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接取廣域網路 (Access Wide-Area Networks)

接取廣域網路 (Access Wide-Area Networks). 林錦財. 本章提要. 廣域網路簡介 T-Carrier 與 SONET 訊框中繼 (Frame Relay) 非同步傳輸模式 (ATM) 整合服務數位網路 (ISDN) DSL 技術 纜線數據機 (Cable Modem) 遠端遙控與遠端存取服務 虛擬私人網路 (VPN). 廣域網路簡介. 廣義來說 , 傳輸距離可延伸至很大地理範圍的網路 , 便稱做廣域網路 (Wide Area Network) 。

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接取廣域網路 (Access Wide-Area Networks)

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Presentation Transcript

  1. 接取廣域網路(Access Wide-Area Networks) 林錦財

  2. 本章提要 • 廣域網路簡介 • T-Carrier 與 SONET • 訊框中繼 (Frame Relay) • 非同步傳輸模式 (ATM) • 整合服務數位網路 (ISDN) • DSL技術 • 纜線數據機(Cable Modem) • 遠端遙控與遠端存取服務 • 虛擬私人網路 (VPN)

  3. 廣域網路簡介 • 廣義來說, 傳輸距離可延伸至很大地理範圍的網路, 便稱做廣域網路 (Wide Area Network)。 • 目前全球最大的廣域網路, 便是網際網路(Internet), 它是全球網際間互連所形成的超大型網路。它不但跨州越省, 跨越國界, 遍及全球五大洲, 甚至連外太空也在它的傳訊範圍內。

  4. 常見的運作型態 • 由於廣域網路連線的傳輸距離長, 以有線傳輸媒介的建置來說, 必須負擔沿途的土地租購協調與開挖埋線 (或架桿拉線) 工程；若以衛星微波傳訊, 那更是跨國電信公司才能負擔的成本。傳輸系統建置完畢後, 更有後續的不定時搶修與例行性維護工作。

  5. 廣域網路連線的架設工程

  6. 常見的網路線材標準

  7. 末端用戶與傳輸骨幹 • 電信公司開放給大眾租賃的線路通稱為專線 (Dedicated Line)或租線 (Leased Line)。而且自己的機房之間也以專線連接起來, 以提供用戶傳輸距離更長的連線服務。 • 不同的電信公司之間也透過專線互連, 然而隨著電信公司所服務的客戶數量增多, 機房之間專線的可用頻寬與傳輸可靠性也就更加重要。

  8. 末端用戶與傳輸骨幹 • 從連線用戶到電信公司機房之間的廣域網路連線, 我們通稱為末端用戶 (End User)連線；電信公司機房之間的連線, 則稱為傳輸骨幹 (Backbone)連線。

  9. 廣域網路的傳輸模式分類

  10. 自動交換機的原理 • 當發話端要與遠端的收話端通話時，必須透過層層的交換機建立起一條真正即時連接的線路 • 直到雙方通話結束，線路才又釋放出來

  11. 電路交換的特性 • 傳送任何資料之前必須先建立兩端點的連線路徑 • 是一種非常簡便、且值得信賴的基礎通訊模式 • 線路在通話中會一直維繫著 • 直到傳輸結束後立即釋放連線

  12. 封包交換 • 依照CCITT對封包的解釋： • 一段數位訊號的集合，通常包括使用者資料及控制用資料兩部分。使用者資料為真正所要傳送的內容，而控制用的資料則包括如傳送端與接收端的位址、封包前後次序的編號、以及一些錯誤控制碼等。 • 封包交換的基礎傳輸概念是儲存與轉送 • 發送端將資料往接收端傳送時，並不需要事先建立連線路徑，而是直接將資料傳送至預設的交換設備 • 此交換設備若處於閒置狀態，就會依照接收端位址選擇傳送路徑傳下去 • 若繁忙則暫時儲存於緩衝區中等候傳送

  13. 封包交換的傳輸過程

  14. 電路交換與分封交換的比較

  15. 細胞交換的誕生 • 乙太網路中資料傳輸的封包大小是允許不一樣的 • 資料封包的大小必須介於46Byte到1500Byte之間 • 其實大小不固定的封包反而會造成處理設備額外的負擔 • 每個封包大小固定的協定因而產生

  16. 封包交換與細胞交換的比較

  17. 廣域網路實體層的傳輸方式 • 公共交換電話網路(Public Switched Telphone Networks，簡稱PSTN) • T-Carrier (Trunk Carrier) • 同步光纖網路 SONET(Synchronous Optical Network) • 同步數位階層(Synchronous Digital Hierarchy)

  18. T-Carrier 與 SONET • 在眾多廣域網路骨幹傳輸技術中, 屬於實體層規格的有 T-Carrier與 SONET。 • 運作範圍向上包含鏈結層的標準則有Frame Relay (訊框中繼)與 ATM (非同步傳輸模式)。

  19. 公共交換電話網路(PSTN) • 是指我們家庭透過實體電話線路，彼此連接所形成的大眾電信網路 • 目前台灣的PSTN系統主要是由中華電信所建構與管理，採用美國AT&T公司的階層式架構 • 依據功能屬性分別為 • 端局(End Office，簡稱EO) • 長途電話中心局(TollCenter，簡稱TC) • 主中心局(Primary Center，簡稱PC) • 國際電話交換中心(International Switching Center，簡稱ISC)

  20. 利用PSTN撥接上網 • 利用數據機撥接至ISP業者處，再透過業者的網路系統連上網際網路，目前這仍是大多數人上網所使用的模式

  21. 利用xDSL寬頻上網 • xDSL利用先進的數位訊號處理方式，以及多重編碼的資料演算法，將原本頻帶分割成下載(Downstream)、上傳(Upstream)及語音等三個頻帶 • 具有雙向頻寬相同的DSL(數位用戶迴路)、適合高速傳輸的HDSL(高速數位用戶迴路)、及雙向頻寬不等的ADSL(非對稱式數位用戶迴路)等產品類型

  22. ADSL上網架構圖

  23. T-Carrier(Trunk Carrier ) • AT&T 公司從 1957 年開始發展 T-Carrier (Trunk Carrier, 主幹傳輸媒體) 傳輸技術, 最初的發展目標是希望透過數位傳輸技術, 在一條傳輸線路上傳遞多個即時語音通訊, 所以便透過分時多工(Time Division Multiplexing, TDM) 技術同時進行多通道語音通話。 • 類比的語音訊號經過取樣程序轉換成數位資料, 再傳遞出去。

  24. T-Carrier 的傳輸媒體 • T-Carrier 家族裡第一個成員為 T1, 它的傳輸速率是 1.544 Mbps。 • 採用兩對雙絞線當作傳輸媒體, 其中一對絞線用來發送資料, 另一對絞線則用來接收資料, 所以支援全雙工傳輸模式。

  25. T-Carrier 的傳輸媒體 • 當初 T1 透過分時多工技術劃分出 24 個64Kbps 的傳輸通道, 是希望透過 24 個傳輸通道同時支援 24 個即時語音通訊。 • 然而隨著時代改變, 現今的電信公司卻轉用這項技術來提供傳輸速率較低 (且價錢較低廉) 的連線服務。

  26. T-Carrier 的傳輸媒體 • 連線用戶若僅需要傳輸速率 512Kbps 的廣域連線, 那就開放 8 個 64Kbps 傳輸通道供其使用。這種僅使用了部分傳輸通道的 T1 連線, 便稱做部分型 T1。 • 除了 T1 以外, T-Carrier 家族裡陸續有其它傳輸速率更高的成員問世, 隨著傳輸速率的要求持續增高, 亦開始採用同軸纜線、多模光纖、微波傳訊等其它傳輸媒介。

  27. T-Carrier 的傳輸速率 • T-Carrier 家族成員的傳輸速率依照數位訊號 (Digital Signal, DS) 規格劃分等級, 北美與歐洲的分法稍有差異：

  28. T-Carrier 的傳輸速率

  29. T-Carrier 的傳輸速率 • 其中以北美版本的 T-Carrier 傳輸規格來說, 各成員所承載的傳輸通道數量剛好成簡單的倍數比：

  30. T-Carrier 的傳輸速率

  31. SONET • 1984 年 AT&T 公司分家後, 許多電信公司各自發展自家的高速連線技術, 卻使得各種高速連線之間難以互通。 • 為了順利銜接各種不同的高速光纖連線, 後來 Bellcore (也就是現今的 Telcordia) 公司推出了 SONET (Synchronous Optical NETwork, 同步光纖網路) 技術, 劃分出各種 OC (Optical Carrier, 光學媒體) 等級的光纖連線傳輸速率, 讓各家光纖連線互連時能有個參考的依據。

  32. SONET/SDH 目前同步光纖網路的標準主要分為北美標準的SONET(Synchronous Optical Network)，與國際電信聯盟(ITU-T) 的同步數位階層(Synchronous Digital Hierarchy) • 此兩套標準合稱為SONET/SDH。

  33. Figure 9.10SONET實體架構 塞取多工器 再生器 SONET 是一同步 TDM 系統，由一個主時鐘所控制

  34. Figure 9.14STS 多工multiplexing

  35. Figure 9.11SONET 同步傳輸訊號(STS)-1訊框格式 SPE: 同步酬載套封 (Synchronous payload envelope) 包括Transmission overhead與user data

  36. Figure 9.12資料速率(Data rate)

  37. SONET 傳輸速率

  38. Table 9.1 SONET rates

  39. Figure 9.13虛擬從屬類型(Virtual Tributary types) DS-1 CEPT-1 DS-1

  40. SONET 傳輸速率 • 儘管 SONET 規格中的最基本傳輸速率為 OC-1 的 51.84Mbps, 但是固網業者提供的高速光纖傳輸服務卻是從 OC-3 的155.52Mbps 開始起跳, 沒有業者提供低於 OC-3 以下傳輸速率的高速光纖傳輸服務。 • 所以表 6-4 的相對傳輸速率欄位中另外列出各種等級傳輸速率與 OC-3 的相對速率比。

  41. 廣域網路連結層的傳輸協定 • 高階資料連線控制(HDLC) • 序列連線協定(SLIP) • 點對點連線協定(PPP) • 訊框傳送(Frame Relay) • 整合式服務數位網路(ISDN) • 非同步傳輸模式(ATM)

  42. 資料連結層的封裝標準

  43. 資料鏈結層最主要的功能 • 決定實體層的位元資料如何組合成框架(frame) • 處理點對點的傳輸錯誤(error control) • 流量的控制與調整(flow control) • 框架傳送的多工處理

  44. 高階資料連線控制(HDLC) • HDLC為位元導向的協定 • HDLC框架的內容包含 • 檢測每個框架起始位置的同步位元欄 • 記錄框架的發送端位址與目的端位址的位址欄 • 標明框架序號與上下層服務埠的流量及服務控制欄 • 檢查框架是否發生傳輸錯誤的錯誤控制欄

  45. 序列連線協定(SLIP) • SLIP是由Rick Adams在1984年所制定的一種使用數據機撥接線路，能讓SUN工作站連結至網際網路的協定 • SLIP不作任何錯誤偵測 • SLIP只支援TCP/IP，不提供身份認證 • 不支援DHCP動態指定IP • SLIP並不是一個驗證過的標準協定

  46. 點對點連線協定(PPP) • PPP採用字元連結導向而非位元連結導向 • 處理錯誤偵測 • 支援多重路由協定 • 允許連接過程協商與分配IP • 具備身份驗證 • 幾乎改善所有SLIP的缺失

  47. 訊框中繼(Frame Relay)

  48. 訊框中繼 (Frame Relay) 概念 • 訊框中繼(Frame Relay)原本為擴充ISDN而發展。其設計目的在使電路交換技術得以在分封交換網路上傳輸資料。此已獨立成為一個建立WAN具成本效益的技術。 • 較專線便宜

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