网络协议与标准(下)

　　摘要:在地域分布很远、很分散，以致于无法用直接连接来接入局域网的场合，广域网（WAN）通过专用的或交换式的连接把计算机连接起来。这种广域连接可以是通过公众网建立的，也可以是通过服务于某个专门部门的专用网建立起来。

　　6.3 广域网协议

　　在地域分布很远、很分散，以致于无法用直接连接来接入局域网的场合，广域网（WAN）通过专用的或交换式的连接把计算机连接起来。这种广域连接可以是通过公众网建立的，也可以是通过服务于某个专门部门的专用网建立起来。

　　相对来说，广域网显得比较错综复杂，主要用于广域传输的协议比较多：PPP（点对点协议）、DDN、ISDN（综合业务数字网）、X.25、FR（帧中继）、ATM（异步传输模式）、等。下面就逐一作个简要的叙述，以便大家更好地了解和选择广域网协议。

　　6.3.1 PPP点对点协议

　　PPP点对点协议主要用于“拔号上网”这种广域连接模式。一般来说，一些无法使用专门的网络线连接的双方（比如说家庭用户、移动用户）需要广域相连接的时候，就可以借助分布最广的公用交换电话网来实现。

　　图6-8 “拔号上网”示意图

　　正如图所示，终端通过调制解调器的调制，将要传输的数字信号调制成模拟信号然后通过模拟的PSTN线路传输到目的地。要说明的是图中的笔记本电脑虽然没有画出调制解调器，但并不是说它就不需要。而是考虑到现在市场上的笔记本一般是内置了调制解调器的原因而故意作的调整。

　　让我们来想想，平时我们要浏览互联网上的网页的时候，首先就是通过调制解调器连接到电话线上，然后将在远方服务器的内容通过电话线传送到自己的计算机中来。或者，当大家要发送电子邮件的时候，就将写好的电子邮件从电话线中传送出去。

　　另外，两个不同城市的两台计算机要互相传送数据，也可以通过装在两台计算机上调制解调器，让其中一台呼叫另一台（拔打它的电话号码）而建立点对点的连接而实现。

　　迄今为止，拔号上网还是绝大多数的家庭用户和小型办公室用户广域连接的一种最常用的手段。但是因为通过的是模拟线路，所以传输速度较慢。

　　6.3.2 DDN数字专线

　　我国邮电部于1994年10月完成了全国数字数据骨干网的一期建议。这个网络是利用光纤、数字微波或卫星数字数字交驻连接设备组成的数字数据业务网。这些数字线路用于出租给最终用户。

　　由于当我们使用PPP协议拔号上网的时候，发送、接收数据所通过的电话线路是不明确的，根据当时线路的拥塞情况不同而不同。所以它的传输是低速且不稳定的。

　　而某些用户需要更高的传输速度和质量，就可以租用DDN线路来实现。租用了DDN线路，就等于在用户与电信局端直接用一条定制带宽的专用电话线路相连，显然这能大大提高整个数据传输的稳定性和速度。这项业务开通后，受到了用户的广泛好评，并且广泛的采用。

　　在DDN的客户端需要一个称为DDN MODEM的CSU/DSU设备，以及一个路由器，它的价格与DDN线路的带宽相关，一般来说开通一个DDN客户端的费用在1.5万元左右。

　　6.3.3 ISDN综合业务数字网

　　ISDN经历了一个极为漫长的“进化”过程。如果你常看一些网络界的时报，你一定不会在10年之前就对它有所耳闻。在它出现的时候，远程通信界的专家们都声称它是未来的公共电话、电信接口。但是它的不够经济却严重的阻碍了它的广泛应用。

　　在这个世纪弥留之际，ISDN终于迅速发展起来。中国电信用了一个形象的名字“一线通”描述出了它的特点：ISDN将数据、声音、视频信号集成进一根数字电话线路，提供了有效经济的途径，将用户与高带宽数字服务相连。

　　ISDN可分为N-ISDN（窄带ISDN）和B-ISDN（宽带ISDN）两种。

　　其中常用于家庭及小型办公室的是N-ISDN，它提供的基本速率接口（BRI）服务由2个B信道和1个D信道组成（2B+D），其中B信道为64Kbps，D信道为16Kbps。

　　而B-ISDN提供的主要速率接口（PRI）则根据不同的国家而有尽相同。在北美、日本为23个速率为64Kbps的B信道和1个速率也为64Kbps的D信道，总速率为1.544Mbps，即23B+D。而在欧洲、澳洲及其它国家，一般则是由30个速率为64Kbps的B信道和1个速率也为64Kbps的D信道构成，总的接口速率可达到2.048Mbps，也就是30B+D。

　　下面我们介绍一下N-ISDN所需要的硬件设备，以及其连接方式。

　　图6-9 使用NT1连接

　　NT1是一种ISDN的网络终端设备，一般是ISDN的服务提供商来安装，它有三个端口，一个是电话线路的接入端口，用它与服务提供商的局端连接。另一边，它对用户提供了两个数字接口，由于普通电话无法直接使用数据信号，所以无法直接与它连接，而只有数字电话才能直接连接到NT1上。而计算机要与NT1相连，还必须在计算机上插上一个ISDN适配卡（它与MODEM相似），然后用一根双绞线将它们连接在一起。

　　如果用户需要直接将模拟设备连接在ISDN线路上，则需要另一个设备——TA。下图阐述了使用TA连接ISDN的方法。

　　图6-10 使用TA连接

　　如图所示，首先用双绞线将TA连接到NT1上。计算机则是通过串口电缆与TA连接的，而TA提供了许多模拟接口，所以传真机、普通电话（模拟电话）可以直接连接到TA上。

　　ISDN逐渐成为替代“拔号上网”的新的一种广域连接的方式。但虽然ISDN在速度上毫不逊色于DDN专线，但是ISDN也与拔号上网一样，它的传输信道不是专有的，所以它没有DDN专线那样稳定。另外，ISDN对电话线路的要求也要高于拔号上网，所以在某些地方，ISDN的发展速度缓慢。

　　6.3.4 X.25

　　X.25是历史最悠久的广域数据传输协议。尽管它是所有广域数据传输协议的鼻祖，而且也曾经为广域传输做出了很大的贡献，然而现在它似乎已经走到了尽头，X.25的应用越来越少见了。但由于许多新的协议是从它的基础上衍生出来的，所以我们先回顾一下这个早先的协议。

　　X.25是一个基于分组的、面向连接的传输协议。在X.25网络中，要传送的数据首先被分割成为许多小的可以各自寻址的数据分组，然后将它们传送到目标站。到了目标站，分组再重新组装成为原始的数据。这个用来分割、寻址和重新组装分组的设备称作PDA（分组组装/拆装器），如图所示：X.25网络中的站点由它来连接。

　　图6-11 X.25网络连接示意图

　　由于历史原因，X.25在设计时，网络的传输出错率较高。所以整个设计充分考虑到了可靠性和数据完整性方面。X.25网络通过一个复杂的数据分组确认和差错校验过程来实现。它要求每个分组通过的每个节点都对接收到的数据进行确认。

　　下图说明了它的慢条斯理的分组转发过程。它是将整个分组全部收完后，再转发。

　　图6-12 X.25网络分组转发示意图

　　正是由于它将一大部分的带宽用在了这样的差错校验，所以它成为了一个相对低速的协议，而且现在网络的传输质量越来越好，在差错校验上花太大的力量将是得不偿失的，所以X.25也就越来越不适应现在的网络环境。人们开始朝着更新的协议迈进。

　　但请一定不要忘记，X.25协议可以在网络传输环境不好的情况下提供较好的传输质量，这就是它的要点。

　　6.3.5 FR帧中继

　　作为X.25网络协议的发展，帧中继是一种高性能的广域网协议。它是X.25的一个简化版本，它省去了X.25的一些强健的功能，如提供窗口技术和数据重发功能，这是因为帧中继的设计是基于网络的传输环境已经有了很大的提高的前提下。

　　1990年，Cisco、Digital Equipment、Northern Telecom和StartaCom等公司组成一个联合体，共同开发了帧中继技术。此后，帧中继技术有了迅猛发展。

　　从整个连接上，帧中继与X.25相当类似。但它在数据分组确认和差错校验方法作了很大的简化，而且分组的转发也有了改变。帧中继只要接到分组头，就开始转发，这样进一步提高了速度。

　　但是，需要强调的是，帧中继在网络环境不好的情况下，将无法象X.25那样提供较好的传输质量，而且可能会使用传输质量急剧下降。

　　6.3.6 ATM异步传输模式

　　ATM,是这几年兴起的一种宽带网络技术。许多业界人士都认为ATM技术给计算机网络带来巨大的革新。甚至有些商家认为它是这10年来最有意义的网络技术。

　　1.ATM技术的优缺点

　　虽然我们在这里将ATM技术划在广域网部分来介绍，但ATM却是一种可以将局域网功能、广域网功能、语音、视频和数据集成进一个统一的协议设计。正是它的高度统一性和良好的可扩展性，给计算机网络技术掀开了新的一页。它具有以下特点：

　　1） 速度：ATM支持高达622Mbps的传输率；

　　2） 可扩展性：ATM允许在现存结构中增加带宽和端口密度；

　　3） 高传输质量QoS：它保证了传输服务的QoS，这也是一般网络技术所不具备的；

　　4） 一体化安装：ATM提供了端到端解决方案的潜力，这意昧着它的应用可以从桌面到局域网，一直延伸到广域网。

　　但是ATM绝不能统治未来的网络世界！

　　1） 随着时间的推移，ATM的速度已不再是神