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局域网技术,第五章 网络互连 5.1 网络互连概述 5.2 网络互连设备 5.3 路由选择算法和路由协议 5.4 广域网技术,网络互连概述,5.1 网络互连概述,一、什么是网络互连,简单的讲，网络互连的目的就是使一个网络上的主机能够与另一个网络上的主机进行通信。而这些互相通信的主机可能是异种机，它们所处的网络可能是采用不同网络技术、不同标准、遵守不同协议的异构网。因此网络互连除需要通过相应的互连设备和技术手段将分布在不同物理位置上的网络进行物理的连接，以提供网络之间传输信息的物理通道外，更重要的是要进行各个层次的协议转换，以实现网络协议间的通信，只有全面实现网络之间的物理连接和逻辑连接，才能使网络用户真正实现更大规模的资源共享。,网络互连概述,5.1 网络互连概述,二、网络互连的必要性,（一）现存的网络并非全部是OSI 网络（二）网络类型多（三）局域网逻辑上分为多个子网，调节负载（四）改善网络系统的性能（五）提高网络安全,网络互连概述,5.1 网络互连概述,三、网络互连实例,在图中，虚线部分说明了四种连接型式。在每种连接形式中都需要一个中间连接设备，以便当信息包从一个网络传送到另一个网络时，作必要的转换。我们把中间连接设备称为网间互连设备。尽管广域网与局域网都是基于同样的原理，包括所依的OSI模型，但对传输距离的要求使它改变了整个底层结构。结果，广域网几乎所有的特征都与局域网的不同。,网络互连概述,5.1 网络互连概述,四、不同网络之间的差异,（1）提供的服务（2）协议（3）寻址（4）多路广播（5）分组大小（6）服务质量（7）流控制,网络互连概述,5.1 网络互连概述,五、网络互连的基本原理,（一）网络互连的要求在网络之间提供一条链路提供不同网络间的路由选择和数据转发功能提供各用户使用网络的记录和保持状态信息提供上述服务时，不修改原网络结构，这就 要求网络互连设备应能协调各网络的不同特性网络互连时避免降低网内的通信性能使用相同的网络互连协议,网络互连概述,5.1 网络互连概述,五、网络互连的基本原理,（二）网络互连的基本原理,网络互连设备,5.2 网络互连设备,一、Repeter（中继器）,信号的再生和放大、延伸传输距离,网络互连设备,5.2 网络互连设备,一、Repeter（中继器）,主要用于线性电缆系统，如以太网中继器工作在物理层可延伸有限的距离连接同类局域网中继器连接的是同一个网络,（一）中继器的特性,网络互连设备,5.2 网络互连设备,一、Repeter（中继器）,（二）集线器（HUB）-一种特殊的中继器,（1）HUB的类型有源、无源、智能按端口分：8、16、24、32等按速度分：10M(10BASE-T)、100M(100BASE-TX)（2）HUB的特性与中继器相同，HUB实际上多端口中继器用于10BASE-T网络,网络互连设备,5.2 网络互连设备,一、Repeter（中继器）,（三）HUB的级联 级联的三种方式：粗缆、细缆、双绞线,BNC,AUI,UPLINK,网络互连设备,5.2 网络互连设备,一、Repeter（中继器）,（三）HUB的级联,网络互连设备,5.2 网络互连设备,二、Bridge（网桥）,（一）网桥的作用（1）过滤（2）转发（二）网桥的特点网桥工作在数据链路层可实现更大范围的LAN互连，扩大网络地理范围对帧有检测和过滤功能，对错帧具有防火墙的作用引入网桥可提高LAN的带宽和安全性网桥不能隔离广播帧,网络互联设备,网络互连设备,5.2 网络互连设备,二、Bridge（网桥）,（三）工作原理 网桥在OSI数据链路层的MAC子层上工作。网桥可以截取所有的网络信息流并读取每一帧上的目标地址，以确定帧是否可以转发给下一个网络。当网桥工作时，它要检查流经它的帧的MAC地址来建立一个地址表。如果网桥得知帧的目标地址与帧的源在同一个段上，那么就不必转发，删除这个帧。如果网桥得知目标是在另一个段上，那么就仅将帧传送到那个段上。如果网桥不知道目标段在哪里，那么网桥将会把帧传输到除源地址之外的所有段上，这个过程称为扩散法。桥接的最主要的优点在于，它可以限制一定网络段上的信息流量。网桥过滤和转发的速度相对很快，因为它只查看数据链路层的信息而忽略了其他高层的信息。单个的网桥可以不必考虑帧的结构就转发TCP/IP、IPX、AppleTalk和X.25帧.,网络互连设备,5.2 网络互连设备,二、Bridge（网桥）,（四）网桥的类型（1）透明网桥(Transparent Bridge)（2）源路由桥(Sourcr-route Bridge)（3）MAC网桥、LAC网桥（4）本地桥和远程桥,网络互连设备,5.2 网络互连设备,二、Bridge（网桥）,（五）几种桥接技术（1）透明桥工作原理 透明桥工作在MAC子层，透明桥以帧中的源地址逆向学习生成、完善和维护桥接地址表，以帧中的目的地址查找桥接地址表各表项，如有匹配项则按该表项指定的端口路径转发帧，如无相应表项则向除源端口外的所有端口转发帧。帧中的源地址和目的地址都是物理地址，既MAC地址。以下图为例说明桥接地址表的生成和寻径寻址过程：,网络互连设备,5.2 网络互连设备,网络互连设备,5.2 网络互连设备,二、Bridge（网桥）,（五）几种桥接技术（2）源路由桥 源路由桥算法（SRB）假定在局域网间由源发送的所有帧均含有源到目的的所有路由。SRB根据由源标明在帧中的某一字段中的路由来存储、转发数据帧。,网络互连设备,5.2 网络互连设备,三、Switch（交换机或交换器）,交换机原理：网络为分段技术、智能交换原理(端口自学习功能)其实质是一个多路网桥高档交换器有10个到上百个端口，每个端口可连入网段、HUB、或单个站点提供大容量动态交换带宽，使接入的多个站点同时建立多个并行的通道链路高档交换器中其动态交换带宽可达G级，允许上百个10Mbps的信息量同时交换是高度可扩充的，其带宽随用户增加而扩张,网络互连设备,5.2 网络互连设备,三、Switch（交换机或交换器）,交换网基本结构-以交换机为核心,网络互连设备,5.2 网络互连设备,四、Router（路由器）,（一）路由器的特点路由器具有很强的异种网互联能力路由器具有很强的广域网互联能力路由器具有很强的隔离广播信息的能力路由器具备两个最基本的功能：路由选择和数据转发路由器基于网络地址完成路由选择和数据转发路由器具有流量控制、拥塞控制功能，能对速度进行匹配路由器与网络层协议有关路由器有包过滤的防火墙功能有多个端口，包括LAN端口和WAN端口路由器的功能由软件实现,网络互连设备,5.2 网络互连设备,四、Router（路由器）,（二）路由器的基本功能（1）路由选择 是通过路由选择算法确定到达目的地址(目的端的网络地址)的最佳路径。路由选择实现的方法是：路由器通过路由选择算法，建立并维护一个路由表。,（2）数据转发 数据转发，通常也称数据交换(Switching),在大多数情况下，互联网上的一台主机(源端)要向互联网上的另一台主机(目的端)发送一个数据包，通过指定缺省路由(与主机在同一个子网的路由器端口的IP地址为缺省路由地址)等办法，源端计算机通常已经知道一个路由器的物理地址(即MAC地址)。数据转发操作流程，如图所示,网络互连设备,网络互连设备,路由器的工作流程,A,B,Router 1,Router 2,Router 3,传送到,：目的主机（网络地址）,Router 1（物理地址）,数据包,传送到：目的主机（网络地址）,Router 2（物理地址）,数据包,传送到：目的主机（网络地址）,Router 3（物理地址）,数据包,传送到：目的主机（网络地址）,目的主机（物理地址）,数据包,网络互连设备,5.2 网络互连设备,四、Router（路由器）,（三）路由器的结构,同步串口，可接同步Modem,异步串口,接Modem,Console:九针串口：用于笔记本配置路由器参数，如IP地址等。,Internet,DDN,1n个RJ45接口,ISO卡（放路由器的操作系统）,router,Switch,网络互连设备,5.2 网络互连设备,四、Router（路由器）,（三）路由器组成部分,路由选择算法和路由协议,5.3 路由选择算法和路由协议,一、静态路由和动态路由,静态路由需要有网络管理员创建的路由表，其中指定了任意两个路由器之间的固定的路径。当某一网络设备失效时，网络管理员还要介入更新路由表的工作。静态路由器可以确定一个网络链接是否崩溃，但是在没有网络管理员介入的情况下，它无法对信息流量重新路由。一般网络管理员通常不使用静态路由。动态路由独立于网络管理员而工作。动态路由监视着网络的变化、更新其自身的路由表并在需要时随网络路径进行重新配置。当一个网络链接失效时，动态路由器可以自动地检测失效并建立最有效的新路径。新的路径是根据由网络负载、线路类型和带宽决定的最低成本来进行配置的。,路由选择算法和路由协议,路由表,路由器在数据库中维持着有关结点地址和网络状态等信息。路由表数据库中包含着其他路由器和每个端结点的地址。动态路由器通过规则地与其他路由器和网络结点交换地址信息来自动地更新表。路由器还可以有规律地交换有关网络流量、网络拓扑结构和网络链接状态等信息，此信息位于每个路由器的网络状态数据库中。,路由选择算法和路由协议,5.3 路由选择算法和路由协议,二、路由选择算法,（一）距离矢量算法 距离矢量算法(Distance vector routing)是让路由器维护一个路由表(即向量表，路由表中存放着到达每个目的站点己知的最佳距离和路径，并通过与相邻路由器交换路由信息，实现路由表的更新。距离-矢量算法的基本要素是距离扭向量。距离(Distance)是距离矢量算法选择最佳路径的度量权值。度量权值可以是网络的延迟时间、负载状况和网络可靠性，或者是从源端到目的端的路径上经过的路由器个数，即跳数(Hop)，也可以用多种权值来综合度量。向量(Vector)是指从源路由器到达目的网络的路径，即它的下一跳路由器也就是在转发数据分组时，首先要传给的那个相邻路由器。,路由选择算法和路由协议,5.3 路由选择算法和路由协议,二、路由选择算法,（二）链路状态算法 链路状态(Link state routing)算法，又称最短路径优先(Shortnest Path First，SPF)算法。它克服了距离矢量算法无限计数和收敛速度慢等不足，是一种更为先进和更适合大型网络系统环境应用的路由选择算法。链路状态算法的核心是网络拓扑数据库，通过这个数据库，路由器可以计算出最佳路径，产生路由表。每个使用链路状态算法路由协议(OSPF)的路由器都需要收集链路状态信息，通过链路状态公告(1ZA)与其他路由器交换这些信息，从而建立和维护一个链路状杰数据库。链路状态数据库中的信息可以构建一个网络拓扑结构图。根据结构图，使用Diikstra的最短路径算法。,路由选择算法和路由协议,5.3 路由选择算法和路由协议,三、路由协议,（一）内部网关协议和外部网关协议 动态路由协议分为内部网关协议(Interior Gateway Protocol，IGP)和外部网关协议(Exterior Gateway Protocol，EGP)两种类型。内部网关协议是在一个自治系统(AS)内部运行的路由协议，如RIP、OSPF、IS-IS、EIGRP和IGRP。外部网关协议是在自治系统之间运行的路由协议，如BGP4。自治系统(Autonomous System，AS)是指拥有同一路由选择策略,并在同一技术管理部门下运行的一组路由器。在外界看来，整个AS是一个单一的买体。每个AS都有一个统一分配的编号，即AS号。内部路由协议的路由信息只在AS内部传播。,路由选择算法和路由协议,5.3 路由选择算法和路由协议,三、路由协议,（二）路由信息协议-RIP RIP(Routing Information Protocol-路由信息协议)：(1)它是一个距离向量路由协议。(2)路由选择的度量值是跳步数。(3)最大允许的跳步数是15。(4)缺省情况下每隔30秒钟广播一次路由更新。(5)它有在多条路径上进行负载平衡的功能。,路由选择算法和路由协议,5.3 路由选择算法和路由协议,三、路由协议,（二）路由信息协议-RIP,路由器R1初始路由表,路由选择算法和路由协议,5.3 路由选择算法和路由协议,三、路由协议,（二）OSPF(Open Shortest Path First-开放式最短路径优先),是IETF于1988(RFC 1253)年开发的一种链接状态路由技术。作为一个内部网关协议，专门为TCP/IP Internet 环境设计，它可以在那些RIP不能处理的、大型的网络上使用。最优路径这个术语是指从一个节点到另一个节点效率最高的路径。OSPF有两个主要的特性。首先该协议是开放的，针对当时某些厂家的“私有”路由协议而言，其规范是公开的，公布的OSPF规范是RFC1247。另一个基本的特性是OSPF基于SPF算法，该算法也称为Dijkstra算法，即以创建该算法的人来命名。,路由选择算法和路由协议,5.3 路由选择算法和路由协议,三、路由协议,（二）OSPF(Open Shortest Path First-开放式最短路径优先),OSPF是个链接状态路由协议，在同一层的区域内与其它所有路由器交换链接状态公告(LSA)信息。OSPF的LSA中包含连接的接口、使用的metric及其它的变量信息。OSPF路由器积累链接状态信息，并使用SPF算法来计算到各节点的最短路径。,路由选择算法和路由协议,5.3 路由选择算法和路由协议,三、路由协议,（二）OSPF(Open Shortest Path First-开放式最短路径优先),OSPF特点：（1）收敛的速度：OSPF的路由收敛速度更快，因为路由变化可以立即传遍网络，并通过并行运算得到新的路由(要求路由器带有更多的内存和功能更强大的中央处理器)。（2）支持变长子网掩码:支持子网掩码和VLSM。（3）网络的可达性:没有可达性的限制。（4）带宽的使用:OSPF只在网络发生变化时才广播路由更新报文。（5）路由选择的方法:OSPF使用一个代价值来选择路由，它基于链接的速率等。（6）OSPF是继RIP之后第二种使用得最多的协议。,路由选择算法和路由协议,5.3 路由选择算法和路由协议,三、路由协议,（二）OSPF(Open Shortest Path First-开放式最短路径优先),OSPF 如何保持它的路由信息？当使用O S P F 的路由器发现网络发生变化时，O S P F 将更新它的链接状态表，同时向邻站发送更新报文。当毗邻路由器收到更新报文，它将其综合进自己的链接状态表，然后使用O S P F 算法选择最优路径。当网络没有发生变化时，路由器只发送那些在一定时间内没有刷新的路由更新报文，间隔时间通常从3 0 分钟到2 个小时。,规则：主干网必须存在所有其他区域必须与主干网相联接主干网必须连续,OSPF 区域,路由选择算法和路由协议,5.3 路由选择算法和路由协议,三、路由协议,（三）BGP（Border Gateway Protocol边界网关协议）,B G P 的主要功能是在各个B G P 系统之间交换网络可达信息，包括自治系统路径的列表等。通过这些信息，B G P 可以建立关于自治系统连接性的图，并通过它来防止出现路由环，以及做出自治系统级的路由决定。,路由选择算法和路由协议,5.3 路由选择算法和路由协议,三、路由协议,（三）路由协议总结,总的来说，OSPF、RIP都是自治系统内部的路由协议，适合于单一的ISP（自治系统）使用。一般说来，整个互联网并不适合跑单一的路由协议，因为各ISP有自己的利益，不愿意提供自身网络详细的路由信息。为了保证各ISP利益，标准化组织制定了ISP间的路由协议BGP。,路由选择算法和路由协议,5.3 路由选择算法和路由协议,三、路由协议,（三）路由协议总结,BGP处理各ISP之间的路由传递。其特点是有丰富的路由策略，这是RIP、OSPF等协议无法做到的，因为它们需要全局的信息计算路由表。BGP通过ISP边界的路由器加上一定的策略，选择过滤路由，把RIP、OSPF、BGP等的路由发送到对方。全局范围的、广泛的互联网是BGP处理多个ISP间的路由的实例。BGP的出现，引起了互联网的重大变革，它把多个ISP有机的连接起来，真正成为全球范围内的网络。带来的副作用是互联网的路由爆炸，现在互联网的路由大概是60000条，这还是经过“聚合”后的数字。配置BGP需要对用户需求、网络现状和BGP协议非常了解，还需要非常小心，BGP运行在相对核心的地位，一旦出错，其造成的损失可能会很大！,广域网技术,5.4 广域网技术,一、广域网参考模型,广域网的重要组成部分是通信子网。一般由公用网络系统充当通信子网，如：公用电话交换网(PSTN)、数字数据网(DDN)、分组交换数据网(X.25)、帧中继(Frame Relay)、综合业务数据网(ISDN)和交换多兆位数据服务(SMDS)等。,物理层,数据链路层,MAC子层,网络层,SMDS,X.21,bis,EIA/TIA-232,EIA/TIA-449,V.24 V.35,HSSI G.703,EIA530,LAPB,SDLC,HDLC,SLIP/PPP,Frame Relay,X.25 PLP,OSI 参考模型,广域网协议标准,广域网技术,5.4 广域网技术,二、广域网标准协议,（1）广域网的数据链路层协议有面向字节和面向位两种类型。目前广域网中常用的SDLC、HDLC、LAP和LAPB等都是同步串行（Serial）、面向位的传输，使用数据链路层标准协议，它们具有相同的帧格式，全部使用位填充来保证数据的透明性。同步数据链路控制协议SDLC（Synchronous Data Link Control）是IBM公司在1970年中，为SNA网络环境开发的面向位的数据链路层协议，它可用于点到点和多点链路。站点分主站(Primary)和辅站(Secondary)SDLC在电路交换和包交换的网络环境中应用，它可以操作在半双工或全双工两种传输方式。高级数据链路控制协议HDLC(High Level Data Link Control)是从SDLC演变而来的。ISO在SDLC基础上作了一些修改，产生了HDLC。HDLC与SDLC的帧格式相同、全双工操作相同，它们都是同步、面向位的数据链路层协议。,广域网技术,5.4 广域网技术,二、广域网标准协议,（2）HDLC与SDLC的不同之处是：HDLC只支持点到点链路，SDLC可用于点到点和多点链路；HDLC有32位校验和，SDLC没有；HDLC支持三种传输模式(NRM、ARM、ABM)，SDLC 只支持一种。由于HDLC对SDLC有很大的改进，所以，HDLC协议在广域网中的应用最为广泛，如：通过DDN数字专线实现点到点的远程连接时，一般都使用HDLC协议。链路访问过程（LAP-Link Access Procedure)LAP是CCITT采纳了HDLC协议后，又对HDLC进行了修改得来的，后来LAP又被修改为LAPB(Link Access Procedure Balanced)实际上LAP和LAPB是HDLC的一个子集，它们也都是面向位的协议。LAP和LAPB 是X.25网使用的数据链路层协议。,广域网技术,5.4 广域网技术,二、广域网标准协议,（3）SLIP和PPP 串行线互联协议(SLIP-Serial Line Internet Protocol)点到点协议(PPP-Point-to-Point Protocol)是串行线上常用的两个数据链路层通信协议。SLIP是早期的串行线协议，它比较简单，仅传输IP分组，而且只能在异步传输的串行线上使用。SLIP通常在拨号线连网环境中应用。PPP是由IETF定义的串行线协议，它是拨号线连网方式中最常用的协议。使用SLIP或PPP协议建立拨号连接时，一旦连接成功，就会让你的计算机成为网络上的一个直接的网络站点，拥有一个Internet地址（IP 地址），并具有TCP/IP的全部功能，所以也常被称为拨号IP。,广域网技术,5.4 广域网技术,二、广域网标准协议,（3）SLIP、PPP的主要区别 PPP协议既可以在异步串行线上使用（拨号线连网），也可以在同步串行线上（数字专线）使用；SLIP只能在拨号网络中应用PPP能够支持多种协议；SLIP仅支持IP协议 PPP有错误检测和纠错功能，它比SLIP协议有更好的传输性能 PPP的链路管理能够利用PAP和CHAP两个授权协议，控制链路的建立。用户在拨号建立连接时，PPP进行身份验证。非法用户将被拒绝建立链路，安全性好 PPP协议提供地址协商功能，允许用户拨入时，由PPP服务器动态的分配IP地址 PPP允许通信双方动态的协商一些选项，更适合在异构网环境下使用,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,广域网采用的传输技术主要有电路交换、分组交换和信元交换。（1）电路交换（面向连接的）普遍用于电话网 电路交换网络在两点之间形成专用连接，一个电话呼叫建立一个连，从发起呼叫的电话机通过本地交换局、穿过中继线到一个远程交换局后到达目的电话机。电路交换的好处在于它保证为用户提供足够的带，一旦建立一条连接线路，没有其他网络活动会占用线路的带宽，而可确保低时延、低失真的实时通信服务质量(QoS)。电路交换的缺点是网络带宽利用率低，无论用户是否处于讲话状态,分配的电路始终被占用。,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（2）分组交换（无连接的）用于数据网和计算机网络。它包括两大要素，一个是采用一定长度的(IP采用长度在2064k字节间可变、ATM采用的长度为53字节)、结构统一的分组(包)作为数据传输的基本单位，每个分组的头部包括地址(源地址、目的地址)、序号、校验码等信息，供节点检错校错、排队、选路等处理用，数据部分则透明传送。二是采用存储转发机制，每个节点首先将前一节点送来的分组收下来，暂时存储在缓冲区中，然后根据分组头部的地址信息选择适当的链路将其发送至下一节点.分组交换方式类似高速公路上汽车的行驶，极大地提高了网络带宽的利用率。在分组交换系统中，路由选择（Routing）要选择一条路径发送分组，这一功能是由路由器完成的。,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（3）信元交换 信元方式(Cell Model)是将信息以信元为单位进行传送的一种技术。信元主要由两部分构成，即信元头和信元净荷。信元头所包含的是地址和控制信息，信元净荷是用户数据。信元的长度是固定的。采用信元方式，网络不对信元的用户数据进行检查。但是信元头中的CRC比特将指示信元地址信息的完整性。信元方式也是一种快速分组技术，它将信息通过适配层切割成固定长度的信元。通常传递信元的网络被称为信元中继网络。信元方式适用于各种类型信息的传输，是提供综合业务的网络技术基础。,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（一）拨号线连接 拨号线连接是借助公用交换电话网(PSTN-Public Switch Telephone Network)，通过电话线以拨号方式接入网络的广域网连接方法。也就是大多数家庭使用的典型的电话网络。PSTN也可以称作普通老式电话服务(POTS),广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（一）拨号线连接（1）主要特点 拨号线连接借助于公用交换电话网PSTN；投资少、见效快，使用最广泛的技术 使用双绞线传输介质，即普通电话线。采用电路交换技术。由于拨号线连接，距离不受限制，凡PSTN能通达的地方，网络也能到达。能跨越城市、国家。,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（一）拨号线连接（1）主要特点 PSTN提供的是一条模拟信道，通信双方都必须使用连接设备调制解调器(Modem)。传输速率比较低，一般为 9.6Kbps-56Kbps,经Modem 硬件压缩后，速率可达115.2Kbps。话音传输和计算机数据通信不能同时进行。网络结构简单、清晰，拓扑结构为星型。适宜单个计算机接入网络。,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（一）拨号线连接（2）工作原理 发送方的计算机在发送数据时，首先把数据通过计算机的异步接口（COM1-COM4）传送给本端Modem。发送端Modem则把数字信号调制为模拟信号，并经PSTN将信号传送给接收端Modem。接收端Modem把接收到的模拟信号进行解调，恢复为数字信号，再送给本端计算机。,广域网技术,拨号连接实例,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（一）拨号线连接（3）不足之处 PSTN的缺点在于它不能满足许多广域网应用所要求的质量和吞吐量并且容易掉线 PSTN只提供很少的安全措施。是一个公用网络。在发送者和接受者之间的通路上，可以在它的许多通信点上截取数据并对它们进行解析。,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（二）ISDN(Integrated Services Digital Network，综合业务数字网)国际电信联盟(ITU，Internatioual Telecommunications Union)为了在数字线路上传输数据而开发。与PSTN一样，ISDN使用电话载波线路进行拨号连接。但它和P S T N又截然不同，它独特的数字链路可以同时传输数据和语音。ISDN线路可以同时传输两路话音和一路数据。所有的I S D N连接都基于两种信道：B信道和D信道。,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（二）ISDN(Integrated Services Digital Network，综合业务数字网)（1）B-Channel B信道是承载信道，采用电路交换技术以每信道64Kbps的速率传送数据(或将两个信道捆绑在一起以128Kbps的速率使用)；每一个B-Channel信道就像是一根“管道”，两个B-Channel信道可以被捆绑在一起用来以较快的速度下载文件。当有外部呼叫进入时，则可暂时中止其中一个信道的文件下载，让给新的呼叫请求而不需终止整个下载过程，在新的呼叫请求通信结束后可以选择恢复下载。这个通信过程完全是由另一分开的D-Channel来控制的。,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（二）ISDN(Integrated Services Digital Network，综合业务数字网)（2）D-Channel：ISDN的D-Channel采用分组交换技术来传输控制信息，如建立和终止B-Channel的通信，检查是否有可用的B-Channel，提供一些有用的用户信息(如对方的电话号码)。由于D-Channel使用分组交换连接方式，这使得它非常适用于间歇性的数据传输，同时这种传输方式使得建立连接所需的时间大大缩短(一般只有2至3秒，而普通调制解调器协议握手可能需要30秒钟)，D-Channel的传输速率一般为16Kbps(BRI-ISDN)或64Kbps(PRI-ISDN)。目前在一个BRI线路上只允许有两个设备同时使用。,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（二）ISDN(Integrated Services Digital Network，综合业务数字网)常用的ISDN连接有两种类型：基本速率ISDN(BRI)和主速率ISDN(PRI)。基本速率接口(BRI)：一般包括一个D通道及两个B通道，一般称为2BD。一般我们说的“一线通”128k的速率就是指的2B的速率基群速率接口(PRI)：一般包括一个D通道及三十个B通道，一般称为30BD，PRI接口速率为2.048Mb/s。,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（二）ISDN(Integrated Services Digital Network，综合业务数字网)使用ISDN的一大缺点是：不用中继器中继信号时就只能跨越18 000英尺的传输距离。正是由于这个原因，它也只是用在广域网连接的本地环路部分才比较方便，也就是连接客户端和公用介质呈现点(POP)的那部分。,广域网技术,ISDN连接实例,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（二）ISDN(Integrated Services Digital Network，综合业务数字网),广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（二）ISDN(Integrated Services Digital Network，综合业务数字网)ISDN物理连接设备主要有：,终端设备（TE）由利用ISDN传输信息的设备组成，如计算机、电话传真机或电视会议机等。有两类终端设备：带内部ISDN接口的设备，称为TE1。无内部ISDN接口的设备，称为TE2。终端适配器（TA）将非ISDN TE2设备信号转变为ISDN兼容的格式。网络终端设备1(NT1)：这种设备可终止用户前端的一个ISDN本地回路并连接TE1获TE2.它支持多通道，并把这些通道多路复用至ISDN本地回路，它运行在OSI第一层。网络终端设备2(NT2)：是一个运行于第三层的设备。它通过NT1连至ISDN本地回路，可实现交换和TE1/TE2的多路复用。,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（三）xDSL数字用户线路（D S L，Digital subscriber lines）,是一种相对比较新的传输技术，DSL由于采用了先进的数据调制技术，通过普通的电话线就可以达到非常高的吞吐量。所谓的数据调制，就是用一个信号去改变另一个信号的频率、相位或幅度。实质上，数据调制是为了保证在同一信道上传输的不同信号的特征（幅度、频率或相位）不同。幅度、频率或相位的差别使得在同一线缆上能够同时传送多个信号而它们之间互不干扰，这样就可以提高吞吐量。为了保证DSL连接能够支持比铜线（老的PSTN）更高的吞吐量，介质就必须使用新的交换设备。,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（三）xDSL数字用户线路（D S L，Digital subscriber lines）,与ISDN一样，DSL如果不用中继器也只能传送有限的距离，也最适合广域网链接的本地环路部分。而且，DSL也和ISDN一样，一根线路支持多个数据和话音信道。但它也有和大部分ISDN不一样的地方，那就是：DSL使用专用服务，也就是用户不必通过拨号连接就能接入ISP而采用的一种方式；这种连接可以一直不间断地使用。为了通过DSL进行连接，客户必须安装DSL调制解调器，并且本地的传输介质也必须有特殊的接入设备来容纳这种连接。,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（三）xDSL数字用户线路（D S L，Digital subscriber lines）,XDSL技术有以下几类：1)非对称数字用户线系统(ADSL):Asymmetric Digital Subscriber Line2)高比特率数字用户线系统(HDSL):High-bit-rate-Digital Subscriber Line3)对称数字用户线(SDSL):Symmetrical Digital Subscriber Line4)自适应非对称数字用户线系统(RADSL):Rate Adaptive Asymmetric Digital Subscriber Line 5)甚高比特率数字用户线系统(VDSL):Very high bit rate Digital Subscriber Line,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（三）xDSL数字用户线路（D S L，Digital subscriber lines）,（1）非对称数字用户线系统 ADSL允许在一对双绞铜线上，在不影响现有POTS电话业务的情况下，进行非对称性高速数据传输。ADSL上行速率为224kbps640kbps，下行传输速率1.544Mbps9.2Mbps；传输距离为2.75.5公里。ADSL是在电话用户线上采用分离器(splitter)的办法将模拟话音通道与数字调制解调器分开，即使在ADSL连接失败时也不影响话音服务。目前，我国部分城市已经开始了ADSL网络接入技术的试验。,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（三）xDSL数字用户线路（D S L，Digital subscriber lines）,（2）高比特率数字用户线HDSL是一种对称的高速数字用户环路技术，上行和下行速率相等，通过两对或三对双绞铜线提供全双工1.544/2.048Mbps(T1/E1)的数据信息传输能力。HDSL技术最早由Bellcore提出，近年来国内外已有众多厂家推出了HDSL产品并得到应用。,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（三）xDSL数字用户线路（D S L，Digital subscriber lines）,（3）对称数字用户线使用一对铜双绞线对在上、下行方向上实现E1/T1传输速率的技术。也称单线对数字用户线(Singlepair Digital Subscriber Line，SDSL)，是HDSL的一个分支，有时也称作中等比特率数字用户线(Middle bitrate Digital Subscriber Line，MDSL)SDSL采用2B1Q线路编码，上行与下行速率相同，传输速率由几百kbps到2Mbps，传输距离可达3公里左右。,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（三）xDSL数字用户线路（D S L，Digital subscriber lines）,（4）速率自适应数字用户线 RADSL能够自动地、动态地根据所要求的线路质量调整自己的速率，为远距离用户提供质量可靠的数据网络接入手段。RADSL是在ADSL基础上发展起来的新一代接入技术，其下行速率从384kbps到9.2 Mbps，上行速率从128kbps到768kbps，传输距离可达5.5公里左右。,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（三）xDSL数字用户线路（D S L，Digital subscriber lines）,（5）甚高比特率数字用户线VDSL是ADSL的发展方向，是目前最先进的数字用户线技术。VDSL通常采用DMT调制方式，在一对铜双绞线上实现双向数字传输，其下行速率可达13Mbps52Mbps，上行速率可达1.5Mbps7Mbps，传输距离约为300米1.3公里。,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（四）不对称式数字用户线（ADSL）不对称式数字用户线(ADSL-Asymmetric Digital Subscriber Line)是一种调制技术，它利用普通电话线进行高速数据传输。ADSL能在现有电话线上传输高带宽数据、多媒体和视频信息,并且允许数据和话音在一根电话线上同时传输，它是单个计算机高速接入网络的最新技术。ADSL技术提供的数据传输速率是不对称的，下行速率：1.5Mbps-8Mbps，上行速率:16Kbps-640Kbps，ADSL的最大传输距离为5.5公里。,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（四）不对称式数字用户线（ADSL）（1）ADSL技术的主要特点 ADSL的工作频带是：4.4KHZ-1MHZ 传输距离：5.5 Km 可传输声音、视频、数据等信息 传输速率高 独享带宽，安全可靠：采用点对点的拓扑结构 使用双绞线（普通电话线）作为传输介质 在一根电话线上，可以同时传输数据和话音 ADSL Modem和ADSL访问服务器构成其硬件系统，借用PSTN提供的模拟信道进行数据传输，这是一种点到点的通信技术,广域网技术,5.4 广域网技术,三、广域网连接方法,（四）不对称式数字用户线（ADSL）（2）ADSL设备的安装 ADSL安装包括局端线路调整和用户端设备安装。在局端方面，由服务商将用户原有的电话线中串接入ADSL局端设备，只需23分钟；用户端的ADS