第六章 广域网技术简介

第六章广域网技术简介第一节综合业务数字网（ISDN）一、综合业务数字网简介ISDN是综合业务数字网的简称，它由电话综合数字网（IDN）发展而来。

ISDN是数字交换和数字传输的结合，它以迅速、准确、经济、有效的方式提供目前各种通信网络中现有的业务，而且将通信和数据处理结合起来，开创了很多前所未有的新业务。

ISDN是一个全数字的网络，也就是说，不论原始信号是话音、文字、数据还是图像只要可以转换成数字信号，都能在ISDN网络中进行传输。

在传统的电话网络中，实现了网络内部的数字化，但在用户到电话局之间仍采用模拟传输，很容易由于沿途噪声的积累引起失真。

而对于ISDN来说，实现了用户线的数字化，提供端到端的数字连接，传输质量大大提高。

二、ISDN服务的构成ISDN服务提供两类通信信道：运载信道和信令信道。

1. 运载信道运载信道用于传送数据，又叫B信道。

B信道是64Kbps的线路交换通道，与普通的电话不同，ISDN的B信道是传送数字信号的，而不是模拟信号。

2. 信令信道信令信道用于提供调用、建立、控制及拆除的带外信令，又叫D通道。

D通道是与B通道分开处理的，它负责管理B通道的工作。

三、ISDN的传输速率ISDN有两种不同速率的接口服务：1、基速率接口BRI（2B+D）基速率接口一般包括2个64Kbps的B通道和一个16Kbps的D通道，可向用户提供128Kbps 的有效通信速率。

2. 主速率接口PRI（23B+D）主速率接口包括23个B通道（均为64Kbps）用于数据传输和一个64Kbps的D通道用于信令，它提供1.544Mbps的通信速率。

四、ISDN高的传输质量经常用电话线和Modem上网的用户肯定有类似经验，有时下载一个大文件花费了好几个小时，结果下载完后却发现由于线路质量差，误码率高，下载的文件不能使用。

而使用ISDN则几乎不会发生这种问题。

由于ISDN采用端到端的数字连接，传输质量很高，它不会象模拟线路那样受到静电和噪音的影响而严重失真。

此外，由于ISDN所使用的数字设备便于故障检测，系统可靠性也得到了一定的提高。

五、使用灵活方便ISDN提供各种业务，用户只需一个入网接口，就能使用网络提供的各种业务。

例如，您可以把电话和个人电脑接入ISDN，在上网的同时可以打电话。

还可接入可视电话、会议电视、ISDN路由器等设备。

由于这些设备均有相应的国际标准，可以象家用电器一样具有便携性，可以从一个插座上拔下插到另一个有插座的地方使用。

总的来说，ISDN已经是非常成熟的技术，它提供优质的服务，同时具有平民化的价格，因而是广域网接入的较好选择。

第二节X.25网络一、X.25协议X.25协议是CCITT（ITU）建立的一种协议，它定义数据电路终接设备（DCE）和计算机到分组交换网络的连接。

分组交换网络在一个网络上为数据分组选择到达目的地的路由。

X.25是一种很好实现的分组交换服务，传统上它是用于将远程终端连接到主机系统的。

这种服务为同时使用的用户提供任意点对任意点的连接。

是一种称为虚电路的通信信道在一条预定义的路径上连接端点站点通过网络。

虽然X.25，吞吐率的主要部分是用于错误检查开销的，X.25接口可支持高达64Kbps的线路，CCITT在1992年重新制定了这个标准，并将速率提高到2Mbps。

现时国内采用的最高速率为64Kbps。

二、X.25和ISO/OSIX.25是在开放式系统互联（OSI）协议模型之前提出的，所以一些用来解释X.25的专用术语是不同的。

这种标准在三个层定义协议，它和OSI协议栈的下三层是紧密相关的：（图5-1）X.25 OSI分组层→网络层链路访问层→数据链路层物理层→物理层图5-1 X.25与ISO/OSI模型的层次对应关系1. 物理层它称为X.21接口，定义从计算机／终端（数据终端设备，DTE）到X.25分组交换网络中的附件结点的物理／电气接口。

RS－232－C通常用于X.21接口。

2. 链路访问层定义了类似帧序列数据传输方式。

使用的协议是平衡式链路访问规程（LAP－B），它是高级数据链路控制（HDLC）协议的一部分。

LAP－B的设计是为了点对点连接。

它为异步平衡模式会话提供帧结构、错误检查和流量控制机制。

LAP－B为确信一个分组已经抵达网络的每个链路提供了一条途径。

3. 分组层定义通过分组交换网络的可靠虚电路。

这样，X.25就提供了点对点数据发送，而不是一点对多点发送。

三、分组的定义X.25是定义分组交换网络的连接。

那什么是分组呢？把一个数据分组想象为已经封装在信封里并且准备邮寄的一封信。

就象是一封信，一个数据分组是一个能够独立地从它的源地址到他的目的地之间传送的信息单元。

它被封装和寻址以至于不再需要任何其它的材料或信息来投递它。

一封信经过邮政系统在人之间传送，而一个数据分组则是经过一个网络在两台设备之间传送。

分组有两个主要部分，一是数据，二是地址和流控制信息，包括源地址和目的地址，路由、差错校验及控制信息在分组交换通信中，单块数据段被分割成许多小的可以各自寻址的数据分组，然后通过网络把这些分组送至目的地。

在目的地，分组被重新组合成和原始一样的信息块。

用来分割、寻址和重新组合分组的设备称作分组组装/拆装器，即PAD。

一个PAD的内部运行由三个协议控制：●X.3规定了PAD实际上是这样组装和拆装数据分组的；●X.28定义了数据终端设备（DTE）和PAD之间的接口；●X.29定义了数据通信设备和PAD之间的接口；四、分组的必要性当数据传送时，通信链路意外断开，数据传送就被迫终止，而在另一路由上初始化通信，重新发送全部数据。

如果是基于分组的传输，一旦接收站检测到通信链路不能正常工作，该分组立即将重新连接到另一传输线路上，而且真正丢失的分组才需重传。

相比之下，大大减少了传送数据的时间。

五、虚电路在X.25中，虚电路的概念是非常重要的。

一条虚电路在穿越分组交换网络的两个地点之间建立一条临时性或永久性的“逻辑”通信信道。

使用一条电路使用可以保证分组是按照顺序抵达的，这是因为它们都按照同一条路径进行传输。

它为数据在网络上进行传输提供了可靠的方式。

在X.25中有两种类型的虚电路：●临时性虚电路（SVC），将建立基于呼叫的虚电路，然后在数据传输会话结束时拆除。

类似于拨号电话线。

●永久虚电路（PVC），在两个端点结点之间保持一种固定连接，当有数据发送时，发送站和收发站不需要建立连接的时间，并且具有指定带宽以保证服务质量要求。

类似于专用的电话线路。

六、X.25的分组交换体系结构具有一些优点和缺陷。

信息分组通过网络的路由是根据这个分组头中的目的地址信息进行选择的。

用户可以与多个不同的地点进行连接，而不象面向电路的网络那样在任何两点之间仅仅存在一条专用线路。

由于分组可以通过路由器的共享端口进行传输的，所以就存在一定的分发延迟。

虽然许多网络能够通过选择回避拥挤区域的路由来支持过载的通信量，但是随着访问网络人数的增多，用户还是可以感觉到性能变慢了。

和此相反，面向电路的网络在两个地点之间提供一个固定的带宽，它不能适应超过这个带宽的传输的要求。

X.25网络易于安装和维护。

它是根据发送的分组数据来收费的，在一些情况下，还会考虑连通的时间。

由于其吞吐率的主要部分是用于错误检查开销的，因此其它一些服务更适合于高速局域网传输（例如帧中继）或专用连接线路。

第三节帧中继（Frame Relay）一、帧中继简介帧中继（Frame Relay, FR）技术是在OSI第二层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种技术。

帧中继技术是在分组技术充分发展，数字与光纤传输线路逐渐替代已有的模拟线路，线路误码率大大降低，用户终端日益智能化的条件下诞生并发展起来的。

由于帧中继技术仅完成OSI协议中物理层和链路层的核心功能，而将流量控制、纠错等留给智能终端完成，大大简化了节点机之间的协议，同时，帧中继采用虚电路技术能充分利用网络资源，因而具有吞吐量大、延迟低、传输速率高、费用低廉、快速稳定的特点，因此它更适用于传输突发性的业务。

帧中继中用户信息以帧为单位进行传输，并对用户信息进行统计复用。

它和分组交换类似，但却以比分组容量更大的可变长度的帧为单位，在保持了分组交换技术的灵活性及低费用的特点同时，缩短了传输时延，提高了传输效率。

二、帧中继技术细节中继技术主要用于传递数据业务，它使用一组规程将数据信息以帧的形式（简称帧中继协议）有效地进行传送。

它是广域网通信的一种方式。

帧中继所使用的是逻辑连接，而不是物理连接，在一个物理连接上可复用多个逻辑连接（即可建立多条逻辑信道），可实现带宽的复用和动态分配。

帧中继协议是对X.25协议的简化，它简化了X.25的第3层功能，使网络节点的处理大大简化，提高了网络对信息处理的效率。

采用物理层和链路层的两级结构，它在链路层完成统计复用、帧的透明传输和错误检测，但不提供发现错误后的重传操作。

而且还省去了帧编号、流量控制、应答和监视等机制，大大节省了交换机的开销，提高了网络吞吐量、降低了通信时延。

一般FR用户的接入速率在64 Kbit/s至2 Mbit/s之间，现在的Frame Relay网络速率已经能够提高到8至10Mbit/s，今后将达到45 Mbit/s。

帧中继的帧信息长度远比X.25分组长度要长，最大帧长度可达1600字节/帧，适合于封装局域网的数据单元;适合传送突发业务（如压缩视频业务、WWW业务等）。

帧中继的带宽控制技术，是帧中继技术的特点和优点之一。

在传统的数据通信业务中，特别是DDN专线，当用户预定了一条64K的电路后，它只能以64Kbit/s的速率来传送数据。

而在帧中继技术中，用户向帧中继业务供应商预定的是约定信息速率（简称CIR），而实际使用过程中用户可以以高于CIR的速率发送数据，却不必承担额外的费用。

举例来说，一个用户预定了CIR=64Kbit/s 的帧中继电路，并且与供应商鉴定了另外两个指标，Bc（Committed Burst，承诺突发量）、Be（Excess Bust，过度突发量）。

当用户以低于或等于64Kbit/s的速率发送数据时，网络保证按照要求传送；当用户以大于64Kbit/s的速率发送数据时，只要网络有空（不拥塞），且用户在一定时间（Tc）内的发送的量（突发量）小于Bc+Be时，网络仍按此要求传送；一旦突发量大于Bc+Be，网络将丢弃帧以保证带宽不被该用户过多地占用。

因此，帧中继用户虽然只付了64Kbit/s的信息速率费（收费依CIR来定），却常常可以获得高于64Kbit/s的数据传输速率。

与分组交换一样，FR采用面向连接的交换技术。

可以提供SVC（交换虚电路）业务和PVC（永久虚电路）业务，但目前应用的FR网络中，一般只采用PVC业务。