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Posted 2022-12-14 mingyuewu

第二章 连接到WAN

文章目录

• 第二章 连接到WAN
• 一、WAN概述
• • • 1.1 WAN作用
    • 1.2 WAN所属
    • 1.3 WAN在OSI中运行在哪几层
• 二、WAN组件和参考点
• 三、WAN设备
• • • 3.1 调制解调器（格式转换）
    • 3.2 信道服务单元|数据服务单元（CSU|DSU）
    • 3.3 WAN交换机
    • 3.4 路由器
• 四、电路交换，分组交换
• • • 4.1 电路交换
    • 4.2 分组交换
    • 4.3 电路交换与分组交换优缺点对比
• 五、WAN链路连接方案
• • • 1 私有WAN基础设施|共有WAN基础设施
    • 2 服务提供商网络基础设施
• 六、私有WAN基础设施
• • • 1 设施列举
    • 2 优缺点对比
• 七、公有WAN基础设施

一、WAN概述

1.1 WAN作用

广域网WAN用于将远程LAN连接到一起。

1.2 WAN所属

WAN归服务提供商所有，企业必须向服务提供商支付一定的费用以获取WAN服务。

这里的服务提供商包括运行商，电话网络提供商，有线电视和卫星通信（三网合一）

1.3 WAN在OSI中运行在哪几层

WAN运行在OSI七层模型的物理层和数据链路层

WAN接入标准通常同时描述物理层传输方法和数据链路层需求，包括物理编址、流量控制和封装。

物理层：电气、机械、操作连接

数据链路层：PPP、HDLC(高级数据链路控制)、帧中继、ATM（异步传输模式）、MPLS（多协议标签交换）、VSAT（甚小口径终端）、以太网WAN

大多数WAN链路属于点对点类型，租用线路，PPP协议，因此，一般不适用第二层帧中的地址字段MAC

扩展性

网络不仅必须满足企业的日常运营需求，还必须能够满足企业不断发展的需求

二、WAN组件和参考点

三、WAN设备

3.1 调制解调器（格式转换）

DSL调制解调器和有线电视调制解调器也称为带宽调制解调器

拨号调制解调器	PSTN 数字信号—>语音频率—>数字信号
DSL调制解调器	与语音带调制解调器运行方式相似，但采用更宽的带宽频率和传输速率
有线电视调制解调器	与语音带调制解调器运行方式相似，但采用更宽的带宽频率和传输速率
接入服务器	集中处理拨号调制解调器的拨入和拨出用户通信的设备

3.2 信道服务单元|数据服务单元（CSU|DSU）

适用场景	数字租用线路需要CSU、DSU
形式	可以是类似于调制解调器的独立设备，也可以是路由器的一个接口
CSU作用	(信道) 为数字信号提供端接,并通过纠错和线路监控技术确保连接的正确性
DSU作用	（格式转换）将线路帧转换到LAN可以解释的帧，也可逆向转换。类似PSTN用的DSL，有线电视网络用的有线电视调制解调器）

3.3 WAN交换机

多端口网间设备，这些设备通常交换流量(例如帧中继和ATM)，并在第二层上运行。

3.4 路由器

CPE设备。

核心路由器/多层交换机 ，位于服务提供商WAN主干的路由器和多层交换机。关键核心路由器互联其他ISP的核心路由器。

四、电路交换，分组交换

4.1 电路交换

定义	电路交换网络是在用户通信之前在节点和终端之间建立专用电路的网络
分类	公共交换电路网络PSTN，综合业务数据网络ISBN
缺点	用户独占分配的固定带宽，成本高

4.2 分组交换

定义：将数据流分割成数据包，通过共享网络进行路由。允许多对节点通过同一信道进行通信

分类:分组交换网络PSN中的路由器根据数据包携带的编址信息确定发送数据包必须经过的链路,分组交换网络的两种形式：

分类	说明	举例
无连接系统	每个数据包必须携带完整的编址信息	Internet
面向连接的系统	网络预先确定数据包的路由。每个数据包只需携带标识符，路由器会查询内存驻留表中的标识符确定前向路由。	ATM（标识符为DLCI）数据链路连接标识符

4.3 电路交换与分组交换优缺点对比

分组交换成本低于电路交换（内部链路共享）

分组交换的延时和延时变化（抖动）大于电路交换。

五、WAN链路连接方案

也就是连接企业边缘和服务提供商边缘的本地环路选择哪一种连接方式

1 私有WAN基础设施|共有WAN基础设施

上面这些技术都是本地环路所采用的连接方式。

2 服务提供商网络基础设施

服务提供商网络较为复杂，它们主要由高带宽光纤介质组成，使用同步光纤网络（SONET）或同步数字体系（SDH)标准。

这些标准定义了如何使用激光或发光二极管（LED）通过光纤远距离传输多个数据、语音和视频流量。

DWDM 密集波分多路复用

六、私有WAN基础设施

1 设施列举

类型	适用场景	所需设备	价格
租用线路	在需要永久专用连接时，可利用点对点链路提供从客户驻地到ISP的预先建立的WAN通信路径。第二层协议通常是HDLC或PPP	CSU DSU	所需带宽及两个连接点之间的距离
拨号（PSTN？）	偏远地区|需要间断的传输少量数据	调制解调器 数字信号–>模拟信号–>数字信号	取决于端点之间的距离，每日的拨号时段和呼叫的持续时间
ISDN	ISDN将PSTN内部连接从传输模拟信号改为传输时分复用（TDM)数字信号。	TA ISDN终端适配器，连接rouert和BRI	以B信道数为基准
帧中继	非广播多路访问（NBMA）WAN技术，帧中继将创建PVC（虚电路,PV和数据链路连接标识符DLCI可以确保从一台DTE设备到另一台DTE设备之间的双向通信
ATM	异步传输模式，ATM是一种基于信元的体系架构，而不是基于帧的体系架构。	ATM信元长度固定为53字节，其中有5字节ATM头，效率低。
以太网WAN	ISP使用光纤布线提供以太网WAN服务。	IEEE 1000BASE-LX标准支持的光缆长度为5千米。
MPLS	多协议标签交换，路由器转发数据包的依据是最短路径标签，而不是IP地址。
VSAT	甚小口径终端，使用卫星通信创建私有WAN，VSAT是一个很小的卫星天线，卫星天线会指向地球同步轨道上ISP的卫星

拨号与ISDN关系

拨号在本地环路上传输模拟信号

综合业务数字网络ISDN是一种电路交换技术，能够让PSTN在本地环路传输数字信号，从而实现更高容量的交换链接。

ISDN两种接口

BRI基本速率接口	2条64kbit/s的B信道，一条16kbit/s D信道。D信道用于控制呼叫
PRI基群速率接口	更大规模的安装环境。北美23条B信道，1条D信道，1.554Mb/s，欧洲30条B信道，2.048Mbit/s

2 优缺点对比

类型	优点	缺点
租用线路	简单，专享带宽消除了延时和抖动	成本高，有限的灵活性
拨号PSTN	简单，可用性高，实施成本低	速度慢，56kbits/s以下，需要较长的连接时间
以太网WAN	成本低，与现有网络集成成本低。以太网WAN连接以太网LAN
MPLS	多协议，能够传送任何负载。

以太网WAN已经得到普及，替换传统的帧中继和ATM WAN链路。

多协议标签交换MPLS 是一种服务提供商的技术，租用线路在站点之间传输位bit,帧中继和以太网WAN在站点之间传送帧，但是，MPLS在站点之间传输任何类型的数据包。

PVC SVC 是什么意思

PSTN和DSL的区别

ATM是一种基于信元的体系架构，而不是基于帧的体系架构

七、公有WAN基础设施

DSL、有线、无线、3G/4G蜂窝网，站点到站点VPN，远程访问VPN。

DSL数字用户线	双绞线 以太网信号–>DSL信号（拨号是数字信号–>模拟信号)	DSL接入复用器DSLAM利用TDM技术将用户线路汇聚到单个介质中。
有线电视	同轴电缆 有线电视调制解调器终端CMTS将数字信号转换为通过有线电视网络传输的带宽频率	CMTS
无线介质	免授权的无线频谱	无线调制解调器，无线电，定向天线
3G/4G蜂窝网	无线电波 无线WAN技术，我们手机使用的就是这种技术	移动电话信号塔
VPN	通过共有网络在私有网络之间建立加密链接	VPN隧道 站点到站点VPN 远程访问VPN

无线接入的限制：

无线接入必须位于无线路由器或无线调制解调器的本地发射范围（通常在100英尺）之内，而无线路由器或者无线调制解调器通过有线连接到Internet.

无线技术举例：

市政WIFI、WiMAX、卫星Internet.