软考中级之第04课：广域通信网

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第04课：广域通信网

广域网概念： 广域网是指长距离跨地区的各种局域网、计算机、终端互联在一起，组成一个资源共享的通信网络。

公共交换电话网PSTN： 利用电话线上网，早期是电话+“猫”拨号上网。

调制解调器Modem： 俗称“猫”，作用是把电话线里面的模拟信号和数字信号互相转换，V.90标准可以达到56kb/s.

数据终端设备DTE, 如用户的计算机、电话等。
数据电路设备DCE，如调制解调器。

X.25使用分组交换，分为三层：物理层、链路层、分组层。对应于OSI的低三层。采用虚拟电路、面向连接的。采用后退N帧ARQ、滑动窗口默认2.

流量控制技术： 协调收发端流量。假设没有传输错误的流控技术：
停等协议,发送一帧，等到应答，再发送；如果不应答，一直等。
滑动窗口协议，连续发送多个帧而无需应答。类似银行ATM机。

差错控制技术：检查和纠正传输错误
（1） 肯定应答：收到肯定应答信号ACK继续发送。
（2） 否定应答重发：收到否定应答信号NAK重发出错帧。
（3） 超时重发：超过规定时间重发。

停等ARQ： 是停等流控和ARQ结合。类似银行柜台存钱，手续齐全办理。

选择重发ARQ： 是滑动窗口和ARQ结合。类似银行存钱假币弹出。

后退N帧ARQ： 也是滑动窗口和ARQ结合。类似银行存钱假币后面都要重新发送。

各种流控和差错利用率计算：
（1） 常数a值的计算：a=(d/v)/(L/R)=(RT)/L=(Rd/v)/L,其中R是数据速率，d是线路长度，v是传播速度，L是帧长，T是传播延迟。
（2） 效率E值的计算：停等协议：E=1/(2a+1)，滑动窗口：E=W/（2a+1）
（3） 窗口W值的计算：选择ARQ:W<=2^{(k-1),后退ARQ:W<=2}k-1

高级数据链路控制协议HDLC： 面向比特的。通常使用CRC-16、CRC-32校验。帧边界01111110“两头踢皮球”。用户数据字段INFO大小不固定。

帧中继FR是X.25演变改进的。
（1） 工作在OSI的低两层，即物理层和链路层。
（2） 在第二层建立虚电路（与X.25一样，也支持永久虚电路PVC和交换虚电路SVC），承载数据业务，因而第三层被简化，也是分组交换。
（3） FR只做检错，不在重传，没有流控，只有拥塞控制，检错交高层。

帧中继优点：
（1） 基于分组交换的透明传输，可提供面向连接的服务。
（2） 帧长可变，长度可达1600~4096字节，可以承载各种局域网的数据帧。
（3） 数据速率2~45Mbps
（4） 既可以接需要提供带宽，也可以应付突发的数据传输。
（5） 没有流控和重传机制，开销很少。

综合业务数据网ISDN：基于电路交换，把数据、声音、视频信号三合一传输。

ISDN两种速率：
基本速率（2B+D）
基群速率(30B+D)
2B+D=264+16=144Kb/s
30B+D=3064+64=1.984Mb/s.近似于E1.

异步传输模式ATM： 最早是B-ISDN标准的一部分，分为四层模式。

ATM采用53字节信号分组交换，使用统计时分TDM。采用双绞线或光纤，典型数据速率155M，面向连接，使用虚电路的虚通路VPI和虚信道VCI.

ATM高层定义了4类业务，压缩视频信号的传输属于VBR类业务。

RS-232-C标准可以使用9针或25针D型连接器。

不采用虚电路通信的网络是IP网。

由30B+D组成的ISDN称为B-ISDN PRI,通常可以将若干个B信道组成不同的H信道，而最大的H信道的带宽是1.92Mb/s。

常考知识点：

1.在X.25网络中，X.25PLP是网络层协议

2. X.25分组层提供永久虚电路服务，是有连接的服务。X.25使用后退N帧ARQ处理丢失帧。链路层所用的标准为LAP-B。X.25网络采用虚电路来进行不同站点间的数据传输，而不是多路复用。

3. RS-232-C是主要的物理层接口之一，其电气特性与CCITT的V.28标准兼容，允许的数据速率是20Kb/s，传输距离不大于15m。

4. 常用的广域网，包括公用电话交换网(PSTN)、分组交换网(X.25)、数字数据网(DDN)、帧中继(FR)、和异步传输模式(ATM)。

5. ADSL理论上提供最高8Mbps的下行速率。EPON是无源光网络，是光纤入户的主要上网方式，可以提供百兆甚至千兆的速度。而WLAN是无线上网，主要用于局域网。ISDN有窄带和宽带两种。提供144kbps和2Mbps两种速度。

6. X.25是第一个面向数据的计算机网络，协议分为物理层、数据链路层、分组层。其中分组层采用分组交换技术。

7.帧中继在第二层建立虚电路，用帧方式承载数据业务。本地管理接口(LMI)是在DTE设备和FR之间的一种信令标准，它负责管理链路连接和保持设备间的状态。

8. 在微型机的RS-232-C串行接口上大多使用9针连接器。

9. 帧中继工作是OSI参考模型的最低两层，即物理层和和数据链路层。
   帧中继在第二层数据链路层建立虚电路，用帧方式承载数据业务，因而第三层被简化掉了，同时FR的帧层比较简单，只做检错不在重传，没有滑动窗口式的流控，只有拥塞控制。

10. CIR用于约定数据速率，VPI用来标识不同的虑拟路径，帧中继中每条虚电路都由一个数据链路标识符DLCI标识，而后被映射到一个lP地址上。

11. ATM高层定义了4类业务，分别是：
    CBR(Constant Bit Rate，固定比特率业务)，用于模拟铜线和光纤通道，使得当前的电话系统可以平滑地转换到B-ISDN，也适用于交互式话音和视频流。

VBR(Variable Bit Rate，可变比特率业务)，可分为：
●实时性：交换式压缩视频信号属于这一类业务。
● 非实时性：多媒体电子邮件属于这一类业务。

UBR(Unspecified Bit Rate，不定比特率业务)，可用于传输IP分组。文件传输、电子邮件和USENET新闻是这类业务的潜在应用领域。

ABR(Available Bit R矗te，有效比特率业务)，用于突发式通信。

压缩视频信号的传送属于VBR业务。

12. HDLC(High Level Data Link Control，高级数据链路控制规程)是面向比特的数据链路控制协议的典型代表，该协议不依赖于任何一种字符编码集；数据报文可透明传输，用于实现透明传输的“0比特插入法”易于硬件实现；全双工通信，有较高的数据链路传输效率；所有帧采用CRC检验，对信息帧进行顺序编号，可防止漏收或重复，传输可靠性高；传输控制功能与处理功能分离，具有较大灵活性。

13. FR(Frame Relay，帧中继)向用户提供面向连接通信服务。FR省略了帧编号、差错控制、流量控制、应答、监视等功能，把这些功能全部交给用户终端去完成，大大节省了交换机的开销，降低了时延，提高了信息吞吐量。

14. HDLC协议的全称是高级数据链路控制协议(High Level Data Link Control)，是一种面向比特的数据链路控制协议。

HDLC使用统一结构的帧进行同步传输，HDLC帧由6个字段组成，用一特殊的位模式01111110作为标志以确定帧的边界。链路上所有的站不断地探索标志模式，一旦得到一个标志就开始接收帧，在接收的过程中如果发现另一个标志，则认为该帧结束了。

15. 分组交换是当前计算机网络中主流的交换技术。根据内部机制的不同，分组交换技术可分为虚电路和数据报两种方式。一条虚电路在穿越分组交换网络的两个地点之间建立一条临时性或永久性的“逻辑”通信信道。具有虚电路性能的网络包括X.25网、帧中继网和ATM网络。

IP网是种基于数据报交换技术的通信网络。其lP协议为高层提供的三种服务是：①不可靠的数据投递服务：②面向无连接的传输服务；③尽最大努力投递服务。

16. 广域网的通信方式有三种：点到点连接、电路交换和分组交换。现有的电话网络主要是基于电路交换的网络。

ADSL (非对称数字用户线路)，亦可称作非对称数字用户环路，属于xDSL技术的一种，是一种新的数据传输方式。ADSL技术采用频分复用技术把普通的电话线分成了电话、上行和下行三个相对独立的信道，从而避免了相互之间的干扰。

X.25正式名称是“工作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”，使用的是分组交换，因此它也常常破称为“X.25分组交换网”。

FRN中继技术是分组交换技术的进一步发展，是在数据链路层上用简化的方法传送和交换数据的一种技术。

ATM是一项数据传输技术，是实现B-ISDN的业务的核心技术之一。ATM是以信元为基础的一种分组交换和复用技术，它是一种为了多种业务设计的通用的面向连接的传输模式。它适用于局域网和广域网，它具有高速数据传输率和支持许多种类型，如声音、数据、传真、实时视频、CD质量音频和图像的通信。

17. 帧中继在第二层建立虚电路，用帧方式承载数据业务。FR的帧层比HDLC操作简单，只做检错，不重传，只有拥塞控制，没有滑动窗口式的流控。

帧中继协议是LAP-D(Link Access Protocoi Channel D，D信道链路访问协议)，它为FR进行信令管理提供数据链路层支持。LAP-D与X.25的LAP-B基本相同，但简单一些，省去了控制字段，帧中继是建立在X.25之上的。