换中心又称中心又称会接局会接局（Tandem Office）和）和长途局途局（Tool Office）l如果如果主叫主叫电话和和被叫被叫电话不在同一个端局，不在同一个端局，要看主叫端局和被叫端局是否在同一个要看主叫端局和被叫端局是否在同一个长途途局存在一条局存在一条长途途连接干接干线连接，接，这在两个端在两个端局距离局距离较近近时很容易出很容易出现，如果存在，便在，如果存在，便在这个个长途局中建立途局中建立连接。接。l如果如果主叫主叫和和被叫被叫没有一个共同的没有一个共同的长途局，途局，则路由路由选择将将向地区局向地区局（Sectional Office）和和区域局区域局（Regional Office）中建立。）中建立。2PSTN的通信特点的通信特点l采用采用异步异步传输方式方式，速率，速率为9.656kbit/sl采用采用语语音音线线路路进行数据行数据传输lModem的数的数/模是必模是必须的的l分布广泛分布广泛、使用使用简单简单、成本低。成、成本低。成为首首选方方案。案。PSTN的接入方式的接入方式局域网间通过按局域网间通过按需拨号实现互联需拨号实现互联 为其他广域网链路备份为其他广域网链路备份 智能终端远程访问智能终端远程访问智能终端远程访问ISDN接入接入 综合业务数字网ISDN（Integrated Services Digital Network）使用电话载波线路进行拨号连接，但ISDN技术独特的数字链路，可以同时传输两路话音和一路数据信号，因而通讯的速度和通讯的质量都大大提高。综合业务数字网综合业务数字网N-ISDN特征特征:电路交换，利用现有的电话交换系统电话交换系统有拨号连接过程拨号连接过程全数字传输网络数字传输网络多服务：语音语音、数据、文本数据、文本、图形图形、视频视频采用带外信令（D信道），拨号连接速度快载体信道（B信道）带宽为带宽为64Kb/sISDN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q家庭用的ISDNTE1TE1TE1TUpage 20ppt课件q大型商用的ISDN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TE1TE1TE2TANT2UTSSSRPBXpage 21ppt课件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信道信道16kb/s数字信道，用于带外信令。B信道信道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+DPRI：基群速率接口，23B+D或30B+DBRIDB1B2PRIDB1B30基本速率数字管道，144kbps主速率数字管道，2Mbps数字管道示意图page 23ppt课件ADSL概述概述ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line，非对称数字用户环路）是一种新的数据传输方式。它因为上行和下行带宽不对称，因此称为非对称数字用户线环路。它采用频分复用技术把普通的电话线分成了电话、上行和下行三个相对独立的信道，从而避免了相互之间的干扰。电话线电话线电话网电话网/互联网互联网ADSL原理网络基本结构原理网络基本结构lADSL网络基本结构网络基本结构互联网互联网电话交换网电话交换网PCADSL Modem电话电话DSLAM高频数据信号高频数据信号低频语音信号低频语音信号用户侧用户侧电话局侧电话局侧用户线路用户线路DSLAM：数字用户线路接入复用器：数字用户线路接入复用器分离器分离器分离器分离器从从PC发出的数据是数字发出的数据是数字信号，经过信号，经过Modem调制调制成高频模拟信号，再在分成高频模拟信号，再在分离器处与语音的低频信号离器处与语音的低频信号混合混合 X.25技术技术 lX.25允允许不同网不同网络络中中计算机通算机通过网网络层设备络层设备相相互通信。互通信。X.25协议协议工作在分工作在分组交交换网网络中。中。l早期早期X.25网网络络工作主要工作主要应用在用在电话电话网网中，由于中，由于电话线传输电话线传输介介质质可靠性不高，必可靠性不高，必须启用一套复启用一套复杂的的差差错处错处理理及及重重发发机制机制来保来保证通通讯质量，因量，因此影响此影响X.25运行速度。运行速度。l完整的通信首先由通信的完整的通信首先由通信的一端呼叫一端呼叫另一端启另一端启动，请求在它求在它们之之间建立一个建立一个会会话连话连接接；被呼叫的；被呼叫的一端可以根据自己的情况一端可以根据自己的情况接收接收或或拒拒绝绝这个个连接接请求。一旦求。一旦这个个连接建立，两端的接建立，两端的设备可以可以全全双工双工地地进行信息行信息传输，并且任何一端在任何，并且任何一端在任何时候均候均有有权权拆除拆除这个个连接。接。X.25分组交换网分组交换网特征特征: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64KbpsX.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。X.25网络的组成PSEPSEPSEPSEPSEDCEDCEDTEDTEX.25X.25PSE：分组交换设备广域网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）缓冲区打包拆包PAD非分组终端DCEPAD的工作原理X.25网络page 31ppt课件帧中继（Frame Relay,FR）特征特征: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56Kbps45Mbps 帧中继网帧中继网1 帧中中继概述概述1基本概念基本概念l帧帧中中继继（FR）是在开放系）是在开放系统互互连参考模型参考模型（OSI/RM）第二）第二层上用上用简化的化的方法方法传传送送和和交交换换数据数据单单元元的一种的一种交交换换技技术术。X.25与帧中继的操作方式与帧中继的操作方式2帧中继技术的特点帧中继技术的特点l帧中中继协议简化了化了X.25分分组级功能，只有两个功能，只有两个层次次l传送的基本送的基本单元元为帧帧：帧帧的的长长度可度可变变，最大，最大长度度允允许1600字字节节。l在数据在数据链路路层完成完成动态（统计）复用复用、帧透明透明传输和和差差错检测错检测，将出，将出错的的帧丢弃，不采用重弃，不采用重传机制机制。l帧中中继技技术提供了有效的提供了有效的带宽带宽管理管理和和阻塞控制机制阻塞控制机制。l帧中中继现可提供用可提供用户的接入速率在的接入速率在64Kbit/s2.048Mbit/s，也可达到，也可达到45Mbit/s。l帧中中继采用了面向采用了面向连接的工作模式，可以提供接的工作模式，可以提供PVC业务、SVC业务。帧中继协议帧中继协议1帧中中继协议结构构l帧中中继协议分分为用用户户（U User）平面）平面和和控制控制（C Control）平面两部分。）平面两部分。l用用户平面使用平面使用ITUTQ.922协议：是用于：是用于传送用送用户数据和管理信息数据和管理信息。l控制平面使用控制平面使用ITUTQ.931和和Q.922两个两个协议：是：是用于建立和用于建立和释放放逻辑连接，接，传送与送与处理呼叫控制理呼叫控制消息。它消息。它们仅在用在用户和网和网络之之间操作。在此只重操作。在此只重点介点介绍帧中中继用用户平面的平面的协议结构构。l帧中中继用用户平面的平面的协议结构分构分为两两层：物理：物理层和和数据数据链路路层（DL：Data Link）。）。帧中继协议结构帧中继协议结构 帧中继网的构成帧中继网的构成 1帧中中继网网络结构构 帧中继支持的网络结构帧中继支持的网络结构 帧中继网组织示意图帧中继网组织示意图帧中继网络设备帧中继网络设备（1）帧中中继交交换机机帧中中继交交换机的机的类型：型：l改装型改装型X.25分分组交交换机；机；l以全新的以全新的帧中中继结构构设计为基基础的新型交的新型交换机；机；l采用信元中采用信元中继、ATM技技术、支持、支持帧中中继接口的接口的ATM交交换机。机。帧中中继交交换机的接口：机的接口：l用用户接入接口：用接入接口：用户接入接口支持接入接口支持标准的准的FR UNI规程（物理程（物理层接口接口规程和数据程和数据链路路层的核心的核心规程），可以用于程），可以用于帧中中继用用户设备的介入。的介入。l中中继接口：中接口：中继接口支持接口支持标准的准的FR NNI规程，支持与其他交程，支持与其他交换机机设备的互的互连。l网管接口：网管接口：负责接入接入帧中中继的网的网络管理系管理系统。（2）局局间中中继线帧中中继网的局网的局间中中继传输利用数字利用数字传输信道，比如数字微波、信道，比如数字微波、光光缆等。等。帧中继的用户入网方式帧中继的用户入网方式 用户接入帧中继网的方式用户接入帧中继网的方式ATM异步传输模式异步传输模式 lATM是广域网的另一种是广域网的另一种传输方法，它利方法，它利用用固定大小数据包固定大小数据包的方法，的方法，实现了从了从25 622 M bps的高速的高速传输。lATM中固定大小的中固定大小的数据包数据包又叫做又叫做信元信元，由由48字字节的数据的数据加上加上5字字节的的头信息信息组成。成。通通过使用使用大小固定的数据包大小固定的数据包，ATM提供提供可可预料的料的通信模式通信模式，并能，并能够更好地控制更好地控制带宽的使用。的使用。异步传输模式ATMATM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。123456数据块信元流 ATM网网1 ATM信元信元结构构信元结构和信元头结构信元结构和信元头结构2 ATM协议分层及各层的功能协议分层及各层的功能1ATM协议参考模型概述参考模型概述 lATM在在逻辑上可按三个上可按三个层面描述面描述:用户平面管理平面控制平面l每个面内采用了分每个面内采用了分层的方法的方法 物理层ATM层AAL层2ATM协议结构及各层功能协议结构及各层功能 ATM参考模型参考模型 各子层的功能各子层的功能 DDN的功能的功能l提供提供9.6K、N64K直至直至2M速率的数字速率的数字专线通道。通道。l提供透明提供透明传输，可承，可承载语音、数据、音、数据、视频等多种等多种业务。l可可为不同的客不同的客户端端设备提供多种物理接提供多种物理接口口选择，入网方式有，入网方式有3种：种：频道道传输、基基带传输和和数字数据数字数据传输。l利用利用DDN可以可以进行局域网的互行局域网的互连。DDN的特点的特点l通信通信质量高量高l透明透明传输l业务成熟成熟l灵活的接入方式灵活的接入方式l网网络管理管理简便便 DDN的组成及基本工作原理的组成及基本工作原理1DDN的网的网络结构构 DDN三级网络结构三级网络结构2DDN节点功能和分类节点功能和分类（1）DDN节点的功能点的功能DDN节点主要包括复用及数字交叉点主要包括复用及数字交叉连接接设备等。其主等。其主要功能有：要功能有：复用和解复用复用和解复用；交叉交叉连连接接；提供各种提供各种数字通道接口数字通道接口和和用用户户接口接口并接入各种并接入各种业务；保持网保持网络同步。同步。（2）DDN节点分点分类 骨干骨干节节点机点机：执行网行网络业务的的转换功能功能。接入接入节节点机点机：主要：主要为DDN各各类业务提供接入功能提供接入功能。用用户节户节点机点机：主要：主要为DDN用用户入网提供接口并入网提供接口并进行行必要的必要的协议转换。3DDN的组成的组成 DDN的网络组成的网络组成 DDN入网方式入网方式DDN的入网方式的入网方式 DDN用户接入方式用户接入方式 混合光纤同轴电缆（混合光纤同轴电缆（HFC）l混合光混合光纤同同轴电缆是指是指光光缆敷敷设到小区，到小区，然后通然后通过光光电转换接点接点，利用有，利用有线电视网（网（CATV Cable Television 有有线电视）的的总线型型同同轴电缆连接接到用到用户，提供，提供综合合电信信业务技技术。HFC接入网方式接入网方式l通通过HFC接入网方接入网方式式组建广域网建广域网时，需，需要有要有电缆调制解制解调器器（Cabel Modem），），连接方式可参考接方式可参考ADSL接入方式，用接入方式，用户拨入和局域网共用一个入和局域网共用一个ADSL帐号接入），号接入），只需要将只需要将ADSL Modem换成成Cabel Modem，从外面，从外面进来的有来的有线电视的同的同轴电缆接到接到Cabel Modem，然后用网，然后用网线通通过Cabel Modem的网的网线接口接接口接计算机的算机的网卡接口，用有网卡接口，用有线电视同同轴电缆通通过Cabel Modem的相的相应接口接接口接电视机。机。光纤接入网光纤接入网l光光纤接入网是使用光接入网是使用光纤作作为主要主要传输介介质的网的网络系系统。在交。在交换局一局一侧，要把，要把电信号信号转换为光信号，以便在光光信号，以便在光缆中中传输；在用在用户侧，要使用，要使用光网光网络单元元（ONU）将将光信号光信号转换成成电信号信号再再传送到用送到用户终端。端。1.光纤接入网的分类光纤接入网的分类（1）FTTC光光纤接入网接入网 是是为住宅用住宅用户提供服提供服务，将，将ONU放在路放在路边，从从ONU出来用同出来用同轴电缆提供提供电视服服务，用，用双双绞线提供提供电话服服务。（2）FTTB光光纤接入网接入网 是是为大中型企事大中型企事业单位及商位及商业用用户服服务，将，将ONU放在大楼内，提供高速数据通信、放在大楼内，提供高速数据通信、远程教育、程教育、远程医程医疗、电子商子商务等等宽带业务。（3）FTTH光光纤接入网接入网是是为家庭用家庭用户提供服提供服务，将，将ONU放置在用放置在用户家中，由用家中，由用户专用，用，为家庭提供多种家庭提供多种宽带业务。2.光纤接入网的结构光纤接入网的结构（1）星形）星形结构构星型网又分星型网又分为单星型网和多星型网星型网和多星型网。（2）环形形结构构首尾都接入同一个交首尾都接入同一个交换局端，局端，这种种环路能提路能提供路由供路由选择的机会，从运行和可靠性上的机会，从运行和可靠性上讲都都是十分有益的。是十分有益的。（3）树形形结构构是一种在网是一种在网络中使用无源光器件来共享光中使用无源光器件来共享光纤的无源网的无源网络，从交，从交换局端到用局端到用户光光纤的不同的不同地点装有一定数量的光分路器，使一根光地点装有一定数量的光分路器，使一根光纤逐逐级分出若干个支路分出若干个支路。利用光纤网组建广域网利用光纤网组建广域网 智能光网络智能光网络1 智能光网智能光网络简介介l新一代的光新一代的光联网有如下三个特征：网有如下三个特征：（1）更高的光网）更高的光网络带宽利用率；利用率；（2）更加灵活的网）更加灵活的网络结构；构；（3）更加有效的支持面向未来的）更加有效的支持面向未来的业务；l新一代光网新一代光网络的核心技的核心技术主要包括主要包括光网光网络核心核心层中的智能光网中的智能光网络（ION）技）技术，光光传送网送网（OTN）技）技术和和光网光网络汇聚聚层接入接入层中的多中的多业务传送平台（送平台（MSTP）技）技术和和光以太网技光以太网技术等。等。企业系统广域网案例中石化北京石油广域网网络拓扑中国外运集团全国广域网网络能够实现中外运网络财务、物流、电子邮件、办公、VOIP等业务的高效、可靠承载;电信级可靠性、线速转发功能、以及完善的Diffserv/QoS机制和丰富的业务处理能力，充分满足中外运集团广域骨干网络的建设需要;提供了数据、视频、话音业务在IP网络上的统一承载，使集团网络全面实现了三网合一。中外运总部局域网全网选用华为3Com公司S8000/S6500/S3000系列交换机设备。总部网络DDN/SDH/FR PSTN/ISDN非上市分公司DDN/SDH/FRPSTN/ISDN上市分公司 总部信息 网络中心三四级节点R2631E三四级节点R2631ENE40INTERNETR3680ER3680ER3680ENE08EEU100R3680ERDCR2621香港上海武汉厦门大连新加坡纽约悉尼巴黎里约热内卢日本北京Quidway ME6800全球ISDN广州重庆企业内部网业务管理中心中远总部E1PRIQuidwayMT9660QuidwayMT9660EaseLook桌面终端该系统覆盖全国13个分部和全球7个分公司，系统主会场在中远集团公司总部。系统采用ISDN、E1、IP混合组网，使用了一套Quidway ME6800视讯交换平台20套QuidwayMT9660视讯终端和3套EaseLook桌面终端，实现了中远（集团）公司和全球所有分支机构之间的远程会议和业务培训。整个系统以其优异的图象声音质量和电信级的稳定性得到了用户的好评应用。IP中国远洋（集团）公司全球视讯会议网安踏企业VPNVoIP网络建议图总公司市话网网守计费认证系统数据库 INTERNET IPsec VPNVOIP网关/VPN路由器VG10-41 接入防火墙+VPN SERVER Eudemon1000 VPN接入路由器VOIP网关R2630/3640本地市话网本地市话网总部大分部1模拟电话分机FAX服务器语音网关R3640/3680小分部1本地市话网ADSL接入/VPNAR18-30小分部2各个办公大楼PCPBXVOIP网关VG10-41PBXVG20-08L本地市话网大分部2PBX语音网关/VPN接入VG20-08TDM堆叠安踏集团采用华为S系列交换机和R系列路由器构造连接集团总部和各级分支机构的基于INTERNET VPN的数据交换网络平台，同时通过VG语音网关实现全公司的VOIP,，实现了语音、视频、数据业务的“三网合一”，极大提高了集团的生产效率。北京 ISDN 门店R2631ENE16R3680ER3680E国美电器全国骨干网网络拓扑图SDH 2MFR上海广州西安FR分公司集团总部R1600加盟店 ISDN 门店R2631EFRR1600加盟店上海肯德基上海肯德基VPN组网组网ADSL ModemAP肯德基总部PC（上海）R3680E 上海电信IP 网络R2611以太网交换机肯德鸡分支节点 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