计算机网络-广域通信网

1.广域网概念和分类 

• 什么是广域网？

        广域网是指长距离跨地区的各种局域网、计算机、终端互联在一起，组成一个资源共享的通信网络。

• 广域网分为传统广域网和现代广域网。

传 统 广 域 网
公共交换电话网PSTN	公共数据网X.25	帧中继网FR
综合业务数据网ISDN	异步传输模式ATM	虚拟专用网VPN

现 代 广 域 网
数字数据网DDN	同步数字传输网SDH	多业务传送平台MSTP
光纤接入网FTTX	无光源网络PON	无线网WiMAX、4G

•  公共交换电话网PSTN：利用电话线上网，早期是电话+“猫”拨号上网。

2.调制解调器Modem：俗称“猫”，作用是把电话线里面的模拟信号和数字信号互相转换，V.90标准可以达到56Kb/s。（电话猫、电视猫、电力猫、光纤猫等）

3.数据终端设备DTE。例如用户的计算机、电话等。数据电路设备DCE，例如调制解调器。DTE和DCE两端要同步。

4.X.25使用分组交换，分为三层：物理层、链路层、分组层。对应于OSI的低三层。采用虚拟电路、面向连接的。采用后退N帧ARQ、滑动窗口。

5.流量控制技术：协调收发端流量。

•  停等协议。发送一帧，等到应答，再发送；如果不应答，一直等。类似银行柜台存钱，一个个存钱。如下图：

 

•  滑动窗口协议：连续发送多个帧而无需应答。类似银行ATM机，一沓一沓存钱。如下图：

 6.差错控制技术：检查和纠正传输错误。

• i.肯定应答：收到肯定应答信号ACK继续发送。
• ii.否定应答重发：收到否定应答信号NAK重发出错帧。
• iii.超时重发：超过规定时间重发该帧。这种技术称为自动请求重发ARQ。
• ARQ分为三种：停等ARQ、选择重发ARQ、后退N帧ARQ。

7.停等ARQ：是停等流控和ARQ结合。 类似银行柜台存钱，手续齐全办理，叫号等时间长下一位，忘带身份证不办理。如下图：

8.选择重发ARQ：是滑动窗口和ARQ结合。类似银行ATM一沓一沓存钱，发现一张是假币，选择这一张重发。 

9.后退N帧ARQ：也是滑动窗口和ARQ结合。类似银行验钞机一沓一沓数钱，发现一张是假币，选择这一张包括后面的都要重发。

10.各种流控和差错利用率的计算如下：

• 常数a值的计算：

        

        其中，R = 数据速率，d = 线路长度 ， v = 传播速度， L = 帧长 ， T = 传播延迟。

• 效率E值的计算：

        停等协议：   

        滑动窗口：   

• 窗口W值的计算：

        选择ARQ：    

        退后ARQ：   

11.高级数据链路控制协议HDLC：面向比特的。通常使用CRC-16、CRC-32校验。帧边界01111110"两头扯蛋"，用户数据字段INFO大小不固定。如下图：

F帧头	A地址	C控制	INFO数据	FCS校验	F帧尾 01111110
8	8 可拓展	8 可拓展	可变长	16或32	8

 12.帧中继FR是X.25演变改进的。

• 工作在OSI的低两层，即物理层和链路层。
• 在第二层建立虚电路（与X.25一样，也支持永久虚电路PVC和交换虚电路SVC），承载数据业务，因而第三层被简化。也是分组交换。
• FR只做检错，不在重传，没有流控，只有拥塞控制，检错交给高层

帧中继格式如下 

01111110	地址	信息	FCS	01111110
1	2~4	长度可变	2	1

13.帧中继主要优点：

• 基于分组（帧）交换的透明传输，可提供面向连接的服务。
• 帧长可变，长度可达1600~4096字节，可以承载各种局域网的数据帧。
• 数据速率可达2~45Mbps。
• 既可以接需要提供带宽，也可以应付突发的数据传输。
• 没有流控和重传机制，开销很少。

14.综合业务数据网ISDN：基于电路交换，把数据、声音、视频信号三合一传输。

• ISDN两种速率：

        基本（N-ISDN）速率BRI  （2B+D）

        基群（B-ISDN）速率PRI     (30B+D)

• B信道数据信道；D信道控制信道
• 2B+D = 2*64+16 = 144Kb/s;  30B+D = 30*64+64 = 1.984Mb/s 近似于E1（2.048）

15.ATM采用53（48数据位+5控制位）字节信元分组交换，使用统计时分TDM。采用双绞线或光纤，典型数据速率155M，面向连接，使用虚电路的虚通路VPI和虚信道VCI。

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总结：

day day up!