WAN与OSI参考模型

发布时间： 2022-09-21 09:50:57

WAN与OSI参考模型，WAN使用OSI参考模型的分层方式进行封装，其做法类似于LAN，但主要重点在于物理层和数据链路层。

WAN标准通常是在描述物理层传送方式与数据链路层操作，包括寻址、数据流控制与封装。WAN标准由许多经认可授权的组织定义及管理，其中包括下列机构：

● 国际电信联盟的电信标准化部门(ITU-T)，亦即前国际电话与电报咨询委员会(CCITT)

● 国际标准化组织(ISO)

● 网际网络工程任务编组(IETF)

● 电子工业协会(EIA)

● 电信工业协会(TIA)

1.物理层

WAN物理层协议描述了如何提供WAN服务的电子、机械、程序及功能方面的连接。大多数WAN都需要通信服务提供商、交换电信公司(例如网际网络服务提供商)，或邮局、电话和电报(PTT)代理商提供的互联架构。

WAN的物理层描述了连接方式，WAN的连接基本上属于以下三种类型，如图1 8-8所示。

图1 物理层所描述的关于WAN的三种连接方式

● 专用或专线连接

● 电路交换连接

● 包交换连接

WAN物理层也描述了DTE与DCE之间的接口。一般而言，DE是服务提供商设备，而DTE则是用户连接设备，如图2所示。

图2 DTE与DCE之间的连接

它们之间的连接无论是包交换或专线，还是电路交换，很多都使用同步或异步串行连接。如图3所示，许多物理层标准定义了DTE与DCE之间的接口管理规则，同时思科的设备也支持如下的标准。

图3 DTE与DCE之间的物理层描述的接口标准

● EIA/TIA-232标准：这是一种非常常见的物理层接口标准，由EIA与TIA共同开发，支持信号速度可达64Kb/s的非平衡式电路。它和V.24规格相当类似，这也就是原有的RS-232。此标准已采用多年(思科设备支持此标准)。

● EIA/TIA-449标准：常见的物理层接口标准，由EIA与TIA共同开发。其本质上为更快的(可达到2Mb/s)EIA/TIA-232 版本，支持更长的网络线缆布线(思科设备支持此标准)。

● EIA/TIA-612/613标准：此标准是用来描述高速串行接口(HSSI)的，可存取T3(45Mb/s)、E3(34Mb/s)及同步光纤网络(SONET)STS-1(51.84Mb/s)速度下的服务。接口的实际速度取决于外部的DSU及连接的服务类型。

● V.24标准：介于DTE与DCE之间的物理层接口的ITU-T标准。

● V.35标准：描述网络存取设备与包交换网络之间通信的同步物理层协议的ITU-T标准。V.35 为欧美最常用的标准，建议用于可达48Kb/s的速度(思科设备支持此标准)。

● X.21标准：用于通过同步数字线路的串行通信的ITU-T标准。X.21协议主要用于欧洲和日本。

● G.703标准：用于电信公司设备与DTE之间连接的ITU-T电子与机械规格，使用British Naval connectors(BNC)并运行于E1数据速度等级下。

● EIA-530标准：是EIA/TIA-449的两种电气实际运行标准，RS-422(用于平衡式传输)与RS-423(用于非平衡式传输)(思科设备支持此标准)。

用户连接内部网与广域网的设备是DTE端设备，而DCE设备是用来将用户数据从DTE转换成WAN服务提供商许可的传输频率的设备。同步串行接口可以被配置为DTE或DCE(EIA/TIA 530仅能配置为DTE)。接口是DTE还是DCE主要取决于其上所连接的线缆。

如果用户端设备的接口被配置为DTE，它需要从外部的CSU/DSU或其他的DCE设备上接收时钟频率。

2.数据链路层

在每个WAN连接上，数据在通过WAN链路前都被封装到帧中。为了确保传输数据的帧格式匹配，必须配置恰当的第二层封装类型。协议的选择主要取决于WAN的拓扑和通信设备。

WAN数据链路层定义了传输到远程站点的数据封装形式。WAN数据链路协议则描述了在单一数据路径上各系统间的帧传送方式。如图4所示是常见的与WAN线路相关的数据链路封装。

图4 第二层常见的封装类型

典型的WAN协议包括以下几种。

● 高级数据链路控制(HDLC)：如图8-12所示，此类型为ISO标准。它是点对点、专用链路和电路交换连接上默认的封装类型。其典型应用是通信线路两端都是思科设备。HDLC是按位访问的同步数据链路层协议。

它定义了同步串行链路上使用帧标识和校验和的数据封装方法。由于厂商推行的标准和运行方式各有不同，因此各厂商之间的HDLC可能并不互相兼容。HDLC同时支持点对点与点对多点连接。

图5 HDLC同时支持点对点和点对多点

● 点对点协议(PPP)：由RFC 1661描述，PPP是由IETF定义并开发的。PPP包含标识网络层协议的协议字段。PPP规定了在同步和异步电路上的路由器对路由器及主机对网络的连接。PPP被设计运行于若干网络层协议上，如IP和IPX。PPP同样也被构建在安全机制上，如PAP和CHAP验证。

● 串行链路网络协议(SLIP)：SLIP是点对点串行连接应用于TCP/IP的一个标准协议。SLIP已经基本上被PPP取代。

● 综合业务数字网(ISDN)：一组数字服务，可经由现有的电话线路传输语音和数据资料。

● X.25及平衡式链路访问程序(LAPB)：X.25是帧中继的原型，它指定LAPB为一个数据链路层协议。LAPB是定义DTE与DCE之间如何连接的ITU-T标准，是在公共数据网络上维护远程终端访问与计算机通信的。LAPB用于包交换网络，用来封装位于X.25堆叠中第二层的数据包。如果链路不稳定或在链路上存在内在的延迟特性时，它也可以用于点对点链路，如星型连接的形式。LAPB在点对点的基础上提供了可靠性与数据流控制。

● 帧中继：一种产业标准，是维护多路虚拟电路的交换式数据链路层协议。使用高品质数字设施，无差错控制机制的简化封装。帧中继相对于其他WAN协议而言，其数据资料传输速度相当快。它是X.25的下一代标准，可以说是改进了的X.25，它去掉了X.25在使用时的一些耗时的步骤，如差错控制和数据流控制等。

● Cisco/IETF：用来封装帧中继流量。思科定义的专属选项，只能在思科路由器之间使用。

● 异步传输模式(ATM)：ATM是一种信元中继交换的国际标准，多种服务类型的数据，如语音、影像或数据，都可以通过固定长度(53个字节)的ATM信元传输。固定长度的信元允许使用硬件进行数据交换处理，因此要减少转变所带来的延迟。ATM被设计采用更优越的高速转发介质，如E3、同步光纤网络(SONET)和T3等。