网络工程师之广域网必胜篇二

广域网实例

　　下面我们将简单介绍几种常用的广域网， 包括 公用电话交换网（ P S T N ）、分组交换网

　　（ X . 2 5 ）、数字数据网（ D D N ）、帧中继（ F R ）、交换式多兆位数据服务（ S M D S ）和异步传

　　输模式（ AT M ）。

　　 4.2.1 PSTN

　　公共电话交换网（ Public Switched Telephone Network ， P S T N ）是以电路交换技术为基础

　　的用于传输模拟话音的网络。 目前 ，全世界的电话数目早已达几亿部，并且还在不断增长。

　　要将如此之多的电话连在一起并能很好地工作，唯一可行的办法就是采用分级交换方式。

　　电话网概括起来主要由三个部分组成：本地回路、干线和交换机。其中干线和交换机一

　　般采用数字传输和交换技术，而本地回路（也称用户环路）基本上采用模拟线路。由于

　　 P S T N 的本地回路是模拟的，因此当两台计算机想通过 P S T N 传输数据时，中间必须经双方

　　 M o d e m 实现计算机数字信号与模拟信号的相互转换。

　　 P S T N 是一种电路交换的网络，可看作是物理层的一个延伸，在 P S T N 内部并没有上层协

　　议进行差错控制。在通信双方建立连接后电路交换方式独占一条信道，当通信双方无信息

　　时，该信道也不能被其他用户所利用。

　　用户可以使用普通拨号电话线或租用一条电话专线进行数据传输，使用 P S T N 实现计算

　　机之间的数据通信是最廉价的，但由于 P S T N 线路的传输质量较差，而且带宽有限，再加上

　　 P S T N 交换机没有存储功能，因此 P S T N 只能用于对通信质量要求不高的场合。目前通过

　　 P S T N 进行数据通信的最高速率不超过 5 6 K b p s 。

　　 4.2.2 X.25

　　 X . 2 5 是在 2 0 世纪 7 0 年代由国际电报电话咨询委员会 C C I T T 制定的 “ 在公用数据网上以分

　　组方式工作的数据终端设备 D T E 和数据电路设备 D C E 之间的接口 ” 。 X . 2 5 于 1 9 7 6 年 3 月正式成

　　为国际标准， 1 9 8 0 年和 1 9 8 4 年又经过补充修订。从 I S O / O S I 体系结构观点看， X . 2 5 对应

　　于 O S I

　　参考模型底下三层，分别为物理层、数据链路层和网络层。

　　 X . 2 5 的物理层协议是 X . 2 1 ，用于定义主机与物理网络之间物理、电气、功能以及过程特

　　性。实际上目前支持该物理层标准的公用网非常少，原因是 该标准要求用户在电话线路上

　　使用数字信号，而不能使用模拟信号。 作为一个临时性措施， C C I T T 定义了一个类似于大家

　　熟悉的 R S - 2 3 2 标准的模拟接口。

　　 X . 2 5 的数据链路层 描述用户主机与分组交换机之间数据的可靠传输，包括帧格式定义、

　　差错控制 等。 X . 2 5 数据链路层一般采用高级数据链路控制 HDLC （ High-level Data Link

　　 C o n t r o l ）协议。

　　 X . 2 5 的网络层 描述主机与网络之间的相互作用，网络层协议处理诸如分组定义、寻址、

　　流量控制以及拥塞控制等问题。 网络层的主要功能是允许用户建立虚电路，然后在已建立

　　的虚电路上发送最大长度为 1 2 8 个字节的数据报文。报文可靠且按顺序到达目的端。 X . 2 5 网

　　络层采用分组级协议（ Packet level Protocol ， P L P ） 。

　　 X . 2 5 是面向连接的，它支持交换虚电路（ Switched Virtual Circuit ， S V C ）和永久虚电路

　　 P V C （ Permanent Virtual Circuit ）。交换虚电路（ S V C ）是在发送方向网络发送请求建立连接

　　报文要求与远程机器通信时建立的。一旦虚电路建立起来，就可以在建立的连接上发送数

　　据，而且可以保证数据正确到达接收方。 X . 2 5 同时提供流量控制机制，以防止快速的发送方

　　淹没慢速的接收方。永久虚电路（ P V C ）的用法与 S V C 相同，但它是由用户和长途电信公司

　　经过商讨面预先建立的，因而它 时刻 存在，用户不需要建立链路而可直接使用它。 P V C 类似

　　于租用的专用线路。

　　由于许多的用户终端并不支持 X . 2 5 协议，为了让用户哑终端（非智能终端）能接入 X . 2 5

　　网络， C C I T T 制定了另外一组标准。用户终端通过一个称为分组装拆器（ Packet Assembler

　　 D i s a s s e m b l e r ， PA D ） 的 “ 黑盒子 ” 接入 X . 2 5 网络。用于描述 PA D 功能的标准协议称为 X

　　 . 3 ；

　　而在用户终端和 PA D 之间使用 X . 2 8 协议；另一个协议是用于 PA D 和 X . 2 5 网络之间的，称为

　　 X . 2 9 。

　　 X . 2 5 网络是在物理链路传输质量很差的情况下开发出来的。为了保障数据传输的可靠性，

　　它在每一段链路上都要执行差错校验和出错重传 ； 这种复杂的差错校验机制虽然使它的传

　　输效率受到了限制，但确实为用户数据的安全传输提供了很好的保障。

　　 X . 2 5 网络的突出优点是可以在一条物理电路上同时开放多条虚电路供多个用户同时使

　　用；网络具有动态路由功能和复杂完备的误码纠错功能。 X . 2 5 分组交换网可以满足不同速率

　　和不同型号的终端与计算机、计算机与计算机间以及局域网 L A N 之间的数据通信 。 X . 2 5 网络

　　提供的数据传输率一般为 6 4 K b p s 。

　　 4.2.3 DDN

　　数字数据网（ Digital Data Network ， D D N ）是一种利用数字信道提供数据通信的传输网，

　　它主要提供点到点及点到多点的数字专线或专网。

　　 D D N 由数字通道、 D D N 结点、网管系统和用户环路组成。 D D N 的传输介质主要有光纤、

　　数字微波、卫星信道等。 D D N 采用了计算机管理的数字交叉连接（ Data CrossConnection ，

　　 D X C ）技术，为用户提供半永久性连接电路，即 D D N 提供的信道是非交换、用户独占的永

　　久虚电路（ P V C ）。一旦用户提出申请，网络管理员便可以通过软件命令改变用户专线的路

　　由或专网结构，而无须经过物理线路的改造扩建工程，因此 D D N 极易根据用户的需要，在

　　约定的时间内接通所需带宽的线路。

　　 D D N 为用户提供的基本业务是点到点的专线。从用户角度来看，租用一条点到点的专线

　　就是租用了一条高质量、高带宽的数字信道。用户在 D D N 上租用一条点到点数字专线与租

　　用一条电话专线十分类似。 D D N 专线与电话专线的区别在于：电话专线是固定的物理连接，

　　而且电话专线是模拟信道，带宽窄、质量差、数据传输率低；而 D D N 专线是半固定连接，

　　其数据传输率和路由可随时根据需要申请改变。另外， D D N 专线是数字信道，其质量高、

　　带宽宽，并且采用热冗余技术，具有路由故障自动迂回功能。

　　下面介绍 D D N 与 X . 2 5 网的区别。 X . 2 5 是一个分组交换网， X . 2 5 网本身具有 3 层协议，用

　　呼叫建立临时虚电路。 X . 2 5 具有协议转换、速度匹配等功能，适合于不同通信规程、不同速

　　率的用户设备之间的相互通信。而 D D N 是一个全透明的网络，它不具备交换功能，利用

　　 D D N 的主要方式是定期或不定期地租用专线。从用户所需承担的费用角度看， X . 2 5 是按字

　　节收费，而 D D N 是按固定月租收费。所以 D D N 适合于需要频繁通信的 L A N 之间或主机之间

　　的数据通信。 D D N 网提供的数据传输率一般为 2 M b p s ，最高可达 4 5 M b p s 甚至更高。

　　 4.2.4 帧中继

　　帧中继（ Frame Relay ， F R ）技术是由 X . 2 5 分组交换技术演变而来的。 F R 的引入是由于

　　过去 2 0 年来通信技术的改变。 2 0 年前，人们使用慢速、模拟和不可靠的电话线路进行通信，

　　当时计算机的处理速度很慢且价格比较昂贵。 结果 是在网络内部使用很复杂的协议来处理

　　传输差错，以避免用户计算机来处理差错 恢复 工作。

　　随着通信技术的不断发展，特别是光纤通信的广泛使用，通信线路的传输率越来越高，

　　而误码率却越来越低。为了提高网络的传输率，帧中继技术省去了 X . 2 5 分组交换网中的差错

　　控制和流量控制功能，这就意味着帧中继网在传送数据时可以使用更简单的通信协议，而

　　把某些工作留给用户端去完成，这样使得帧中继网的性能优于 X . 2 5 网，它可以提供 1 . 5 M b p s

　　的数据传输率。

　　我们可以把帧中继看作一条虚拟专线。用户可以在两结点之间租用一条永久虚电路并通

　　过该虚电路发送数据帧，其长度可达 1 6 0 0 字节。用户也可以在多个结点之间通过租用多条永

　　久虚电路进行通信。

　　实际租用专线（ D D N 专线）与虚拟租用专线的区别在于：对于实际租用专线，用户可以

　　每天以线路的最高数据传输率不停地发送数据；而对于虚拟租用专线，用户可以在某一个

　　时间段内按线路峰值速率发送数据，当然用户的平均数据传输速率必须低于预先约定的水

　　平。换句话说，长途电信公司对虚拟专线的收费要少于物理专线。

　　帧中继技术只提供最简单的通信处理功能，如帧开始和帧结束的确定以及帧传输差错检

　　查。当帧中继交换机接收到一个损坏帧时只是将其丢弃，帧中继技术不提供确认和流量控

　　制机制。

　　帧中继网和 X . 2 5 网都采用虚电路复用技术，以便充分利用网络带宽资源，降低用户通信

　　费用。但是，由于帧中继网对差错帧不进行纠正，简化了协议，因此，帧中继交换机处理

　　数据帧所需的时间大大缩短，端到端用户信息传输时延低于 X . 2 5 网，而帧中继网的吞吐率也

　　高于 X . 2 5 网。 帧中继网还提供一套完备的带宽管理和拥塞控制机制，在带宽动态分配上比

　　 X . 2 5 网更具优势。帧中继网可以提供从 2 M b p s 到 4 5 M b p s 速率范围的虚拟专线。