第六章 第六章 广域网技术 广域网技术

6 ． 1 广域网（ WAN-Wide Area Network ）

广域网又称远程网（ long haul network ）。常利用公用通信网络提供的信道进行数据传输；网络结构比较复杂；传输速率一般低于局域网。

广域网（ WAN-Wide Area Network ） 广域网参考模型 : 广域网的重要组成部分是通信子网。一般由

公用网络系统充当通信子网，如：公用电话交换网（ PSTN ）、数字数据网 (DDN) 、分组交换数据网（ X.25 ）、帧中继（ Frame Relay ）、综合业务数据网（ ISDN ）和交换多兆位数据服务（ SMDS ）等。

广域网的标准协议 : 包括物理层协议、数据链路层协议和 X.25的网络层协议。其中 X.21bis 是 X.25 网的物理层协议， V.24 、V.35 、 EIA/TIA-232 等是同步或异步接口的广域网物理层标准协议。

物理层

数据链路层MAC子层

网络层

SMDS

X.21bis

EIA/TIA-232EIA/TIA-449V.24 V.35HSSI G.703

EIA530

LA

PB

SD

LC

HD

LC

SL

IP

/P

PP

Fra

me

R

ela

y

X.2

5 P

LPOSI 参考模型 广域网协议标准

广域网协议模型与 OSI 参考模型的关系

广域网的数据链路层协议有面向字节和面向位两种类型。

目前广域网中常用的 SDLC 、 HDLC 、 LAP 和 LAPB 等都是同步串行（ Serial ）、面向位的传输，使用数据链路层标准协议，它们具有相同的帧格式，全部使用位填充来保证数据的透明性。同步数据链路控制协议 SDLC （ Synchronous Data Link Control ）。它可用于点到点和多点链路。站点分为主站（ Primary ）和辅站（ Secondary ）。 SDLC 在电路交换和包交换的网络环境中应用，它可以操作在半双工或全双工两种传输方式。高级数据链路控制协议 HDLC （ High Level Data Link Control ）

是从 SDLC 演变而来的。 ISO 在 SDLC 基础上作了一些修改，产生了 HDLC 。 HDLC 与 SDLC 的帧格式相同、全双工操作相同，它们都是同步、面向位的数据链路层协议。

数据链路层协议的两种类型HDLC 与 SDLC 的不同之处是： HDLC 只支持点到点链路， SDLC 可用于点到点和多点链路； HDLC有 32 位校验和， SDLC 没有； HDLC 支持三种传输模式（ NRM 、 ARM 、 ABM ） ,SDLC 只支持一种。

由于 HDLC 对 SDLC 有很大的改进，所以， HDLC 协议在广域网中的应用最为广泛，如：通过 DDN 数字专线实现点到点的远程连接时，一般都使用 HDLC 协议。链路访问过程（ LAP- Link Access Procedure)

LAP 是 CCITT 采纳了 HDLC 协议后，又对 HDLC 进行了修改得来的，后来 ,LAP 又被修改为 LAPB （ Link Access Procedure Balanced ）。实际上 LAP 和 LAPB 是 HDLC 的一个子集，它们也都是面向位的协议。 LAP 和 LAPB 是 X.25 网使用的数据链路层协议。

串行线互联协议（ SLIP-Serial Line Internet Protocol) 、点到点协议（ PPP-Point-to-Point Protocol) ，是串行线上常用的两个数据链路层通信协议。

SLIP 是早期的串行线协议，它比较简单，仅传输 IP 分组，而且只能在异步传输的串行线上使用。 SLIP 通常在拨号线连网环境中应用。

SLIP 、 PPP 的主要区别如下：– PPP 协议既可以在异步串行线上使用（拨号网），也可以在同步串

行线上（数字专线）使用； SLIP 只能在拨号网络中应用。– PPP能够支持多种协议； SLIP仅支持 IP 协议。 – PPP 有错误检测和纠错功能，它比 SLIP 协议有更好的传输性能。 – PPP 的用户在拨号建立连接时，可进行身份验证。非法用户将被拒绝建立链路，安全性好。

– PPP 协议提供地址协商功能，允许用户拨入时，由 PPP 服务器动态的分配 IP地址。

– PPP允许通信双方动态的协商一些选项，更适合在异构网环境下使用。

6 ． 2 Internet 的简介

什么是 Internet : 对一个用户来说， Internet看上去像一个单一的、巨大

的网络，但实际上它是由成千上万个通过路由器这种专门计算机网络设备连接起来的网络构成的。路由器能互联广域网和广域网、广域网和局域网，或者局域网和局域网。因为 Internet 是由路由器将不同的网络连接起来而形成的，因此人们称 Internet 为网中网。

Internet 又称为“网际网”、“国际互连网”、“因特网”。

Internet 快速发展● 1983 年， TCP 、 IP 协议研制成功 （ Transmission Control Protocol ）、（ I

nternet Protocol ）， ARPA 的鲍勃•凯恩，斯坦福的温登•泽夫合作发明 ARPA 网并全部采用 TCP/IP ； Internet 作为使用 TCP/IP 协议连接的各个网络的总称被正式采用 internet是各网联结总称。● 1985年， NSFNet 美国国家基金会资助建立连接美 5 大超级计算

中心的科技网，也得到军方的支持（ NSFNet ，MILNet ）。● 1986年，多协议路由器 Cisco 公司发明。

Internet 快速发展

● 1984年， HTML 超文本置标语言 （ HyperText Markup Languge ），日内瓦欧洲粒子物理实验室， Time Berners-Lee● 1989 年， WWW 研制成功 （ world wide web ） 1991 年公布● 1990年，电子邮件， FTP ，消息组等 Internet 应用受

到人们的欢迎， TCP/IP 协议在 UNIX 系统中的实现 更进一步推动了这一发展。

Internet 快速发展

● 90 年代 网络的交换技术， ATM ， GB 以太网

等技术的发展。● 瘦客户机 手上电脑（ HPC ）● Internet2 ， NGI(Next Generation In

ternet) 等的研究；● Internet 的商业化运做。 IBM 、 SUN 等公司向以网络为中心经营

中国的 Internet中国 1994年 4月正式与 Internet 连接 1999/12/31 2000/06/30 2001/011 、我国上网计算机数 ( 万台 ) ： 350 650 892 专线上网 ( 万台 ) ： 41 101 141 拨号上网 ( 万台 ) ： 309 549 751 2 、我国上网用户人数 ( 万 ) ： 890 1690 2250 专线上网人数 ( 万 ) ： 109 258 364 拨号上网人数 ( 万 ) ： 666 1176 1543 移动终端、家电人数 ( 万 ): 59 92 3 、我国 WWW 站点数 ( 个 ) ： 15153 27289 265405 中文域名数为 ( 个 ) ： 717274 、我国国际线路的总容量为 (M) ： 351 1234 2799

连接的国家有美国、加拿大、澳大利亚、英国、德国、法国、日本、韩国等。

中国的 Internet中国科学技术计算机网（ CSTNET ） NCFC （ APT ）， CASnet ， CERnet CSTnet ：

信息服务、超级计算、 CNNIC 1999/12/31 2000/06/30 2001/01

10M 55M

中国公用计算机互联网（ CHINANET ） 邮电部主管，依托 CHANAPAC 、 CHAN

ADDN 、 PSTN ， 1995 年 6 月完成 2000/06/30 2001/01 711M 1

953M（北京 170M 、上海 214M 、广州 327M ） （北京 721M 、上海661M 、广州 571

M ）

中国教育和科研计算机网（ CERNET ） 教育部主管， 10 主结点，完全采用 TCP/IP 技

术， 1995 年 12 月完成 2000/06/30 2001/01 12M 117

M

中国金桥信息网（ CHINAGBN ） 电子部建设、 1996 年 9 月完成，政府机关、文教单位、

大型企业 1999/12/31 2000/06/30 2001/01 22M 69M 148M （北京 49M 、

上海 12M 、广州 8M ） （北京 53M 、上海 59M 、广州 36M ）

6 ． 3 Internet 地址 要使 Internet 上主机间能正常通信，必须给每个计算机一个全球都能接收和识别的唯一标识，它就是 IP地址。

IP地址的分类和表示：从概念上讲，每个 IP地址都是由两部分构成：网络号，主机号。其中，网络号标识某个网络，主机号标识在该网络上的一个特定的主机。

IP地址分为 A 、 B 、 C 、 D 、 E五类 : A 类 : 第一个字节的最高位是 0 B 类 : 第一个字节的前两位是 10 C 类 : 第一个字节的前三位是 110 D 类 : 第一个字节的前四位为 1110 E 类 : 第一个字节的前五位为 11110 A 、 B 、 C 三类 IP地址的结构都是由两部分组

成：网络号和主机号。 A 类地址 :共 128个子网，每个子网内可以有 1600万台主机；

B 类地址 :共 16,384 个子网，每个子网内可以有 65,536台主机；

C 类子网 :共 200 万个子网，每个 C 类子网内最多只能有 256台主机。

将 IP地址中每个字节以十进制数字表示，并用“ .”隔开，五类地址如下：

类型 最低地址 最高地址 A 1.0.0.1 126.255.255.254 B 128.0.0.1 191.255.255.254 C 192.0.0.1 223.255.255.254-------------------------------------------------- D 224.0.0.0 239.255.255.255 E 240.0.0.0 247.255.255.255

子网和掩码 严格地说 IP 协议为每一个网络连接（网卡）分配一个 IP地址。如果某台主机有多个网络连接，则要为它分配多个 IP地址，同一主机上的多个连接的 IP地址之间并没有必然的联系。

IP地址并不是标识某台机器，而是标识一个主机与网络的一个连接。

地址掩码 (mask) 和子网 (subnet) 掩码是一个与 IP地址对应的 32 位数字。掩码

是 1/0。通过掩码可以把 IP地址中的主机号再分为两部分：子网号和主机号。这样，就可以把A 类或者 B 类 IP地址的地址空间再细化成若干个稍小一些的子网，每个子网中所能够包含的最多主机数比原来的要少。

掩码中的 0和 1 可以任意分布，不过一般在设计时，把掩码开始连续的几位设为 1 。 IP地址与掩码中为 1 的位相对应的部分为子网号，其他为 0的位则表示的是主机号。使用了掩码后，通常把原来的网络号和新划分的子网号合在一起称为网络号 ( 与掩码为 1 的位相对应 ) ，把掩码划分后的新的主机号叫做主机号 ( 与掩码为 0的位相对应 ) 。

A 类地址相对应的标准掩码是： 255.0.0.0 B 类地址相对应的标准掩码是： 255.255.0.0 C

类地址相对应的标准掩码是： 255.255.255.0。

子网和掩码 使用掩码把一个可以包括 1600 万台主机的

A 类网络或 6 万多台主机的 B 类网络分解成许多小的网络，每个小的网络就称为子网（ SUBNET ）。且每个子网内最多可有主机 8192台。可以认为掩码是对地址分类的扩展，它加大了地址分配的灵活性。

按照规定，一个主机号部分的所有位都为“ 0”的地址是代表该网络本身的，叫做网络地址。例如 162.105.130.0 就是一个网络地址。这样， IP地址可以用来指定单个主机，也可以用来指定一个网络。

把主机接口的 IP地址和其相应的掩码相与，就得到该接口所在网络的网络地址。而把 IP地址和掩码的反码进行与运算，则得到主机地址。

在 IP 协议中，对主机或路由器的每个网络接口都要为之分配一个地址，对应每个地址有相应的掩码。属于同一个网络上的 IP地址的掩码应该是一样的，以保证通过掩码计算后的子网地址是相同的。

3． 3． 1 IP 协议

网际协议（ I P ）属于 T C P / I P 模型和互连网层，提供关于数据应如何传输以及传输到何处的信息。I P 是一种使 T C P / I P 可用于网络连接的子协议，即 T C P / I P 可跨越多个局域网段或通过路由器跨越多种类型的网络。在一个网际环境中，被连接在一起的单个网络被称为子网。使用子网是 TCP/IP 连网的一个重要部分。 数据帧的 I P 部分被称为一个 I P 数据报， I P 数据报如同数据的封面，包含了路由器在子网中传输数据所必需的信息。 I P 数据报包括报头和数据，总长度不能超过 65 535 字节。下面描述了 I P 数据报头的各部分。 一个 IP 数据报 的各组件图：

IP 协议（数据报）• 版本：标识协议的版本号。接收方工作站首先查看该

域以决定它是否能够读取该输入数据。若不能，它将拒绝该数据包。然而，由于大多数 T C P / I P 网络使用 I P版本 4 （ I P v 4 ），很少发生拒绝事件。一个更高级的 I P版本，即 I P版本 6（ I P v 6）已经开发出来并将在不久使用。 I P v 6 将具有向后兼容性以便能够接收 I P v 4 的数据。

• 网际报头长度（ I H L ）：用 3 2 位编组形式标识 I P报头的长度。最常用的 I P报头由四个编组，或 2 0个 8位字节组成。该域的重要性在于它向接收点指示了数据从何处开始（在报头结束之后立即开始）

• 服务类型（ To S ）：通过指定数据的速度、优先权或可靠性，通知 I P 如何处理输入的数据报。

• 总长度：用字节标识数据报的总长度，其包括报头和数据。

IP 协议（数据报）• 标识符：标识一个数据报所属的消息，以使得接收节点

可以重组被分断或分段的消息。该域和下面两个域，即标识符和段偏移量，在数据报的分段和重组过程中起作用。

• 标志：无分段（ D F ）或多个分段（ M F ）：标识一个消息是否被分段，如果是，则表示数据报是否是最后一个段。

• 分段偏移量：标识数据报段属于输入段集的哪一段。• 生存期（ T T L ）：标识一个数据报在它被抛弃前在网

络中存在的最大时间，单位为秒。 T T L 对应于一个数据报通过路由器的数目；一个数据报每次通过一个路由器， T T L将减去一秒，不论路由器是否花费一整秒进行数据处理。

IP 协议（数据报）• 协议：标识将接收数据报的传输层协议类型 ( 如 TCP

或 UDP) 。• 报头校验和：决定 I P报头是否已被破坏。• 源地址：标识源节点的完整的 I P地址。• 目标地址：标识目标节点的完整的 I P地址。• 可选项：可以包含可选的路由和实时信息。• 填充位：包含填充信息以确保报头是 3 2 位的倍数，该

域的大小可变。• 数据：包括了由源节点发送的原始数据 ,外加 T C P 信息。

I P 协议是一种不可靠的、无连接的协议，注意到 I P 数据报并不包含一个校验和部件，报头校验和仅仅验证 I P报头中路由信息的完整性。若校验和值不正确，则数据包将被认为已破坏并被抛弃，同时，一个新的数据包被发送。

3． 3． 2 TCP 协议

传输控制协议（ T C P ）协议属于 T C P / I P协议群中的传输层，提供可靠的数据传输服务。T C P 是一种面向连接的子协议，意味着在该协议准备发送数据时，通信节点之间必须建立起一个连接。 T C P 协议位于 I P 子协议的上层，通过提供校验和、流控制及序列信息弥补 I P 协议可靠性的缺陷。如果一个应用程序只依靠 I P 协议发送数据， I P 协议将杂乱地发送数据，如不检测目标节点是否脱机，或数据是否在发送过程中已被破坏。另一方面， T C P 包括了可保证数据可靠性的几个组件。 T C P 协议段的各个域描述如下：

T C P 包头最少也要 2 0个字节长，它包含如下的域：

• 源端口：端口，其他协议也称为套接字或者会话，与两个通信进程之间使用的虚拟电路有些类似。 T C P端口也称为“端口”，为了兼容性考虑，各个特定的任务都有指定的端口。端口在T C P 中的实现意味着两个建立起连接的结点之间在一个网络会话上可以在给定的时间内有多个进程进行通信。例如，其中一个端口用于传输网络的状态，而另外一个端口用于电子邮件或者文件传输。源端口是位于发送设备上的端口。

• 目的端口：接收设备上的端口，用于发送结点和接收结点之间涉及应用进程的通信，例如文件传输。

• 序列号：在传输中的每个帧都具有一个 3 2 位的序列号，其作用是保证 TCP 接收到了全部的帧。序列号还用于识别重复帧；当帧经过不同的网络路径或者信道到达时，对帧进行正确排序。• 确认号：在检验了序列号之后， TCP将发送确认号，表示该帧已经收到。如果没有发回确认号，该帧将进行重传。• 偏移量或报头长度：偏移量的值指示的是包头

的长度，因此帧的数据部分从何处开始可以很快地确定。• 标志：在帧的这个域中，有两个标志分别用以指示整个数据流的开始 (SYN) 和终止 (FIN) 。其他的标志都是控制信息，例如连接重新复位或者显示紧急指示符发生了作用。

• 窗口：要和流量控制协作。窗口由可以在发送者接收到接收者的确认之前进行传输的字节数组成。当达到窗口的尺寸之后，将启动流量控制，终止传输，直到收到下一个确认为止。例如，如果窗口的尺寸为 6 4 个字节，那么若在传输完第6 5 个字节之后仍未接收到确认，将启动流量控制。当一个网络由于网络流量太大而变慢时，可以增大窗口的尺寸，以防止在不需要的情况下启动流量控制。当接收结点响应较慢时，也可以将窗口尺寸变窄，使带宽达到最大限度将某些应用问题或者网络拥塞产生的数据重传降到最低，更正传输错误或者网络不能容忍的软件应用故障。• 校验和：校验和是一个 1 6位的循环冗余校验，

其值是通过对包头中的所有域和数据负载域进行计算而得出的 ( T C P段中的所有域的和 ) 。

• 紧急指示符：包头中的这个域向接收者提示所到达的是重要数据，并且还可以用以指示在所传输的帧序列中紧急数据已经发送完毕。其目的是为了提供一种预先的信息，用以说明在一个或者多个帧的序列中，还有多少数据需要接收。

• 选项：帧中的这个域可以包含一些与传输有关的额外信息和标志。• 填充：填充区用于当选项数据很少或者根本没

有选项数据时对包头进行填充以达到所需的包头长度，因为包头的长度必须是 3 2 的倍数。

在 T C P段中实际携带的数据称为数据负载，它由从发送方传送到接收方的原始数据组成。 TCP 和 I P端口支持全双工和半双工通信。

T C P确认可能会导致网络上出现过多的额外数据流量。其处理方式有三种，具体方法取决于网络。一种方法是对每一个帧都发送回一个确认。这种做法产生的数据流量最多，因为对每一个接收到的帧都需要发送一个包含确认的空帧。

另外一种做法是把 T C P 的窗口设置为一个特别大的值，在发送确认之前先看看该传输是不是马上可以结束，如果马上可以结束，则由发送结点在接收到的第一个帧的确认中将一批确认信息发回。

最后一个做法是使用 U D P 帧而不是 T C P 。

用户数据报协议 ( U D P ） 它选择以无连接数据流的方式传送数据，可以形

成、传输和重组数据帧。每个帧由一个简单得多的包头后跟数据组成。U D P 包头包含如下几个域：

• 源端口：该端口用于发送结点上的单个进程和接收结点上的相同进程进行通信。

• 目的端口：这是一个接收结点使用的端口，通过该端口可以连接到与之通信的位于发送结点上的进程。

• 长度：长度域包含有帧的长度信息。 • 校验和：校验和的使用方法和 T C P 相同，用于接收到的帧和所发送的帧进行比较。

UDP 帧图

U D P 不能像传统的 T C P那样提供良好的可靠性和差错检查，因为它仅仅依赖于校验和来保证可靠性。 U D P 不进行任何流量控制，没有序列或者确认。它是一个严格的无连接协议，这使它在处理和传输数据的速度上要快一些

TCP/IP 包的封装

I P将通信可靠性留给了内嵌的 T C P段 ( T C P 包头和负载数据 ) ，该段紧跟在 I P 包头的后面，可以完成流控制、保证包的顺序、确认包的接收等。当T C P段使用 I P 包头信息进行格式化之后，整个单元就称为一个数据报或者包。

6 ． 3． 3 TCP/IP 应用层协议 除核心的传输层和互连网层协议之外， TCP/IP 协议群还包括几个应用层协议。这些协议工作于 T C P 或 U D P及 I P 协议之上，将用户的请求翻译成网络可阅读的格式。下表描述了较通用的应用层协议：

• Te l n e t ：一种终端仿真协议。用于通过 TCP/IP 协议群登录到远程主机上。 Te l n e t 常用于连接两个不同的系统（如 P C 和 U N I X ）。通过 Te l n e t ，可控制处于局域网和广域网，如 I n t e r n e t 上的远程主机。例如，网络管理员使用 Te l n e t 从家中登录到公司的路由器上以修改路由器的配置。

• 文件传输协议（ F T P ）：一种借助 T C P / I P 协议进行发送和接收文件的协议。 F T P 是一种客户机 / 服务器协议，在该协议中运行 F T P 协议服务器部分的主机接收来自于运行 F T P客户机部分的另一主机的命令。它通过一组非常简单的命令构成它的用户接口。

TCP/IP 应用层协议

• 简单邮件传输协议（ S M T P ）：该协议负责将消息从一个邮件服务器上传输到 I n t e r n e t 上或其他基于 T C P / I P 协议的网络上的另一个邮件服务器。 S M T P 使用简单的请求 -响应机制传输信息，并依据更复杂的协议，如邮局协议（ P O P ）来跟踪邮件的存储和转发。

• 简单网络管理协议（ SNMP ）：一种用于管理 TCP/IP网络设备的通信协议。为使用 S N M P ，网络中的每个设备将运行一个代理程序以收集关于该设备的信息。 S N M P将收集到的信息传输给一个中央数据库。所有的标准网络管理程序都使用 S N M P 。

6 ． 4 广域网的传输方法 多年来一直存在的WA N 技术，以及一些目前仍在发展

的技术。 X . 2 5 是最古老的WA N 技术之一，但在年代较久远的 L A N安装中仍然有很多的应用。新型的WA N 技术，如帧中继、 I S D N 、 S M D S 、 D S L 和 S O N E T ，目前在美国和世界上许多地区都得到了应用以进行快速的WA N 通信。

本节主要介绍： • 解释 X . 2 5 通信协议，并实施 X.25 WAN 连接。 • 解释WA N 中使用的帧中继。 • 说明语音、数据、视频网络的 I S D N 通信，并解释如何连接到 I S D N 。

• 定义 S M D S 网络互连，并解释它是如何实施的。 • 说明用于高速网络互连的 D S L 网络通信。 • 解释 S O N E T 的工作原理以及它比 S M D S 应用广泛

的原因。

公共电话交换网 PSTN特征 :•电路交换•有拨号连接过程•即可传输模拟信息，也可传输数字信息•用户环路为模拟传输•数据通信时需要使用 MODEM•收发双方传输速率必须相同，最高为 56kbps

6 ． 4． 1 X． 25

X . 2 5 协议 ( 也称为 Recommendation X.25) 是WA N 协议之一，它采用的是 6 0 年代和 7 0 年代开发的包交换技术。 1 9 7 6 年， X . 2 5 协议被国际电话与电报顾问委员会 (Consultative Committee on International Telegraph and Te l e p h o n e ， C C I T T ，现在是 I T U - T ) 采纳，用于国际公用电话数据网 ( P D N )中。 X . 2 5 协议主要定义了数据是如何从计算机等数据终端设备 (D T E )发送到包交换机或访问设备等数据电路端接设备 (D C E ) 的。 X . 2 5 协议提供了点对点的面向连接的通信，而不是点到多点的无连接通信，后者也应用在许多其他WA N 协议中。因为是面向连接的，所以 X . 2 5 协议包含了证实WA N 连接连续的技术。并要确保每个包都可以到达其预期的目标地址。

X.25 分组交换网（ PDN ）特征 :•工作在 OSI/RM 的低 3 层•采用分组交换，面向连接 (虚电路 ) ，可靠性高•多路复用。一条物理链路支持多条虚电路 •点对点传输，不支持广播•支持多种高层协议，它们均作为普通数据被封装在 X.25 的分组中在网络中传送•工作速率≤ 64Kbps

X． 25

X . 2 5 协议不是高速的WA N 协议，但它可以提供：• 全球性的认可。• 可靠性。• 连接老式的 L A N 和WA N 的能力。• 将老式主机和微型机连接到WA N 的能力。

当 X . 2 5载波服务刚刚引入时，其传输速度被限制在 6 4 K b p s内。 1 9 9 2年， I T U - T更新了 X . 2 5 标准，传输速度可高达 2 . 0 4 8 M b p s 。

1 、 X.25 和 O S I 模型 虽然 X . 2 5 协议出现在 O S I 模型之前，但是 I T U -

T规范定义了在 D T E 和 D C E 之间的分层的通信，与O S I 模型的前三层呼应 (见图 ) ：

• X.25 物理协议层 ( 第 1 层 ) 。 • X.25 链接访问层 ( 第 2 层 ) 。 • X.25 包协议层 ( 第 3 层 )

X.25 的体系结构X.25: “在公用数据网上以分组方式工作的数据终端设备DTE 和数据电路端接设备 DCE 之间的接口”。

它对应于 OSI 层次模型的最下三层。

网络层

数据链路层

物理层

X.25 模型 • 物理协议层：物理协议层由 I T U - T 的 X . 2 1 标准定义，该层控制着到通信适配器和通信电缆的物理和电子连接。物理层使用同步通信来传输帧，在物理层中包含着电压级别、数据位表示和定时及控制信号。 X . 2 5 物理接口与 P C 串行通信端口的 E I A - 2 3 2 C / D 标准很相似。

• 链接访问层： X . 2 5 的第 2 层等价于 O S I 模型的数据链路层的 M A C 子层。 X . 2 5 第 2 层处理数据传输、编址、错误检测和校正、流控制和 X . 2 5 帧组成等。其中包含均衡式链路访问过程 (Link Access Procedure-Balanced ， L A P B ) 协议，是用来建立或断开WA N上的虚拟连接的。虚拟连接是通信介质中两点之间的逻辑连接。在一个物理连接或通信电缆中可以有多个虚拟的 X . 2 5 连接。 L A P B还可以确保帧是按发送的顺序来接收的，接收时未受任何损害。

X.25 模型 • 包协议层：第 3 层类似于 O S I 的网络层。该层处理

信息顺序的交换，并确保虚拟连接的可靠性。它可在一个虚连接上同时转接多达 4 0 9 5 个虚拟连接。第 3层提供了以下基本服务：

（ 1 ）在主机等 D T E 和 X . 2 5适配器等 D C E 之间创建两个逻辑信道。一个信道用于发送端，一个用于接收端。

（ 2 ）在逻辑信道机器相连的网络设备接口之外创建虚拟电路。

（ 3 ）当有多个 X . 2 5 用户时可以进行多路转接器( 交换机 ) 通信会话。

2 、 X.25 的传输模式 X . 2 5 网络可以通过下列三种模式之一来传输数据：

交换型虚拟电路、永久型虚拟电路和数据报。 交换型虚拟电路 (Switched Virtual Ci r c u i t ， S V C )

是通过 X . 2 5 交换机来从结点到结点建立的一种双向的信道。这种电路是逻辑的连接，只在数据传输期间存在。一旦传输结束，那么其他结点就可以使用这个信道了。

永久型虚拟电路 (Permanent Virtual Ci r c u i t ， P V C ) 是一种一直都保持的逻辑通信信道。这种连接即使是数据传输结束了都会保持。交换型虚拟电路和永久型虚拟电路都是包交换技术的典型例子。

数据报是在未建立通信信道而发送的打包数据。它使用一种消息交换技术来到达其目标地址。各个包都编址到给定的目标地址，根据选择的路径不同，到达的时间可能不同。

3 、 X.25 的连接特性 X. 25 通信由下列设备来完成： • DTE 。可以是终端，也可以是从 P C 到大型机等的各种

类型的主机。 • D C E 。 D C E 是诸如 X. 25适配器、访问服务器或包交

换机等的网络设备，用来将 D T E 连接到 X. 25 网络上。 • 包拆装器 (Packet As s e n b l e r /Di s a s s e m b l e r ，

PA D ) 。这是一种将包打包为 X. 25 格式并添加 X. 25地址信息的设备。当包到达目标 L A N 时，可以删除 X. 25的格式信息。 PA D 中的软件可以将数据格式化并提供广泛的差错检验功能。

每个 D T E 都是通过 PA D 来连接在 D C E 上的。 PA D具有多个端口，可以给每一个连接于其上的计算机系统建立不同的虚拟电路。

X.25 的连接特性 D T E 向 PA D发送数据， PA D按 X. 25 格式将数据

格式化并编址，然后通过 D C E管理的包交换电路将其发送出去。 D C E 连接在包交换机 ( P a c k e t -Switching Ex c h a n g e ， P S E ) 上， P S E 是 X. 25 WA N 网络中位于厂商站点的一种交换机。

X. 25 网络有四个特别重要的协议，如下所示： • X . 3 协议：规定了 PA D 是如何转换要发送的 X. 25 格式的包，以及当包到达其目标网络时，是如何将 X. 25 信息删除掉的。

• X. 20协议：定义了 D T E 和 D C E 之间的起始和终止传输。 • X. 28协议：说明了 D T E ( 或称终端 ) 和 PA D 之间的接口。 • X. 29协议：说明了控制信息是如何在 D T E 和 PA D 之间发送的，

以及控制信息发送的格式是怎样的。

X. 25 网络图

PSE PSE

PSE

PSE

PSEDCE

DCEDTE

DTE

X.25 X.25

PSE ：分组交换设备

广域网

X.25 网络的组成

X.25 网络由许多称之为分组交换机 (PSE) 的节点组成。

为了保证通信可靠性，每个 PSE至少与另两个 PSE 相连接，使得一个 PSE故障时，能通过其他路由继续传输信息。

PSE 之间交换的是分组 ( 包 ) ，所以又称 X.25 网为分组交换网或包交换网。 PSE 采用存储转发的方法交换分组。

X.25 网络的设备

•数据终端设备 (DTE) ： X.25 网络的末端设备 ( 如路由器、主机、终端、 PC机等 ) ，一般位于用户端（故称为用户设备）•数据电路端接设备 (DCE) ：专用的通信设备， DTE 通过 DCE 接入 X.25 网络•PSE ： X.25 网络分组交换机，用于数据的存储转发•PAD设备：用于将非分组设备接入 X.25 网。位于DTE 与 DCE 之间，实现三个功能：缓冲、打包、拆包。（见下页图）

PBX

缓冲区打包拆包

PAD非分组终端DCE

PAD 的工作原理

X.25 网络

X.25 网络为用户提供的是虚电路服务。多个虚电路可复用到单条物理电路上。

DTE 之间端到端的通信是通过双向虚电路来完成的（一般申请 16 个双向虚电路）。

X.25即支持永久虚电路 PVC ，也支持交换虚电路 SVC 。

X.25 提供的服务

X.25 网络的接入•分组终端：直接接入•非分组终端：通过 PAD 接入•字符终端：用拨号 (PSTN) 方式间接接入 (X.28/X.32）•利用 X.25 组网：

1. 通过 X.25将 PC 接入局域网

PC端—— X.25 网卡，同步 MODEM

LAN端——路由器，同步 MODEM

2. 通过 X.25 实现 LAN 的远程互连

双方均需路由器，同步 MODEM

X.25 的连接特性

这种形式的包交换包含着用存储转发技术来传送消息。D T E将数据消息整理为包的形式发送给 PA D 。 PA D 可以在一条电缆介质上从多个 D T E 向包交换结点 ( D C E )发送数据。 D C E就是一个交换机，它在物理上与几个其他 D C E 连接，在 X. 25 网络上， D C E 交换机可以通过 X. 25 协议设计创建的几个逻辑信道发送数据。交换机接受传输来的包并将它们存储在缓冲区中，直到预期的传输信道可用。然后，包被转发到目标地址， D C E再将包发送为 PA D ，由 PA D将包重新组合为原来的顺序。因为 X. 25 支持多个信道，所以几个 D T E 可在同时传输。交换机顺序地从信道到信道转换，从每个 D T E 上传送数据。

4 、 X.25 的帧结构

X. 25 帧包含着以下域：• 标志：说明帧的起始。• 帧的级别和控制地址：包含着第 2 层 L A P B 域。• 数据：包含着第 3 层域。• 帧检测序列 ( F C S ) ：用于 C R C错误检测。• 标志：说明帧结束。 L A P B 域位于带 L A P B 的帧的第 3 层周围，含有帧的起始标志、帧控制地址信息，以及由 F C S 和帧结束标志组成的L A P B注脚域。 L A P B地址部分标识了帧的目标，控制部分说明了消息是命令还是响应，而且还包含着帧的顺序号。

X.25 的帧结构 X. 25 帧的数据部分内包含的第 3 层域 ( 上图所示 )

是由头和从发送网络处过来的封装的包组成。头由以下域组成；

• 通用格式标识符 ( G F I ) ：说明包的头是如何格式化的。• 逻辑信道标识符 ( L C I ) ：包含着一个数字，指示用来传输帧的虚拟电路。

• 包类型标识符 ( P T I ) ：说明传输的 X. 25 包的类型。 一旦建立了虚拟电路， X. 25 就在每个帧中放置一个顺序号。这个顺序号存储在帧的 L A P B 部分的控制域中。而当连接建立完毕后，就可以确定无须接收端 D T E 进一步请求就可以发送的帧的最大数目。通常，帧受的限制是根据分配的预定时间而决定的。

6 ． 4． 2 帧中继 帧中继是以满足高容量、高带宽的WA N 提出的要求，

帧中继在WA N 是非常流行的。起初，帧中继的最常见的实施速度为 5 6 K b p s 和 2 M b p s ，但目前在D S - 3 链路上帧中继的速度可高达 4 5 M b p s 。

帧中继在几个方面上与 X . 2 5 相同。例如，二者均在虚拟电路 ( 在帧中继上，称为虚拟连接 ) 上使用包交换技术。另外，虚拟连接可以有交换型 ( S V C ) 和永久型 ( P V C ) 两种。在帧中继中， D T E 可以是路由器、网桥或连接在 D C E 上的计算机，其中 D C E 是连接到帧中继WA N 上的一种网络设备 (见图 ) 。帧中继没有像 X . 2 5那样使用 PA D 来转换包，而是使用帧中继拆装器 ( F R A D ) 来进行，而 F R A D 通常就是路由器、交换机或底盘集线器中的一个模块。

帧中继（帧中继（ Frame Relay, FRFrame Relay, FR ））

特征 :•工作在 OSI/RM 的物理层和数据链路层•帧中继使用永久虚电路（ PVC ）来建立通信连接，并通过虚电路实现多路复用•用链路层的 HDLC 帧来封装各种不同的高层协议，如 IP 、 IPX 、 AppleTalk 等•适用于在WAN 上实现 LAN 的互联•传输速率一般为 56Kbps～ 45Mbps

F.R 网络的组成

FRS FRS

FRSFRS

网 桥

CSU/DSU

RouterRouter

广域网PSTN ， X.25

Router

帧中继在这里工作

Host

Bridge

帧中继网中的设备分两类：

•帧中继网接入设备 FRAD ： 属于用户设备。 如支持帧中继的主机、桥接器、路由器等。

•帧中继网交换设备 FRS ： 属于网络服务提供者设备。 如 T1/E1 一次群复用设备和帧交换结点机。

F.R 的工作原理•本质上仍是分组交换技术，但舍去了 X.25 的分组层，仅保留物理层和数据链路层，以帧为单位在链路层上进行发送、接收、处理•在链路层上完成统计复用，实现帧定界、寻址、差错检测；但省略了帧编号、重传、流控、窗口、应答、监视等功能•帧出错或发生阻塞时，仅仅简单地丢弃；重传、纠错和流控在端设备中由上层协议 ( 如 TCP)完成（这是因为 F.R 是基于光纤线路的，而光纤线路误码率很低，无需点到点纠错）

•F.R 用数据链路连接标识符 DLCI 来标识虚电路 ( 最多1024 个 ) ，不同的 DLCI 在链路层上实现了复用

标志 DLCI 、 FECN、 BECN 、 DE等

数据 FCS 标志

1 2 2 1可变

标志：帧的开始和结束

DLCI ：数据链路连接标识符，标识一个虚电路

FECN ：前向显式阻塞通知（ Front Explicit

Congestion Notification ）

BECN ：后向显式阻塞通知

DE ：允许丢弃指示

F.R 的帧结构

帧中继 与 X . 2 5 不同，帧中继设计为要与现代网络进行

接口，这些先进的网络可以自动进行差错检验。通过设定新型的网络技术在直接连接的结点上也具备差错检验功能，帧中继赢得了高速的数据传输，因此它并没有融合大量的差错检验功能，也就是说，这是一个面向无连接的服务。帧中继常与基于 T C P / I P 或基于 I P X 的网络共同使用，而这两种协议可以处理端到端的差错检验 ( 参见 T C P / I P) 。帧中继的确会寻找出错的检验序列。如果检查出直接结点没有检查出的错误，帧中继会抛弃这个坏的包。而当检测出网络有严重阻塞时，帧中继也会抛弃一些包，在评价这种技术时应考虑的一个弱点。

F.R 与 OSI/RM 的对应关系F.R 是 CCITT 和 ANSI 标准，定义了在公共数据网 (PDN)上发送数据的流程，属于高性能的链路层协议。

它对应于 OSI 层次模型的最下二层。

网络层

数据链路层

物理层

高层

网络层

数据链路层

物理层

X.25

OSI

F.R

帧中继

物理层

1 帧中继分层通信

帧中继和 X . 2 5 之间的另一差别在于帧中继只使用两个通信层：物理层和帧模式承载服务链接访问协议 ( L A P F ) 。这些层分别对应于 O S I 模型中的物理层和数据链路层 ( 如图所示 ) 。

物理层由接口构成，这些接口和 X . 2 5 中使用的接口 (例如， E I A - 2 3 2 - C / D 类型的接口可以连接到帧中继网络 ) 和在电线上进行通信的电信线路 (例如 , T 载波线路上的接口 ) 有些类似。第二层 L A P F 是为快速通信服务而设计的，它包含一个可选的子层，在需要高可靠性的情形可以使用该子层。

帧中继分层通信

所有的帧中继通信都实现了 L A P F核心协议，该协议处理的是基本的通信服务。 L A P F核心协议执行的任务有帧的格式化和交换、对帧进行度量确保其长度在允许的长度范围之内、检查传输中的差错和线路的拥塞状态。帧中继通信可以有选择地使用 L A P F 控制协议，在每个虚拟连接上进行流控制。 L A P F 控制协议是从接收结点进行管理的。为了进行更为快速的服务，有时会故意将流控制从必要的第二层功能中删除，这就意味着当实现了可选的 L A P F 控制协议之后，服务将变慢。

2 交换和虚拟连接 帧中继在一条电缆介质上使用了多个虚拟连接。每个虚拟连接在两个通信的结点之前提供一个数据路径。和 X . 2 5 中的通信一样，虚拟连接是逻辑连接而不是物理连接。

在帧中继中存在两个类型的虚拟连接：永久性虚拟连接和交换式虚拟连接。

帧中继的永久性虚拟连接是两个结点之间的一条持续可用的通路。该通路被分配了一个连接 I D ，在该通路上发送的每一个包都必须使用这个 I D 。一旦连接被定义之后，它将一直保持开通状态，所以通信可以在任何时间进行。

信号的传输是在物理层进行的，虚拟连接是 L A P F层的一部分。在一条单一的电缆上，可以同时支持多个虚拟连接，这些虚拟连接可以到达不同的目的地。

交换连接

交换式虚拟连接传输在 1 9 9 3年成为帧中继标准的一部分，这种虚拟连接需要一个建立传输会话的过程。一旦通信结束，呼叫控制信号将对每个结点发出一个命令，要求断开连接。

交换式虚拟连接是为了让网络或者 T载波提供商可以确定数据吞吐率而设计的。它可以根据应用的需求和当前的网络流量状况来进行调整。在一条点到点的电缆上，可以支持多个交换式虚拟连接。在帧中继中，交换式虚拟连接是一种比永久性虚拟连接更新的技术。

3 帧格式 帧中继的帧格式和 X . 2 5 相似，但是没有帧级别的

控制域，其帧由以下部分构成 (见图 ) ： • 标志：指示帧的开始。 • 地址：长度可变， 2 - 4 个字节。 • 数据：包含用户在帧中继上传输的数据。 • FCS ：用于基本的差错检验。 • 标志：指示帧的结束。

地址域包含的是数据链路连接标识符 ( D L C I ) ，用于标识传输该帧所用的虚拟连接。在帧中继中， D L C I 域的功能和 L C I 域在 X.25 LAPB头中的作用相同。

帧格式 为了对基本的帧信息进行补充，在帧的数据部分

可以包含几个局部管理接口 ( L M I )扩展。其中的一个扩展针对的是虚拟连接状态报文，可以在使用 P V C的时候包含在每一个帧中。该扩展可帮助实现 D T E和 D C E 之间的同步通信，确保在数据被发送之前存在一条完整的连接。对于需要进行多点传送的多媒体应用，有一个可选的 L M I ，通过该 L M I 可以实现将一个帧传输到多个目的地。该 L M I 和多媒体路由协议是相容的。另外一个 L M I 是为全局地址提供的，通过该 L M I 可以在整个WA N 上解析某个地址，就像在一个单一的 L A N 中那样。例如，通过将名称解析为 I P地址、将 I P地址解析为名称，计算机名称、域名、 I n t e r n e t名便可以像在 L A N 上那样进行对待了。第四个 L M I 用于在WA N 上的互连设备之间实现传统的 X O N / X O F F流控制。

6.4 综合业务数字网 ISDN （ Integrated Service Digital Netwo

rk ）特征 :•电路交换，利用现有的电话交换系统•有拨号连接过程•全数字传输网络•多服务：语音、数据、文本、图形、视频•采用带外信令（ D 信道），拨号连接速度快•载体信道（ B 信道）带宽为 64Kb/s

综合业务数字网 ( I S D N ) 可提供语音、数据、图形和视频数字服务，在 1 9 8 4 和 1 9 8 8年由 I T U - T 进行了标准化。这些标准表示的是窄带 I S D N ( N -I S D N ) ，引入该技术，是对在电信的WA N 上通常使用的 9 . 6 k b p s 标准的一大改进。 I S D N 是基于数字的电信标准，当前的实际限制为 1 . 5 3 6 M b p s ，而理论上的传输速率上限为 6 2 2 M b p s 。需要 I S D N 服务的个人可以从本地的电话公司获取一条“专线服务”的数字 I S D N 线路。专线服务允许终端用户在线路上连接多个设备，例如传真、计算机和数字电话。例如， US We s t 的专线服务可以提供 8个设备的连接能力。

ISDNI S D N 具有广泛的应用，其中有：• LAN-to-LAN 连接。• 家庭办公室和远程计算。• 商业计算机系统的离线备份和灾难恢复。• 传输大的图像和数据文件。• LAN-to-LAN视频和多媒体应用。1 9 8 8年发布的“ I”系列标准包括如下内容：• I.100：该标准的这一部分是对 I S D N 的介绍和一份术语表。• I.200：向用户提供的服务包括：• 完全保证的端到端能力。 标准化的终端和规程。• 在国际目录中的 I S D N 用户的列表。• 标准测试和维护规程。• 收费和计帐规则。• I.300：该系列重点阐述的是网络问题，例如编号和编址。• I.400：处理的是网络接口方面的主题，如设备配置、传输速率和协议规范。• I.500：该部分定义 I S D N 和异种网络之间的接口。• I.600：该部分定义的是用户安装、访问服务和一般的体系结构。

ISDN （优越之处） I S D N 的实现对于设备投资而言较为昂贵。因为 I S D N完全是数字的，所以需要替换掉模拟的和机电的老交换机。美国主要的长途电话运营商，例如 AT & T 、 M C I 和 S p r i n t正在替换老化的设备，实现 I S D N 。 I S D N 的优越之处如下：

• 在一个网络上提供语音、数据和视频服务。 • 具有和 O S I 相容的分层协议结构。 • 以 6 4Kb p s 、 3 8 4Kb p s 、 1 5 3 6Kb p s倍数的

方式提供通信信道。 • 具有交换和非交换连接服务。 • 宽带 I S D N 的传输速率可以到达 1 5 5 M p b s 或者更高。

ISDN （数字通信服务） I S D N 支持两种接口：基本速率接口和主要速率接

口。基本速率接口 ( B R I ) 的数据传输速率为 1 4 4 K b p s 。

B R I 接口由三个信道构成：两个 6 4 K b p s 的 B信道用于传输数据、语音和图形，一个 1 6 K b p s 的D 信道用于传输通信信令、包交换和信用卡验证。在 I S D N 中， D 信道的主要功能是建立呼叫和撤消呼叫，开始和终止一次通信会话。

B R I 主要用于 L A N 到 L A N 的连接、视频会议、到 I n t e r n e t 连接和对远程计算机和家庭办公室的高速连接。许多传统的 L A N 具有的数据速率为 1 ~ 1 6 M b p s ， I S D N 不太适合于某些网络应用，例如大文件传输和图形应用，除非将信道捆绑到一起。例如，一个 B R I 线路的两个 6 4 K b p s 的信道可以形成一个1 2 8 K b p s 的连接，再加上 D 信道便可以得到 1 4 4 K b p s 的传输速率。另外一个例子是将三个 B R I 线路的 6个 6 4Kp b s 信道捆绑到一起形成一个 3 8 4 K b p s 的传输信道。

ISDN （数字通信服务） BRI ISDN 使用双绞电话线延伸到用户的居住区，

连接到一个终端适配器 ( TA ) 上，该适配器有时被不正确地称为数字调制解调器。终端适配器应该包含一个网络终端 1 ( N T 1 ) 网络端接设备， N T 是一个用于 D C E设备的术语，该设备连接的是数字的电信线路。

主要速率接口 ( P R I ) 支持更快的数据传输速率，其交换带宽的总和为 1 . 5 3 6 M b p s 。 P R I 可以用于 L A N - t o - L A N 连接、 视频会议或者在一些站点上支持使用 I S D N 的远程计算机。

当 PRI ISDN 用来提供 L A N 到 L A N 的连接的时候，通常会使用多路复用器。

ISDN 的组成

PBX

广域网

ISDN 交换机ISDN终端ISDN 数字电话

本地回路

电信公司的设备

NT1

用户的设备

用户家庭 电信公司

家庭用的 ISDN

TE1 TE1 TE1

T U

PBX

广域网

ISDN 交换机TE1

本地回路

电信公司的设备

NT1

用户的设备

用户办公室 电信公司

大型商用的 ISDN

TE1

TE1

TE2TA

NT2

UT

S

S

S

R

PBX

ISDN 的设备•1 类终端设备（ TE1 ）

与 ISDN 网络兼容的设备，可直接连接 1 类网络终结设备 NT1 或 2 类网络终结设备 NT2 。通过 4根（ 2 对）数字线路连接到 ISDN 网络。•2 类终端设备（ TE2 ）

与 ISDN 网络不兼容的设备。连接 ISDN 网时需要使用终端适配器 TA 。•终端适配器（ TA ）

把非 ISDN设备的信号转换成符合 ISDN 标准的信号。可以是一个单独的设备，也可以安装在 TE2内。

•1 类网络终结设备（ NT1 ）

用户端网络设备，与 4 线的 ISDN 用户线或传统的2 线用户环路连接。一般由电信公司提供，是 ISDN网络的一部分。物理层设备。

NT1 的用户端接口可支持连接 8 台 ISDN终端设备。•2 类网络终结设备（ NT2 ）

位于用户端的执行交换和集中功能的一种智能化设备（可提供 OSI/RM 的第 2 、 3 层服务）。如小型的数字程控交换机 PBX 。

大型用户终端数量多，需要使用 NT2做交换连接。

ISDN 参考点

ISDN 网络中不同设备之间连接的规范。

•U参考点： NT1 与电信公司 ISDN 交换机间的连接点•T 参考点： NT1 到用户设备之间的连接点。•S 参考点： NT2 与 TE1/TA 之间的连接点。•R 参考点： TE2 与 TA 之间的连接点。

ISDN 接口

ISDN 提供了一种数字化的比特管道，使信息在用户与电信公司之间流动。

ISDN 比特管道支持由 TDM 分隔的多个信道。常用的有两种标准化信道：

D 信道—— 16kb/s 数字信道，用于带外信令。

B 信道—— 64kb/s 数字 PCM 信道，用于语音或数字。

ISDN 比特管道主要支持两种信道的组合：•BRI ：基本速率接口。 2B+D•PRI ：主速率接口。 30B+D

BRID

B1B2

PRI

D

B1~B30

基本速率数字管道， 144kbps

主速率数字管道， 2Mbps

数字管道示意图

ISDN （数字通信服务）

随着高速网络的发展，产生了宽带 I S D N ( B - I S D N ) ，其传输速率可达 1 5 5 M b p s 到 1 G b p s 以上。

I S D N 和许多现有的数字网络、电信技术都是兼容的，包括 AT M 、 X . 2 5 和 T- 1 。如此表所示， I S D N 被划分成了 6 4 k b p s的信道。

具体包括 B 、 C 、 D 、 H 1 0、 H 11 、 H 1 2( 用于欧洲 ) 和 H 4 X(宽带 ) 。

ISDN （和 O S I 分层通信 ） I S D N 的分层通信和 O S I 模型的物理层、

数据链路层和网络层、传输层一一对应 (见图 ) 。I S D N 第一层提供信号传输和竞争检测—因为有可能两个结点同时发送数据。所以需要使用一个回波位来检测冲突，建立传输优先级。第一层赋予信令信息最高的优先权。如果在电话传输和数据传输之间产生了冲突，则电话传输将具有较高的优先权。第二层管理控制信令和最大限度地为高度可靠的通信检测出通信中出现的差错。第三层处理的是呼叫

的建立和拆除以及通过电路交换和包交换连接建立通路。第四层确保连接通路建立之后的可靠性。

ISDN （帧格式 ） I S D N 使用的帧格式叫做 D 信道链路语句规程 ( LAP

D) ，其格式和 X . 2 5 的 L A P B 格式相似。帧字段如下：

• 标志：指示帧的开始。 • 地址：包含端节点或者节点的地址，因为一个帧可能是发送给多个节点的。

• 控制：包含传输控制信息，其中包括使用电路的标识和发送帧的类型。

• 数据：包含在 I S D N 中传输包头和负载数据。 • FCS ：用于提供差错检验。 • 标志：指示帧的结束。

ISDN （使用 I S D N 要考虑的问题 ） 在本地是否可以使用取决于当地电话公司是否提供该服务和所在城市的电信设备是否已经为 I S D N 而进行了升级。使用的是什么协议。最为常用的协议是国家 I S D N - 1 ( N I - 1 ) 和国家 I S D N - 2 ( N I - 2 ) 。为了配置属于用户所有的设备，必须了解所使用的是哪种协议。

I S D N 使用的电缆可以是双绞线或者光纤。其中首选是光纤，因为光纤可提供高速连接，对 P R I 和 B - I S D N尤其适合。如果使用的是双绞线，则需要考虑以下问题。首先，厂商站点和用户之间的本地环路被限制在5 . 5 公里之内 ( 3 . 4英里 ) ，除非使用中继器进行延长。第二，要求电缆必须是高质量的，具有很少的信号变形来源 。第三，现有的线路调节装置和模拟信号噪音消除设备应该被取走，因为它们会引入数字信号的失真。

ISDN 连接设备 I S D N 通过网络终端适配器 ( N TA ) 连接到 ISD

N WA N 上。 N TA 的原理和 N I C 相似，可以将I S D N终端设备 ( T E ) ，例如访问服务器和终端适配器 ( TA ) ，连接到 ISDN WA N 之上。

N TA 的接口类型有三种： U接口、 R 接口和 S / T 接口。 U接口在双绞线电缆上提供全双工的通信，用于一个单独连接的设备。 R 接口用于连接非 I S D N 的电话，向电话提供受限的 I S D N 服务。 S / T 接口可以将发送和接收信号分流到不同的电线对上，提供完全

的 I S D N 服务，通常用于将计算机设备和电话连接到WA N 上。 L A N 到 ISDN WA N 的连接通常是由路由器中

的 I S D N 接口模块或者访问服务器中的类似模块完成的。当使用路由器的时候，它可以将多个L A N 网段连接到 ISDN WA N 上，从而有效地降低网络的拥塞。

ISDN 的应用 ISDN 与 PSTN 一样，使用电话载波线路进行拨号连接。但它们

又截然不同，它独特的数字链路，且可同时传输两路话音和一路数据。 I S D N 连接都基于两种信道： B 信道和 D 信道。

B-Channel ： B 信道是承载信道，采用电路交换技术以每信道 64Kbps 的速率传送数据；每一个 B-Channel 信道就像是一根“管道”，两个 B-Channel 信道可被捆绑在一起用来以较快的速度下载文件。当有外部呼叫进入时，则可暂时中止其中一个信道的文件下载，让给新的呼叫请求而不需终止整个下载过程，在新的呼叫请求通信结束后可以选择恢复下载。这个通信过程完全是由另一分开的 D-Channel 来控制的。

D-Channel ：采用分组交换技术来传输控制信息，如建立和终止 B通信，检查是否有可用的 B-Channel ，提供一些有用的用户信息( 如对方的电话号码 ) 。由于 D-Channel 使用分组交换连接方式，这使得它非常适用于间歇性的数据传输，同时这种传输方式使得建立连接所需的时间大大缩短 ( 一般只有 2至 3秒，而普通调制解调器协议握手可要 30秒钟 ) ， D-Channel 的传输速率一般为16Kbps 或 64Kbps 。目前在一个 BRI 线路上只允许有两个设备同时使用。

ISDN 的应用

不足之处：使用 ISDN 的一大缺点是：不用中继器中继信号时就只能跨越 5 . 5 公里的传输距离。正是由于这个原因，它也只是用在广域网连接的本地环路部分才比较方便，也就是连接客户端和公用介质呈现点 (POP) 的那部分。

ISDN 物理连接

终端设备（ TE ）由利用 ISDN 传输信息的设备组成，如计算机、电话传真机或电视会议机等。终端设备有两类：带内部 ISDN 接口的设备，称为 TE1 。无内部 ISDN 接口的设备，称为 TE2 。终端适配器（ TA ）将非 ISDN TE2设备信号转变

为 ISDN兼容的格式。网络终端设备 1(NT1) ：这种设备可终止用户前端

的一个 ISDN本地回路并连接 TE1 或 TE2. 它支持多通道，并把这些通道多路复用至 ISDN本地回路，它运行在 OSI 第一层。

网络终端设备 2(NT2) ：是一个运行于第三层的设备。它通过 NT1 连至 ISDN本地回路，可实现交换和 TE1/TE2 的多路复用。

6.5 数字数据网 DDN （ Digital Data Network ）特征 :•非交换的永久虚电路•为用户提供点到点的数字专用线路•网络对用户透明，支持任何协议•适合于频繁的大数据量通信•实际上就是在干线上为用户提供时分复用信道•速率可达 155Mbps

3． 4． 4 SMDS S M D S 是由 B e l l开发的，称其为交换多兆

位数据服务 (Switched Multimegabit Data Service SMDS) 。 S M D S 在 9 0年作为连接 F D D I 到 M A N (城域网 ) 的一种基于电信的系统进行了发布。 S M D S 是一种基于信元的数据传输技术，其传输速率在 T载波线路上可以高达 1 5 5 M b p s ，在欧洲已广泛的应用。随着 S M D S 的发展，它已经可以做到和 B -I S D N兼容，一旦B - I S D N 可以广泛的使用，便可以利用 S M D S 进行长距离的超高速数据传输。

S M D S 是一种无连接的传输系统，致力于降低开销，所以将差错检查留给了智能的终端设备，例如交换机和路由器。

SMDS （其目的） S M D S 是为了提供高速的 M A N 数据连接而开发的，其目的是为了：

• 为地区性网络提供高速的链路。 • 传输大的图像文件，例如医学上的 X 射线照片。 • 传输建筑图纸和其他的 C A D图形。 • 对图书馆和电子资料库进行快速的访问。 S M D S 最初是为 M A N 实现而设计的，为的是能提供从低到高各种速率的通信，现在它也可方便地用于WA N 中，就像在 M A N 实现中使用的那样。 S M D S 的另外一个重要的特征是它可以和许多的协议一起使用，包括 T C P / I P 、 S N A 、 I P

X / S P X 、 D E C n e t 和 A p p l e Ta l k 。

SMDS （体系结构 ）

S M D S 接口叫做分布队列双总线 ( D Q D B ) ，由两个共享的光纤介质构成。两条光纤电缆都是一端和用户的设备相连，另外一端和交换机相连。在电缆上的传输是单向的，一条是从用户设备到交换机，另外一条是从交换机到用户设备。使用两条单向的总线便消除了存在冲突的可能性。 D Q D B 在每一条总线上的传输都被分成了时间隙。任何与之相连的设备在需要的时候都可以访问该总线，直到该总线上的数据传输达到饱和为止。时隙访问通过在设备之间分布时隙的方法进行管理，所以没有哪个设备可以获得 1 0 0 %的时隙。在 S M D S总线上最多可以连接 5 1 2 个设备， S M D S总线可以覆盖 1 6 0公里的距离。

SMDS （分层通信） S M D S 主要用于支持数据传输，把从 L A

N 接收到的帧转换为信元，这些帧由 S M D S数据交换接口 ( S M D S - D X I ) 进行处理。 S M D S - D X I 使用的是帧而不是信元，格式为高级链路控制 ( H D L C ) ，这种格式和 X.25 LAPB 以及 ISDN LAPD 的格式相似。

S M D S 的层次和 O S I 模型的物理层、数据链路层和网络层是对应的。在物理层使用 IEEE 802.6标准进行 M A N 通信，在数据链路层L L C 子层进行通信。网络层由用于传输数据的通信路径组成。

SMDS （信元结构 ） S M D S 信元长度为固定的 5 3 个字节，由头、分段单元和尾构成。其中头由以下部分组成：

• 访问控制：包含的信息用以指示该信元是否是由用户的设备发送的，例如路由器，或者 S M D S 交换机。

• 网络控制：包含的信息说明该信元中携带的是控制信息还是数据。

• 分段类型：用以指示该信元是否包含有一个报文序列的开始部分，还是包含的是整个序列的中间部分，或者序列的结束部分，或者在信元中包含有整个报文序列。

• 报文 I D ：包含的是一个分配给一个报文序列中所有信元的唯一编号，用以指示这些信元需要统一进行解释。

SMDS （信元结构 ）

信元中的分段单元包含的是信元的负载，也就是用户在 S M D S 网络上传输的数据。

最后，信元的尾由两个域组成：负载长度和负载 C R C 。

负载长度指示的是分段单元中的负载长度和空字节长度。如果没有任何负载，负载长度域就是 0。负载 C R C 是让接收结点验证接收到的数据和发送的数据是否相同用的，这些数据包括分段类型、报文 I D 和分段单元以及负载长度。所有这些域包含的信息都与接收方对负载的准确接收和解释有关。

C R C 是将表示每个域总长的数值相加得到的和。 S M D S 为用户提供了很高的安全性。 S M D S 的缺点是它不如 X . 2 5 、帧中继和 I S D N那样具有广泛的应用， S M D S 是专为传输数据而设计的。

3． 4． 5 DSL 数字用户线路 ( D S L ) 是一种通过在现有的电信

网络使用高级调制技术而在用户和电话公司之间形成高速网络连接的技术。 D S L 支持数据、语音和视频通信，包括多媒体应用。 D S L 主要用于：

• 远程计算中的住宅区线路。 • Internet 访问，尤其适合于文件的上载和下载。 • 通过网络访问多媒体，包括最新的音乐和电影。 • 从一处向别处快速传输一个大的文件，例如一幅地图。 • 进行交互式的课程教学或者研讨会。 • 在地理位置上分散的用户之间实现分布式的客户机 / 服

务器应用。

DSL （ DSL 基础 ） D S L 是一种数字技术，可工作在电话线之

上。为了使用 D S L ，必须在计算机、访问服务器、集线器之类的设备上安装一块 D S L 网络适配器，然后使用这些设备连接到 D S L 网络上 (见图 ) 。该适配器在外观上和调制解调器很相似，但是它完全是数字的，也就是说它没有把 D T E (计算机网络设备 ) 的数字信号转换为模拟信号，而是直接在电话线上发送数字信号。在铜线上的通信是单一的，这就意味着一对线用于向外发送，另外一对线用于数据的接收，这样便形成了到电话公司的上行线路和到用户的下行线路。上行传输的最大速率可以高达 2 . 3 M b p s ，而下行通信可以高达 6 0 M b p s 。同样，在不使用中继器的情况下，用户到电话公司的最大距离可以达到 5 . 5 公里。

DSL （服务类型 ） D S L 有 5 种服务类型： • 不对称数字用户线路 ( A D S L ) 。 • 自适应速率不对称数字用户线路 ( R A D S L ) 。 • 高比特速率数字用户线路 ( H D S L ) 。 • 超高比特速率用户数字线路 ( V D S L ) 。 • 对称数字用户线路 ( S D S L ) 。 1 、 ADSL A D S L 在传输数据之前， 需要检查

电话线路，通过所谓的前向纠错过程对噪音和差错状况进行检查。当 A D S L开始建立时，使用的上行传输速度为 6 4 K b p s ，下行传输速度为 1 . 5 4 4 M b p s 。现在上行速度可达 5 7 6 ~ 6 4 0 K b p s ，下行速度可达 6 M b p s 。 A D S L还可使用第三个通信信道，在进行数据传输的同时进行 4 k H z的语音传输。

DSL （ ADSL ） A D S L 是通过两种不同的信令技术之一来完成的：无载波的幅度调制 ( C A P ) 和离散多音调 ( D M T ) 。 C A P 结合幅度和相位调制，可以达到 1 . 5 4 4 M b p s 的信号速率，和有线电视使用的技术相同。由 A N S I 支持的 D M T是一种较新的技术，该技术将整个带宽隔离成了 2 5 6个 4 k H z的信道。将传输的数据进行分段，每一段分配一个唯一的数据 I D ，然后再通过 2 5 6个信道进行传输。在接收端，根据数据 I D 可以完成数据的重组。

最新的 A D S L 技术正在研制阶段，即开发一个和AT M 的接口。这就意味着 A D S L 可以成为连接使用 AT M 网的有利手段。

DSL （ RADSL ）

2. RADSL （自适应速率不对称数字用户线路） 它最初是为视频点播传输而开发的，它应用了 A D

S L 技术，但是可以根据传输的信息是数据、多媒体还是语音来提供可变的传输速率。建立传输速率的方式有两种，一种是电话公司根据对线路使用的估计，为每一个用户线路设置一个特殊的速率。另外一种是电话公司根据线路上的实际需求自动地调整传输速率。 R A D S L 对用户十分有利，它只需为所需的带宽付费，电话公司可以将没有使用的带宽分配给其他用户。 R A D S L的另外的一个优点是当带宽没有被全部使用时，线路的长度可以更长，因此可以满足那些距电话公司 5 . 5 公里之外的用户。下行传输速率可以达到 7 M b p s ，而上行传输速率可以达到 1 M b p s 。

DSL （ HDSL 、 VDSL 、 SDSL ） 3. HDSL （高比特速率数字用户线路） H D S L 最初的设计是在两对电话线上进行全双工的通信，发送和接收的

速率最高为 1 . 5 4 4 M b p s ，传输距离最大为 3 . 6公里。现在已经有了 H D S L 的另外一种实现方案，这种实现只利用两对电话线之中的一对，也可以进行全双工通信，传输速率为 7 6 8 K b p s 。 H D S L存在一个限制，它不像 A D S L 和 R A D S L那样可以支持语音传输。但是， H D S L 最有望成为 T- 1 服务的取代者，因为它可以使用现有的电话线，而实现起来的花费比 T- 1 要小，所以它对于需要进行 L A N 连接的公司尤为有用。

4. VDSL （超高比特速率用户数字线路） V D S L 的目标是成为使用铜线或者光纤电缆的联网技术的一种替代方案。

V D S L 的下行速度可以达到 5 1 ~ 5 5 M b p s ，而上行速度可以达到 1 . 6 ~ 2 . 3 M b p s 。尽管它提供了较大的带宽，但是覆盖的范围较小，只有 3 0 0 ~ 1 8 0 0米，这就限制了 V D S L 在WA N领域的应用。 V D S L 的工作方式和 R A D S L 相似，也可根据需求自动地分配带宽，同时它和 A D S L也有些类似，它也可以在双绞线上创建多个信道，在传输数据的同时也可以进行语音传输。

5. SDSL （对称数字用户线路） S D S L 和 A D S L 相似，但是该服务分配的上行传输速率和下行传输速

率相同，都是 3 8 4 K b p s 。 S D S L 对于视频会议和交互式教学尤为有用，因为它是一种对称带宽传输技术。

ADSL 的应用 ADSL能在电话线上传输高带宽数据、多媒体和视频信息，并允许数据和话音在一根电话线上同时传输。 ADSL 提供的速率是不对称的，下行速率： 1.5Mbps-8Mbps ，上行速率 :16Kbps-640Kbps ， ADSL 的最大传输距离为 5.5 公里。

ADSL 技术有如下几个主要特点：– ADSL 的工作频带是： 4.4KHZ-1MHZ。传输距离： 5.5 Km 。– 可在一根电话线上同时传输声音、视频、数据等信息。 – 传输速率高：下行速率 : 1.5Mbps-8Mbps ；上行速率 : 512Kbps-1Mbps 。使用双绞线作为传输介质。

– 独享带宽，安全可靠：采用点对点的拓扑结构， – 安装简易：可直接利用现有用户电话线，不需要另外申请增加

线路，只需在用户侧安装一台 ADSLmodem 和一只电话分离器，在电脑上装上网卡即可以使用。

– ADSL Modem 和 ADSL 访问服务器构成其系统，借用 PSTN提供的模拟信道进行数据传输，这是一种点到点的通信技术。

ADSL 的应用 ADSL 所需设备：一条电话线、一台 ADSLmodem 、一只话音

分离器。 ADSL安装：用户端的 ADSL安装非常方便，只要将电话线连上滤波器，在与 ADSL MODEM 之间用电话线连上， ADSL MODEM 与计算机的网卡之间用一条双绞线连通即完成硬件安装，再将TCP/IP 协议中的 IP 、 DNS 和网关参数项设置好，便完成了安装工作。 ADSL 的使用就更加简易了，由于 ADSL 不需要拨号，一直在线，用户只需接上 ADSL 电源便可以享受高速网上冲浪的服务了，而且可以同时打电话。

作业1. 什么是网络互连？网络互连有哪几种型式？2. 网络互连的目的是什么？它有哪些基本要求？3. 有哪几种网络互连设备，它们都工作在 OSI 参考模型的哪一层？4. 什么是网桥？什么是中继器？他们的主要区别是什么？5. 试叙述网桥的工作原理，它与交换机有哪些不同之处？6. 什么是路由器，它的主要功能是什么？7. 网桥与路由器的数据过滤有什么区别？8. 局域网互连中存在哪些服务类型？9. 路由器是怎么完成路径选择的？有哪两种常用的路径选择算法？10. 试叙述路由器转发数据的过程？11. 什么是静态路由？什么是动态路由？12. 将多个局域网互连为一个逻辑网，应选择什么互连设备？如果互连多个逻辑

子网，应使用什么互连设备？13. 帧中继的主要特点是什么？它与 X.25 有哪些区别？14. 什么是 PPP?在哪些广域网技术中使用 PPP 协议？15. 在广域网连接技术中，常借用的共用通信网有哪些？各有什么特点？

作业 11) 在 X . 2 5刚刚被引入的时候，其最大的传输速度为。到 1 9 9

2年，其传输速度变为了。a. 9.6Kbps,64Kbps b. 64Kbps,1.544Mbps c. 64Kbps,2.048Mbps d.1.544Mbps,56Mbps

2) DSL 具有下面哪些优点？a. 它可以使用无线电波，也可以使用光纤。 b. 它工作在普通的

电话线上。c. 其速度是 X . 2 5 基本速率的两倍。 d. 它使用了四个时钟信号

来保证可靠性。3) 下面哪种 D S L 传输通常比较快？a. 下行传输 b. 上行传输 c. 信令 d. 多媒体4) ISDN 通过什么连接到客户的站点？a. 多路复用设备 b. PBX c. ISDN TXT适配器 d. 以上全选

e. 只选 a 和 b f. 只选 b 和 c

作业 1

5. 使用 I S D N 的 D 信道有什么目的？a. 为了传输呼叫会话信息 b. 为了能够进行对称传输c. 为了传输错误检查信息 d. 为了能够采用 T D M 技术6. 下面的哪一种用户最适合使用对称 D S L？a. 一个想在互连网上查找资料并在家中办公的用户b. 一个能够为多家公司提供视频会议便利的招待中心c. 一家要从它们在异地的质量控制小组获得规范说明书的汽车制造商

d . 一家想向异地的一家医院实时传送图像的放射诊所7. 下面哪一种文件系统可以充分利用Windows NT 的安全性能？a. FAT b. FAT32 c. HPFS d. NTFS8. X.25 协议定义了什么？9. 永久虚电路和虚电路有何不同？