专题七 广域网技术概述（课件）《计算机网络基础》（河北科学技术出版社）高考备考讲练测（河北省）

专题七 广域网技术概述 《计算机网络基础》 专题复习讲练测 掌握国家标准《机械制图》中有关图幅、比例、字体图线等基本规定。 考纲要求 一 掌握 ▸ 掌握广域网组网的特点 ▸掌握路由器与网关的功能及使用方式 理解 ▸ 理解三层交换机的工作过程 ▸理解电话网、综合业务数字网、数字数据线路的连接方式及特点 ▸理解虚拟专用网VPN 熟悉 ▸ 熟悉硬件防火墙的工作原理及工作过程 ▸熟悉网关的作用 知识点梳理 二 知识点梳理 二 计算机网络是指将地理位置不同(分散的)、具有独立功能的多台计算机及其外部设备，通过通信线路和通信设备连接起来，在网络操作系统，网络管理软件及网络协议的管理和协调下，实现资源共享和信息传递的计算机集合。最大的计算机网络是Internet。 广域网是覆盖范围从几十千米到几千千米的远程网络，可连接多个地区、城市和国家，Internet 是最典型代表。 广域网 vs 局域网 对比维度 广域网 WAN 局域网 LAN 核心强调 资源共享 数据传输 传输方式 点对点传输 广播传输 拓扑结构 树型结构 / 网状结构 星型结构/环型结构等 广域网概述与特点 知识点梳理 二 广域网的拓扑结构 树型结构 网状结构 知识点梳理 二 广域网的拓扑结构 树型结构 连接 特点 节点按层级连接，有根节点、分支节点、叶子节点 优点 结构简单、容易扩展；便于管理和故障隔离；布线成本低 缺点 对根节点依赖性极强，根节点一旦故障整个分支网络瘫痪；数据传输经多层转发，延迟较大 连接 特点 多条传输路径，非单一通路 优点 可靠性高、多路径传输 缺点 结构复杂、建设成本较高 网状结构 知识点梳理 二 广域网提供的服务 01 面向连接的虚电路服务 工作方式： 通信前需建立逻辑连接（虚电路），数据沿固定路径按序传输，类似电话通话。 核心优势： 保证分组无丢失、按序到达，通信质量稳定，适用于对可靠性要求高的场景。 典型应用： X.25公共分组交换网、帧中继(FR)、ATM异步传输模式。 02 面向无连接的数据报服务 工作方式： 无需预先建立连接，每个分组独立寻址，路径动态选择，类似邮政信件投递。 核心优势： 路由灵活，网络健壮性强，链路故障时可自动切换路径，适应突发流量。 典型应用： Internet的IP协议，构成了现代互联网通信的基础。 知识点梳理 二 广域网的组网方式 01 点对点式连接 定义： 两个网络节点间通过专用物理线路直接相连，数据传输不经过任何中间节点，形成独占的通信链路。 特点： 传输稳定、延迟低、安全性高，但线路铺设成本昂贵，网络拓扑扩展能力弱，适用于对稳定性要求极高的专线场景。 02 分组交换式连接 定义： 将数据拆分为独立的“分组”，每个分组携带源地址和目的地址，通过网络节点的存储与转发机制，独立选择路径传输，最终在目的地重组。 特点： 资源利用率高、组网灵活、容错性强，能高效支持多用户并发通信，是现代互联网和广域网的核心技术基础。 知识点梳理 二 广域网实例 公共交换电话网 (PSTN) 类型： 基于电路交换技术，通信前建立独占物理链路。 特点： 通信延迟极小，但线路利用率低，带宽受限（Modem最高56kbps）。 应用： 早期互联网接入的主要方式，如家庭拨号上网。 X.25 公用分组交换网 类型： 采用虚电路方式的公用分组交换网络，面向连接。 特点： 可靠性极强（逐段链路检错重传），但传输速率较低、延迟较大。 应用： 早期广域网的典型代表，适用于对稳定性要求高的低速数据通信。 知识点梳理 二 广域网实例 ISDN 俗称一线通，在电话网基础上发展起来的数字通信网络，无需调制解调器，可同时进行电话、传真、数据等多种业务。 接口类型 通道组成 总速率 适用场景 基本速率 BRI 2B+D，2×64kbps B通道 + 1×16kbps D通道 144 kbps 家庭 / 小型办公室 基群速率 PRI 23B+D 或 30B+D 1.544 Mbps 或 2.048 Mbps 企业 / 大型机构 综合业务数字网 知识点梳理 二 广域网实例 综合业务数字网 B 通道 ★速率 64 kbps，传输用户业务信息 ★可以独立建立电路连接，多个 B 通道可捆绑合并获取更高带宽 D 通道 ★BRI 中16 kbps、PRI 中64 kbps ★传送信令控制信号 H 通道 ★高速用户通道 ★由多个 B 通道复用组成，用于视频会议等高带宽业务 知识点梳理 二 广域网实例 数字用户线路 (DSL) 利用普通电话线实现数字信号传输，无需重新布线，是家庭网络接入的主流技术。 核心：ADSL非对称技术 ，下行速率远高于上行，完美适配视频、下载等日常需求。 数字数据网 (DDN) 基于数字信道构建的专用传输网，提供“半永久性”连接，不经过公网交换，稳定性极强。 特性：高速低延迟 ，数据传输安全可靠，不受网络拥堵影响，保障数据传输质量。 应用场景： 家庭宽带、个人上网、小型商铺网络接入，具有成本低、部署便捷的显著优势。 应用场景： 金融机构、跨国企业专网、证券交易系统等对安全性和稳定性要求极高的关键领域。 知识点梳理 二 广域网实例 光配线网络 (ODN)：信号的“分发枢纽” 位于光纤干线与终端用户之间，负责将光信号高效、均匀地分配到各个接入点，是宽带网络的物理传输基础。 无源光网络 (PON)：极简可靠的架构 采用无源分光器实现点对多点传输，无需电源支持，稳定性极强。由OLT（局端设备）、ODN（分配网络）和ONU（用户端设备）三层核心架构组成。 光配线网络 知识点梳理 二 虚拟专用网络 VPN（Virtual Private Network）即虚拟专用网络，通过公用网络（如互联网）建立私密的逻辑网络连接，将物理分散的网络节点安全地连接在一起，实现数据的安全传输与资源共享。 01 隧道技术 将私有数据封装在公共网络协议中传输，构建逻辑上的“安全隧道”，隔离公共网络干扰。 02 加密技术 采用高强度算法（如AES）对数据加密，防止传输过程中被窃听、篡改或恶意伪造。 03 密钥管理 负责密钥的生成、安全交换与动态更新，确保加密体系的安全性与高效性。 04 身份认证 建立连接前验证用户合法性，仅授权设备可接入，筑牢访问控制的第一道防线。 知识点梳理 二 广域网设备 三层交换机 ★增加三层路由模块 基于IP 地址转发数据包，在网络层实现高速转发，完成多个局域网间数据传输 ★同网段通信 基于MAC 地址二层交换 ★跨网段通信 首包由三层模块路由处理并生成硬件转发表，后续同流数据包直接硬件二层转发 网关 ★网间连接器 / 协议转换器 又称网间连接器或协议转换器，将两个或多个在 OSI 参考模型传输层以上层次使用不同协议的网络连接在一起 ★核心作用 实现网络协议的翻译和转换 知识点梳理 二 广域网设备 类型 工作层级 核心机制 优点 缺点 包过滤防火墙 网络层 / 传输层 检查数据包头部（源 IP、目的 IP、端口、协议），按规则放行或丢弃 速度快、成本低 不检查应用层内容 应用代理防火墙 应用层 防火墙 代替 内外网主机建立连接，内外网无直接连接 安全性高 处理速度慢、每种应用需单独代理 状态检测防火墙 网络层 + 应用层 跟踪整个 会话连接状态，而非只查看单个数据包 安全性较高、性能好 复杂性增加、对加密流量的支持有限 硬件防火墙 知识点梳理 二 广域网设备 核心规则 1.数字越小优先级越高 2.直连路由优先转发 工作原理 解析目的 IP → 查询路由表 → 选择下一跳 → 重新封装后转发 丢弃分组：无匹配路由时 路由器基于 IP 地址 转发，隔离广播域 直接交付 同一网段 不经过路由器 ARP 获取对方 MAC 后直接发送 间接交付 不同网段 先发给默认网关 路由器逐跳转发至目的主机 路由器 限时练习 三 1．广域网提供的两种服务模式对应的组网方式是（ ）。 A. 虚电路方式和总线型方式 B. 总线型方式和星型方式 C. 虚电路方式和数据报方式 D. 数据报方式和总线型方式 【答案】C 【解析】广域网提供的两种服务模式是：面向连接的服务（对应虚电路方式）和无连接的服务（对应数据报方式）。 限时练习 三 2.下列关于DDN的说法，不正确的是（ ）。 A. 带宽利用率高 B. 永久性的数字链接 C. 速度快、延迟短 D. 安全、传输可靠性高 【答案】B 【解析】DDN为用户提供的是半永久性的数字连接[word_22]，即用户申请的连接会在一定时期内保持，但用户需要向电信部门租用线路并支付费用，而非一次部署就永久有效。 限时练习 三 3.网关的主要功能是（ ）。 A. 连接相同协议的网络 B. 进行不同协议网络之间的协议转换 C. 放大传输信号延长传输距离 D. 在数据链路层转发数据帧 【答案】B 【解析】网关（Gateway）又称网间连接器或协议转换器，主要功能是进行不同协议网络之间的协议转换和翻译工作，工作在传输层及以上层次。 限时练习 三 4.包过滤防火墙工作在哪一层，它根据（ ）信息进行过滤。 A. 应用层；数据内容 B. 网络层；IP地址和端口号 C. 数据链路层；MAC地址 D. 传输层；TCP序列号 【答案】B 【解析】包过滤防火墙工作在网络层（也称分组过滤路由器），通过检查单个数据包的源IP地址、目的IP地址、源端口号、目的端口号、协议类型等信息，与规则表的规则进行比较后决定是否允许数据包通过。 限时练习 三 5.下列选项中，关于VPN的描述正确的是（ ）。 A. VPN需要有自己专用的物理线路 B. VPN在公共网络上通过隧道技术建立逻辑上的专用通道 C. VPN只能用于公司总部和分公司的连接 D. VPN在隧道传输过程中，中转节点可以解析原始数据内容 【答案】B 【解析】 VPN（虚拟专用网）利用公共网络资源建立逻辑上的专用通道，没有自己的专用线路。 限时练习 三 6.应用层网关代理防火墙的工作过程是（ ）。 A. 客户机直接与目标服务器建立连接 B. 客户机将数据请求发给代理服务器，代理服务器向目标服务器索取数据后，再传输给客户机 C. 客户机向代理服务器发送数据，代理服务器不做任何处理直接转发 D. 代理服务器只检查数据包的IP地址和端口号 【答案】B 【解析】应用层网关工作过程：①客户机将数据请求发给代理服务器→②代理服务器向目标服务器索取数据→③代理服务器将数据传输给客户机。代理服务器通过自身复制数据，防止受信主机与非受信主机间直接建立联系。 限时练习 三 7.下列叙述中错误的是（ ）。 A. 公共交换电话网采用电路交换技术 B. 公共数据网X.25采用分组交换技术 C. 综合业务数字网可以传送语音和数据业务 D. 帧中继网提供无连接的传输服务 【答案】D 【解析】帧中继网本质上是分组交换技术（面向连接的方式），不是无连接服务。 限时练习 三 8.目前VPN使用了（ ）技术保证了通信的安全性。 A. 隧道协议、身份认证和数据加密 B. 身份认证、数据加密 C. 隧道协议、身份认证 D. 隧道协议、数据加密 【答案】A 【解析】目前VPN使用了隧道协议、身份认证和数据加密三项技术结合保证通信安全性。隧道协议提供数据传输通道，身份认证确认访问者身份，数据加密保证数据内容安全。 限时练习 三 9. 关于路由器，下列说法中正确的是 （ ）。 A. 路由器处理的信息量比交换机少，因而转发速度比交换机快 B. 对于同一目标，路由器只提供延迟最小的最佳路由 C. 通常的路由器可以支持多种网络层协议，并提供不同协议之间的分组转换 D. 路由器不但能够根据逻辑地址进行转发，而且可以根据物理地址进行转发 【答案】C 【解析】路由器工作在网络层（OSI第三层），通常支持多种网络层协议（如IPv4、IPv6、IPX等），并能实现不同协议之间的分组转换（例如IPv4与IPv6之间的转换），这是路由器的核心功能之一。 限时练习 三 10.广域网的通信子网通常采用分组交换技术。（ ） 【答案】对 【解析】广域网的通信子网主要采用分组交换技术。广域网中最典型的交换方式就是分组交换，它将较大的数据划分成较小的分组，通过存储转发方式在网络中独立传输。 限时练习 三 11.根据上下行数据的传输速率是否相同，DSL技术可以分为_________和_________。 【答案】对称DSL、非对称DSL 【解析】DSL技术分为两大类：对称DSL（上下行速率相同，如HDSL、SDSL）和非对称DSL（上下行速率不同，下行>上行，如ADSL、VDSL）。 限时练习 三 12. ISDN定义了三种通道类型，即______、__________和__________。 【答案】B通道、D通道、H通道 【解析】 ISDN定义了三种通道类型：B通道（64kbps，用于传输数据/语音）、D通道（16kbps或64kbps，用于传输控制信号）、H通道（用于高速传输）。 内容小结 四 1.重点记忆广域网与局域网的区别、三种接入技术（PSTN/ISDN/DDN）的特点。 2.理解三层交换机工作原理：核心口诀“一次路由，多次交换”。 3.区分防火墙三种类型的层次、安全性和速度对比。 $