项目一 常见广域网技术（课件）-《网络技术与配置》（江苏凤凰教育出版社）同步精品课堂

网络技术与配置 -第13课时- 江苏凤凰教育出版社 常见广域网技术 教学目标 了解广域网的定义、类型、常见传输介质和设备 了解点到点广域网技术的原理和特点 了解分组交换广域网技术的原理和特点 教学重难点 广域网的定义、类型和常见传输介质、设备 常见分组交换技术（X.25、帧中继、ATM）的特点 掌握常见分组交换技术的区别和优势 让我们一起开启单片机的学习之旅。 导入新课 同学们，随着信息时代的发展，网络间互连的需求越来越强烈，广域网作为进行网络互连的中间媒介，发挥着重要作用。 让我们一起开启今天的学习之旅。 广域网究竟是什么样的？ 它有哪些连接方式呢？ 新知讲授 广域网的定义 观看下面这个视频： 新知讲授 广域网的定义 广域网广泛应用于跨国企业的分支机构互联、云计算服务、远程办公、在线教育等领域，为用户提供无缝的跨地域数据访问和资源共享能力，极大地提升了工作效率和业务灵活性。 应用场景 广域网（Wide Area Network, WAN）是一种使用本地和国际电话网或公用数据网络，将分布在不同国家、地域甚至全球范围内的各种局域网、计算机、终端等设备，通过互联技术而形成的大型计算机通信网络。这种网络架构能够跨越广阔的地理区域，实现远程通信和数据交换，是现代企业和机构进行全球业务运营的重要基础设施。 定义与范围 广域网主要依赖电话线路、光纤、卫星等传输媒介，以及路由器、交换机等网络设备，构建高效稳定的远程连接。它支持多种通信协议和技术标准，确保不同设备和系统之间的兼容性与互操作性。 技术基础 02 01 03 新知讲授 广域网的类型 电信部门提供的电话网或者数据网络，如公用电话网、公用分组交换网、公用数字数据网和宽带综合业务数字网等公用通信网，可提供世界范围的数据通信服务。 公用通信网 将分布在同一城市、同一国家、同一洲甚至几个洲的局域网，通过电信部门的公用通信网络进行互连而成的专有广域网，通信子网和资源子网分属于不同的机构，如一些大的跨国公司建立的自己的广域网。 专有广域网 新知讲授 广域网中常见的传输介质 - 概述 传输介质是信号传递的媒体，常用的网络传输介质包括有线介质（双绞线、同轴电缆、光纤等）和无线介质（微波、红外线、激光等）。 观看下面的视频。思考什么是双绞线，它的类型有哪些？ 新知讲授 广域网中常见的传输介质 - 双绞线 双绞线是目前最普遍的传输介质，分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP）： 屏蔽双绞线：具有一个金属甲套，对电磁干扰有较强的抵抗力，适合网络流量较大高速网络协议应用。 非屏蔽双绞线：有线缆外皮作为屏蔽层，适用于网络流量不大的场合中。 新知讲授 广域网中常见的传输介质 - 双绞线 双绞线又可分为3类、4类、5类、6类、7类双绞线，最常用的是5类UTP，频率带宽为100MHz，6类、7类双绞线可分别工作在200MHz、600MHz的频率带宽上，并且采用特殊设计的RJ45插头。 双绞线分类 双绞线最常用在10Base-T和100Base-T的以太网中，每端需要一个RJ45插件，利用双绞线通过集线器互联，最多可连接64个站点到中继器。 双绞线应用 新知讲授 广域网中常见的传输介质 - 同轴电缆 同轴电缆由一对导体组成，主要有基带同轴电缆（阻抗为 50Ω）和宽带同轴电缆（阻抗为 75Ω）： 基带同轴电缆：用来直接传输数字信号，又分为粗同轴电缆和细同轴电缆。粗同轴电缆适用于较大的局域网的网络干线，布线距离较长，可靠性高，但网络安装、维护比较困难、造价高；细同轴电缆安装容易、造价低，但受网络布线结构的限制，日常维护不太方便。 宽带同轴电缆：用于频分多路复用（FDM）的模拟信号发送、不使用频分多路复用的高速数字信号和模拟信号发送，闭路电视使用的 CATV 电缆就是宽带同轴电缆。 新知讲授 广域网中常见的传输介质 - 光导纤维 光导纤维简称光纤，重量轻、体积小。使用光纤传输电信号时，需要在发送端将其转换成光信号，然后在接收端由光检波器还原成电信号。光纤利用内部全反射原理来传导光束，分为多模光纤和单模光纤： 多模光纤：使用的材料是发光二极管，价格便宜，定向性较差。 单模光纤：使用的材料是注入型二极管，定向性好、损耗少、效率高、传播距离长，但价格昂贵。 新知讲授 广域网中常见的设备 - 广域网交换机 广域网交换机是在运营商网络中使用的多端口网络互联设备，工作在 OSI 参考模型的数据链路层，可以对帧中继，X.25 以及 SMDS 等数据流量进行操作。 新知讲授 广域网中常见的设备 - 接入服务器 接入服务器是广域网中拨入和拨出连接的会聚点。下图说明了接入服务器如何将多条拨出连接集合在一起接入广域网。 新知讲授 广域网中常见的设备 - 调制解调器 调制解调器主要用于数字和模拟信号之间的转换，从而能够通过话音线路传送数据信息。 在数据发送方，计算机数字信号被转换成适合通过模拟通信设备传送的形式；而在目标接收方，模拟信号被还原为数字形式。 新知讲授 广域网中常见的设备 - CSU/DSU 信道服务单元（CSU）/数据服务单元（DSU）是数据终端设备到数据通信设备的接口转换设备，在数字通信网络中承担关键连接功能。 设备功能定位 该设备可提供信号再生放大、传输线路阻抗匹配、数据传输误码检测与纠正、信号质量监控管理、时钟同步对时以及远程环路测试等多项核心功能。 核心功能特性 通过集成多重技术功能，CSU/DSU有效保障数字信号传输的完整性，提升广域网数据传输可靠性，为金融、政务等对通信质量要求极高的行业提供基础传输保障。 系统应用价值 新知讲授 广域网中常见的设备 - ISDN 终端适配器 广泛应用于企业办公通信系统、远程数据传输和传统电话网络升级改造等场景，为用户提供稳定可靠的数字通信解决方案。 ISDN终端适配器是用来连接ISDN基本速率接口（BRI）到其他接口（如EIA/TIA-232）的设备，它本质上相当于一台ISDN调制解调器，实现不同通信协议之间的转换功能。 该设备主要负责信号转换和接口适配工作，能够将数字信号与模拟信号进行相互转换，确保ISDN网络与传统设备之间的有效通信。 核心功能 应用场景 产品定义 新知讲授 广域网的通信方式概述 广域网的通信方式有三种：点到点连接、电路交换和分组交换。 新知讲授 广域网的通信方式概述 点到点（PPP）连接技术概述 这种方式部署简单，通信可靠，可提供的带宽范围广，传输延迟小，但资源利用率低，费用昂贵，且点对点的结构不够灵活。 优势与局限 点到点（PPP）连接也称为线路租用，是电信运营商为两个用户点提供专用的连接通信通道，是一种永久式的专用物理通道，如 DDN。 定义与特征 连接模型 在专线方式的连接模型中，运营商为用户配置一条专用的通信线路，两端的用户路由器串行接口通过本地线缆连接到 CSU/DSU，CSU/DSU 再通过接入线路接入运营商传输网络。 新知讲授 点到点连接 - 设备连接和工作方式 通信设备的物理接口可分为 DCE（Data Circuit - terminating Equipment 数据电路终止设备）和 DTE（Data Terminal Equipment 数据终端设备）两类： DCE 设备对用户端提供接受网络通信服务的接口，并且提供用于同步 DCE 设备和 DTE 设备之间数据传输的时钟信号。 DTE 设备指接受线路时钟，获得网络通信服务的设备，通常通过 CSU/DSU 连接到传输线路上，并使用其提供的时钟信号。 新知讲授 电路交换 电路交换是一种广域网交换方式，网络通过介质链路上的载波为每个通信会话临时建立一条专有物理电路，并维持电路直到通信结束后终止这一连接，如 ISDN 和 PSTN。 新知讲授 分组交换 - 原理和特点 02 虚电路方式采用多路复用技术在一条物理链路上建立若干条逻辑上的虚电路，实现一对多同时通信。 虚电路方式 04 这种方式结构灵活、迁移方便，费用比专线低，但配置复杂，传输延迟较大。 性能特点 01 分组交换网采用虚电路和数据报文两种服务方式实现网络通信。 服务方式 03 数据报文服务是通过分组交换机进行存储，然后根据不同的路径将分组转发出去，动态利用线路的带宽。 数据报文服务 05 常见的分组交换有帧中继（Frame Relay）和 ATM（Asynchronous Transfer Mode, 异步传输模式）。 常见类型 新知讲授 分组交换 - 工作方式 网络连接建立 用户路由器通过接入线路连接到运营商分组交换机上，运营商分组交换网络负责将用户按需或永久性地建立点到点虚电路（Virtual Circuit, VC）。 虚电路配置 每个用户路由器可以利用一个物理接口通过多条虚电路连接到多个对端路由器。 数据传输过程 用户设备将需要传输的信息划分为一定长度的分组（packet）提交给运营商分组交换机，运营商分组交换机依据分组上的地址标识通过虚电路将分组转发到目的端用户设备。 新知讲授 常见分组交换技术 - X.25 X.25 是一种出现较早的分组交换技术，内置的差错纠正、流量控制和丢包重传机制使之具有高度的可靠性，适于长途高噪声线路，但速度慢、吞吐率很低、延迟大。 技术特征 早期 X.25 的最大速率仅为有限的 64 Kbps，1992 年 ITU - T 更新了 X.25 标准，使其传输速度可高达 2 Mbps。 发展演进 新知讲授 常见分组交换技术 - 帧中继 帧中继技术特点 帧中继（Frame Relay）是在X.25基础上发展起来的较新技术，在数据链路层用简化的方法转发和交换数据单元，只完成链路层的核心功能，简单而高效。取消了纠错功能，简化了信令，中间节点的延迟比X.25小得多。帧长度可变，可方便地适应网络中的任何包或帧，提供了对用户的透明性。速率较快，可从64Kbps到2Mbps，但容易受到网络拥塞的影响，对于时间敏感的实时通信没有特殊的保障措施，当线路受到干扰时将引起包的丢弃。 随堂检测1 只能传输一个传播模式的光纤叫____ 答案：单模光纤 解析：单模光纤使用的材料是注入型二极管，定向性好，只能传输一个传播模式，而多模光纤使用发光二极管，定向性较差。 同轴电缆主要应用于传输____信号 答案：视频 解析：同轴电缆分为基带同轴电缆和宽带同轴电缆，宽带同轴电缆可用于频分多路复用的模拟信号发送等，常用于闭路电视等视频传输。 练一练 随堂检测2 简述双绞线的分类及特点。 答案：双绞线分为屏蔽双绞线（STP）和非屏蔽双绞线（UTP）。屏蔽双绞线具有一个金属甲套，对电磁干扰有较强的抵抗力，适合网络流量较大高速网络协议应用；非屏蔽双绞线有线缆外皮作为屏蔽层，适用于网络流量不大的场合中。双绞线又可分为 3 类、4 类、5 类、6 类、7 类双绞线，最常用的是 5 类 UTP，频率带宽为 100 MHz，6 类、7 类双绞线可分别工作在 200 MHz、600 MHz 的频率带宽上，并且采用特殊设计的 RJ45 插头。 练一练 随堂检测3 答案：广域网中常见的传输介质包括有线介质（双绞线、同轴电缆、光纤等）和无线介质（微波、红外线、激光等）。双绞线分为屏蔽和非屏蔽，屏蔽双绞线抗干扰能力强，适合高速网络，非屏蔽适用于流量不大的场合；同轴电缆分为基带和宽带，基带用于数字信号传输，宽带用于模拟信号等传输；光纤分为多模和单模，多模价格便宜但定向性差，单模定向性好、损耗少、传播距离长但价格昂贵。 练一练 广域网中常见的传输介质有哪些？各有什么特点？ 随堂检测4 【答案】B 【解析】广域网是使用本地和国际电话网或公用数据网络，将各种设备通过互联技术形成的大型计算机通信网络，所以选 B。 练一练 广域网是将分布在不同国家、地域甚至全球范围内的各种设备， 通过（ ）而形成的大型计算机通信网络。 A. 无线技术 B. 互联技术 C. 蓝牙技术 D. 红外技术 师生互动 请分组讨论在不同的应用场景下（如企业网络、校园网络、家庭网络等），应选择哪种广域网连接方式，并说明理由。 课程小结 1. 广域网基础概念 常见广域网技术 2. 广域网连接技术 广域网通信方式概述 点到点连接 电路交换 分组交换 广域网的定义与类型 广域网常见传输介质 广域网常见设备 广域网交换机 接入服务器 调制解调器 CSU/DSU ISDN 终端适配器 谢谢观看 THANKS UTC 2025-12-05 14:22:24 Lavf58.76.100 $