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            網(wǎng)絡(luò)工程師學習筆記 (3)

            第4章 廣域網(wǎng)技術(shù)

              主要內(nèi)容:1、公共交換電話網(wǎng) PSTN

              2、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) ISDN

              3、分組交換網(wǎng) X.25

              4、幀中繼網(wǎng) FR

              5、異步轉(zhuǎn)移模式網(wǎng) ATM

              6、數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng) DDN

              7、移動通信及衛(wèi)星通信網(wǎng)GSM

              8、線纜調(diào)制解調(diào)器Cable Modem

              9、數(shù)字用戶線XDSL

              一、電話網(wǎng)

              公用交換電話網(wǎng)PSTN是向公眾提供電話通信服務(wù)的一種通信網(wǎng)。電話通信網(wǎng)主要提供電話通信服務(wù),同時還可提供非話音的數(shù)據(jù)通信服務(wù)。

              1、計算機交換分機CBX

              采用數(shù)字電話:可以建立綜合聲音/數(shù)據(jù)工作站

              分布式結(jié)構(gòu):具有分布智能的多級或網(wǎng)關(guān)結(jié)構(gòu)的多路形狀的可靠性提高。

              非阻塞結(jié)構(gòu):所有電話和設(shè)備都有專門的指定端口。

              CBX的結(jié)構(gòu):核心是某種數(shù)字開關(guān)網(wǎng)絡(luò)。開關(guān)負責對數(shù)字信號流進行操作和交換,數(shù)字開關(guān)網(wǎng)絡(luò)由某些空分和時分交換級組成。接到形狀的是一級接口單元,通過接口單元訪問外界或外界可訪問接口單元。通常接口單元完成同步時分多路復用功能,以適應多個輸入線。另一方面,為了達到全雙工操作,單元要用兩條線與開關(guān)相連。

              二、點到點通信

              1、點到點的通信主要適用于兩種情況:(1)是成千上萬組織有各種局域網(wǎng),每個局域網(wǎng)含有多眾多主機和一些聯(lián)網(wǎng)設(shè)備以及連接至外部的路由器,通過點到點的租線和遠地路由器相連;(2)是成千上萬用戶在家里使用調(diào)制解調(diào)器和撥號電話線連接到internet,這是點到點連接的最主要應用。

              2、串行IP協(xié)議(SLIP)

              SLIP是1984年制定的,協(xié)議文本描述為RFC1055。

              工作過程:當工作站發(fā)送IP分組時,在幀的末尾帶一個專門的標志字節(jié)(OXCO),如果在IP分組中含有同樣的標志字節(jié),則加兩個填充字節(jié)(OXDB、OXDC)于后,如果IP分組中含有OXDB,則加同樣的填充字節(jié)。

              存在的問題:(1)這種協(xié)議無任何檢錯和糾錯功能;(2)只支持IP分組;(3)每一方需要知道另一方面的IP地址,且在設(shè)置是不能動態(tài)賦給IP地址;(4)不提供任何的身份驗證;(5)未被接受為internet標準。

              3、點對點協(xié)議(PPP)

              PPP由internet IETF成立了一個組來制定的數(shù)據(jù)鏈路,描述于RFC1661。

              主要功能:成幀的方法可清楚地區(qū)分幀的結(jié)束和下一幀起始,幀格式還處理差錯檢測;鏈路控制協(xié)議LCP用于啟動線路、測試、任選功能的協(xié)商以及關(guān)閉連接;網(wǎng)絡(luò)層任選功能的協(xié)商方法獨立于使用的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議,因此可適用于不同的網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議NCP。

              工作過程:(1)PC通過調(diào)制解調(diào)器呼叫ISP路由器,然后路由器一邊的調(diào)制解調(diào)器響應電話呼叫,建立一個物理連接。(2)接著PC對路由器發(fā)送一系列的LCP分組,用這些分組以及其響應來選擇所用的PPP參數(shù)。(3)當雙方協(xié)商一致后,PC發(fā)送一系列的NCP分組以配置網(wǎng)絡(luò)層(NCP的功能就是動態(tài)分配IP地址)PC就成為一個internet主機,可以發(fā)送和接收IP分組。(4)當PC用戶完成發(fā)送、接收功能后不需要再聯(lián)網(wǎng)時NCP用來斷開網(wǎng)絡(luò)層連接,并且釋放IP地址,然后LCP斷開鏈路層連接。(5)最后PC通知調(diào)制解調(diào)器斷開電話,釋放物理層連接。


              4、虛電路服務(wù)

              X.25的分組層提供虛電路服務(wù),數(shù)據(jù)以分組形式通過外部虛電路傳輸。虛電路有兩類型:呼叫虛電路,是通過呼叫建立和呼叫清除等過程動態(tài)地建立起來的虛電路;永久虛電路則是固定的虛電路。

              虛電路實現(xiàn)的過程:

              5、X.25的分組格式

              用戶數(shù)據(jù)被分成多個塊,每個塊加上24位或32位的報頭形成數(shù)據(jù)分組。

              報頭含有12位的虛電路號,其中4位號為組號,8位為通道號。

              P(S)、P(R)用于流控和差錯控制。M位和D位可用于流控和差錯控制也可用于X.25完全分組序列。

              五、幀中繼網(wǎng)

              幀中繼網(wǎng)是由X.25分組交換技術(shù)演進而來的,由于光纖通信的誤碼率低,為了提高網(wǎng)絡(luò)速率,活動了很多在X.25分組交換中的糾錯功能,使幀中繼的性能優(yōu)于X.25分組交換的性能。

              1、幀中繼的主要特點:中速到高速的數(shù)據(jù)接口;標準速率為DS1,即T1速率1.544Mbps;可用于專用和公共網(wǎng);僅傳輸數(shù)據(jù);使用可變長度分組。

              2、幀中繼網(wǎng)與X.25網(wǎng)比較

              載送呼叫控制信令的邏輯連接和用戶數(shù)據(jù)是分開的。因此中間節(jié)點毋需為每個連接的呼叫控制保持狀態(tài)表;邏輯連接的復用和交換發(fā)生在第二層,而不是在第三層,從而減少了處理的層次;結(jié)點到結(jié)點之間毋需流控和差錯控制,由高層負責端到端的流控和差錯控制。

              3、幀中繼的優(yōu)點:精簡了通信處理。協(xié)議對用戶-網(wǎng)絡(luò)接口以及網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部處理的功能降低了,從而得到了低延遲和高吞吐率的性能。

              4、幀中繼在H信道上的應用:大信息量的交互數(shù)據(jù)應用;大的文件傳送;低數(shù)據(jù)率的多路復用;字符交互通信。

              5、幀中繼的協(xié)議結(jié)構(gòu)

              協(xié)議有兩個分開的操作平臺:(1)控制平臺(C),它涉及邏輯連接的建立和終止。(2)平臺是用戶平臺(U),負責用戶之間的數(shù)據(jù)傳輸。

              用戶與網(wǎng)絡(luò)之間的是控制平臺,而端到端之間則是用戶平臺協(xié)議。

              控制平臺:幀模式傳輸服務(wù)的控制平臺類似于分組交換服務(wù)中用于公共通道信號的控制平臺。其中,控制信號使用一個單獨的邏輯通道。鏈路層用LAP-D(Q.921)提供可靠的數(shù)據(jù)鏈路控制服務(wù),在D通道的用戶(TE)和網(wǎng)絡(luò)(NT)之間進行流控和差錯控制。數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)用于交換Q.933控制信號報文。

              用戶平臺:用戶之間傳輸信息的用戶平臺協(xié)議是LAP-F由Q.922(是LAP-D Q.921的增強版本)定義。

              6、LAP-D的核心功能

              (1)幀的定界,組合和透明性;(2)幀的多路復用/多路分解;(3)對帆進行檢查以保證在零位手稿前以及零位剔除后,幀的長度是字節(jié)的整數(shù)倍;(4)對幀進行檢查以保證其長度符合要求;(5)檢測傳輸差錯;(6)沖突控制功能(LAP-F新增功能)。

              7、幀中繼的呼叫控制

              呼叫控制方案選擇:

              (1)交換訪問(Switched Access)在用戶連接到交換網(wǎng)絡(luò),而本地交換不提供幀處理功能,在這種情況下,必須提供從用戶的終端設(shè)備到網(wǎng)絡(luò)幀處理器的交換訪問。

              (2)集成訪問(Intergraded Access)用戶接到幀中繼網(wǎng)絡(luò)或者交換網(wǎng)絡(luò),其中的本地交換提供幀處理功能,因為用戶能對幀處理器進行直接邏輯訪問。

              幀中繼和X.25一樣支持在一個鏈路上利用多個連接,稱為數(shù)據(jù)鏈路連接,每個連接都有一個惟一的數(shù)據(jù)鏈路連接標識DLCI。其數(shù)據(jù)傳輸涉及的步驟如下:(1)在兩個端點之間建立邏輯連接,并指定惟一的數(shù)據(jù)鏈路標識DLCI的值;(2)交換數(shù)據(jù)幀;(3)釋放邏輯連接。

              呼叫控制邏輯連接的DLCI=0,其幀的信息域中包含有呼叫控制報文,至少需要四種報文類型:建立 (setup)、連接(connect)、釋放(release)、和釋放完成(release complete)。

              8、用戶數(shù)據(jù)傳輸

              LAP-F幀格式類似于LAP-D和LAP-B,但有一個明顯的差別,即沒有控制域。即意味著:(1)只有一種幀的類型,即用戶數(shù)據(jù)幀,沒有控制幀。(2)不可能用inband信號。邏輯連接只能用于傳輸用戶數(shù)據(jù)。(3)不可能進行流控和差錯控制,因為沒有順序號。

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