WAN與OSI參考模型

發(fā)布時(shí)間： 2022-09-21 09:50:57

WAN與OSI參考模型，WAN使用OSI參考模型的分層方式進(jìn)行封裝，其做法類(lèi)似于LAN，但主要重點(diǎn)在于物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。

WAN標(biāo)準(zhǔn)通常是在描述物理層傳送方式與數(shù)據(jù)鏈路層操作，包括尋址、數(shù)據(jù)流控制與封裝。WAN標(biāo)準(zhǔn)由許多經(jīng)認(rèn)可授權(quán)的組織定義及管理，其中包括下列機(jī)構(gòu)：

● 國(guó)際電信聯(lián)盟的電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(mén)(ITU-T)，亦即前國(guó)際電話與電報(bào)咨詢委員會(huì)(CCITT)

● 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)

● 網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)工程任務(wù)編組(IETF)

● 電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)

● 電信工業(yè)協(xié)會(huì)(TIA)

1.物理層

WAN物理層協(xié)議描述了如何提供WAN服務(wù)的電子、機(jī)械、程序及功能方面的連接。大多數(shù)WAN都需要通信服務(wù)提供商、交換電信公司(例如網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商)，或郵局、電話和電報(bào)(PTT)代理商提供的互聯(lián)架構(gòu)。

WAN的物理層描述了連接方式，WAN的連接基本上屬于以下三種類(lèi)型，如圖1 8-8所示。

圖1 物理層所描述的關(guān)于WAN的三種連接方式

● 專(zhuān)用或?qū)＞€連接

● 電路交換連接

● 包交換連接

WAN物理層也描述了DTE與DCE之間的接口。一般而言，DE是服務(wù)提供商設(shè)備，而DTE則是用戶連接設(shè)備，如圖2所示。

圖2 DTE與DCE之間的連接

它們之間的連接無(wú)論是包交換或?qū)＞€，還是電路交換，很多都使用同步或異步串行連接。如圖3所示，許多物理層標(biāo)準(zhǔn)定義了DTE與DCE之間的接口管理規(guī)則，同時(shí)思科的設(shè)備也支持如下的標(biāo)準(zhǔn)。

圖3 DTE與DCE之間的物理層描述的接口標(biāo)準(zhǔn)

● EIA/TIA-232標(biāo)準(zhǔn)：這是一種非常常見(jiàn)的物理層接口標(biāo)準(zhǔn)，由EIA與TIA共同開(kāi)發(fā)，支持信號(hào)速度可達(dá)64Kb/s的非平衡式電路。它和V.24規(guī)格相當(dāng)類(lèi)似，這也就是原有的RS-232。此標(biāo)準(zhǔn)已采用多年(思科設(shè)備支持此標(biāo)準(zhǔn))。

● EIA/TIA-449標(biāo)準(zhǔn)：常見(jiàn)的物理層接口標(biāo)準(zhǔn)，由EIA與TIA共同開(kāi)發(fā)。其本質(zhì)上為更快的(可達(dá)到2Mb/s)EIA/TIA-232 版本，支持更長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)線纜布線(思科設(shè)備支持此標(biāo)準(zhǔn))。

● EIA/TIA-612/613標(biāo)準(zhǔn)：此標(biāo)準(zhǔn)是用來(lái)描述高速串行接口(HSSI)的，可存取T3(45Mb/s)、E3(34Mb/s)及同步光纖網(wǎng)絡(luò)(SONET)STS-1(51.84Mb/s)速度下的服務(wù)。接口的實(shí)際速度取決于外部的DSU及連接的服務(wù)類(lèi)型。

● V.24標(biāo)準(zhǔn)：介于DTE與DCE之間的物理層接口的ITU-T標(biāo)準(zhǔn)。

● V.35標(biāo)準(zhǔn)：描述網(wǎng)絡(luò)存取設(shè)備與包交換網(wǎng)絡(luò)之間通信的同步物理層協(xié)議的ITU-T標(biāo)準(zhǔn)。V.35 為歐美最常用的標(biāo)準(zhǔn)，建議用于可達(dá)48Kb/s的速度(思科設(shè)備支持此標(biāo)準(zhǔn))。

● X.21標(biāo)準(zhǔn)：用于通過(guò)同步數(shù)字線路的串行通信的ITU-T標(biāo)準(zhǔn)。X.21協(xié)議主要用于歐洲和日本。

● G.703標(biāo)準(zhǔn)：用于電信公司設(shè)備與DTE之間連接的ITU-T電子與機(jī)械規(guī)格，使用British Naval connectors(BNC)并運(yùn)行于E1數(shù)據(jù)速度等級(jí)下。

● EIA-530標(biāo)準(zhǔn)：是EIA/TIA-449的兩種電氣實(shí)際運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，RS-422(用于平衡式傳輸)與RS-423(用于非平衡式傳輸)(思科設(shè)備支持此標(biāo)準(zhǔn))。

用戶連接內(nèi)部網(wǎng)與廣域網(wǎng)的設(shè)備是DTE端設(shè)備，而DCE設(shè)備是用來(lái)將用戶數(shù)據(jù)從DTE轉(zhuǎn)換成WAN服務(wù)提供商許可的傳輸頻率的設(shè)備。同步串行接口可以被配置為DTE或DCE(EIA/TIA 530僅能配置為DTE)。接口是DTE還是DCE主要取決于其上所連接的線纜。

如果用戶端設(shè)備的接口被配置為DTE，它需要從外部的CSU/DSU或其他的DCE設(shè)備上接收時(shí)鐘頻率。

2.數(shù)據(jù)鏈路層

在每個(gè)WAN連接上，數(shù)據(jù)在通過(guò)WAN鏈路前都被封裝到幀中。為了確保傳輸數(shù)據(jù)的幀格式匹配，必須配置恰當(dāng)?shù)牡诙臃庋b類(lèi)型。協(xié)議的選擇主要取決于WAN的拓?fù)浜屯ㄐ旁O(shè)備。

WAN數(shù)據(jù)鏈路層定義了傳輸?shù)竭h(yuǎn)程站點(diǎn)的數(shù)據(jù)封裝形式。WAN數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議則描述了在單一數(shù)據(jù)路徑上各系統(tǒng)間的幀傳送方式。如圖4所示是常見(jiàn)的與WAN線路相關(guān)的數(shù)據(jù)鏈路封裝。

圖4 第二層常見(jiàn)的封裝類(lèi)型

典型的WAN協(xié)議包括以下幾種。

● 高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制(HDLC)：如圖8-12所示，此類(lèi)型為ISO標(biāo)準(zhǔn)。它是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、專(zhuān)用鏈路和電路交換連接上默認(rèn)的封裝類(lèi)型。其典型應(yīng)用是通信線路兩端都是思科設(shè)備。HDLC是按位訪問(wèn)的同步數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。

它定義了同步串行鏈路上使用幀標(biāo)識(shí)和校驗(yàn)和的數(shù)據(jù)封裝方法。由于廠商推行的標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行方式各有不同，因此各廠商之間的HDLC可能并不互相兼容。HDLC同時(shí)支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)與點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)連接。

圖5 HDLC同時(shí)支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)

● 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議(PPP)：由RFC 1661描述，PPP是由IETF定義并開(kāi)發(fā)的。PPP包含標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的協(xié)議字段。PPP規(guī)定了在同步和異步電路上的路由器對(duì)路由器及主機(jī)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的連接。PPP被設(shè)計(jì)運(yùn)行于若干網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議上，如IP和IPX。PPP同樣也被構(gòu)建在安全機(jī)制上，如PAP和CHAP驗(yàn)證。

● 串行鏈路網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(SLIP)：SLIP是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)串行連接應(yīng)用于TCP/IP的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。SLIP已經(jīng)基本上被PPP取代。

● 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)：一組數(shù)字服務(wù)，可經(jīng)由現(xiàn)有的電話線路傳輸語(yǔ)音和數(shù)據(jù)資料。

● X.25及平衡式鏈路訪問(wèn)程序(LAPB)：X.25是幀中繼的原型，它指定LAPB為一個(gè)數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。LAPB是定義DTE與DCE之間如何連接的ITU-T標(biāo)準(zhǔn)，是在公共數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上維護(hù)遠(yuǎn)程終端訪問(wèn)與計(jì)算機(jī)通信的。LAPB用于包交換網(wǎng)絡(luò)，用來(lái)封裝位于X.25堆疊中第二層的數(shù)據(jù)包。如果鏈路不穩(wěn)定或在鏈路上存在內(nèi)在的延遲特性時(shí)，它也可以用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路，如星型連接的形式。LAPB在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的基礎(chǔ)上提供了可靠性與數(shù)據(jù)流控制。

● 幀中繼：一種產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，是維護(hù)多路虛擬電路的交換式數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議。使用高品質(zhì)數(shù)字設(shè)施，無(wú)差錯(cuò)控制機(jī)制的簡(jiǎn)化封裝。幀中繼相對(duì)于其他WAN協(xié)議而言，其數(shù)據(jù)資料傳輸速度相當(dāng)快。它是X.25的下一代標(biāo)準(zhǔn)，可以說(shuō)是改進(jìn)了的X.25，它去掉了X.25在使用時(shí)的一些耗時(shí)的步驟，如差錯(cuò)控制和數(shù)據(jù)流控制等。

● Cisco/IETF：用來(lái)封裝幀中繼流量。思科定義的專(zhuān)屬選項(xiàng)，只能在思科路由器之間使用。

● 異步傳輸模式(ATM)：ATM是一種信元中繼交換的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，多種服務(wù)類(lèi)型的數(shù)據(jù)，如語(yǔ)音、影像或數(shù)據(jù)，都可以通過(guò)固定長(zhǎng)度(53個(gè)字節(jié))的ATM信元傳輸。固定長(zhǎng)度的信元允許使用硬件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換處理，因此要減少轉(zhuǎn)變所帶來(lái)的延遲。ATM被設(shè)計(jì)采用更優(yōu)越的高速轉(zhuǎn)發(fā)介質(zhì)，如E3、同步光纖網(wǎng)絡(luò)(SONET)和T3等。

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