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WAN與OSI參考模型

發布時間： 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行封裝，其做法類似于LAN，但主要重點在于物理層和數據鏈路層。

WAN標準通常是在描述物理層傳送方式與數據鏈路層操作，包括尋址、數據流控制與封裝。WAN標準由許多經認可授權的組織定義及管理，其中包括下列機構：

● 國際電信聯盟的電信標準化部門(ITU-T)，亦即前國際電話與電報咨詢委員會(CCITT)

● 國際標準化組織(ISO)

● 網際網絡工程任務編組(IETF)

● 電子工業協會(EIA)

● 電信工業協會(TIA)

1.物理層

WAN物理層協議描述了如何提供WAN服務的電子、機械、程序及功能方面的連接。大多數WAN都需要通信服務提供商、交換電信公司(例如網際網絡服務提供商)，或郵局、電話和電報(PTT)代理商提供的互聯架構。

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型，如圖1 8-8所示。

圖1 物理層所描述的關于WAN的三種連接方式

● 專用或專線連接

● 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是服務提供商設備，而DTE則是用戶連接設備，如圖2所示。

圖2 DTE與DCE之間的連接

它們之間的連接無論是包交換或專線，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，許多物理層標準定義了DTE與DCE之間的接口管理規則，同時思科的設備也支持如下的標準。

圖3 DTE與DCE之間的物理層描述的接口標準

● EIA/TIA-232標準：這是一種非常常見的物理層接口標準，由EIA與TIA共同開發，支持信號速度可達64Kb/s的非平衡式電路。它和V.24規格相當類似，這也就是原有的RS-232。此標準已采用多年(思科設備支持此標準)。

● EIA/TIA-449標準：常見的物理層接口標準，由EIA與TIA共同開發。其本質上為更快的(可達到2Mb/s)EIA/TIA-232 版本，支持更長的網絡線纜布線(思科設備支持此標準)。

● EIA/TIA-612/613標準：此標準是用來描述高速串行接口(HSSI)的，可存取T3(45Mb/s)、E3(34Mb/s)及同步光纖網絡(SONET)STS-1(51.84Mb/s)速度下的服務。接口的實際速度取決于外部的DSU及連接的服務類型。

● V.24標準：介于DTE與DCE之間的物理層接口的ITU-T標準。

● V.35標準：描述網絡存取設備與包交換網絡之間通信的同步物理層協議的ITU-T標準。V.35 為歐美最常用的標準，建議用于可達48Kb/s的速度(思科設備支持此標準)。

● X.21標準：用于通過同步數字線路的串行通信的ITU-T標準。X.21協議主要用于歐洲和日本。

● G.703標準：用于電信公司設備與DTE之間連接的ITU-T電子與機械規格，使用British Naval connectors(BNC)并運行于E1數據速度等級下。

● EIA-530標準：是EIA/TIA-449的兩種電氣實際運行標準，RS-422(用于平衡式傳輸)與RS-423(用于非平衡式傳輸)(思科設備支持此標準)。

用戶連接內部網與廣域網的設備是DTE端設備，而DCE設備是用來將用戶數據從DTE轉換成WAN服務提供商許可的傳輸頻率的設備。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。

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

2.數據鏈路層

在每個WAN連接上，數據在通過WAN鏈路前都被封裝到幀中。為了確保傳輸數據的幀格式匹配，必須配置恰當的第二層封裝類型。協議的選擇主要取決于WAN的拓撲和通信設備。

WAN數據鏈路層定義了傳輸到遠程站點的數據封裝形式。WAN數據鏈路協議則描述了在單一數據路徑上各系統間的幀傳送方式。如圖4所示是常見的與WAN線路相關的數據鏈路封裝。

圖4 第二層常見的封裝類型

典型的WAN協議包括以下幾種。

● 高級數據鏈路控制(HDLC)：如圖8-12所示，此類型為ISO標準。它是點對點、專用鏈路和電路交換連接上默認的封裝類型。其典型應用是通信線路兩端都是思科設備。HDLC是按位訪問的同步數據鏈路層協議。

它定義了同步串行鏈路上使用幀標識和校驗和的數據封裝方法。由于廠商推行的標準和運行方式各有不同，因此各廠商之間的HDLC可能并不互相兼容。HDLC同時支持點對點與點對多點連接。

圖5 HDLC同時支持點對點和點對多點

● 點對點協議(PPP)：由RFC 1661描述，PPP是由IETF定義并開發的。PPP包含標識網絡層協議的協議字段。PPP規定了在同步和異步電路上的路由器對路由器及主機對網絡的連接。PPP被設計運行于若干網絡層協議上，如IP和IPX。PPP同樣也被構建在安全機制上，如PAP和CHAP驗證。

● 串行鏈路網絡協議(SLIP)：SLIP是點對點串行連接應用于TCP/IP的一個標準協議。SLIP已經基本上被PPP取代。

● 綜合業務數字網(ISDN)：一組數字服務，可經由現有的電話線路傳輸語音和數據資料。

● X.25及平衡式鏈路訪問程序(LAPB)：X.25是幀中繼的原型，它指定LAPB為一個數據鏈路層協議。LAPB是定義DTE與DCE之間如何連接的ITU-T標準，是在公共數據網絡上維護遠程終端訪問與計算機通信的。LAPB用于包交換網絡，用來封裝位于X.25堆疊中第二層的數據包。如果鏈路不穩定或在鏈路上存在內在的延遲特性時，它也可以用于點對點鏈路，如星型連接的形式。LAPB在點對點的基礎上提供了可靠性與數據流控制。

● 幀中繼：一種產業標準，是維護多路虛擬電路的交換式數據鏈路層協議。使用高品質數字設施，無差錯控制機制的簡化封裝。幀中繼相對于其他WAN協議而言，其數據資料傳輸速度相當快。它是X.25的下一代標準，可以說是改進了的X.25，它去掉了X.25在使用時的一些耗時的步驟，如差錯控制和數據流控制等。

● Cisco/IETF：用來封裝幀中繼流量。思科定義的專屬選項，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際標準，多種服務類型的數據，如語音、影像或數據，都可以通過固定長度(53個字節)的ATM信元傳輸。固定長度的信元允許使用硬件進行數據交換處理，因此要減少轉變所帶來的延遲。ATM被設計采用更優越的高速轉發介質，如E3、同步光纖網絡(SONET)和T3等。

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