广域网举例
1 X.25网络
公用分组交换数据网(PSDN-Packet Switched Data Network),是一种以分组(Packet)为基本数据单元进行数据交换的通信网络。它采用分组交换(包交换)传输技术,租用线路,是一种包交换的公共数据网。由于公用分组交换数据网使用X.25协议标准,故通常也称它为X.25网。
20世纪70年代,许多欧洲国家开始发展公共数据网络(每个需要网络服务的人都可以使用的网络)。他们所面临的问题与美国不同。在美国,大部分地区只要出租现有电话线就可以发展公共数据网。而在欧洲,由于固有的跨越国界的通信系统问题,这不容易做到。因此,欧洲国家放弃了开发独立的不兼容的标准,而是在I T U的支持下开发统一标准。其结果是,称为X系列(X Series)协议的公共数据网服务接口。包括多种普通协议:X.25、X.3、X.28和X.29。
X系列(X Series)协议是分组交换网所使用的重要协议。其中的X.25只是定义了D T E与公共数据网相连的D C E间的协议。
X.25定义了类似于O S I低三层的同步传输(图6-18)。网络层接收用户数据并将其放入x.25分组中。x.25分组被送往数据链路层,在那里被嵌入到L A P B帧中。然后,物理层使用x.21协议来传输L A P B帧。x.25也可能使用x.21 b i s,它是一种连接V系列M O D E M到分组交换网的过渡协议。x.21协议应该替代它,但是正如许多其他计划一样,这并没有发生。在有些情况下,x.25甚至使用E I A 2 3 2协议。
完成所有这些需要有能够创建分组和实现协议的智能D T E。有时会出现的问题是D T E是一些难以完成这些任务的同步终端。稍后会处理这种情况。由于已讨论过低的两层,此处着重讨论网络层的分组协议。
X.25和OSI模型
物理协议层:物理协议层由ITU-T的X.21标准定义,该层控制着到通信适配器和通信电缆的物理连接。
数据链路层:X.25的第2层等价于OSI模型的数据链路层的MAC子层。X.25第2层处理数据传输、编址、错误检测和校正、流控制和X.25帧组成等。其中包含均衡式链路访问过程(LAPB)协议,是用来建立或断开WAN上的虚拟连接的。在一个物理连接或通信电缆中可以有多个虚拟的X.25连接。LAPB还可以确保帧是按发送的顺序来接收的。
分组层: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:在DTE和DCE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。在逻辑信道机器相连的网络设备接口之外创建虚拟电路。
X.25的缺点
以X.25为基础的协议只提供了面向连接的服务。另一个是它的网络层(第3层)不完整。例如,OSI第3层,提供路由能力,而X.25的第3层却不具备此能力。此外,X.25为远程DTE准备了一些面向连接的功能。由于点到点连接更多地出现在第4层中,有人认为这是将两层混为一层。这样,使OSI定义的各层之间的差异变得模糊。
2 帧中继网络
帧中继(Frame Relay)是80年代出现、近几年才兴起的一种新的公用数据交换网,它是由X.25发展起来的快速分组交换技术。帧中继与X.25有基本相同之处是它们都用分组交换技术,都是对等式的点对点通信。但在它们之间也存在着一些差异,其主要差别是:X.25协议包括低三层协议,Frame Relay仅包含物理层和数据链路层协议。
从设计思想上看,帧中继与X.25的差异是,帧中继注重快速传输,而X.25强调高可靠性,所以在X.25网内,对传输的数据进行校验,并具有出错处理机制,而帧中继省略了这个功能,因此,帧中继传输速度快(64Kbps-2.048Mbps)。
帧中继的性能高于X.25,是远距离多节点数据传输用户的最佳选择。
帧中继在几个方面上与X . 2 5相同: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,与X.25相同,虚拟连接可以有交换型(SVC)和永久型(PVC)两种。
与X . 2 5不同,通过假定新型的网络技术在直接连接的结点上可以具备差错检验功能,帧中继可以进行高速数据传输,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TCP/IP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。
帧中继分层通信
帧中继和X.25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(LAPF)。这些层分别对应于OSI模型中的物理层和数据链路层。
帧中继的前身是X.25
它从X.25技术中继承了VC的概念。但是由于X.25是在70~80年代开发的,当时的线路速率不高,线路质量也时常出现问题。因此在每跳(per-hop)基础上提供差错检测和可靠性机制是十分必要的。虽然这些技术最终能够使数据安全地传递到目的端,但是在反应时间和网络延迟两个方面的代价却很大。
差错检测不再重要
随着LAN的出现及LAN通过WAN进行互连需求的增加,越来越需要一种能够处理大流量业务的新技术的出现。现今的数字通信系统已经提供了比X . 2 5高得多的网络容量,并且也不再需要在网络中提供两点之间的可靠性和差错检测机制了。此外,一个十分重要的功能是能够根据需要分配网络带宽,这样网络才能够支持数据流不断增加的变化性和随机特性。
新的技术思路
帧中继技术利用了最新的高质量、高速度和更高性能的通信链路技术(例如光纤通信)。差错检测仍然在每跳基础上实现,但是差错恢复过程被移到了网络的边缘。各种智能化的功能如流量控制和差错恢复等,都由连接到帧中继网络上的终端系统来实现。
3 ATM (异步传输模式)网络
它可以利用固定数据包的大小这种方法达到从2 5 ~ 6 2 2 M b p s 的传输速率。
AT M 的这种大小固定的数据包又叫信元,它由4 8 字节的数据加上5 字节的头信息组成。通过使用大小固定的数据包,AT M 提供可预料的通信模式,并能够更好地控制带宽的使用情况。
AT M 采用的是虚电路方式。它可以使用专用虚电路(P V C ),也可以使用交换虚电路(S V C )。
S V C 是一种逻辑上的点对点连接。它要靠AT M 交换机来选择发送者和接受者间的最优路径。AT M 交换机在网络传输AT M 数据之前就建立起这种连接。相反,以太网是先传输数据,并且让路由器和交换机离线来决定如何指导数据传输。
AT M 依靠“干净”的数字传输介质,如光纤,来获得高的传输速率。然而,它也可以与使用其他的如铜轴电缆或双绞线介质,以及其他采用诸如以太网或帧中继传输方法的系统连接。
对时间延迟要求严格的数据,如视频、音频、图像和其他超大型文件的传输是非常适合采用AT M 技术的。
由于AT M 高质量的服务、负载平衡能力、传输速率以及可互操作性,它也许是一种理想的远距离通信方式。和其他新涌现出的技术一样,AT M 的缺点是它的花费太大并且缺乏定义完善的标准。
4 SONET(同步光纤网络)网络
贝尔通信实验室在2 0 世纪8 0 年代开发出S O N E T 以连接全世界不同的电话系统。如果说X . 2 5 是广域网传输技术的鼻祖,那S O N E T 就只能算是新生代了。
SONET定义了一种信号层次结构,类似T介质的定义,但扩展到更高带宽。
能够提供从64Kbps~2.4Gbps的数据传输速率,它使用与T 介质所采用的同样的T D M 技术。
由于S O N E T 将光纤传输标准化,所以能够直接和不同国家的不同标准兼容,它已经发展成为连接北美、欧洲和亚洲地区之间的广域网的一种最好的选择。在国际上,S O N E T 就是大家所知道的S D H (同步数据层,Synchronous Digital Hierarchy )。S O N E T与T 介质、I S D N 以及AT M 技术具有较好的互操作性,这使它成为远距离(甚至是在同一国家内)连接广域网和局域网的一种较好的选择。
S O N E T 依靠光纤传输介质来达到非常高的服务质量和吞吐量。和T 介质一样,在用户端,它也使用多路复用器和终端设备进行连接。典型的S O N E T 网络采用类似于F D D I 的环形拓扑结构。在这种网络中,有一个环充当数据传输的主路由,另一个环作为备份。例如,如果有一个环正在进行维护,那么S O N E T 技术就会自动通过备份环来传输数据。这种特征,也就是大家所熟知的自治技术,使得S O N E T 的可靠性很高。公司可以从本地或长途传媒公司租用整个环,也可以租用S O N E T 的一部分,这样就可以利用S O N E T 的高可靠性,并能提供与T 1 相当的吞吐量。
S O N E T 环的数据传输速率是用它的光纤介质(OC, Optical Carrier )质量来表示的。这种速率表示法已被全世界的网络专家和标准化组织所承认。S O N E T 的光纤介质质量类似于T 1 的数字信号质量。
SONET 光纤介质质量
光纤介质质量吞吐量(M b p s )
OC1 51 . 8 4
OC3 155 . 5 2
OC1 2622
OC2 41244
OC4 82480