计算机网络教案(第6章).ppt
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第第66章章广广域域网网广域网是计算机网络的重要组成部分。
广域网是计算机网络的重要组成部分。
本章重点讨论广域网的基本概念和广域网本章重点讨论广域网的基本概念和广域网中的分组转发机制。
中的分组转发机制。
另外将介绍几种常见的广域网技术。
另外将介绍几种常见的广域网技术。
6.16.1广域网的基本概念广域网的基本概念6.26.2广域网中的分组转发机制广域网中的分组转发机制6.36.3几种常见的广域网技术几种常见的广域网技术6.46.4异步传递方式异步传递方式ATMATM主要内容主要内容n广域网的概念与构成广域网的概念与构成n数据报和虚电路数据报和虚电路n广域网中的分组转发机制广域网中的分组转发机制本章重点本章重点n广域网中的分组转发机制广域网中的分组转发机制本章难点本章难点6.16.1广域网的基本概念广域网的基本概念当主机之间的距离较远时，例如：
相隔当主机之间的距离较远时，例如：
相隔几十、几百公里甚至更远，局域网显然无法完几十、几百公里甚至更远，局域网显然无法完成主机间的通信任务，这时就需要另一种结构成主机间的通信任务，这时就需要另一种结构的网络的网络。
广域网广域网1.广域网的定义：
广域网（广域网的定义：
广域网（WAN）是一种覆盖地理范围是一种覆盖地理范围相对较广的数据通信系统。
相对较广的数据通信系统。
2.WAN的结构的结构通信子网由结点交换机和连接交换机的链路组成。
通信子网由结点交换机和连接交换机的链路组成。
由主机（由主机（host）和通信子网（简称子网和通信子网（简称子网subnet）组成；组成；结点交换机：
对分组执行存储转发功能的专用计算机结点交换机：
对分组执行存储转发功能的专用计算机链路：
连接结点交换机的高速传输线路链路：
连接结点交换机的高速传输线路通信子网的主要任务（通信子网的主要任务（广域网的工作模式）广域网的工作模式）：
广域网的基本工作模式是存储转发（广域网的基本工作模式是存储转发（storeandforward）即即对分组进行存储转发，分组（数据）沿输对分组进行存储转发，分组（数据）沿输入线路到达交换机后，交换机必须为其选择输出线路并入线路到达交换机后，交换机必须为其选择输出线路并负责将其输出。
负责将其输出。
图6-1广域网系统通信子网（subnet）主机（host）结点交换机高速链路图6-2广域网中的交换机及连接方式通信子网（subnet）3.广域网与局域网的区别广域网与局域网的区别广域网与局域网之间存在着较大的区别。
广域网与局域网之间存在着较大的区别。
从连接方式上看，广域网的组成部分从连接方式上看，广域网的组成部分主要是分组交换机，采用的是点对点主要是分组交换机，采用的是点对点连接（如图连接（如图6-3（a）所示），而局域所示），而局域网的组成多为计算机，普遍采用多点网的组成多为计算机，普遍采用多点接入技术（如图接入技术（如图6-3（b）所示）。
所示）。
图6-3广域网和局域网的接入方式n如图如图6-4所示的是一个典型的互联网拓扑结构，位于不同所示的是一个典型的互联网拓扑结构，位于不同地址位置的多个局域网通过广域网连接后便形成了互联网。
地址位置的多个局域网通过广域网连接后便形成了互联网。
图6-4由局域网和广域网组成的互联网5.广域网中网络层所提供的服务类型广域网中网络层所提供的服务类型网络层为网络中的主机提供了两大类服务：
网络层为网络中的主机提供了两大类服务：
n面向连接的虚电路服务面向连接的虚电路服务n面向非连接的数据报服务。
面向非连接的数据报服务。
4.WAN的参考模型的参考模型从从OSI参考模型来看，参考模型来看，WAN的通信涉及的通信涉及OSI参考模型的下三层：
参考模型的下三层：
物理层、数据链路层和网络层。
物理层、数据链路层和网络层。
n虚电路服务是网络层向运输层提供的一种使所有分组虚电路服务是网络层向运输层提供的一种使所有分组按顺序到达目的端系统的可靠的数据传送方式。
按顺序到达目的端系统的可靠的数据传送方式。
n原理：
进行数据交换的两个端系统之间存在着一条为原理：
进行数据交换的两个端系统之间存在着一条为它们服务的虚电路。
在虚电路中，为了进行数据传输，它们服务的虚电路。
在虚电路中，为了进行数据传输，网络的源节点和目的节点之间要先建一条逻辑通路。
网络的源节点和目的节点之间要先建一条逻辑通路。
每个分组除了包含数据之外还包含一个虚电路标识符。
每个分组除了包含数据之外还包含一个虚电路标识符。
在预先建好的路径上的每个节点都知道把这些分组引在预先建好的路径上的每个节点都知道把这些分组引导到哪里去，不再需要路由选择判定。
最后，由某一导到哪里去，不再需要路由选择判定。
最后，由某一个站用清除请求分组来结束这次连接。
它之所以是个站用清除请求分组来结束这次连接。
它之所以是“虚虚”的，是因为这条电路不是专用的。
的，是因为这条电路不是专用的。
n特点：
在数据传送之前必须通过虚呼叫设置一条虚电特点：
在数据传送之前必须通过虚呼叫设置一条虚电路。
但并不像电路交换那样有一条专用通路，分组在路。
但并不像电路交换那样有一条专用通路，分组在每个节点上仍然需要缓冲，并在线路上进行排队等待每个节点上仍然需要缓冲，并在线路上进行排队等待输出。
输出。
1）1）虚电路服务虚电路服务2）数据报服务）数据报服务n在数据报方式中，每个分组的传送是被单独处理的。
在数据报方式中，每个分组的传送是被单独处理的。
每个分组称为一个数据报，每个数据报自身携带足够每个分组称为一个数据报，每个数据报自身携带足够的地址信息。
一个节点收到一个数据报后，根据数据的地址信息。
一个节点收到一个数据报后，根据数据报中的地址信息和节点所储存的路由信息，找出一个报中的地址信息和节点所储存的路由信息，找出一个合适的出路，把数据报原样地发送到下一节点。
由于合适的出路，把数据报原样地发送到下一节点。
由于各数据报所走的路径不一定相同，因此不能保证各个各数据报所走的路径不一定相同，因此不能保证各个数据报按顺序到达目的地，有的数据报甚至会中途丢数据报按顺序到达目的地，有的数据报甚至会中途丢失。
整个过程中，没有虚电路建立，但要为每个数据失。
整个过程中，没有虚电路建立，但要为每个数据报做路由选择。
报做路由选择。
图6-5虚电路和数据报一、一、广域网交换机中的转发表广域网交换机中的转发表1广域网的物理编址广域网的物理编址n在许多广域网中使用了层次编址方案，以在许多广域网中使用了层次编址方案，以提高数据的传输速率。
提高数据的传输速率。
n最简单的层次编址称为两段式层次地址，最简单的层次编址称为两段式层次地址，它把一个地址分成两个部分：
它把一个地址分成两个部分：
n第一部分表示分组交换机的编号，第一部分表示分组交换机的编号，n第二部分表示所连接的分组交换机的端第二部分表示所连接的分组交换机的端口号。
口号。
6.26.2广域网中的分组转发机制广域网中的分组转发机制与主机相连的交换机的编号与主机相连的交换机端口的编号第一层地址第二层地址图6-6最简单的层次地址图6-7显示了连接在不同的两台交换机上的计算机的两层编址地址。
图6-7连接在交换机上的计算机的编址方式2按照目的站点的交换机号确定下一站点的地址按照目的站点的交换机号确定下一站点的地址n每一个交换机中都有一个转发表（每一个交换机中都有一个转发表（forwardingtable）。
图）。
图6-6中列出了交换机中列出了交换机2的转发表以及每的转发表以及每台计算机的地址，转发表中有两个重要的组成：
台计算机的地址，转发表中有两个重要的组成：
即分组的目的站点和下一站点（即分组的目的站点和下一站点（nexthop）。
）。
图6-8广域网中交换机中的转发表及计算机的地址n因为路由选择中的下一个站点只取决于分组因为路由选择中的下一个站点只取决于分组中的目的站点地址，而与源站点地址无关，中的目的站点地址，而与源站点地址无关，这个概念被称为这个概念被称为源地址独立性源地址独立性（sourceindependence）。
源地址独立性：
源地址独立性：
n对于广域网而言，在研究广域网的路由问题时，对于广域网而言，在研究广域网的路由问题时，可以用可以用“图图”（graph）来表示广域网。
其中，来表示广域网。
其中，图中的每个节点（图中的每个节点（node）代表交换机，连接两代表交换机，连接两个节点之间的连线代表一条链路（个节点之间的连线代表一条链路（link）。
）。
图6-9广域网与图之间的对应关系3交换机转发表的简化交换机转发表的简化n据图6-9所示的网络拓扑，可以得出如图6-10所示的路由表。
图6-10图6-9中每个节点的路由表结点结点1的转发表的转发表结点结点2的转发表的转发表结点结点3的转发表的转发表结点结点4的转发表的转发表默认路由默认路由n在广域网中，某一结点路由表中的重复条目可能是在广域网中，某一结点路由表中的重复条目可能是一个庞大的数字，这对路由的选择带来了很大的开一个庞大的数字，这对路由的选择带来了很大的开销。
为了消除节点路由表中的重复条目，可以用一销。
为了消除节点路由表中的重复条目，可以用一个条目来代替路由表中具有相同个条目来代替路由表中具有相同“下一站点下一站点”的多的多条重复条目，此机制称为默认路由（条重复条目，此机制称为默认路由（defaultroute）。
在路由表中，默认路由的目的站点用符）。
在路由表中，默认路由的目的站点用符号号“*”表示。
表示。
图6-11使用了默认路由后的简化路由表结点结点1的转发表的转发表结点结点2的转发表的转发表结点结点3的转发表的转发表结点结点4的转发表的转发表结点结点1的转发表的转发表结点结点2的转发表的转发表结点结点3的转发表的转发表结点结点4的转发表的转发表6.36.3几种常见的广域网技术几种常见的广域网技术6.3.1分组数据网分组数据网（X.25）6.3.2帧中继帧中继6.3.3数字数据网数字数据网DDN6.3.4xDSL技术简介技术简介6.3.1X.25分组交换数据网分组交换数据网X.25是由是由ITUT于于1974年制定的年制定的WAN通信协议标准，通信协议标准，它定义了用户设备与网络之间的接口标准。
它定义了用户设备与网络之间的接口标准。
X.25有如下特点有如下特点:
能接入不同类型用户设备能接入不同类型用户设备可靠性高可靠性高采用多路复用技术采用多路复用技术具有流量控制和拥塞控制具有流量控制和拥塞控制是点对点协议是点对点协议6.3.2帧中继帧中继n定义：
定义：
帧中继是在数字光纤传输线路逐渐代替原有的帧中继是在数字光纤传输线路逐渐代替原有的模拟线路，用户终端智能化的情况下，由模拟线路，用户终端智能化的情况下，由X.25分组交分组交换技术发展起来的一种换技术发展起来的一种新型的交换技术新型的交换技术。
它。
它在在X.25X.25基基础上，简化了差错控制、流量控制和路由选择功能，础上，简化了差错控制、流量控制和路由选择功能，着眼于数据的快速传输以提高网络的吞吐量。
着眼于数据的快速传输以提高网络的吞吐量。
n帧中继和分组交换类似，但却以比分组容量大的帧为帧中继和分组交换类似，但却以比分组容量大的帧为单位而不是以分组为单位进行数据传输，而且，它在单位而不是以分组为单位进行数据传输，而且，它在网络上的中间节点对数据不进行误码纠错。
网络上的中间节点对数据不进行误码纠错。
6.3.3数字数据网数字数据网DDNn数字数据网数字数据网（DDN，DigitalDataNetwork）是利用数字信道是利用数字信道传输数据信号的数据传输网。
传输数据信号的数据传输网。
n它的传输媒介主要是光缆，辅助于数字微波、它的传输媒介主要是光缆，辅助于数字微波、卫星信道卫星信道以及用户端可用的普通电缆和双绞线。
以及用户端可用的普通电缆和双绞线。
n在现有的电信网在现有的电信网（电话网或分组交换网电话网或分组交换网）中，都有模拟成中，都有模拟成分存在，需要许多模数转换及调制解调设备。
而分存在，需要许多模数转换及调制解调设备。
而DDN则则
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