第4章 计算机广域网及应用

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1、第4章计算机广域网及应用1【本章目标】一般来说，公用的计算机通信网络采用的是计算机广域网技术。本章首先介绍计算机广域网的概念，网络拓扑结构设计以及计算机广域网中的通信技术，然后介绍实现计算机广域网通信的常用的标准和通信系统，包括X.25、DDN、帧中继、ATM等。2【本章要点】1计算机广域网概念2网络拓扑结构及其设计，本地接入网设计，干线网设计3数据交换技术：电路交换技术，报文交换技术，分组交换技术4计算机网络中流量控制及路径选择5X.25网络系统，中国公用分组交换数据网CHINAPAC6DDN数字数据网络系统7帧中继网络技术8ATM网络技术34.1计算机广域网概述广域网（WideAreaNe

2、twork，简称WAN）是应用远程通信设施，为用户提供对远程用户之间快速信息交换的系统。也就是说，广域网是一种用远程通信设施将相距较远的独立的计算机连接起来组成的复合系统。4广域网的特点（与局域网相比）作用范围广通信介质非专用通信方式多样通信管理复杂通信效率较低服务范围广网络性能侧重于信息的传输投资大。局域网投资少，不需要很高的运行费用5广域网的特点总结（与局域网相比）广域网的基本特征是范围大。一般采用公用通信设施，需支付通信费用。6通信设施由于广域网的作用范围大，计算机网络发展初期采用了当时已有的覆盖面大的电话网和模拟专线完成通信。随着网络技术、通信技术和网络应用的发展，远程通信设施也得到了

3、很大的发展，并且在继续发展中。以下是目前应用于广域网的几种远程通信设施。7通信设施公用电话网PSTN模拟专线X.25公用分组交换网数字数据网DDN帧中继甚小天线终端VSAT综合业务数字网（ISDN）IP网8通信设施上述远程通信设施本身就是通信网络，可以传送数据，除非行业专用，都向社会公众开放。在这些通信网络的基础上组建计算机广域网，简化了广域网的建设。目前，广域网的建设一般采用ATM网和ＤＤＮ网及帧中继、IP网。94.2网络拓扑结构及其设计4.2.1网络拓扑设计的基本概念4.2.2本地接入网的拓扑设计4.2.3干线网的设计104.5.1网络拓扑设计的基本概念给定用户终端的位置，给定吞吐量、时延

4、和可靠性要求，设计网络的结构，进行流量和容量分配，使费用最小。设全网共有N个节点；则有N(N-1)/2个可能的点到点传输链路，这些链路的每一种组合都是一种网络结构。故总的结构数为：2N（N-1）/211步骤结构设计容量分配满足要求？结束结构微调N12网络的一般结构干线网本地接入网干线网集中器用户点干线网一般为分布式结构，本地接入网一般为星形和总线形。13拓扑设计的一般方法（1）干线网设计：·根据可靠性要求设计连接结构。·根据时延和吞吐量要求分配各线路容量。（2）本地接入网·集中器选址·用户点分配·终端布局（3）具体方法：优化决策问题·建立数学模型。·理论分析或计算机模拟求最佳解

5、。144.2.2本地接入网设计由于不同的集中器选址方案对应于不同的用户点分配方案故其步骤如下：设有m个可供集中器选择的地址，加IMP共m＋1个，可供选择的方案共有2m(m+1)/2按照选址个数逐步增加或逐步减少的顺序，依次计算集中器个数相等时的最小费用，并将后一次算得的费用与前一次比较，若小于前一次则继续算；否则，前一次的方案为最佳方案。15012……………………mm+1显然这必须掌握在固定集中器位置情况下进行用户点分配使费用最小的方法。164.5.3干线网设计1、设计过程（1）根据可靠性设计结构;（2）根据时延和吞吐量要求按费用最小准则，分配业务流量和链路容量;（3）计算时延和吞吐量

6、，若不满足要求则重新开始，若满足要求则（4）计算费用（5）扰动优化.172、结构设计·边连通度·节点连通度边连通度为2，节点连通度为1的网络183、容量计算：F＝f（Ci，λi，r，T）F：总费用；Ci：链路i的容量；λi：链路i的业务量；r：总业务吞吐量；T：网络平均时延。求F对Ci的偏导数并令为0即可得到容量分配结果。也可以采用按比例等方法分配容量。4、根据第3步得到的容量，计算时延和吞吐量，若不满足要求则重新开始，若满足要求则计算网络建设的费用5、扰动优化，以期得到更优的结构。194.3数据交换技术4.3.1电路交换技术4.3.2报文交换技术4.3.3分组交换技术4.3.4几种

7、交换方式的比较204.3数据交换技术这是网络通信的特点之一。数据交换技术是指在任意拓扑结构的通信网络中，通过网络节点的某种转换方式实现任意两个或多个节点之间数据传输的技术。目前常用的数据交换技术有电路交换技术、报文交换技术、分组交换技术和其它一些高速的数据交换技术。214.3.1电路交换技术22电路交换举例A和B通话经过四个交换机通话在A到B的连接上进行((((交换机交换机交换机交换机用户线用户线