计算机广域网第9章.ppt
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1、第九章 数字数据网(DDN),桂林电子科技大学信息科技学院,2,本章内容提要,9.1 DDN概述9.2 DDN特点9.3 DDN网络基本组成9.4 DDN网络结构9.5 DDN网络管理和控制9.6 DDN业务9.7 虚拟专用网(VPN)9.8 入网方式9.9 DDN网络的同步9.10 DDN网络的应用9.11 各级网络之间的接口9.12 网络互连9.13 DDN网络的发展方向,3,9.1 DDN概述,DDN既可用于计算机之间的通信,也可用于传送数字化传真、数字语音、数字图像信号或其他数字化信号。网络经营者向广大用户提供了灵活方便的数字电路出租业务,供各行业构成自己的专用网。DDN使用光纤作为中
2、继干线,它将数万、数十万条以光缆为主体的数字电路,通过数字电路管理设备,构成一个传输速率高、质量好、网络时延小,全透明、高流量的数据传输基础网络。DDN的基本组成单位是节点,节点间通过光纤连接,构成网状的拓扑结构,用户的终端设备通过数据终端单元(DTU)与就近的节点机相连。CHINADDN是邮电部门经营管理的中国公用数字数据网。,4,数字数据网具有以下的特点:1.DDN是同步数据传输网,不具备交换功能。但可根据与用户所订协议,定时接通所需路由(这便是半永久性连接概念)。2.DDN采用交叉连接装置,可根据用户需要,在约定的时间内接通所需带宽的线路,信道容量的分配具有极大的灵活性,使用户可以开通种
3、类繁多的信息业务,传输任何合适的信息。3.DDN利用数字信道传输数据信号,数字信道与传统的模拟信道相比,具有传输质量高,速度快,带宽利用率高等一系列优点。4.传输速率高,网络时延小。5.DDN为全透明网。采用交叉连接技术和时分复用技术 6.电路可靠性高。采用路由迂回和备用方式,保证电路高可靠性及可用率。,9.2 DDN特点,5,7.方便组建虚拟网(VPN)建立自己的网管中心,自己管理自己的网络。8.传输质量高,DDN的主干传输为光纤传输,高速安全,误码低。9.采用点对点或点对多点的专用数据线路,特别适用于业务量大、实时性强的用户。10.标准的ISDN(综合业务数字网)2B+D传输模式,在一对双
4、绞线上同时传输二路64Kb/s电路。11.网络运行管理简便。12.信道容量的分配和接续在计算机控制下进行,具有极大的灵活性,使用户可以开通种类繁多的信息业务,传输任何合适的信息。13.可根据需要选择不同的业务功能。14.灵活的连接方式。它不仅可以和用户终端设备进行连接,也可以和用户网络连接,为用户提供灵活的组网环境。,6,9.3 DDN网络基本组成,DDN由数字通道、DDN节点、网管控制和用户环路组成。在“中国DDN技术体制”中将DDN节点分成2兆节点、接入节点和用户节点3种类型。,7,1.2兆节点 2兆节点是DDN网络的骨干节点,其主要功能是:执行网络业务的转换、提供2048Kbps(E1)
5、数字通道的接口和交叉连接、对速率为64 Kbps整数倍的电路进行复用和交叉连接以及帧中继业务的转接。,8,2接入节点 接入节点主要为DDN各类业务提供接入功能,这类DDN业务主要有:(1)n x 64 Kbps、2Mbps数字通道的接口;(2)n x 64Kbps(N=131)电路的复用;(3)小于64kbps子速率电路的复用和交叉连接;(4)帧中继业务用户接入和本地帧中继功能;(5)压缩语音G3传真用户入网。,9,3用户节点 用户节点主要为DDN用户入网提供接口并进行必要的协议转换。小容量时分复用设备,LAN通过帧中继互联的网桥路由器等都属于用户节点。在实际组建各级网络时,可以根据网络规模、
6、业务量等具体情况,酌情变动上述节点类型的划分。例如,为了满足具体情况下的需要,可以把2兆节点和接入节点归并为一类节点,或者把接入节点和用户节点归并为一类节点。,10,9.4 DDN网络结构,三级网络结构 DDN网络实行分级管理机制,其网络结构按网络的组建、运营、管理和维护的责任地理区域,可分为一级干线网、二级干线网和本地网三级。DDN网络层次:按照网络的基本功能,DDN网又可分为核心层、接入层、用户接口层。可由2兆节点组成核心层,主要完成转接功能;由接入节点组成接入层,主要完成各类业务接入;由用户节点组成用户层,完成用户入网接口。,11,1.一级干线网 一级干线网由设置在各省、自治区和直辖市的
7、节点组成,它提供省间的长途DDN业务。一级干线节点设置在省会城市,根据网络组织和业务量的要求,一级干线网节点可与省内多个城市或地区的节点互联。在一级干线网上,根据国际电路的组织和业务要求考虑设置国际出入口节点,负责对其他国家和地区之间的出入口业务,国际电路应优先使用2048Kbps(E1)数字电路。在一级干线网上,选择有适当位置的节点作为枢纽节点,枢纽节点具有E1数字通道的汇接功能和E1公共备用数字通道功能。枢纽节点的数量和设置地点由邮电部电信主管部门根据电路组织、网络规模、安全和业务等因素确定。,12,网络各节点互联时,应遵照下列要求:(1)枢纽节点之间采用全网状连接。(2)非枢纽节点应至少
8、保证两个方向与其他节点相连接,并至少与一个枢纽节点连接。(3)出入口节点之间、出入口节点到所有枢纽节点之间互联。(4)根据业务需要和电路情况,可在任意两个节点之间连接。,13,2.二级干线网二级干线网由设置在省内节点组成,它提供本省内长途和出、入省的DDN业务。根据数字通路、DDN网络规模和业务需要,二级干线网上也可以设置枢纽节点。当二级干线网设置核心层网络时,应设置枢纽节点。相邻二级干线网节点之间可以酌情设置直达数字线路。经准许,二级干线网节点也可以设置地区性国际直达数字电路。,14,3.本地网本地网是指城市内的网络,在省内发达城市可以组建本地网。本地网为用户提供本地和长途DDN业务。根据网
9、路规模、业务量要求,本地网可以由多层次的网络组成。本地网中的小容量节点可以直接设置在用户的室内。省内没有组建本地网的地、县级城市,根据本地省内网情况和具体的业务需要,设置中小容量的接入节点和用户节点,可直接连接到一级干线网节点上,或者经二级干线网的节点连接到一级干线网节点上。,15,9.4.2 DDN网络层次 按照网络的基本功能,DDN网又可分为核心层、接入层和用户接口层,如图9.1所示。,16,9.5 DDN网络管理和控制,1.全国和各省网管控制中心DDN网络上设置了两级网管控制中心(NMC):国家级和省级。全国网管控制中心负责一级干线网的管理和控制,省网管控制中心负责本省、直辖市或自治区网
10、络的管理和控制。另外也可以在节点数量多、网络结构复杂的本地网上,设置本地网管控制中心,负责本地网的管理和控制。(1)网管控制终端NMT(2)节点管理维护终端(3)上级网管实现统一网管(4)网管控制功能,17,2.网管控制信息通信通路(1)节点和网管控制中心之间的通信 网管控制中心和所辖节点之间交换网管控制信息时,既可以使用DDN网络中专门划出的适当容量的通路,也可以使用经其他网络(如公共交换网或电话网)提供的通路。(2)网管控制中心之间的通信 全国网管控制中心和各省网管控制中心之间,以及网管控制中心和所辖网管控制终端之间要求能相互通信,交换网管控制信息。实现这种通信的通路应能采用DDN网上配置
11、的专用电路,也可以采用经公共交换网或电话网的连接电路。,18,9.6 DDN业务,DDN可向客户提供多种速率的数字数据专线服务,可以提供2.4、4.8、9.6、19.2、N x 84(N=131)及2048Kbps速率的全透明的专用电路,在某些限定情况下,还可提供其他速率,如8、16、32、48、56Kbps等。这种业务在数据通信领域的应用最为普遍,可以替代在模拟专线网或电话网上开放的数据业务,广泛应用于银行、证券、气象、文化教育等需要作专线业务的行业,适用于LAN/WAN的互联、不同类型网络的互联以及会议电视等图像业务的传输,同时为分组交换网用户提供接入分组交换网的数据传输通路。此外还可以提
12、供语音、数据轮询、帧中继、虚拟专用网(VPN)、G3传真、智能用户电板和会议电视等。1.租用专线业务2.帧中继业务 3.话音/G3 传真业务 4.专线上网,19,1.租用专线业务(1)点对点通信(2)点对多点通信(3)广播多点通信(4)双向多点通信,20,2.帧中继业务DDN上的帧中继业务是通过在DDN节点上设置帧中继模块来实现的,帧中继模块(FRM)之间,以及FRM和帧装/拆(FAD)模块之间通过基本专用电路互联。帧中继业务用户分为两类:一类是具有ITU-T建议Q.922接口的用户,称为帧中继用户。另一类是不具有Q.922接口的用户,称为非帧中继用户。,21,帧中继业务利用DDN低误码率的优
13、点,支持客户高速数据传输,增加网络吞吐量,提高了传输线路的利用率。该业务具有传输速率高、时延小的特点,可满足局域网的突发性业务量要求,为局域网的互联提供理想的手段。用户以一条专线接入DDN,同时与多个点建立帧中继电路,这种特性特别适合于局域网间的互联。多个网络互联时,实现传输带宽按需分配,可大大减少网络传输时延,避免通信瓶颈,加大网络通过能力。适用于具有突发业务特性的应用,例如,各大、中、小型机的互连和局域网的互连等。帧中继业务的通信速率为9.6Kbps48Kbps。,22,3.话音/G3 传真业务DDN通过在用户入网处设置的语音服务模块(VSM)来提供这种业务。在VSM之间,DDN网络提供端
14、到端的全数字连接,即中间不再引入语音编码和信令处理方面的数/模转换部件。VSM可以设置在DDN内的节点上,也可以由用户自行设置。DDN可以提供模拟专线业务,在一条线路上同时支持电话和传真,支持标准的语音压缩,质量优良。此外,DDN也适用于用户交换机的连接。,23,4.专线上网可利用DDN专线接入CHINANET(中国公共主干网),接入速率9.6Kbps2Mbps。专线入网线路稳定,并可获得真实的Internet IP地址,便于企业在互联网上建立网站、树立企业现象、服务广大客户。最常见的是用路由器通过DDN专线接入数据局路由器。这种专线接入方式,数据局一般会分配16个固定Internet IP给
15、用户使用。入网后,网上的所有终端和工作者均可享用所有国际计算机互联网的服务。如图9.4所示。,24,25,另外,公用DDN在北京、上海和广州分别设置国际出、入口局,用于疏通国际数据业务,为国际数据业务提供数据传输通道。DDN还具有定时开放能力,即在约定的时间或时间段,接通或拆除客户租用的数据电路。数字数据网可为多种电信增值业务(如各种专用网、无线寻呼系统、可视图文系统等)用户提供中继或用户数据通道。,26,9.7虚拟专用网(VPN),传统的企业专网的解决方案大多通过向电信公司租用各种类型的长途线路来连接各分支机构的局域网,或采用数字+专线的方式进行点对点的数据传输,网络费用高,大多数企业难以承
16、受,且可扩展性极差。虚拟专用网技术是近年来兴起的一种新兴技术,它既可以使企业摆脱繁重的网络升级维护工作,又可以使公用网路得到有效的利用。,27,VPN技术,也就是虚拟专用网技术,是指在公共网络中建立私有专用网络,数据通过安全的“加密管道”在公共网络中传播。企业只需要租用本地的数据专线,连接上本地的公共信息网,各地的机构就可以互相传递信息。同时,企业还可以利用公共信息网的拨号接入设备,让自己的用户拨号到公共信息网上,就可以安全的连接进入企业网中。VPN具有节省成本、提供远程访问、扩展性强、便于管理和实现全面控制等优点,是目前和今后企业网络发展的趋势。,28,9.7.1 VPN概念,VPN是Vir
17、tual Private Network 的简写形式,意思是虚拟专用网,所谓“虚拟”是指客户并没有真正拥有一个物理网,而是基于DDN智能化的特点,利用DDN的部分网络资源所形成的一种网络,这种专用网络可根据客户需要而设置。VPN可以支持数据、语音及图像业务,也可支持DDN所具有的其他业务。该业务主要适用于部门、行业或集团客户。虚拟专用网指的是在公用网络上建立专用网络的技术。之所以称为虚拟专用网主要是因为整个VPN网络的任意两个节点之间的连接并没有传统专网所需的端到端物理链路,而是通过隧道技术,架构在公用网络服务商所提供的网络平台(如Internet,ATM,Frame Relay等)之上的逻辑
18、网络,用户数据在专用隧道中进行传输。,29,隧道技术是VPN的核心。隧道是基于网络协议在两点或两端建立的通信。一条隧道一般由以下构件组成:隧道发起者公共路由网络一个或多个隧道终端 隧道发起者的任务是在公用网络中开出一条隧道。隧道终端的任务是使隧道到此终止。隧道发起者和隧道终端可以由多种网络设备和软件实现,如图9.5所示。,30,隧道包括两种:点到点隧道和端到端隧道。在点到点隧道中,隧道由远程用户的PC延伸到企业服务器,两边的设备负责隧道的建立以及两点之间数据的加密和解密。在端到端隧道中,隧道终止于防火墙等网络边缘设备,它的主要功能是连接两端局域网。VPN中还必须有一些安全服务器、传统的防火墙服
19、务和地址转换功能,VPN使用标准的Internet技术提供数据加密、身份认证和授权确认等功能,隧道部件通过和安全服务器通信来完成这些功能,这些服务器同时还能提供预留带宽,乃至网络服务级别和策略等信息。VPN功能可以通过对现有网络设备进行软件升级或更换其中模块来实现。,31,9.7.2 VPN特点,1.成本低VPN在设备的使用量及广域网络的频宽使用上,均比专线式的架构节省,故能使企业网络的总成本降低。,32,2.服务质量保证(QoS)VPN网应当为企业数据提供不同等级的服务质量保证。不同的用户和业务对服务质量保证的要求差别较大。例如:对于移动办公用户,保证虚拟专用网服务的一个主要因素是提供广泛的
20、连接和覆盖性;而对于拥有众多分支机构的专线VPN网络,或者对于交互式的内部企业网应用,对于VPN的要求是网路能提供良好的稳定性;其他一些应用(如视频等)则对网络提出了更明确的要求,如网络时延及误码率等。广域网流量的不确定性使其带宽的利用率很低,在流量高峰时容易引起网络阻塞,产生网络瓶颈,使实时性要求高的数据得不到及时发送;而在流量低谷时又造成大量的网络带宽空闲。QoS通过流量预测与流量控制策略,可以按照优先级分配带宽资源,实现带宽管理,使得各类数据能够被合理地先后发送,并预防阻塞的发生。,33,3.安全保障虽然实现VPN的技术和方式很多,但所有的VPN均应保证通过公用网络平台传输数据的专用性和
21、安全性。在非面向连接的公用IP网络上建立一个逻辑的、点对点的连接,称为建立一个隧道,可以利用加密技术对经过隧道传输的数据进行加密,以保证数据仅被指定的发送者和接收者了解,从而保证了数据的私有性和安全性。,34,4.可扩充性和灵活性 VPN必须能够支持通过Internet和Extranet的任何类型的数据流,方便增加新的节点,支持多种类型的传输媒介,可以满足同时传输语音、图像和数据等新应用对高质量传输以及带宽增加的需求。可扩展性要求对单位调整和市场需求变化能够做出快速反应,扩展多个远程LAN和多个移动用户可以在一天时间内完成,如果选择租用点对点专用线路或帧中继电路可能要花费几个星期的时间,而且一
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