9、數字用戶線XDSL

　　一、電話網

　　公用交換電話網PSTN是向公眾提供電話通信服務的一種通信網。電話通信網主要提供電話通信服務，同時還可提供非話音的數據通信服務。

　　1、計算機交換分機CBX

　　采用數字電話:可以建立綜合聲音/數據工作站

　　分布式結構:具有分布智能的多級或網關結構的多路形狀的可靠性提高。

　　非阻塞結構:所有電話和設備都有專門的指定端口。

　　CBX的結構:核心是某種數字開關網絡。開關負責對數字信號流進行操作和交換，數字開關網絡由某些空分和時分交換級組成。接到形狀的是一級接口單元，通過接口單元訪問外界或外界可訪問接口單元。通常接口單元完成同步時分多路復用功能，以適應多個輸入線。另一方面，為了達到全雙工操作，單元要用兩條線與開關相連。

　　二、點到點通信

　　1、點到點的通信主要適用于兩種情況:(1)是成千上萬組織有各種局域網，每個局域網含有多眾多主機和一些聯網設備以及連接至外部的路由器，通過點到點的租線和遠地路由器相連;(2)是成千上萬用戶在家里使用調制解調器和撥號電話線連接到internet，這是點到點連接的最主要應用。

　　2、串行IP協議(SLIP)

　　SLIP是1984年制定的，協議文本描述為RFC1055。

　　工作過程:當工作站發送IP分組時，在幀的末尾帶一個專門的標志字節(OXCO)，如果在IP分組中含有同樣的標志字節，則加兩個填充字節(OXDB、OXDC)于后，如果IP分組中含有OXDB，則加同樣的填充字節。

　　存在的問題:(1)這種協議無任何檢錯和糾錯功能;(2)只支持IP分組;(3)每一方需要知道另一方面的IP地址，且在設置是不能動態賦給IP地址;(4)不提供任何的身份驗證;(5)未被接受為internet標準。

　　3、點對點協議(PPP)

　　PPP由internet IETF成立了一個組來制定的數據鏈路，描述于RFC1661。

　　主要功能:成幀的方法可清楚地區分幀的結束和下一幀起始，幀格式還處理差錯檢測;鏈路控制協議LCP用于啟動線路、測試、任選功能的協商以及關閉連接;網絡層任選功能的協商方法獨立于使用的網絡層協議，因此可適用于不同的網絡控制協議NCP。

　　工作過程:(1)PC通過調制解調器呼叫ISP路由器，然后路由器一邊的調制解調器響應電話呼叫，建立一個物理連接。(2)接著PC對路由器發送一系列的LCP分組，用這些分組以及其響應來選擇所用的PPP參數。(3)當雙方協商一致后，PC發送一系列的NCP分組以配置網絡層(NCP的功能就是動態分配IP地址)PC就成為一個internet主機，可以發送和接收IP分組。(4)當PC用戶完成發送、接收功能后不需要再聯網時NCP用來斷開網絡層連接，并且釋放IP地址，然后LCP斷開鏈路層連接。(5)最后PC通知調制解調器斷開電話，釋放物理層連接。

三、綜合業務數字網ISDN

　　綜合業務數字網ISDN是由國際電報電話咨詢委員會CCITT和各國標準化組織開發的一組標準，這些標準將決定用戶設備到全局網絡的聯接，使之能方便地用數字形式處理聲音、數據和圖像通信。ISDN提供了各種服務訪問，提供開放的標準接口，提供端到端的數字連接，用戶通過公共通道、端到端的信令實現靈活的智能控制。

　　1、ISDN的系統結構

　　NT1:網絡終端設備，不僅起到了接插板的作用，它還包括網絡管理、測試、維護和性能監視等。是一個物理層設備。

　　NT2:是計算機的交換分機CBX，NT1和NT2連接，并對各種得以和、終端以及其他設備提供真正的接口。

　　CCITT為ISDN定義了四個參考點:R、S、T、U。U參考點連接ISDN交換系統和NT1，目前采用兩線的銅的雙絞線;T參考點是NT1上提供給用戶的連接器;S參考點是ISDN和CBX和ISDN終端的接口;R參考點是連接終端適配器和非ISDN終端;R參考點使用很多不同的接口。

　　2、ISDN的功能:線路交換、分組交換、公共通道信令、網絡操作和管理數據庫以及信息處理和存儲功能。

　　(1)線路交換支持實時通信和大量信息傳輸，速率為64Kbps，ISDN環境中，線路交換連接由公共通道信令技術控制。

　　(2)分組交換支持像交互數據應用那樣的猝發通信特性，速率為64Kbps。

　　(3)公共通信令用于建立、管理和釋放線路交換連接，CCITT公共通信令系統CCSSNO.7用來交換信令。

　　3、ISDN定義交換設備和用戶設備之間的兩種數字位通道接口

　　基本速率接口BRI:2B+D，兩個傳輸聲音和數據的64 Kbps的B通道和一個傳輸控制信號和數據16 Kbps分組交換數據通道D通道。144Kbps

　　一次群速率接口PRI:23B+D或者30B+D，在北美日本，歐洲國家使用

　　ISDN公用了公共通信信令技術，以實現用戶網絡訪問和信息交換。允許使用公共通道信令通路來控制多個線路交換連接。

　　4、ISDN協議參考模型

　　ISDN參考模型與ISO/OSI參考區別在于多通道訪問接口結構以及公共通道信令，它包括了多種通信模式和能力:在公共通道信令控制下的線路交換連接，在B通道和D通道上的分組交換通信，用戶和網絡設備之間的信令、用戶之間的端到端的信令，在公共信令控制下同時實現多種模式的通信。

　　用于線路交換的ISDN網絡結構筆協議，它包括B通道和D通道。B通道透明地傳送用戶信息，用戶可用任何協議實現端到端通信;D通道在用戶和網絡間交換控制信息，用于呼叫建立、拆除和訪問網絡設備。D通道上用戶與ISDN間的接口由三層組成:物理層、數據鏈路層LAP-D、CCSSNO.7。

　　用于低速分組交換的ISDN網絡結構和及協議。它使用D通道，本地用戶接口只需要執行物理層功能，作用如同x.25的DCE。

　　四、分組交換網

　　1、分組交換網工作原理

　　公共分組交換網PSDN已經成為廣域網中的重要傳輸系統。分組交換是一種在距離相隔較遠的工作站點之間進行大容量數據傳輸的有效方法，它結合線路交換和報文交換的優點，將信息分成較小的分組進行存儲、轉發，動態分配線路的帶寬。

　　優點:出錯少、線路利用率高。工作方式:數據報，虛電路。

　　主要特性:由于建立和拆除虛電路的呼叫控制分組和數據分組在同一通道和同一虛電路上傳輸，其結果是占用了通道頻帶;虛電路的復用發生在第三層;第二層和第三層都需要流控和差錯控制機制。

　　2、公共數據網(CCITT X.25網)

　　X.25實際上包括相關的一組協議:X.3、X.28、X.29、X.75協議等。

　　X.25描述了將一個分組終端連接到一個分組網絡上所需要做的工作。通過虛電路它能負責維護一個通過單一物理連接的多用戶會話，每個用戶會話被分配一個邏輯信道。提供了高優先級類型和正常優先級類型。

　　X.25網絡與計算機之間的接口一般是通過專用設備或網關、路由器來解決的。

　　X.3描述了一個X.25 PAD的功能和控制參數;X.28定義了一臺終端與X.25 PAD之間的交互作用，為每個用戶提供了一個常規的X.25網絡連接;X.29定義了一臺主機和其相連的PAD之間的交互作用。

　　X.25互連方案:(1)采用路由器和網關同時聯接x.25和本地局域網，這種方案適合規模較大、多種協議共存的網絡;(2)采用一臺微機作為路由器，安裝相應的x.25網卡和路由軟件，使用于中小規模且協議比較小的網絡;(3)使用PAD機，這種方案只適合x.25協議的環境，與遠程其他協議的網絡互連受到限制。

　　3、X.25分層協議

　　X.25分層:物理層、數據鏈路層、分組層，這三層對應于OSI模型的最底下三層。

　　(1)物理層:涉及站點與把這個站邊到分組交換網的鏈路之間的新產品。其標準X.21。

　　(2)鏈路層:所用的標準LAP-B，是HDLC的一個子集。

　　(3)分組層:提供外部虛電路服務。

　　三層之間的關系:用戶數據被送到X.25第三層，在第三層加上含有控制信息的報頭，從而組成了一個分組。控制信息用于協議的操作。整個X.25分組然后送到LAP-B實體，LAP-B在此分組的前后各加上控制信息組成一個LAP-B幀，在幀中加入控制信息也是為了協議的操作。

　　4、虛電路服務

　　X.25的分組層提供虛電路服務，數據以分組形式通過外部虛電路傳輸。虛電路有兩類型:呼叫虛電路，是通過呼叫建立和呼叫清除等過程動態地建立起來的虛電路;永久虛電路則是固定的虛電路。

　　虛電路實現的過程:

　　5、X.25的分組格式

　　用戶數據被分成多個塊，每個塊加上24位或32位的報頭形成數據分組。

　　報頭含有12位的虛電路號，其中4位號為組號，8位為通道號。

　　P(S)、P(R)用于流控和差錯控制。M位和D位可用于流控和差錯控制也可用于X.25完全分組序列。
五、幀中繼網

　　幀中繼網是由X.25分組交換技術演進而來的，由于光纖通信的誤碼率低，為了提高網絡速率，活動了很多在X.25分組交換中的糾錯功能，使幀中繼的性能優于X.25分組交換的性能。

　　1、幀中繼的主要特點:中速到高速的數據接口;標準速率為DS1，即T1速率1.544Mbps;可用于專用和公共網;僅傳輸數據;使用可變長度分組。

　　2、幀中繼網與X.25網比較

　　載送呼叫控制信令的邏輯連接和用戶數據是分開的。因此中間節點毋需為每個連接的呼叫控制保持狀態表;邏輯連接的復用和交換發生在第二層，而不是在第三層，從而減少了處理的層次;結點到結點之間毋需流控和差錯控制，由高層負責端到端的流控和差錯控制。

　　3、幀中繼的優點:精簡了通信處理。協議對用戶-網絡接口以及網絡內部處理的功能降低了，從而得到了低延遲和高吞吐率的性能。

　　4、幀中繼在H信道上的應用:大信息量的交互數據應用;大的文件傳送;低數據率的多路復用;字符交互通信。

　　5、幀中繼的協議結構

　　協議有兩個分開的操作平臺:(1)控制平臺(C)，它涉及邏輯連接的建立和終止。(2)平臺是用戶平臺(U)，負責用戶之間的數據傳輸。

　　用戶與網絡之間的是控制平臺，而端到端之間則是用戶平臺協議。

　　控制平臺:幀模式傳輸服務的控制平臺類似于分組交換服務中用于公共通道信號的控制平臺。其中，控制信號使用一個單獨的邏輯通道。鏈路層用LAP-D(Q.921)提供可靠的數據鏈路控制服務，在D通道的用戶(TE)和網絡(NT)之間進行流控和差錯控制。數據鏈路服務用于交換Q.933控制信號報文。

　　用戶平臺:用戶之間傳輸信息的用戶平臺協議是LAP-F由Q.922(是LAP-D Q.921的增強版本)定義。

　　6、LAP-D的核心功能

　　(1)幀的定界，組合和透明性;(2)幀的多路復用/多路分解;(3)對帆進行檢查以保證在零位手稿前以及零位剔除后，幀的長度是字節的整數倍;(4)對幀進行檢查以保證其長度符合要求;(5)檢測傳輸差錯;(6)沖突控制功能(LAP-F新增功能)。

　　7、幀中繼的呼叫控制

　　呼叫控制方案選擇:

　　(1)交換訪問(Switched Access)在用戶連接到交換網絡，而本地交換不提供幀處理功能，在這種情況下，必須提供從用戶的終端設備到網絡幀處理器的交換訪問。

　　(2)集成訪問(Intergraded Access)用戶接到幀中繼網絡或者交換網絡，其中的本地交換提供幀處理功能，因為用戶能對幀處理器進行直接邏輯訪問。

　　幀中繼和X.25一樣支持在一個鏈路上利用多個連接，稱為數據鏈路連接，每個連接都有一個惟一的數據鏈路連接標識DLCI。其數據傳輸涉及的步驟如下:(1)在兩個端點之間建立邏輯連接，并指定惟一的數據鏈路標識DLCI的值;(2)交換數據幀;(3)釋放邏輯連接。

　　呼叫控制邏輯連接的DLCI=0，其幀的信息域中包含有呼叫控制報文，至少需要四種報文類型:建立　(setup)、連接(connect)、釋放(release)、和釋放完成(release complete)。

　　8、用戶數據傳輸

　　LAP-F幀格式類似于LAP-D和LAP-B，但有一個明顯的差別，即沒有控制域。即意味著:(1)只有一種幀的類型，即用戶數據幀，沒有控制幀。(2)不可能用inband信號。邏輯連接只能用于傳輸用戶數據。(3)不可能進行流控和差錯控制，因為沒有順序號。

　　六、ATM網

　　1、ATM協議參考模型

　　用戶面:提供用戶信息的傳輸。控制面:負責呼叫控制和連接控制功能。管理面:負責網絡維護和完成運行功能。面管理:執行與整個系統有關的管理功能。層管理:處理的運行和維護功能。

　　物理層:主要是傳輸信息;ATM層:主要完成交換、路由及多路復用;ATM適配層AAL:主要負責與較高層信息的匹配。

　　(1)、物理層:由兩個子層組成，物理介質子層和傳輸匯聚子層。

　　物理介質子層支持純粹與介質有關的位功能。傳輸匯聚子層把ATM信元流轉換成在物理介質上傳輸的位，如把幀匹配成在傳輸系統中所用的格式(SDH、PDH、基于信元的格式)、信元定界等功能。

　　(2)、ATM層:基本功能是負責生成信元，它不管載體的內容，且與服務無關。主要功能有多路復用、多路復用分解、信元VPI、VCI的轉換，信元頭的產生和去除，流控。

　　(3)、ATM適配層:由兩個子層組成，分段和重組子層(SAR)，把高一層的信息單位分段成ATM信元，或者把ATM信元重組成高一層的信息單位;匯聚子層(CS)與服務有關，可以完成的功能有信報標識和時鐘恢復等。

　　信元類型

　　(1)空信元(物理層):為了使信元流的速率與傳輸系統可用 的有效負載容量相匹配而在物理層插入或除去的信元。

　　(2)有效信元:沒有頭差錯的信元或已經由頭差錯控制進程修正過的信元。

　　(3)無效信元(物理層):有頭差錯且尚未由頭差錯控制進程修正的信元。

　　(4)指定的信元(ATM層):使用ATM層服務為應用提供服務的信元。

　　(5)非指定的信元(ATM層):尚未指定的信元