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01
1.1 WAN接入 为企业提供集成的服务
1.1.1 WAN（Wide Area Network ,广域网）简介
1、什么是 WAN？
WAN 是一种超越 LAN 地理范围的数据通信网络。
LAN：10-10000m（10Km以内）
MAN：10-100Km
WAN：100Km以上
2、WAN 与 LAN 的不同之处在于：
LAN 连接一栋大楼内或其它较小地理区域内的计算机、外围设备和其它设备，WAN 则允许跨越更远的地理距离传输数据。此外，企业必须向 WAN 服务提供商订购服务才可使用 WAN 电信网络服务。而 LAN 通常归使用 LAN 的公司或组织所有。
3、WAN 有三大特性，分别是：
WAN 中连接设备跨越的地理区域通常比 LAN 的作用区域更广；
WAN 使用运营商（Service Provider）（例如电话公司、电缆公司、卫星系统和网络提供商）提供的服务；
WAN 使用各种类型的串行连接提供对大范围地理区域带宽的访问功能。
4、为何需要 WAN？
分区或分支机构的员工需要与总部通信并共享数据。
组织经常需要与其它组织远距离共享信息。
经常出差的员工需要访问公司网络信息。
1.1.2 蓬勃发展的企业
1、企业及其网络
SMB（Small Busine Office，小办公室）：只有一个局域网
Campus（园区）：多个 LAN
Branch（分支机构）：WAN
Distributed(Global)（分布式网络）：全球
1.1.3 不断拓展的网络模型
1、分层设计模型
2、分层网络模型
1）接入层（Acce Layer）：允许用户访问网络设备。在网络园区中，接入层通常由 LAN 交换设备和端口组成，端口用于连接工作站和服务器。在 WAN 环境中，可以通过 WAN 技术为远程工作者或远程站点提供访问公司网络的功能。
2）分布层（Distribution Layer）：由众多配线间聚合而成，使用交换机将工作组划分为一个个网段，并隔离园区环境中的网络问题。同样，分布层将 WAN 连接聚合在园区网的边缘并进行策略性的连接。
3）核心层（Core Layer）：亦称为主干（Backbone），高速主干，其设计目标是尽可能迅速地交换数据包。由于核心层对网络连接非常关键，因此它必须具备很高的可用性并且能够非常迅速地适应环境的变化。还应提供良好的可扩展性和快速收敛功能。
3、企业体系结构中的模块
1）企业园区网体系结构：园区网是指一栋大楼或一群大楼连接而成的企业网络，园区网由多个 LAN 组成。
2）企业边缘体系结构：该模块负责连接企业外部的语音、视频和数据服务。
3）企业分支机构体系结构：此模块允许企业将园区网上的应用程序和服务扩展到成千上万的远程位置和用户，或者扩展到某些小分支机构。
4）企业数据中心体系结构：数据中心负责管理和维护许多数据系统，这些系统对现代企业的运营至关重要。
5）企业远程办公体系结构：
1.2 WAN技术的概念
1.2.1 WAN技术的概述
1、WAN 和 OSI 模型
WAN 操作主要集中在第 1 层和第 2 层上。WAN 接入标准通常同时介绍物理层传输方法和数据链路层的需求，包括物理地址、流量控制和封装。WAN 接入标准由许多知名的机构制定，这些机构包括国际标准化组织(ISO)、电信工业协会(TIA)和电子工业联盟(EIA)。
1.2.2 WAN物理层概念
1、WAN 物理层术语
1）用户驻地设备(Customer Premises Equipment，CPE)— 位于用户驻地的设备和内部布
线，用户驻地设备连接到运营商的电信信道。用户可以从服务提供商处购买 CPE 或租用 CPE。
2）数据通信设备(DCE)— 也称为数据电路终端设备，DCE 由将数据放入本地环路的设
备组成。DCE 主要提供一个接口，用于将用户连接到 WAN 网云上的通信链路。
3）数据终端设备(DTE)— 传送来自客户网络或主机计算机的数据以便在 WAN 上传输的客户设备。DTE 通过 DCE 连接到本地环路。
4）分界点 — 大楼或园区中设定的某个点，用于分隔客户设备和服务提供商设备。在物理
上，分界点是位于客户驻地的接线盒，用于将 CPE 电缆连接到本地环路。
5）本地环路（Local Loop）— 将用户驻地的 CPE 连接到服务提供商中心局的铜缆或光
纤电话电缆。本地环路有时也叫做“最后一公里（last-mile）”。
6）中心局(Central Office ,CO)— 本地服务提供商的设备间或设备大楼，本地电话电缆在此通过交换机和其它设备系统连接到全数字长途光纤通信线路。
2、WAN 物理层的设备
1）调制解调器（Modem）：调制模拟载波信号以便编码为数字信息，还可接收调制载波信
号以便对传输的信息进行解码。包括Dial Modem（拨号调制解调器）；DSL Modem（用户数字线路调制解调器），Cable Modem（电缆调制解调器）。
2）CSU/DSU — 数字线路（例如 T1 或 T3 电信线路）需要一个通道服务单元(CSU)和
一个数据服务单元(DSU)。这两者经常合并到同一个名为 CSU/DSU 的设备中。CSU 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完整性。DSU 将 T 载体线路帧转换为 LAN 可以解释的帧，也可逆向转换。也叫协议转换器/协转，基带Modem。
3）接入服务器 — 集中处理拨入和拨出用户通信。接入服务器可以同时包含模拟和数字接
口，能够同时支持数以百计的用户。如Bars设备。
4）WAN 交换机 — 电信网络中使用的多端口互连设备。这些设备通常交换帧中继、ATM
或 X.25 之类的流量并在 OSI 参考模型的数据链路层上运行。在网云中还可使用公共交换电话网(PSTN)交换机来提供电路交换连接，如综合业务数字网络(ISDN)或模拟拨号。
5）路由器 — 提供网际互连和用于连接服务提供商网络的 WAN 接入接口端口。
6）核心路由器 — 驻留在 WAN 中间或主干（而非外围）上的路由器。
3、WAN 物理层标准
1)EIA/TIA-232：RS232（64Kbps）
2)EIA/TIA-449/530（2Mbps）
3)EIA/TIA-612/613(HSSI)（62Mbps）
4)V.35：支持使用 34 针矩形连接器实现高达 2.048 Mb/s 的速度。
5)X.21
6)POS（Packet Over SDH）：最高可达10Gbps
7)ATM：155Mbps
1.2.3 WAN数据链路层的概念
1、最常用的 WAN 数据链路协议有：
1)HDLC
2)PPP
3)帧中继（Frame Relay）
4)ATM（异步传输模式）
2、WAN 封装
WAN帧=标志+帧头（地址+控制+协议）+数据+FCS+标志
3、WAN 帧的封装格式
1）标志（Flag）：帧的开头和末尾都是一个 8 位标志字段。该 8 位字段的形式是 01111110。
2）地址（Addre）：广播地址，WAN 链路几乎总是点对点传输的，因此不需要地址字段。
但该字段仍然存在，长度为 1 到 2 字节。点到点链路地址是11111111；帧中继的帧地址字段是DLCI号。
3）控制（Conrtrol）：控制字段依赖于具体的协议，但一般都表示数据内容是控制信息还是
网络层数据。控制字段通常为 1 个字节
4）地址字段和控制字段合称为帧头。控制字段后面便是经过封装的数据。随后，帧校验序
列(FCS)使用循环冗余校验(CRC)机制来建立一个 2 或 4 字节的字段。
1.2.4 WAN交换的概述
1、电路交换（Circuit Switching）
1）电路交换网络是指在用户通信之前在节点和终端之间建立专用电路（或信道）的网络。
2）PSTN（Public Switching Telephone Network，公共交换电话网络）和ISDN（综合业务
数字网络）是企业环境中架设 WAN 时可能用到的两种电路交换技术。
2、包/分组交换（Packet Switching）
1）分组交换将流量数据分割成数据包，在共享网络上路由。分组交换网络不需要建立电路，它们允许许多节点对通过同一信道通信。
2）分组交换网络中的交换机根据每个数据包中的寻址信息确定必须在哪条链路上发送数
据包。决定链路的方法有两种：无连接或面向连接。
无连接系统（例如 Internet）的每个数据包中都需要携带完整的寻址信息。每台交
换机都必须计算地址来确定将数据包发到何处。
面向连接的系统则预先确定数据包的路径，每个数据包只需携带标识符。在帧中继
中，这些标识符叫做数据链路连接标识符(DLCI)。
虚电路（Vitrual Circuit ,VC）：
分组交换网络会通过交换机建立实现特定端对端连接的路由，这些路由叫做虚电路。
永久虚电路(PVC)— 永久建立的虚电路，它只有一种模式：数据传输。PVC 用于设备之间需要持续传输数据的情形。
交换虚电路(SVC)— 按需动态建立并在传输完成时终止的 VC。
3）分组交换或信元交换连接的例子有：
X.25
帧中继（Frame-Relay）
ATM（异步传输模式）
1.3 WAN连接方案
1.3.1 WAN链路连接
1、私有（Private）WAN 连接方案：私有 WAN 连接包括专用通信链路和交换通信链路两
种方案。
1）专用通信链路：需要建立永久专用连接时，可以使用点对点线路，其带宽受到底层物理
设施的限制，同时也取决于用户购买这些专用线路的意愿。点对点链路通过提供商网络预先建立从客户驻地到远程目的位置的 WAN 通信路径。点对点线路通常向运营商租用，因此也叫做租用线路（Leased Line）。如DDN（Digital Data Network，数字数据网络）；SDH（数字线路）
2）交换通信链路：交换通信链路可以是电路交换（如ISDN、模拟拨号(PSTN)）或分组交
换（Frame Relay，帧中继、ATM（异步传输模式）、城域以太网）
2、公共 WAN 连接方案
公共连接使用全球 Internet 基础架构。直到最近，对许多企业来说，Internet 都不是可行的网络方案，因为端对端的 Internet 连接存在严重的安全风险，而且缺乏充分的性能保证。不过，由于 VPN 技术的诞生，现在，在性能保证并非关键因素的情况下，Internet 已成为连接远程工作人员和远程办公室的经济又安全的方案。Internet WAN 连接链路通过宽带服务（例如 DSL、电缆调制解调器和无线宽带）提供网络连接，同时利用 VPN 技术确保 Internet 传输的隐私性。
1.3.2 专用连接链路方案
1、租用线路（Lease Line）：在需要永久专用连接时，可利用点对点链路通过提供商网络预
先建立从客户驻地到远程目的位置的 WAN 通信路径。点对点线路通常向运营商租用，因此叫做租用线路。
T1：1.544Mbps
E1：2.048Mbps
E3：34.064Mbps
T3：44.736Mbps
如果使用租用线路解决方案连接多个站点，而站点之间的距离不断增大时，其成本将会非常高昂。但是，有时租用线路还是利大于弊。专享带宽消除了端点之间的延时或抖动。租用线路的类型包括：DDN、数字电路（SDH）
1.3.3 电路交换的连接方案
1、模拟拨号（Analog Dialup）：使用Modem和语音电话网络（PSTN）建立的间断性WAN
连接；56Kbps。调制解调器和模拟线路的优势是简单、可用性高，以及实施成本低。缺点是数据传输速度慢，需要较长的连接时间。对于点对点流量来说，这种专用电路具有延时短、抖动小的优点；但对于语音或视频流量，此电路较低的比特率则不够用。
2、综合业务数字网络（ISDN）：
基本速率接口(BRI)：2B+D=（2B信道（64Kbps）+D信道（16Kbps）
主速率接口(PRI)：
T1=23B+D（北美）=1.544Mbps
E1=30B+D=2.048Mbps（欧洲）
1.3.4 分组交换的连接方案
1、当今企业 WAN 网络中最常用的分组交换技术有：
1)帧中继：帧中继可提供高达 4Mb/s 的数据速率，而某些提供商甚至可以提供更高的速
率。
2)ATM：能够支持 T1/E1 到 OC-12(622 Mb/s)乃至更高的链路速度。
3)X.25（2400 b/s 到 2 Mb/s）
1.3.5 Internet连接方案
1、Internet连接方案类型：
1）宽带服务：DSL（数字用户线路）；电缆调制解调器（Cable Modem）、无线宽带
（CDMA/GPRS/3G）
2）互联网专线：商务光纤
2、VPN 技术
1）当远程工作人员或远程办公室使用宽带服务通过 Internet 访问公司 WAN 时，会带来
一定的安全风险。为解决安全隐患，宽带服务提供虚拟专用网络(VPN)的功能，通过 VPN 连接到通常位于公司站点的 VPN 服务器。
2）VPN 的优势：节省成本；安全性、可扩展性、与宽带技术的兼容性
3）VPN 接入的类型：站点到站点 VPN（Site-to-Site VPN）；远程访问 VPN（Remote Acce
VPN）
3、城域以太网（Metro Ethernet）
1）城域以太网：城域以太网是一项迅速发展的网络技术，它将以太网拓展为电信公司运营的公共网络。IP 感知型以太网交换机让服务提供商能够提供融合语音、数据和视频服务（例如 IP 电话、视频流、图像和数据存储）的企业网络。通过将以太网拓展到整个城区，公司可以让其远程办公室可靠地访问公司总部 LAN 中的应用程序和数据。
2）城域以太网的优势包括：
1)降低费用和管理开销
2)方便与现有网络相集成3)提高企业生产效率
1.3.6 选择 WAN 链路连接
1.WAN 的用途是什么？
2.地理范围如何？
3.流量要求如何？
4.WAN 应该使用私有还是公共基础架构？
5.对于私有 WAN，应该选择专用链路还是交换链路？
6.对于公共 WAN，您需要何种类型的 VPN 接入？
7.当地提供哪些连接方案？
8.可用连接方案的成本如何？
