通信网理论与应用-第07章.ppt ...

汕头大学工学院电子系1第七章数据网章数据网Ø重点：分组交换网、DDN网、帧中继网、城域网、广域网等定义及特点；Ø掌握：各种专用网络的主要应用和技术特点；Ø了解：各种专用网络所使用的协议的工作原理汕头大学工学院电子系3主要内容帧中继网DDN网分组交换网概述ATM网计算机通信网汕头大学工学院电子系47.1概述7.1.1数据网概念及构成汕头大学工学院电子系57.1.1数据网概念及构成v数据通信系统数据站接口接口数据电路终接设备接口输入输出设备传输控制器传输信道传输控制器接口输入输出设备数据电路终接设备数据终端设备计算机系统DTEDCEDCEDTE数据电路数据链路图7.1数据通信系统的构成数据站汕头大学工学院电子系6主要设备ØDTE（DataTerminalEquipment）：数据终端设备，可以是连接到数据网络上的任意一个计算机设备ØDCE（DataCircuitEquipment）：数据电路终接设备。DCE作用ü把DTE送来的数据信号变换成模拟信号再送往信道；ü或者反过来把信道来的模拟信号变换成数据信号再送往DTE。7.1.1数据网概念及构成汕头大学工学院电子系77.1.1数据网概念及构成v数据网的构成Ø硬件构成：包括数据终端设备、数据交换设备和数据传输设备。Ø数据网的骨干网：一般采用网状结构或格形网结构；Ø数据网的本地网：一般采用星型网等结构。交换节点计算机一般数据终端图7.2数据网示意图汕头大学工学院电子系87.1概述7.1.2数据网的分类汕头大学工学院电子系97.1.2数据网的分类按不同角度的数据网分类（1）按照传输技术分类ü交换网：由节点和通信链路组成ü广播网：每个数据站的收发信机共享同一个传输媒质（2）按照传输距离分类ü局域网：传输距离一般在几公里以内，速率在10Mb/s以上。ü城域网：传输距离一般在50~100公里之内，以光纤为通信媒体ü广域网：一种跨地区的数据通信网络，通常包含一个国家或地区。汕头大学工学院电子系10第7章数据网7.2分组交换网汕头大学工学院电子系117.2分组交换网7.2.1分组交换网络结构汕头大学工学院电子系12分组交换网络结构从设备来看，分组交换网由ü分组交换机ü连接交换设备的链路ü远程集中器（含分组装拆设备）ü网络管理中心等组成。分组交换机可分为转接交换机和本地交换机两种：ü转接交换机容量大、线路端口数多、具有路由选择功能，主要与其他交换机互连；ü本地交换机容量小，只有局部交换功能，不具备路由选择功能；7.2.1分组交换网络结构汕头大学工学院电子系13其他分组网NMCNTRCUPTRCUNTPTNT：非分组型终端PT：分组型终端RCU：远程集中器NMC：网管中心高速线路高速或中速线路本地交换机转接交换机一级骨干网不完全网状连接分组交换网的基本结构如图7.2.1分组交换网络结构汕头大学工学院电子系147.2分组交换网7.2.2分组交换网的业务功能汕头大学工学院电子系15分组交换网的业务分为基本业务和用户任选业务ü基本业务功能：向所有网上的用户提供用户之间“透明地”传送信息的功能；ü用户任选业务功能：用户可以根据需要选择任选业务，如特殊的保密性、稳定性、速率要求等。7.2.2分组交换网的业务功能汕头大学工学院电子系16分组交换网原理v分组交换：结合线路交换和报文交换的优点，将信息分成较小的分组进行存储、转发，动态分配线路的带宽。v分组交换优点：出错少，线路利用率高；v分虚电路和数据报两种方式；vX.25协议是常见公共数据网协议；v公共数据网一般也称为X.25网络；vX.25网络是一种中速数据网络，一般速率在64kbps以内；汕头大学工学院电子系177.2分组交换网7.2.3分组网的应用汕头大学工学院电子系18分组交换网的应用ü利用分组网组建本系统的管理信息网，如银行系统；ü利用分组网进行数据库查询，开展信息服务，如电子商务等；ü利用分组网进行本系统的实时业务处理，如火车售票系统等；ü利用分组网接入CHINANET，如接入INTERNET等。7.2.3分组网的应用汕头大学工学院电子系19第7章数据网7.3DDN网汕头大学工学院电子系207.3.1DDN网的结构及组成7.3DDN网汕头大学工学院电子系21基本概念üDDN（DigitalDataNetwork）是采用数字信道提供半永久性连接的专用电路，传输以数字信号为主的数字传输网络。ü我国的DDN向用户提供2.4kbps-2.048Mbps的中高速的点到点和点到多点的专用电路；ü可利用DDN网为用户建立自己的专用数据网7.3.1DDN网的结构及组成汕头大学工学院电子系22DDN网的结构ØDDN网可分为核心层、接入层、用户接口层ü核心层以2Mb/s电路构成骨干节点核心，执行网络业务的转接功能，包括帧中继业务的转接。ü接入层为DDN各类业务提供子速率复用和交叉连接，主要有帧中继业务、用户接入业务和本地帧中继业务，以及压缩语音/G3传真用户入网。ü用户接口层为用户入网提供适配和转接功能，如小容量时分复用设备等。7.3.1DDN网的结构及组成汕头大学工学院电子系237.3.1DDN网的结构及组成核心层接入层用户接口层图7.5DDN网的分层结构核心层节点接入层节点汕头大学工学院电子系24DDN网的组成Ø本地传输系统Ø交叉连接和复用系统Ø局间传输及同步时钟系统Ø网络管理系统组成7.3.1DDN网的结构及组成汕头大学工学院电子系25DDN节点DDN节点DDN节点DDN节点DTEDSUDSUNMC图7.6DDN网结构一个典型的DDN网结构7.3.1DDN网的结构及组成汕头大学工学院电子系26DDN的特点ü传输速率高ü协议简单ü全透明传输ü灵活的连接方式ü电路可靠性高ü传输质量高、网络时延小ü网络运行管理简便7.3.1DDN网的结构及组成汕头大学工学院电子系277.3.2DDN网的业务及应用7.3DDN网汕头大学工学院电子系28DDN网提供的业务ü为分组交换网、公用计算机互联网等提供中继电路。ü租用专线业务，可提供点对点、点对多点的业务。ü提供帧中继业务，扩大了DDN的业务范围。ü提供语音、G3传真、图像、智能用户电报等通信。ü提供虚拟专用网业务。7.3.2DDN网的业务及应用汕头大学工学院电子系29DDN的应用ü数据传输、图像传输、语音传输；ü民航、火车站售票联网；ü银行联网；ü股市行情广播及交易；ü信息数据库查询系统；ü智能小区；ü任何电脑连网通信。7.3.2DDN网的业务及应用汕头大学工学院电子系30第7章数据网7.4帧中继网汕头大学工学院电子系317.4.1帧中继的定义及特点7.4帧中继网汕头大学工学院电子系32帧中继网定义及特点Ø帧中继是在传统分组交换技术和光纤传输的基础上发展起来的高速分组交换技术；Ø提供面向连接的、将数据从甲地传递到乙地的、廉价的公共网；Ø帧中继可看成是一条虚拟的租用线，用户租用一条两点间的永久虚电路，也可租用连接多个场地的永久虚电路；Ø用户租用一条线路，可整天以最大速率传送数据；Ø取消了网内逐段的差错控制和流量控制，而将其移到端系统中进行Ø帧中继的帧信息长度远比X.25分组长度要长，最大帧长度可达1600字节/帧7.4.1帧中继的定义及特点汕头大学工学院电子系33帧中继网结构7.4.1帧中继的定义及特点路由器或FRAD局域网2FR网12局域网1路由器或FRAD图7.7帧中继通信示意图汕头大学工学院电子系34帧中继的优点ü按需分配带宽，网络资源利用率高，网络费用低廉。ü采用虚电路技术，适用于突发性业务的使用。ü不采用存储转发技术，时延小、传输速率高、数据吞吐量大。ü兼容X.25、SNA、DECNET、TCP/IP等多种网络协议，可为各种网络提供快速、稳定的连接。ü帧中继业务支持多种数据用户，如局域网互联，可应用于银行、证券等金融及大型汕头大学工学院电子系357.4.2帧中继的业务7.4帧中继网汕头大学工学院电子系36适用范围ü大企业、银行、政府部门总部和各地分支机构的局域网之间的互连；ü医疗、金融机构之间图像、图表的传送；ü大文件的传送；ü数据库的检索；ü组建虚拟专用网等典型应用ü某公司采用中国电信帧中继数据传送业务组建内部办公系统7.4.2帧中继的业务汕头大学工学院电子系37第7章数据网7.5ATM网汕头大学工学院电子系387.5.1ATM概念及特点7.5ATM网汕头大学工学院电子系39异步传送模式(ATM：AsynchronousTransferMode)ØATM系统使用异步时分复用技术的快速分组交换方式；Ø能采用单一的交换方式，支持从窄带语音、数据传输到高速数字电视等范围极广的各种业务；ØATM网络可以适用于任何业务，真正做到了完全的业务综合。7.5.1ATM概念及特点汕头大学工学院电子系40ATM特点ØATM采用固定长度的信元传送信息;Ø采用面向连接的通信方式ØATM的综合能力Ø灵活的动态带宽分配与连接管理能力ØATM对已有技术的兼容性7.5.1ATM概念及特点汕头大学工学院电子系417.5.2ATM网络结构7.5ATM网汕头大学工学院电子系42ATM网络分类公用ATM网ü是由运营商经营和管理的ATM网，它通过用户网络接口连接各专用ATM网和ATM终端；专用ATM网ü是指一个单位或部门范围内的ATM网，专用网主要用于局域网互连或直接构成ATMLAN；ATM接入网ü主要指在各种接入网中使用ATM技术，传送ATM信元，如基于ATM的无源光纤网络(APON)、混合光纤同轴(HFC)、非对称数字环路(ADSL)以及利用ATM的无线接入技术等。7.5.2ATM网络结构汕头大学工学院电子系43帧中继恒定彼特律公用ATM交换机公用ATM交换机AALAALAAL专用ATM交换机公用UNI专公用ATM交换机AALAALAALAALAALAAL专用UNI专用UNI视频用户室内网络用户室内网络ATM端点ATM端点ATM端点ATM端点NNI公用ATM网络公用UNI7.5.2ATM网络结构汕头大学工学院电子系44第7章数据网7.6计算机通信网汕头大学工学院电子系457.6.1局域网7.6计算机通信网汕头大学工学院电子系46v数据通信网是计算机技术和通信技术相结合的产物，亦称计算机通信网。通信子网路由器路由器路由器路由器路由器路由器服务器主机主机路由器路由器主机服务器路由器主机服务器路由器图7.9计算机网络结构图7.6计算机通信网汕头大学工学院电子系47局域网特点ü局域网的拓扑结构：一般有星形、总线形、环形、树形、网状等五种结构；ü局域网的传输媒质：双绞线、同轴电缆等；ü局域网的访问控制方式：带冲突检测的载波侦听多址接入（CSMA/CD）、令牌环(TokenRing)、令牌总线(TokenBus)；ü局域网协议标准：IEEE为局域网制定了一系列标准，主要为IEEE802系列。7.6.1局域网汕头大学工学院电子系48以太网ü历史：以太网最初是美国Xerox公司（施乐公司）和STANFORD大学合作于1975年推出的一种局域网。ü以太网具有传输速率高、网络软件丰富、安装连接简单、使用维护方便等优点，已成为国际流行的局域网标准之一。7.6.1局域网汕头大学工学院电子系4910BASE－T双绞线以太网注意命名规则：10BASE表示传输数率为10Mbps，T/S表示非屏蔽/屏蔽双绞线①其主要技术特性：(a)数据传输速率是10Mb/s基带传输；(b)每段双绞线最大长度为100m(HUB与工作站间及两个HUB之间)；(c)一条通路允许连接HUB数为4个；(d)拓扑结构为星形或总线形；(e)访问控制方式为CSMA/CD；(f)帧长度是可变的，最大1518个字节；(g)最大传输距离是500m；(h)每个HUB可连接的工作站是96个；7.6.1局域网汕头大学工学院电子系50HUB为集线器WS为工作站收发器粗缆收发器电缆PC工作站VIPHUBWSWSWSWSTTWSWSWSHUBWSWSHUBWSWSWSWS图7.10粗缆与双绞线连接的混合布线结构7.6.1局域网汕头大学工学院电子系51100BASE－T快速