第八章 廣域網路

本章綱要 8-1 廣域網路簡介與SLIP、PPP  8-2 交換技術：circuit、message、pack  8-3 傳輸線路 撥接線路、類比式電路、數位線路 8-4 X.25協定 8-5 訊框傳遞 

區域網路與廣域網路之不同 採用的傳輸技術不同 (基頻vs.寬頻) 使用的傳輸媒介也有所不同 區域網路中以雙絞線、銅軸電纜、光纖為主要媒介 廣域網路除使用銅軸電纜與光纖外，為了跨越地形地物的限制，有時亦採用微波、衛星等通訊設施 廣域網路由於傳輸距離較遠，因此傳輸的過程中大多混合接續各種媒介來完成

廣域網路的傳輸模式分類 電路交換 封包交換 細胞交換

8-1 廣域網路簡介與SLIP、PPP 網路分類（依規模大小） 區域網路 都會網路 廣域網路 範圍超越都會網路的大型網路 通常在同一建築物內或一哩範圍內的網路 都會網路 涵蓋一個都會區的網路 廣域網路 範圍超越都會網路的大型網路

8-1 廣域網路簡介與SLIP、PPP SLIP與PPP的差異 多重傳輸協定（PPP）與單一傳輸協定（SLIP) 連接組態的可否自動設定 表頭資料可否壓縮 提供加強式的通道

序列連線協定(SLIP) SLIP是由Rick Adams在1984年所制定的一種使用數據機撥接線路，能讓SUN工作站連結至網際網路的協定 SLIP只支援TCP/IP，不提供身份認證 不支援DHCP動態指定IP SLIP並不是一個驗證過的標準協定

點對點連線協定(PPP) PPP採用字元連結導向而非位元連結導向 處理錯誤偵測 支援多重路由協定 允許連接過程協商與分配IP 具備身份驗證 幾乎改善所有SLIP的缺失

8-2 交換技術：circuit、message、packet 交換技術的種類： 電路交換技術（circuit） 在資料發送端與接收端建立一條實質的通訊路徑 訊息交換技術（message） 不會在資料發送端與接收端建立實質通訊路徑， 而視視網路通訊情況選擇傳輸路徑 封包交換技術（packet） 為電路交換技術與訊息交換技術的綜合體

8-2 交換技術：circuit、message、packet 電路交換技術： 資料在傳輸的過程中都是使用同一條傳輸通道，就好像使用一條“專線”，ex：打電話。 使用電話交換技術的步驟： 建立連線（Circuit establishment；連線） 開始傳遞資料（Data exchange） 切斷連線（Circuit Clearing）

電路交換:電話交換機的原理 當發話端要與遠端的收話端通話時，必須透過層層的交換機建立起一條真正即時連接的線路 直到雙方通話結束，線路才又釋放出來

8-2 交換技術：circuit、message、packet 電話交換技術的優點： 傳輸速率固定。 建立連線後資料不會有延遲的現象 傳輸通道為專用，並不需要重新要求建立 電話交換技術的缺點： 成本費用較為高昂 使用率較差 抗損壞性差

8-2 交換技術：circuit、message、packet 訊息交換技術： 傳遞的資料包含來源位址與目的地位址 網路中間裝置會將訊息先儲存再傳送出去（store and forward） 傳輸路徑為動態的選擇 最常見的例子：電子郵件

郵件傳遞

8-2 交換技術：circuit、message、packet 訊息交換技術的優點： 有效的網路管理 成本費用較為低廉 傳輸通道使用率高 降低網路壅塞情況 非同步傳輸 抗損壞性高

8-2 交換技術：circuit、message、packet 具有電路交換技術與訊息交換技術的優點 將資料切割成小型資料區塊傳送。 資料區塊較訊息交換技術資料封包小，可直接在記憶體中執行，不需要先儲存後傳送 獨立傳送 資料沿著不同路徑傳送，網路易於管理且抗損壞性高

封包交換的傳輸過程

8-2 交換技術：circuit、message、packet 封包交換技術的種類： 與訊息交換技術相似 將資料切割成一系列的小型資料區塊 資料在到達中間網路裝置時，中間網路裝置會依照當時的網路情況來動態的選擇傳輸路徑將資料傳送出去

8-2 交換技術：circuit、message、packet 封包交換技術圖：

8-2 交換技術：circuit、message、packet 使用封包交換技術的優點： 與電路交換技術相比 許多裝置可共用相同的傳輸通道 改善傳輸通道的使用率 抗損壞性高 與訊息交換技術相比 延遲時間較訊息交換技術短 處理速度較快 可在記憶體中執行

電路交換與分封交換的比較

8-3 傳輸線路 一般傳輸線路可分為三種： 撥接線路（Dial up line） 類比式專線 利用大眾通信網路（PSTN）連線 每次都會開啟新的電路連接 速度較慢 類比式專線 可用在點對點網路中提供一條專線 較為穩定、成本也較高

8-3 傳輸線路 一般傳輸電路 數位線路 成本高 安全性高、可靠性佳 幾乎零錯誤的同步傳輸 多種傳輸規格 連線方式有固定式、點對點、全雙工 一般區域電信公司即可提供

公共交換電話網路(PSTN) 是指我們家庭透過實體電話線路，彼此連接所形成的大眾電信網路 目前台灣的PSTN系統主要是由中華電信所建構與管理，採用美國AT&T公司的階層式架構 依據功能屬性分別為 端局(End Office，簡稱EO) 長途電話中心局(TollCenter，簡稱TC) 主中心局(Primary Center，簡稱PC) 國際電話交換中心(International Switching Center，簡稱ISC)

利用PSTN撥接上網 利用數據機撥接至ISP業者處，再透過業者的網路系統連上網際網路，目前這仍是大多數人上網所使用的模式

利用xDSL寬頻上網 xDSL利用先進的數位訊號處理方式，以及多重編碼的資料演算法，將原本頻帶分割成下載(Downstream)、上傳(Upstream)及語音等三個頻帶 具有雙向頻寬相同的DSL(數位用戶迴路)、適合高速傳輸的HDSL(高速數位用戶迴路)、及雙向頻寬不等的ADSL(非對稱式數位用戶迴路)等產品類型

ADSL上網架構圖

T-Carrier (Trunk Carrier) 採用單一線路來傳輸資料 必須以多工(Multiplexing)的處理模式來完成具備24個即時語音通訊的能力 採分時多工(Time Division Multiplexing，TDM)的技術 來執行多工

北美洲T-Carrier家族的傳輸規範

歐洲E -Carrier家族的傳輸規範

SONET/SDH Bellcore為了解決各家業者不相容的問題，遂提出同步光纖網路的構想，劃分出各種光纖媒體等級的連線傳輸速率 目前同步光纖網路的標準主要分為北美標準的SONET(Synchronous Optical Network)，與國際電信聯盟(ITU-T) 的同步數位階層(Synchronous Digital Hierarchy) 此兩套標準合稱為SONET/SDH。

SONET的傳輸速率對照表

8-4 X.25 X.25 由CCITT制訂在封包交換網路上的一種封包交換通信協定 定義同步封包交換電腦與類比專線或撥接式虛擬電路電腦之間的介面 使用虛擬電路與動態虛擬封包傳送 連結各種傳輸通道 重複檢察錯誤

8-4 X.25 X.25包含OSI架構中最低的三層協定 圖9.5 X.25與OSI架構對照圖

8-4 X.25 PLP（Packet Layer Protocol） 聯繫、切斷端點與端點間的連線 LAP-B（Link Access Procedure Balanced） 用來控制錯誤 RS232 X.21，為DTE與CTE之間的標準，主要用在類比網路上

8-4 X.25 X.25的封包架構： 圖9.6 X.25封包架構圖

8-4 X.25 X.25 的封包架構： X.25採用虛擬電路概念來傳送資料 錯誤檢查採多重錯誤檢查方式 頭尾旗標值為01111110 若資料與旗標值相同時，採「位元填充」方式來避免 控制碼中包含序列號、P/F、NEXT等欄位 X.25採用虛擬電路概念來傳送資料 永久虛擬電路 虛擬撥接 錯誤檢查採多重錯誤檢查方式 提供的速率約在 1.2 Kbps 到 56 Kbps 之間

8-5 訊框傳遞 訊框 由CCITT所制訂 ISDN中D通道的鏈結存取協定的高速封包交換標準 X.25的改良版 包含OSI架構中的最低兩層 有訊框處理、定址、偵測錯誤、路由與介面管理等功能

8-5 訊框傳遞 訊框傳遞與OSI架構對照圖 圖9.7 訊框傳遞與OSI網路架構對照圖

8-5 訊框傳遞 訊框傳遞與X.25的比較 訊框傳遞的傳輸速度 傳輸速度: 64Kbps ~ 2.048Mbps 工作量（throughput）較X.25高5～10倍 訊框傳遞的傳輸速度 CIR（Committed Information Rate） 保證最低傳輸速率 EIR（Excess Information Rate） 當需求大於CIR時，大眾網路盡量滿足其較高速率 傳輸速度: 64Kbps ~ 2.048Mbps

8-5 訊框傳遞 訊框的格式 缺少控制碼，不能像X.25一樣用序列號來防止錯誤 圖9.8 訊框傳遞的封包格式

8-5 訊框傳遞 訊框傳遞方式 使用點對點的固定虛擬通道（permanent virtual channel）來傳送資料 一條實體線路可包含許多的固定虛擬通道 虛擬通道為單向的資料傳遞

訊框傳送(Frame Relay) 融合了電路交換與分封交換的概念，或稱之為虛擬連線(Virtual Circuit) 訊框傳送會在兩端點間的公眾電路上選擇一條「專屬」的虛擬連線路徑 建立虛擬連線之後，資料的傳送方式卻採用封包交換的運作模式來進行 可再分為固定性的虛擬線路(PVC)、和交換式的虛擬線路(SVC)

訊框傳送(Frame Relay)

8-5 訊框傳遞 訊框傳遞架構圖 圖9.9訊框傳遞架構圖