计算机网络技术第6章.ppt
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计算机网络技术计算机网络技术目目录第第6章广域网章广域网组建建6.1广域网概述广域网概述6.2IP协议和和IP地址地址6.3TCP/IP协议和域名系和域名系统DNS6.4传输控制控制协议TCP6.5Internet概述概述6.6国内常国内常见的的Internet的接入方式的接入方式第第6章广域网章广域网组建建广域网是通信公司建立和广域网是通信公司建立和经营的网的网络。
它覆盖范。
它覆盖范围大,可以跨越国界,大,可以跨越国界,到达世界上任何地方。
通信公司把它的网到达世界上任何地方。
通信公司把它的网络分次分次(拨号号线路路)或分或分块(租用租用专线)地出租地出租给用用户以收取服以收取服务费用。
用。
计算机算机连网网时,如果距离遥,如果距离遥远,就需要通,就需要通过广域网广域网转接。
接。
6.1广域网概述广域网概述广域网又称广域网又称为远程网程网(LongHaulNetwork),是指覆盖范,是指覆盖范围广,广,传输距距离离远的的远程网程网络。
其网。
其网络结构比构比较复复杂,传输速率一般低于局域网。
速率一般低于局域网。
6.1.1广域网与局域网的广域网与局域网的对比比从范从范围上上讲,广域网比局域网的覆盖范,广域网比局域网的覆盖范围要大得多。
要大得多。
从从组成上来成上来讲,广域网通常是由一些,广域网通常是由一些节点路由器以及点路由器以及连接接这些交些交换机机的的链路路组成。
成。
节点交点交换机机执行分行分组存存储转发的功能,的功能,节点之点之间都是点到点都是点到点连接。
接。
为了提高网了提高网络的可靠性,通常一个的可靠性,通常一个节点交点交换机与多个机与多个节点交点交换机相机相连。
而局域网通常采用多点接入和共享而局域网通常采用多点接入和共享传输媒介的方法,从本媒介的方法,从本质上上讲局域网是局域网是总线型的。
型的。
从从层次上次上讲,广域网使用的,广域网使用的协议在网在网络层,主要考,主要考虑路由路由选择问题。
而局域网使用的而局域网使用的协议主要在数据主要在数据链路路层以及物理以及物理层。
6.1.2常常见的广域网的广域网常常见的广域网有公用的广域网有公用电话交交换网网(PSTN)、数字数据网、数字数据网(DDN)、分、分组交交换数据网数据网(X.25)、帧中中继(FrameRelay)、综合合业务数据网数据网(ISDN)和交和交换多兆多兆位数据服位数据服务(SMDS)等。
等。
6.1.3广域网广域网协议模型模型广域网是一种跨地区的数据通信网广域网是一种跨地区的数据通信网络,使用,使用电信运信运营商提供的商提供的设备作作为信息信息传输平台。
平台。
对照照OSI参考模型参考模型,广域网技广域网技术主要位于下面的主要位于下面的3个个层次,次,分分别是物理是物理层、数据、数据链路路层和网和网络层。
广域网物理广域网物理层协议描述了如何描述了如何为广域网广域网业务提供提供电气、机械、操作性气、机械、操作性以及功能性的以及功能性的连接。
而广域网数据接。
而广域网数据链路路层协议描述了在描述了在单一数据一数据链路中路中帧是是如何在系如何在系统间传输的,其中包括的,其中包括为运行点到点、点到多点、多路运行点到点、点到多点、多路访问交交换业务如如帧中中继等等设计的的协议。
6.1.4广域网广域网连接技接技术WAN常借助一些常借助一些电信部信部门的公用网的公用网络系系统作作为它的通信它的通信链路,使用路,使用电话线、双、双绞线、光、光缆、微波、微波、卫星和无星和无线电波等波等传输介介质连接工作站、接工作站、LAN或其他或其他WAN。
下面。
下面讨论常用的网常用的网间连接。
接。
6.1.4.1X.25分分组交交换网网络X.25是由是由CCITT推荐的一个已推荐的一个已经被广泛采用的国被广泛采用的国际标准。
准。
X.25所所讨论的都是以面向的都是以面向连接的虚接的虚电路服路服务为基基础,它包括,它包括OSI/RM模型的下模型的下3层。
X.25协议用来存取利用分用来存取利用分组交交换技技术的公司数据网的公司数据网络。
X.25最高速率可达最高速率可达64kb/s,若,若负载太大,太大,则速率将降到速率将降到56kb/sLAN上用上用户要存取要存取X.25网上网上资源源时,要用,要用X.25路由器,将路由器,将LAN引入引入X.25网网络。
一个。
一个X.25路由器包括硬件和路由器包括硬件和软件部分。
路由器通常用件部分。
路由器通常用LAN上一台工作站充当。
上一台工作站充当。
X.25的的层次关系:
用次关系:
用户数据在数据在X.25的分的分组层(相当于网相当于网络层)加上加上X.25的的首部控制信息后,便首部控制信息后,便组装成装成X.25分分组;在数据;在数据链路路层使用的是使用的是HDLC的一个的一个子集子集平衡型平衡型链路接入路接入规程程LAPB;在分;在分组层DTE与与DCE之之间建立多条建立多条逻辑信道信道(04095号号),使一个,使一个DTE同同时和网上其他多个和网上其他多个DTE建立虚建立虚电路并路并进行通信;行通信;X.25还规定了在定了在经常需要常需要进行通信的两个行通信的两个DTE之之间可以建立永久虚可以建立永久虚电路。
路。
这些虚些虚电路号和分路号和分组序号等控制信息都写在序号等控制信息都写在X.25分分组的首部中。
的首部中。
X.25协议与与IP协议的比的比较:
IP协议是无是无连接的,只提供尽最大努力交接的,只提供尽最大努力交付的数据包服付的数据包服务,无服,无服务质量可言;量可言;X.25协议是面向是面向连接的,能接的,能够提供可靠提供可靠交付的虚交付的虚电路服路服务,能保,能保证服服务质量。
正因量。
正因为X.25能能够保保证服服务质量,所以量,所以在在20多年前,它曾多年前,它曾经是是颇受受欢迎的一种迎的一种计算机网算机网络。
到了到了20世世纪90年代,情况年代,情况发生了很大的生了很大的变化。
通信主干化。
通信主干线路已路已经大量大量使用光使用光纤技技术,数据,数据传输质量大大提高,使得量大大提高,使得误码率降低几个数量率降低几个数量级,而,而X.25十分复十分复杂的数据的数据链路路层协议和分和分组层协议已已经成成为多余。
多余。
6.1.4.2帧中中继在在20世世纪80年代后期,年代后期,许多多应用都迫切要求增加分用都迫切要求增加分组交交换服服务的速率。
的速率。
帧中中继(FrameRelay,简称称FR)就是一种支持高速交就是一种支持高速交换的网的网络技技术。
帧中中继在在许多方面非常多方面非常类似于似于X.25,被称,被称为第二代的第二代的X.25。
今天的数字光今天的数字光纤网比早期的网比早期的电话网具有低得多的网具有低得多的误码率,若减少率,若减少节点点对每个分每个分组的的处理理时间,则各分各分组通通过网网络的的时延也可减少,同延也可减少,同时节点点对分分组的的处理能力也就增大了理能力也就增大了帧中中继是一种减少是一种减少节点点处理理时间的技的技术。
帧中中继的原理是:
的原理是:
帧中中继不使不使用差用差错恢复和流量控制机制,当恢复和流量控制机制,当帧中中继交交换机收到一个机收到一个帧的首部的首部时,只要一,只要一查出出帧的目的地址,就立即的目的地址,就立即进行行转发。
因此在。
因此在帧中中继网网络中,一个中,一个帧的的处理理时间比比X.25网网约降低一个数量降低一个数量级。
这样,帧中中继网网络的吞吐量要比的吞吐量要比X.25网网络提高一个数量提高一个数量级以上。
以上。
那么,出那么,出现差差错如何如何处理呢?
理呢?
处理理办法是:
当法是:
当检测到有到有误码时,节点要点要立即中止立即中止这次次传输。
当中止。
当中止传输的指示到达下个的指示到达下个节点后,下个点后,下个节点也立即中点也立即中止止该帧的的传输,并,并丢弃弃该帧。
若需要重。
若需要重传出出错的的帧,则由源站使用高由源站使用高层协议(而不是而不是帧中中继协议)请求重求重传该帧。
因此,。
因此,仅当当帧中中继网网络本身的本身的误码率非常率非常低低时,帧中中继技技术才是可行的。
才是可行的。
那么那么帧中中继网网络的工作的工作过程是怎程是怎样的呢?
的呢?
当用当用户在局域网上在局域网上传送的送的MAC帧传到与到与帧中中继网网络相相连接的路由器接的路由器时,路由器就剥去路由器就剥去MAC帧的首部,将的首部,将IP数据包交数据包交给路由器的网路由器的网络层。
网。
网络层再再将将lP数据包数据包传给帧中中继接口卡。
接口卡。
帧中中继接口卡把接口卡把IP数据包封装到数据包封装到帧中中继的信的信息字段,加上息字段,加上帧中中继帧的首部的首部(包括包括帧中中继的的标志字段和地址字段,志字段和地址字段,帧中中继的的标志字段和志字段和PPP帧的一的一样),进行行CRC检验后,加上后,加上帧中中继帧的尾部的尾部(包含包含帧检验序列字段和序列字段和标志字段志字段),就构成了,就构成了帧中中继帧。
帧中中继接口卡将封装好接口卡将封装好的的帧通通过向向电信公司租来的信公司租来的专线发送送给帧中中继网网络中的中的帧中中继交交换机。
机。
帧中中继交交换机收到机收到帧中中继帧,就按照地址字段中的虚,就按照地址字段中的虚电路号路号转发帧(若若检查出有出有差差错,则丢弃弃)。
当。
当帧中中继帧被被转发到虚到虚电路的路的终点路由器点路由器时,终点路由器点路由器就剥去就剥去帧中中继帧的首部和尾部,加上局域网的首部和尾部,交付的首部和尾部,加上局域网的首部和尾部,交付给连接在此接在此局域网上的目的主机。
目的主机若局域网上的目的主机。
目的主机若发现有差有差错,则报告上告上层的的TCP协议处理。
理。
即使即使TCP协议对有有错误的数据的数据进行了重行了重传,帧中中继网也仍然当做是新的网也仍然当做是新的帧中中继帧来来传送,而并不知道送,而并不知道这是重是重传的数据。
的数据。
6.1.4.3异步异步传输方式方式人人们曾曾经设想想过“未来最理想的未来最理想的”一种网一种网络应当是当是宽带综合合业务数字网数字网BISDN。
BISDN采用新的采用新的ATM交交换技技术。
这种技种技术结合了合了电路交路交换和分和分组交交换的的优点。
点。
虽然在然在BISDN并没有成功,但并没有成功,但ATM技技术还是是获得了相当得了相当广泛的广泛的应用,并在因特网的用,并在因特网的发展中起到了重要作用。
展中起到了重要作用。
异步异步传输方式方式(AsynchronousTransferMode,简称称ATM)是建立在是建立在电路路交交换和分和分组交交换基基础上的一种面向上的一种面向连接的快速分接的快速分组交交换技技术。
ATM采用定采用定长分分组作作为传输和交和交换的的单位。
位。
这种定种定长分分组叫做信元叫做信元(Cell)。
“异步异步”的含的含义:
当用:
当用户的的ATM信元需要信元需要传送送时,就可插入到,就可插入到SDH的一的一个个帧中。
中。
SDH传送的同步比特流被划分送的同步比特流被划分为一个个固定一个个固定时间长度的度的帧(请注意,注意,这是是时分复用的分复用的时间帧,而不是数据,而不是数据链路路层的的帧)。
每一个用。
每一个用户发送的送的ATM信元在每一信元在每一时分复用分复用帧中的相中的相对位置并不是固定不位置并不是固定不变的。
的。
6.1.4.3异步异步传输方式方式人人们曾曾经设想想过“未来最理想的未来最理想的”一种网一种网络应当是当是宽带综合合业务数字网数字网BISDN。
BISDN采用新的采用新的ATM交交换技技术。
这种技种技术结合了合了电路交路交换和分和分组交交换的的优点。
点。
虽然在然在BISDN并没有成功,但并没有成功,但ATM技技术还是是获得了相当得了相当广泛的广泛的应用,并在因特网的用,并在因特网的发展中起到了重要作用。
展中起到了重要作用。
异步异步传输方式方式(AsynchronousTransferMode,简称称ATM)是建立在是建立在电路路交交换和分和分组交交换基基础上的一种面向上的一种面向连接的快速分接的快速分组交交换技技术。
ATM采用定采用定长分分组作作为传输和交和交换的的单位。
位。
这种定种定长分分组叫做信元叫做信元(Cell)。
“异步异步”的含的含义:
当用:
当用户
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