计算机网络第7章-广域网课件.ppt
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- 计算机网络 广域网 课件
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1、第第7章章 广域网广域网网络互联网络互联7.1广域网的基本概念广域网的基本概念7.2广域网中的分组转发机制广域网中的分组转发机制7.3拥塞控制拥塞控制7.47.1网络互联网络互联7.1.1网络互联的目的网络互联的目的l 无论在无论在OSI环境或环境或Internet场合下,都存在着许多不场合下,都存在着许多不同的自治的网络实体,它们使用着不同的协议。如何同的自治的网络实体,它们使用着不同的协议。如何使处于不同网络上的用户之间能互通信息,或让一个使处于不同网络上的用户之间能互通信息,或让一个网络上的用户共享另一网络的资源,这就需要把这些网络上的用户共享另一网络的资源,这就需要把这些运行着不同协议
2、的自治网络相互连接起来。这就是网运行着不同协议的自治网络相互连接起来。这就是网络互联的目的。络互联的目的。l网络互联给整个网络系统带来的益处有网络互联给整个网络系统带来的益处有(1)提高系统的可靠性。)提高系统的可靠性。(2)改进系统的性能。)改进系统的性能。(3)增强系统的保密性。)增强系统的保密性。(4)组网方便。)组网方便。(5)增加地理覆盖范围。)增加地理覆盖范围。7.1.2 网络互联的要求网络互联的要求 l简单地说,网络互联应达到以下四点要求:简单地说,网络互联应达到以下四点要求:(1)提供网络之间的通信设施,最简单的是提供通信的)提供网络之间的通信设施,最简单的是提供通信的路径及其
3、控制规程,加上相当于路径及其控制规程,加上相当于OSI/RM物理层和数据物理层和数据链路层的内容。链路层的内容。(2)提供不同网络上用户之间的路由选择。)提供不同网络上用户之间的路由选择。(3)提供计费服务,以便记录对各个网络及设施的使用)提供计费服务,以便记录对各个网络及设施的使用情况。情况。(4)在不改变被互联的网络体系结构的情况下提供各种)在不改变被互联的网络体系结构的情况下提供各种必需的服务。也许,这正是网络互联的困难之所在。必需的服务。也许,这正是网络互联的困难之所在。l为了完成网络互联以屏蔽底层网络的细节,可以在不为了完成网络互联以屏蔽底层网络的细节,可以在不同的层次上完成异构网络
4、的互联。总体来说,有两种同的层次上完成异构网络的互联。总体来说,有两种方式可实现网络互联:一种是利用应用程序,即应用方式可实现网络互联:一种是利用应用程序,即应用级互联;另一种是利用操作系统,即网络级互联。级互联;另一种是利用操作系统,即网络级互联。(1)应用级互联)应用级互联 早期的异构网络互联是通过应用程序完成的。用协议早期的异构网络互联是通过应用程序完成的。用协议转换的观点来说,在这种互联网中,除了应用层协议转换的观点来说,在这种互联网中,除了应用层协议外,其它各层协议都不相同。外,其它各层协议都不相同。缺点缺点 :首先,在网络系统中增加新的功能意味着要为首先,在网络系统中增加新的功能意
5、味着要为网络中的每台机器编写新的应用程序;网络中的每台机器编写新的应用程序;第二,增加新的硬件意味着要修改旧的应用第二,增加新的硬件意味着要修改旧的应用程序;程序;第三,每个应用程序都必须处理本机与网络第三,每个应用程序都必须处理本机与网络连接的细节,导致代码重复。上述这些问题的连接的细节,导致代码重复。上述这些问题的根源在于应用程序必须直接面对物理网络硬件。根源在于应用程序必须直接面对物理网络硬件。应用级互联还有以下弊端:第一,当互联网络应用级互联还有以下弊端:第一,当互联网络达到一定规模时,要为所有机器编写应用程序达到一定规模时,要为所有机器编写应用程序几乎是不可能的;第二,由于采用点到点
6、的存几乎是不可能的;第二,由于采用点到点的存储转发通信方式,当网络中的某个中间结点的储转发通信方式,当网络中的某个中间结点的应用程序出错时,发送方和接收方既无法不知应用程序出错时,发送方和接收方既无法不知道也无法控制。随着网络互联技术的发展,应道也无法控制。随着网络互联技术的发展,应用级互联技术已很少使用。用级互联技术已很少使用。(2)网络级互联)网络级互联 网络级互联提供一种机制,实时地把用户数据网络级互联提供一种机制,实时地把用户数据分组从源端发送到目的端。在网络级互联中,分组从源端发送到目的端。在网络级互联中,用户(应用程序)直接感受到的是互联网所提用户(应用程序)直接感受到的是互联网所
7、提供的分组交换服务,而不是网络连接。也就是供的分组交换服务,而不是网络连接。也就是说,网络级互联通过分组交换机制将底层物理说,网络级互联通过分组交换机制将底层物理网络硬件细节隐藏起来,避免了应用级互联的网络硬件细节隐藏起来,避免了应用级互联的种种弊端。种种弊端。网络级互联的优点在于:网络级互联的优点在于:第一,这种互联技术直接映射到底层网络硬件,因此第一,这种互联技术直接映射到底层网络硬件,因此十分高效。十分高效。第二,网络级互联把数据包传递功能从应用程序中分第二,网络级互联把数据包传递功能从应用程序中分离出来,允许网络中的每台机器只需要处理与数据包离出来,允许网络中的每台机器只需要处理与数据
8、包传递有关的操作即可;传递有关的操作即可;第三,网络级互联使得整个互联网络的系统更加灵活;第三,网络级互联使得整个互联网络的系统更加灵活;第四,网络互联模式允许网络管理人员通过修改或增第四,网络互联模式允许网络管理人员通过修改或增加某些网络软件就能在互联网中加入新的网络技术,加某些网络软件就能在互联网中加入新的网络技术,而对应用程序而言并不需要做任何改变。而对应用程序而言并不需要做任何改变。网络级互联的目标是建立一个统一、协作、提网络级互联的目标是建立一个统一、协作、提供统一服务的通信系统。具体方法就是在底层供统一服务的通信系统。具体方法就是在底层网络技术与应用程序之间增加一个中间层软件,网络
9、技术与应用程序之间增加一个中间层软件,以便抽象和屏蔽底层物理网络的硬件细节,向以便抽象和屏蔽底层物理网络的硬件细节,向用户提供通用的网络服务。用户提供通用的网络服务。7.1.3、网络互联的形式、网络互联的形式 把一组物理网络互联起来,然后在所有相连的计算机把一组物理网络互联起来,然后在所有相连的计算机中运行的软件提供通用服务。连接各种物理网络的最中运行的软件提供通用服务。连接各种物理网络的最终系统被称为互联网络(终系统被称为互联网络(internetwork)或互联网)或互联网(internet)。)。网络互联的形式有:网络互联的形式有:1、用路由器连接物理网、用路由器连接物理网图7-1 用路
10、由器连接的两个物理网络2、互联网体系结构、互联网体系结构 图7-2 由三个路由器连接四个物理网形成的互联网 3、实现通用服务、实现通用服务 网络互联的目标是实现异构网络的通用服务。为了网络互联的目标是实现异构网络的通用服务。为了给互联网中的所有计算机提供通用服务,路由器必须给互联网中的所有计算机提供通用服务,路由器必须能将一个网络中源计算机发出的信息转发到另一个网能将一个网络中源计算机发出的信息转发到另一个网络中的目标计算机。这一任务是很复杂的,因为网络络中的目标计算机。这一任务是很复杂的,因为网络使用的帧格式和编址方案不同。这样,为了实现通用使用的帧格式和编址方案不同。这样,为了实现通用服务
11、,在计算机和路由器上都需要协议软件。服务,在计算机和路由器上都需要协议软件。4、虚拟网络、虚拟网络 互联网是一个虚拟网络(互联网是一个虚拟网络(Virtual Network)系统,因)系统,因为这一通信系统是一个抽象。也就是说,虽然硬件和为这一通信系统是一个抽象。也就是说,虽然硬件和软件联合提供了一个单一网络的错觉,但这一网络并软件联合提供了一个单一网络的错觉,但这一网络并不存在。不存在。7.2.1 广域网的构成广域网的构成l广域网(广域网(Wide Area Network)是在一个广泛地理范围内所建立)是在一个广泛地理范围内所建立的计算机通信网,简称的计算机通信网,简称WAN,其范围可以
12、超越城市和国家以至全,其范围可以超越城市和国家以至全球,因而对通信的要求及复杂性都比较高。球,因而对通信的要求及复杂性都比较高。7.2 广域网的基本概念广域网的基本概念 广域网由一些广域网由一些结点交换机以及连接这些交换机结点交换机以及连接这些交换机的链路组成。的链路组成。通常一个结点交换机往往与多个结点通常一个结点交换机往往与多个结点交换机相连。在广域网中的一个重要问题就是交换机相连。在广域网中的一个重要问题就是分组分组的转发机制的转发机制。图7-3 由局域网和广域网组成互联网 WAN WAN的目的是为了让分布较远的各局域网互连,的目的是为了让分布较远的各局域网互连,所以它的结构又分为所以它
13、的结构又分为末端系统(末端系统(End SystemEnd System,两端的,两端的用户集合)用户集合)和和通信系统(中间链路)通信系统(中间链路)两部分。通信系两部分。通信系统是广域网的关键,它主要有以下几种:统是广域网的关键,它主要有以下几种:(1)公共电话网:)公共电话网:PSTN,使用电路交换技术,使用电路交换技术(2)综合业务数字网:)综合业务数字网:ISDN拨号连接方式拨号连接方式(3)专线:)专线:DDN,点到点的连接方式,点到点的连接方式(4)X.25网网(5)帧中继)帧中继(6)异步传输模式)异步传输模式 1)PSTN(Public Switched Telephone
14、Network)旧式电话系统,即我们日常生活中常用的电话网。旧式电话系统,即我们日常生活中常用的电话网。这种系统使用这种系统使用模拟模拟技术为基础的电路交换网络。技术为基础的电路交换网络。优点:易于建立,分布广泛。优点:易于建立,分布广泛。缺点:线路利用率低。缺点:线路利用率低。广域网通信技术广域网通信技术广域网通信技术广域网通信技术2)ISDN(Integrated Service Digital Network)是一种是一种全数字化全数字化电路,典型电路交换网络。它通过普通的铜电路,典型电路交换网络。它通过普通的铜线,以更高的速率和质量传输语音和数据。线,以更高的速率和质量传输语音和数据。
15、ISDN bri(基本速率接口基本速率接口)由两个由两个B通道,通道,D通道组成:通道组成:B 传输信道传输信道 如两个信道捆绑在一起速度可达如两个信道捆绑在一起速度可达128KBps;D 数据信道数据信道 传输控制信号传输控制信号3)专线(Leased Line、DDN)利用数字信道传输数据信号的数据传输网。利用数字信道传输数据信号的数据传输网。租用线路是电信公司为某一机构建造的永久性的通信租用线路是电信公司为某一机构建造的永久性的通信电路。电路。优点:有较好的保障、带宽恒定。优点:有较好的保障、带宽恒定。缺点:租用费用高,绝非一般人用户所能承受。缺点:租用费用高,绝非一般人用户所能承受。4
16、)X.25 分组交换体系结构,用于广域网连接,是以虚电路建立连接的。市与市之间连线以CHINAPAC实现,就是以X.25为基础,可满足不同速率,不同型号终端之间的通信。l5、帧中继(帧中继(Frame Relay)在在x.25基础上发展而来的较新的一种技术。基础上发展而来的较新的一种技术。是一种是一种快速分组交换复用快速分组交换复用技术,基于技术,基于虚电路虚电路连接。连接。是在是在OSI第二层上用简化的方法传送和交换数据单第二层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种技术。元的一种技术。速率:速率:64K-45Mbps 拥有一套拥塞控制和检错的管理方式。拥有一套拥塞控制和检错的管理方式。6、A
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