廣域網

廣域網

連接不同地區局域網計算機通信的遠程網
廣域網(WAN,Wide Area Network)也稱遠程網(long haul network)。其通常跨接很大的物理範圍,所覆蓋的範圍從幾十公裡到幾千公裡,它能連接多個城市或國家,或橫跨幾個洲并能提供遠距離通信,形成國際性的遠程網絡。覆蓋的範圍比局域網(LAN)和城域網(MAN)都廣。廣域網的通信子網主要使用分組交換技術。廣域網的通信子網可以利用公用分組交換網、衛星通信網和無線分組交換網,它将分布在不同地區的局域網或計算機系統互連起來,達到資源共享的目的。如因特網(Internet)是世界範圍内最大的廣域網。廣域網是由許多交換機組成的,交換機之間采用點到點線路連接,幾乎所有的點到點通信方式都可以用來建立廣域網,包括租用線路、光纖、微波、衛星信道。而廣域網交換機實際上就是一台計算機,有處理器和輸入、輸出設備進行數據包的收發處理。
    中文名:廣域網 外文名:Wide Area Network(WAN) 所屬學科: 範圍:幾十公裡到幾千公裡 傳輸速度:56kbps到155Mbps 别名:遠程網RCN

定義

廣域網(Wide Area Network ,簡稱WAN)是一種跨地區的數據通訊網絡,通常包含一個國家或地區。廣域網通常由兩個或多個局域網組成。計算機常常使用電信運營商提供的設備作為信息傳輸平台,例如通過公用網,如電話網,連接到廣域網,也可以通過專線或衛星連接。國際互聯網是目前最大的廣域網。對照OSI (Open System Interconnect,開放式系統互連)參考模型,廣域網技術主要位于底層的3個層次,分别是:物理層、數據鍊路層和網絡層。

特點

1、主要提供面向通信的服務,支持用戶使用計算機進行遠距離的信息交換。

2、覆蓋範圍廣,通信的距離遠,需要考慮的因素增多,如媒體的成本、線路的冗餘、媒體帶寬的利用和差錯處理等。

3、由電信部門或公司負責組建、管理和維護,并向全社會提供面向通信的有償服務、流量統計和計費問題。

類型

廣域網根據網絡使用類型的不同可以分為公共傳輸網絡、專用傳輸網絡和無線傳輸網絡。

公共傳輸網絡

公共傳輸網絡一般是由政府電信部門組建、管理和控制,網絡内的傳輸和交換裝置可以提供(或租用)給任何部門和單位使用。

公共傳輸網絡大體可以分為兩類:

電路交換網絡,主要包括公共交換電話網(PSTN)和綜合業務數字網(ISDN)。

分組交換網絡,主要包括X.25分組交換網、幀中繼和交換式多兆位數據服務(SMDS)。

專用傳輸網絡

專用傳輸網絡是由一個組織或團體自己建立、使用、控制和維護的私有通信網絡。一個專用網絡起碼要擁有自己的通信和交換設備,它可以建立自己的線路服務,也可以向公用網絡或其他專用網絡進行租用。

專用傳輸網絡主要是數字數據網(DDN)。DDN可以在兩個端點之間建立一條永久的、專用的數字通道。它的特點是在租用該專用線路期間,用戶獨占該線路的帶寬。

無線傳輸網絡

無線傳輸網絡主要是移動無線網,典型的有GSM和GPRS技術等。

實例

常用的廣域網包括公用電話交換網( PSTN)、分組交換網(X.25)、數字數據網(DDN)、幀中繼(FR)、交換式多兆位數據服務(SMDS)和異步傳輸模式(ATM)等。

PSTN

公共電話交換網( Public SwITched Telephone Network,PSTN)是以電路交換技術基礎的用于傳輸模拟話音的網絡。全世界的電話數目早已達幾億部,并且還在不斷增長。要将如此之多的電話連在一起并能很好地工作,唯一可行的辦法就是采用分級交換方式。

電話網概括起來主要由三個部分組成:本地回路、幹線和交換機。其中幹線和交換機一般采用數字傳輸和交換技術,而本地回路(也稱用戶環路)基本上采用模拟線路。由于PSTN的本地回路是模拟的,因此當兩台計算機想通過PSTN傳輸數據時,中間必須經雙方Modem實現計算機數字信号與模拟信号的相互轉換。

PSTN是一種電路交換的網絡,可看作是物理層的一個延伸,在PSTN内部并沒有上層協議進行差錯控制。在通信雙方建立連接後電路交換方式獨占一條信道,當通信雙方無信息時,該信道也不能被其他用戶所利用。

用戶可以使用普通撥号電話線或租用一條電話專線進行數據傳輸,使用PSTN實現計算機之間的數據通信是最廉價的,但由于PSTN線路的傳輸質量較差,而且帶寬有限,再加上PSTN交換機沒有存儲功能,因此PSTN隻能用于對通信質量要求不高的場合。目前通過PSTN進行數據通信的最高速率不超過36Kbps。

X.25

X.25是在20世紀70年代由國際電報電話咨詢委員會CCITT制定的“在公用數據網上以分組方式工作的數據終端設備DTE和數據電路設備DCE之間的接口”。X.25于1976年3月正式成為國際标準, 1980年和1984年又經過補充修訂。從ISO/OSI體系結構觀點看,X.25對應于OSI參考模型底下三層,分别為物理層、數據鍊路層和網絡層。

X.25的物理層協議是X.21,用于定義主機與物理網絡之間物理、電氣、功能以及過程特性。實際上支持該物理層标準的公用網非常少,原因是該标準要求用戶在電話線路上使用數字信号,而不能使用模拟信号。作為一個臨時性措施,CCITT定義了一個類似于大家熟悉的RS232标準的模拟接口。

X.25的數據鍊路層描述用戶主機與分組交換機之間數據的可靠傳輸,包括幀格式定義、差錯控制等。X.25數據鍊路層一般采用高級數據鍊路控制HDLC協議。

X.25的網絡層描述主機與網絡之間的相互作用,網絡層協議處理諸如分組定義、尋址、流量控制以及擁塞控制等問題。網絡層的主要功能是允許用戶建立虛電路,然後在已建立的虛電路上發送最大長度為128個字節的數據報文。報文可靠且按順序到達目的端。X.25網絡層采用分組級協議(PLP)。

X.25是面向連接的,它支持交換虛電路( Switched Virtual Circuit,SVC)和永久虛電路PVC(Permanent Virtual Circuit)。交換虛電路(SVC)是在發送方向網絡發送請求建立連接報文要求與遠程機器通信時建立的。一旦虛電路建立起來,就可以在建立的連接上發送數據,而且可以保證數據正确到達接收方。X.25同時提供流量控制機制,以防止快速的發送方淹沒慢速的接收方。永久虛電路(PVC)的用法與SVC相同,但它是由用戶和長途電信公司經過商讨面預先建立的,因而它時刻存在,用戶不需要建立鍊路而可直接使用它。PVC類似于租用的專用線路。

DDN

數字數據網( Digital Data Network,DDN)是一種利用數字信道提供數據通信的傳輸網,它主要提供點到點及點到多點的數字專線或專網。

DDN由數字通道、DDN結點、網管系統和用戶環路組成。DDN的傳輸介質主要有光纖、數字微波、衛星信道等。DDN采用了計算機管理的數字交叉連接( Data CrossConnection,DXC)技術,為用戶提供半永久性連接電路,即DDN提供的信道是非交換、用戶獨占的永久虛電路( PVC)。一旦用戶提出申請,網絡管理員便可以通過軟件命令改變用戶專線的路由或專網結構,而無須經過物理線路的改造擴建工程,因此DDN極易根據用戶的需要,在約定的時間内接通所需帶寬的線路。

DDN為用戶提供的基本業務是點到點的專線。從用戶角度來看,租用一條點到點的專線就是租用了一條高質量、高帶寬的數字信道。用戶在DDN上租用一條點到點數字專線與租用一條電話專線十分類似。DDN專線與電話專線的區别在于:電話專線是固定的物理連接,而且電話專線是模拟信道,帶寬窄、質量差、數據傳輸率低;而DDN專線是半固定連接,其數據傳輸率和路由可随時根據需要申請改變。另外,DDN專線是數字信道,其質量高、帶寬寬,并且采用熱冗餘技術,具有路由故障自動迂回功能。

幀中繼

幀中繼( Frame Relay,FR)技術是由X.25分組交換技術演變而來的。FR的引入是由于過去20年來通信技術的改變。20年前,人們使用慢速、模拟和不可靠的電話線路進行通信,當時計算機的處理速度很慢且價格比較昂貴。結果是在網絡内部使用很複雜的協議來處理傳輸差錯,以避免用戶計算機來處理差錯恢複工作。

随着通信技術的不斷發展,特别是光纖通信的廣泛使用,通信線路的傳輸率越來越高,而誤碼率卻越來越低。為了提高網絡的傳輸率,幀中繼技術省去了X.25分組交換網中的差錯控制和流量控制功能,這就意味着幀中繼網在傳送數據時可以使用更簡單的通信協議,而把某些工作留給用戶端去完成,這樣使得幀中繼網的性能優于X.25網,它可以提供1.5Mbps的數據傳輸率。

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