连接到广域网 Connecting to the WAN

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1 连接到广域网 Connecting to the WAN
1 连接到广域网 Connecting to the WAN Cisco Networking Academy program Connecting Networks Chapter 2: Connecting to the WAN 第四学期：连接网络 Connecting Networks

2 2 学习目标

3 Chapter 2 3 连接到广域网 2.1 广域网技术概述 2.2 选择一种广域网技术 2.3 总结

4 2.1 广域网技术概述 WAN Technologies Overview
4 2.1 广域网技术概述 WAN Technologies Overview 2.1 WAN Technologies Overview

5 组织必须为使用服务提供商的 服务实现站点互联而付费
5 Why a WAN? 广域网的目的 为什么选择广域网? 工作的地理范围远远超过局域 网 服务提供商所有 组织必须为使用服务提供商的 服务实现站点互联而付费

6 企业需要在地理位置分散的站点之间进行通信，例如：
6 Are WANs Necessary? 区域或分支机构必须能够沟通和共享数据。 组织必须与其他客户组织的信息共享。 移动工作人员必须访问驻留在企业网络信息。 消费者通过互联网与银行，商店，以及各种商品和服务的供应商沟通。 学生通过访问库的索引和设在全国其他地区和世界其他地区的出版物做研究。 广域网的目的 需要广域网吗？ 企业需要在地理位置分散的站点之间进行通信，例如： 区域或分支机构办事处必须能够沟通和共享数据。 组织经常需要与其它组织共享信息。 移动工作人员必须访问驻留在企业网络信息。 家庭计算机用户必须跨越越来越大的距离收发数据，例如: 消费者通过互联网与银行，商店，以及各种商品和服务的供应商通信。 学生通过访问本国或其他的图书馆索引和出版物来开展研究。

7 SPAN Engineering公司发展为例
7 Evolving Networks 广域网的目的 不断演化的网络 SPAN Engineering公司发展为例

8 SPAN Engineering – 环境咨询公司
8 Small Office SPAN工程，环境咨询公司，已开发出转换家庭垃圾转化为电能，并正在开发一个小的试点，市委，市政府在当地一个特殊的过程。该公司，该公司已经经营了四年，已发展 到包括15名员工：六名工程师，四计算机辅助绘图（CAD）的设计师，接待员，两位高级合伙人，以及两个办公室助理。 使用托管服务，而不是购买和经营自己的FTP和电子邮件服务器 广域网的目的 小型办公室 SPAN Engineering – 环境咨询公司 该公司已经经营了四年，已发展到包括15名员工：6 名工程师、4 名计算机辅助制图 (CAD) 设计师、1 名前台、2 名资深合伙人和 2 名行政助理。 使用单个局域网在 计算机之间共享信息和外围设备，如打印机、大型绘图仪（用于打印 工程图）和传真设备 对局域网进行了升级，以提供相对低廉的 IP 语音 (VoIP) 服务，从而节省员工使用独立电 话线路带来的成本。 Internet 连接则是通过被称为数字用户线路 (DSL) 的常见宽带 (broadband) 服务来实现 的 使用从DSL 提供商购买的支持服务 公司使用主机托管服务，而不是购买并运行自己的 FTP 和电子邮件 ( ) 服务器。

9 9 广域网的目的 小型办公室 2.1.1.4 Small Office
SPAN工程，环境咨询公司，已开发出转换家庭垃圾转化为电能，并正在开发一个小的试点，市委，市政府在当地一个特殊的过程。该公司，该公司已经经营了四年，已发展 到包括15名员工：六名工程师，四计算机辅助绘图（CAD）的设计师，接待员，两位高级合伙人，以及两个办公室助理。 使用托管服务，而不是购买和经营自己的FTP和电子邮件服务器 广域网的目的 小型办公室

10 SPAN Engineering – 环境咨询公司
10 Campus Network 承包设计和实施一个全尺寸的废物转化设施。 赢得了周边城市，并在全国其他地区的其他项目。 聘请更多的员工和租用更多的办公空间与几百名员工，组织本身到职能部门。 网络现由几个子网，每章一个不同的部门。 多个局域网加入到创建公司范围的网络或校园，跨越建筑物的几个楼层。 广域网的目的 园区网络 SPAN Engineering – 环境咨询公司 5年后，公司有了迅猛的发展 。 签订了一份设计和制造实际的废物转换设备的合同。 在周边地区和国内其它地区赢得多个其它项目。 雇佣了更多的员工并租用了更多的办公室，公司规模达到数百人，并划分为若干职能部门 。 网络现在包含了若干子网，每个子网专用于某个不同的部门 多个LAN 合在一起组成公司网络或园区网，该网络横跨写字楼的几层楼。

11 11 Campus Network 广域网的目的 园区网络

12 为了管理这些项目，公司针对项目所在地就近设立了小型分支机构。 他们现在必须实现广域网。
12 Branch Networks 又过了几年后， SPAN工程已与它的专利方法，对于其服务需求猛增如此成功。新项目正在进行多个城市。为了管理这些项目，该公司已开通小型分支机构接近该项目的网 站。 这种情况呈现给IT团队新的挑战。要管理整个公司的信息和服务的交付， SPAN工程现在有一个数据中心，这家公司的各种数据库和服务器。为了确保企业的所有部分都能够 访问相同的服务和应用程序无论在哪里的办事处设，该公司现在必须实现广域网。 对于它的分支机构是在附近的城市，公司决定通过当地的服务提供商使用私人专用线路。但是，对于位于其他国家，这些办事处，互联网是一个有吸引力的广域网连接选项。 虽然通过互联网连接办公室是经济，带来了安全和隐私问题，该IT团队必须解决。 广域网的目的 分支机构网络 又过了六年，新项目在多个城市进行。 为了管理这些项目，公司针对项目所在地就近设立了小型分支机构。 他们现在必须实现广域网。 针对位于邻近城市的分支机构，公司决定使用当地服务提供商提供的私有专 线。 对于分布在其他国家的分支机构办事处，因特网是一种有吸引力的广域网连 接方式。 虽然通过因特网连接办事处比较省钱，但它带来的安全和隐私问题也是IT团 队必须妥善解决的。

13 13 Branch Networks 广域网的目的 分支机构网络 （续）

14 SPAN Engineering现在经营了20年，已经发展到拥有成千上万名员工，他们的 办事处遍布全球各地。
14 Distributed Network SPAN工程现在已经经营了20年，已发展到数千名员工分布在全球的办事处，如图1 。网络及其相关服务的成本是一个显著的费用。该公司正在为员工提供以最低的成本达到 最佳的网络服务。优化的网络服务将允许每个员工工作在高效率的速度。 为了提高盈利能力， SPAN工程必须降低其经营费用。它已经搬迁它的一些办公设施，以更便宜的地区。该公司还鼓励远程办公和虚拟团队。基于Web的应用程序，包括网络 会议，在线学习和在线协作工具，被用来提高生产率和降低成本。站点到站点和远程访问虚拟专用网络（VPN ），使公司能够利用互联网与世界各地的员工和设施，轻松， 安全地连接。为了满足这些要求，网络必须提供必要的服务，融合，安全的互联网的广域网连接远程办公室和个人，如图2所示。 就像在这个例子中，一家公司的网络需求可以极大地改变随着公司的发展随着时间的推移。分配员工节省许多方面的成本，但它提出的需求增加在网络上。不仅要在网络满足 企业的日常的日常运作上的需要，但它必须能够适应并成长为公司的变化。网络设计人员和管理员通过仔细选择网络技术，协议和服务提供商，并使用许多在这个过程中描述 的网络设计技术和架构优化其网络应对这些挑战。 广域网的目的 分布式网络 SPAN Engineering现在经营了20年，已经发展到拥有成千上万名员工，他们的 办事处遍布全球各地。 网络及其相关服务的成本是一笔庞大开支。 公司希望以最低的成本为员工提供最佳的网络服务。 鼓励远程办公和虚拟团队，使用基于网络的应用程序来提高生产效率、降低生产 成本。 使用站点到站点和远程接入虚拟专网(VPN)。 网络必须能够随着公司的变化而适应和发展 网络设计人员和管理者需要谨慎地选择网络技术、协议和服务提供商，以及优化 网络的方法来应对这些挑战。

15 15 广域网的目的 分布式网络（续） 2.1.1.7 Distributed Network
SPAN工程现在已经经营了20年，已发展到数千名员工分布在全球的办事处，如图1 。网络及其相关服务的成本是一个显著的费用。该公司正在为员工提供以最低的成本达 到最佳的网络服务。优化的网络服务将允许每个员工工作在高效率的速度。 为了提高盈利能力， SPAN工程必须降低其经营费用。它已经搬迁它的一些办公设施，以更便宜的地区。该公司还鼓励远程办公和虚拟团队。基于Web的应用程序，包括网 络会议，在线学习和在线协作工具，被用来提高生产率和降低成本。站点到站点和远程访问虚拟专用网络（VPN ），使公司能够利用互联网与世界各地的员工和设施，轻 松，安全地连接。为了满足这些要求，网络必须提供必要的服务，融合，安全的互联网的广域网连接远程办公室和个人，如图2所示。 就像在这个例子中，一家公司的网络需求可以极大地改变随着公司的发展随着时间的推移。分配员工节省许多方面的成本，但它提出的需求增加在网络上。不仅要在网络满 足企业的日常的日常运作上的需要，但它必须能够适应并成长为公司的变化。网络设计人员和管理员通过仔细选择网络技术，协议和服务提供商，并使用许多在这个过程中 描述的网络设计技术和架构优化其网络应对这些挑战。 广域网的目的 分布式网络（续）

16 16 Distributed Network 广域网的目的 分布式网络（续）

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21 广域网接入标准由很多知名的机构制定和管理，包括：
21 VSAT 是 Very Small Aperture Terminal 的缩字，直译为甚小口径卫星终端站。所以也称为卫星小数据站（小站）或个人地球站（PES） 广域网操作 OSI 模型中的广域网 广域网接入标准由很多知名的机构制定和管理，包括： 电信行业协会和电子工业联盟 (TIA/EIA) 国际标准化组织 (ISO) 电气和电子工程师协会 (IEEE)

22 22 客户端设备 (CPE) - 企业边缘处的设备和内部接线，连接到运营商链接。 用户可以从服务提供商处购买 CPE 或租用 CPE。 这里的用户是指从服务提供商订购 WAN 服务的公司。 数据通信设备 (DCE) - 也称为数据电路终端设备，DCE 由将数据放入本地环路的设备组成。 DCE 主要提供一个接口，用于将用户连接到 WAN 网云上的通信链路。 数据终端设备 (DTE) - 传送来自客户网络或主机计算机的数据以便在 WAN 上传输的客户设备。 DTE 通过 DCE 连接到本地环路。 分界点 - 在大厦或综合设施中设定的某个点，用于分隔客户设备和服务提供商设备。 在物理上，分界点是位于客户驻地的接线盒，用于将 CPE 电缆连接到本地环路。 分界点通常位于技工容易操作的位置。 分界点是连接责任由用户转向服务提供商的临界位置。 当出现问题时，需要确定究竟是由用户还是服务提供商负责排除故障或修复故障。 本地环路 - 将 CPE 连接到服务提供商的 CO 的实际铜缆或光缆。 本地环路有时也称为“最后一公里”。 中央办公室 (CO) - CO 是将 CPE 连接到提供商网络的本地服务提供商设施或大厦。 长途通信网 - 它包括长途、全数字、光纤通信线路、交换机、路由器和 WAN 提供商网络内的其他设备。 电缆分线盒 广域网操作 常用广域网术语

23 客户端设备 (CPE) - 企业边缘处的设备和内部接线，连接到运营商链接。 用户可以从服务提供商处购买 CPE 或租用 CPE。 这里的用户是指从服务提供商订购 WAN 服务的公司。
数据通信设备 (DCE) - 也称为数据电路终端设备，DCE 由将数据放入本地环路的设备组成。 DCE 主要提供一个接口，用于将用户连接到 WAN 网云上的通信链路。 数据终端设备 (DTE) - 传送来自客户网络或主机计算机的数据以便在 WAN 上传输的客户设备。 DTE 通过 DCE 连接到本地环路。 分界点 - 在大厦或综合设施中设定的某个点，用于分隔客户设备和服务提供商设备。 在物理上，分界点是位于客户驻地的接线盒，用于将 CPE 电缆连接到本地环路。 分界点通常位于技工容易操作的位置。 分界点是连接责任由用户转向服务提供商的临界位置。 当出现问题时，需要确定究竟是由用户还是服务提供商负责排除故障或修复故障。 本地环路 - 将 CPE 连接到服务提供商的 CO 的实际铜缆或光缆。 本地环路有时也称为“最后一公里”。 中央办公室 (CO) - CO 是将 CPE 连接到提供商网络的本地服务提供商设施或大厦。 长途通信网 - 它包括长途、全数字、光纤通信线路、交换机、路由器和 WAN 提供商网络内的其他设备。

24 24 拨号调制解调器 宽带调制解调器 CSU/DSU 接入服务器 广域网交换机 核心路由器/多层交换机 路由器 广域网操作 广域网设备
Common WAN Terminology 24 广域网操作 广域网设备 拨号调制解调器 宽带调制解调器 CSU/DSU 接入服务器 广域网交换机 核心路由器/多层交换机 路由器  CSU 为数字信号提供端接并通过纠错和线路监控技术确保连接的完整性。 DSU 将线路帧转换为 LAN 可以解释的帧，也可逆向转换。

25 拨号调制解调器 - 属于传统 WAN 技术，语音带调制解调器将计算机产生的数字信号转换为（即调制为）可通过公共电话网络的模拟线路传输的语音频率。 在连接的另一端，另一个调制解调器将声音还原成（即解调为）数字信号以便输入到计算机或网络连接中。 接入服务器 - 集中处理拨号调制解调器的拨入和拨出用户通信。 作为一种传统技术，接入服务器可能会混合使用模拟接口和数字接口并同时支持数百名用户。 宽带调制解调器 - 一种用于高速 DSL 或有线 Internet 服务的数字调制解调器。 两者与语音带调制解调器的运行方式类似，但使用更高的宽带频率和传输速度。 CSU/DSU - 数字租用线路需要使用 CSU 和 DSU。 CSU/DSU 可以是类似于调制解调器的独立设备，也可以是路由器上的接口。 CSU 为数字信号提供端接并通过纠错和线路监控技术确保连接的完整性。 DSU 将线路帧转换为 LAN 可以解释的帧，也可逆向转换。 WAN 交换机 - 在服务提供商网络中使用的一种多端口网间设备。 这些设备通常用于交换流量（例如帧中继或 ATM）并在第 2 层上运行。 路由器 - 提供网络互连和用于连接服务提供商网络的 WAN 访问接口端口。 这些接口可以是串行接口、以太网或其他 WAN 接口。 对于某些 WAN 接口类型，需要 DSU/CSU 或调制解调器（模拟、有线或 DSL）等外部设备将路由器连接到本地服务提供商。 核心路由器/多层交换机 - 位于 WAN 中间或主干位置，而不位于其外围的路由器或多层交换机。 为此，路由器或多层交换机必须能够支持 WAN 核心中使用的最高速度的多个电信接口。 还必须能够以所有这些接口的全线速来转发 IP 数据包。 路由器或多层交换机还必须支持核心层中使用的路由协议。

26 26 两种最常见的电路交换广域网技术类型: 公用交换电话网络 (PSTN) 综合业务数字网络 (ISDN)
Circuit Switching A circuit-switched network is one that establishes a dedicated circuit between nodes and terminals before the users may communicate. PSTN and ISDN are two types of circuit-switching technology. Switched circuits are generally an expensive way of moving data. 26 广域网操作 电路交换 电路交换网络是指在用户通信之前在节点和终端之间建立专用电路（或信道）的网络。 具体而言，电路交换会为发送方和接收方之间的语音或数据动态建立专用虚拟连接。 在开始通信之前，需要通过服务提供商的网络建立连接 两种最常见的电路交换广域网技术类型: 公用交换电话网络 (PSTN) 综合业务数字网络 (ISDN)

27 由于交换机之间的内部链路由许多用户共享，因此数据包交换的成本低于电路交换。
27 Packet Switching Splits traffic data into packets that are routed over a shared network. Packet-switching allow many pairs of nodes to communicate over the same channel. 广域网操作 分组交换 由于交换机之间的内部链路由许多用户共享，因此数据包交换的成本低于电路交换。

28 分组交换将数据流分割成可以通过共享网络进行路由传输的分组。 分组交换不需要建立电路。 允许多对节点通过同一个信道进行通信。 无连接的：因特网
28 Packet Switching Splits traffic data into packets that are routed over a shared network. Packet-switching allow many pairs of nodes to communicate over the same channel. 广域网操作 分组交换 分组交换将数据流分割成可以通过共享网络进行路由传输的分组。 分组交换不需要建立电路。 允许多对节点通过同一个信道进行通信。 无连接的：因特网 面向连接的：虚电路 (PVC 和 SVC) 分组交换的成本低于电路交换。 分组交换或信元交换连接包括: X.25, 帧中继, ATM，MPLS VPN。

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31 2.2选择广域网技术 Selecting a WAN Technology
31 2.2选择广域网技术 Selecting a WAN Technology 2.2 Selecting a WAN Technology

32 32 WAN Link Connection Options 广域网服务 广域网链路连接方式

33 服务提供商网络是复杂的，它们大部分由高带宽的光纤媒介组成： 同步光纤网络 (SONET) —基于美国的ANSI标准
33 Service Provider Network Infrastructure These standards define how to transfer multiple data, voice, and video traffic over optical fiber using lasers or light-emitting diodes (LEDs) over great distances. 较新的光纤介质的发展进行远距离通信被称为密集波分复用（DWDM） 分配进来的光信号，以特定波长的光（即，频率）。 可以放大这些波长来增强信号强度。 DWDM能够在同一根光纤中，把不同的波长同时进行组合和传输。为了保证有效，一根光纤转换为多个虚拟光纤。所以，如果你打算复用8个光纤载波（OC），即一根光纤 中传输48路信号，这样传输容量就将从2.5 Gb/s提高到20 Gb/s。 目前，由于采用了DWDM技术，单根光纤可以传输的数据流量最大达到400Gb/s。随着厂商在每根光纤中加 入更多信道，每秒兆兆位的传输速度指日可待。 　　 DWDM的一个关键优点是它的协议和传输速度是不相关的。基于DWDM的网络可以采用IP协议、ATM、SONET /SDH、以太网协议来传输数据，处理的数据流量在100 Mb/s 和2.5 Gb/s之间，这样，基于DWDM的网络可以在一个激光信道上以不同的速度传输不同类型的数据流量。从QoS （质量服务）的观点看，基于DWDM的网络以低成本的方 式来快速响应客户的带宽需求和协议改变 英国南安普敦大学的研究团队近日让光纤传输速度真正接近了宇宙的速度极限——光速。弗朗西斯科·伯乐蒂（Francesco Poletti）和他的团队制造的光纤能够以99.7%的光速 传输数据，换成数据量73.7Tb/s，即大约10TB/s，这个速度比现在常用的40Gb级的光纤电缆要快一千多倍，并且大大降低了传输时延。 广域网服务 提供服务的网络基础设施 服务提供商网络是复杂的，它们大部分由高带宽的光纤媒介组成： 同步光纤网络 (SONET) —基于美国的ANSI标准 同步数字系列 (SDH) — 基于欧洲的ETSI和ITU标准 为进行远距离通信而新发展的光纤介质被称为密集波分复用 (DWDM) 通过一股光纤进行双向通信 可以在单个光纤上多路传输超过80个不同信道的数据。(即：波长) 每条信道能够传输10Gbit/s的多路信号。 为特定的光的波长确定进入的光信号（即：频率） 可以放大这些波长来增加信号 支持SONET和SDH标准

34 34 广域网服务 提供服务的网络基础设施 2.2.1.2 Service Provider Network Infrastructure
These standards define how to transfer multiple data, voice, and video traffic over optical fiber using lasers or light-emitting diodes (LEDs) over great distances. 较新的光纤介质的发展进行远距离通信被称为密集波分复用（DWDM） 分配进来的光信号，以特定波长的光（即，频率）。 可以放大这些波长来增强信号强度。 广域网服务 提供服务的网络基础设施

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36 36 优点： 简单 优质 可用性 缺点： 成本高 有限的灵活性
Leased Lines 36 私有广域网连接基础设施 租用线 在需要永久专用连接时，可利用点对点链路提供从客户驻地到提供商网络的预先建立的 WAN 通信路径。 点对点线路通常向服务提供商租用，因此叫做租用线路。 优点： 简单  优质 可用性  缺点： 成本高 有限的灵活性  T1 链路支持 Mb/s，E1 支持 Mb/s，T3 支持 43.7 Mb/s，而 E3 连接支持 Mb/s。

37 37 优点： 简单 可用性 低实现成本 缺点： 低数据速率 相对较长的连接时间
Dialup 37 私有广域网基础设施 拨号 当其他 WAN 技术不可用时，可能需要使用拨号 WAN 访问。 例如，远程位置可以使用调制解调器和模拟拨打的电话线路来提供较低带宽和专用交换连接。 在需要间断地传输少量数据时，拨号访问是适用的。 优点： 简单  可用性 低实现成本  缺点： 低数据速率  相对较长的连接时间 

38 38 ISDN 私有广域网基础设施 ISDN

39 综合业务数字网络 (ISDN) 是一种电路交换技术，能够让 PSTN 本地环路传输数字信号，从而实现更高容量的交换连接。
基本速率接口 (BRI) - ISDN BRI 用于家庭和小企业，提供两个 64 kb/s B 通道和一个 16 kb/s D 通道。 BRI D 通道用于控制呼叫，但经常得不到充分利用，因为它只有两个 B 通道需要控制（图 2）。 主速率接口 (PRI) – ISDN 也可用于更大规模的安装环境。 在北美洲，PRI 提供 23 个 64 kb/s 的 B 通道和 1 个 64 kb/s 的 D 通道，总比特率可达 Mb/s。 这包括一些用于同步的额外开销。 在欧洲、澳大利亚和世界其他地区，ISDN PRI 提供 30 个 B 通道和 1 个 D 通道，总比特率可达 Mb/s，其中包括同步开销。

40 第2层非广播多点接入(NBMA)广域网 技术 帧中继不执行错误控制和流量控制 一个路由接口可以使用多条PVC连接到 多个站点
40 Frame Relay 私有广域网基础设施 帧中继 第2层非广播多点接入(NBMA)广域网 技术 帧中继不执行错误控制和流量控制 一个路由接口可以使用多条PVC连接到 多个站点 PVC能够传输语音和数据流 PVC由数据链路连接标识(DLCI)唯一标 识

41 支持链路速度：T1/E1到 OC-12 (622 Mb/s) 乃至 更高。
41 光学载波（OC）是在一个有许多确定水平的SONET光纤网络中的一组信号带宽。它通常表示为OC-n，其中，n是一个倍数因子，表示是基本速率51.84 Mbit/s的多少倍。目前定义的标准有： OC-1 — Mbit/s OC-3 — Mbit/s OC-12 — Mbit/s OC-24 — Gbit/s OC-48 — Gbit/s OC-96 — Gbit/s OC-192 — Gbit/s OC-256 — about 13 Gbit/s OC-384 — about 20 Gbit/s OC-768 — about 40 Gbit/s OC-1536 — about 80 Gbit/s OC-3072 — about 160 Gbit/s 私有广域网基础设施 ATM ATM 是基于信元架构的。 ATM 信元的长度总是固定为 53个字节。 5个字节的首部 + 48个 字节的有效负载 支持链路速度：T1/E1到 OC-12 (622 Mb/s) 乃至 更高。 ATM 提供PVC 和 SVC。

42 注意:广域以太网通常用来替代传统的帧中继和ATM广域网链路
Ethernet WAN Known as Metropolitan Ethernet (MetroE), Ethernet over MPLS (EoMPLS), and Virtual Private LAN Service (VPLS).  the IEEE 1000BASE-LX standard supports fiber optic cable lengths of 5 km, while the IEEE 1000BASE-ZX standard supports up to 70 km cable lengths. 2014年以太网八大发展趋势预测 在关于各大IT领域未来一年的预期当中，以太网向城域及广域网的渗透发展很可能迎来进一步扩大。这项无所不在的技术将在宽带接入、互联云计算以及广域网领域变得更加 根深蒂固，从而使自身脱离传统TDM服务、转向更为广阔的普及空间。在新的一年即将来临之际，我们梳理以太网的八大发展趋势，看看这项主流技术将焕发出怎样的新生 机： 1)10 Mbps以太网将成为新的T-1 将10Mbps与20Mbps以太网连接覆盖到市政规划位置中，已经成为以太网在全美各大城市的发展常态。根据康卡斯特公司数据服务主管Mike Tighe的说法，这一趋势将在2014 年继续推进，特别是在光纤通道愈发普及的大背景之下。 2)TDM步入终点，以太网开始转型为首要接入技术 随着T1向以太网机制让位，TDM在数据包及波长服务领域的地位也将步入终点。数据显示，2012年是全球以太网带宽业务安装量首次超过传统带宽业务的元年，而二者的差 距将在明年及以后进一步增大。 3)以太网LAN与WAN之间的界线愈发模糊 作为一家在俄勒冈州及华盛顿州经营多家酒吧、酿酒厂、音乐厅、旅馆以及剧院的家族企业，McMenamins公司正在利用以太网服务实现两州不同营业场所之间的互联互通。 过去，WAN带宽一直属于不同地区以太网LAN之间的通信瓶颈，但2014年以太网的普及将不断消除这一瓶颈。 4)城域以太网将被重新定义——城域网不再受“城域”概念限制 在前三大预测趋势的支持下，零食生产商伍兹优质食品公司将利用以太网取代T-1来连接位于宾夕法尼亚州汉诺威市以及马萨诸寒州斯特林市与菲奇堡的各家工厂。Tighe指 出，他一直在努力劝说MEF将“城域”二字从名称中去掉、并将其改旗易帜为“运营商网络”，但始终未能如愿。不过很明显，他认为以太网的应用范畴正在逐步超越城域 网、开始迈向电信所能触及的几乎所有市场。他坚信在未来一年中，以太网将彻底告别“城域”这一名称的局限。 5)私有云专用互连开始发力 扩展脚步最迅捷的市场当数以太网服务在云互连领域的发展。位于印第安纳州南本德市的联合车站技术中心作为一家集数据中心整体销售、运营以及数字化服务为一体的供应 商，利用以太网为其下辖的数百家不同区域、不同国家乃至不同大洲的客户提供连接方案。事实上，我们发现思科等公司提供的以太网交换机已经被越来越多地定位为多数据 中心互连设备。在Tighe看来，支持这一发展方向的云计算供应商数量也在持续增加当中。 6)CE 2.0——运营商以太网互连迎来拐点 越来越多的企业开始关注MEF的运营商以太网2.0认证，并以此为基础支持E-Line与E-LAN服务。CE 2.0扩展了MEF认证以太网服务的数量，增加了面向应用程序的服务级目 标，同时带来可管理性提升。Tighe认为2014年拥有CE 2.0认证的以太网服务供应商数量还将进一步增加。 7) SDN令以太网服务交付速度更快 这一猜测符合我们在过去一年中从SDN供应商及客户处获得的意见：利用自动化简化配置流程。将以太网服务配置所必需的所有设备汇聚到同一套软件管理方案之下，这将大 大促进供应商及客户意见的实现。而这也将使SDN机制在2014年乃至之后变得更为普及。 8)足迹仍然是以太网供应商的首要寻求目标 所谓“足迹”是指利用现有设施——包括线缆、设备、空间、电力供应以及机架等等——实现并交付以太网服务的能力。体育场馆将成为以太网业务展示的最佳平台及直观应 用舞台。他列举了波士顿红袜队的例子：这支队伍利用以太网装备波士顿芬威球场以及捷蓝航空公园球场，外加其位于佛罗里达州迈尔斯市的春季训练场馆及设施。球队此举 是为了支持各地超大屏幕上的计分与统计数据更新，从而让球迷们能够及时了解比赛状况。这些设施中的以太网体系还负责处理来自现场货品售卖摊点、球迷WiFi访问的全部 数据，并为新闻记者席提供互联网连接以实现新闻、博客及推文发布。 另一个绝佳实例来自丹佛野马队，这支队伍利用以太网为自己位于哩高的Sports Authority Field主场提供高清视频全面覆盖。此外，Extreme Networks与Enterasys两家公司也 在为新英格兰爱国者队与费城老鹰队提供同样的服务。Tighe表示，这类知名度高、效果直观的用例将在2014年大量涌现。现在，这些球队的当务之急是把球场之外的体验搞 好。 42 私有广域网基础设施 广域以太网 广域以太网的特点和优势包括： 降低费用和管理开销 方便与现有网络集成 提高企业生产效率  服务提供商现在提供使用光纤电缆 连接广域以太网的服务。 以太网 WAN 服务曾有过许多名 称，包括城域以太网 (MetroE)、 MPLS 以太网 (EoMPLS) 和虚拟专 用 LAN 服务 (VPLS)。 注意:广域以太网通常用来替代传统的帧中继和ATM广域网链路

43 43 MPLS MPLS 独立于第二和第三层协议，诸如ATM 和IP。它提供了一种方式，将IP地址映射为简单的具有固定长度的标签，用于不同的包转发和包交换技术。它是现有路由和交换协 议的接口，如IP、ATM、帧中继、资源预留协议（RSVP）、开放最短路径优先（OSPF）等等。 在MPLS 中，数据传输发生在标签交换路径（LSP）上。LSP 是每一个沿着从源端到终端的路径上的结点的标签序列。现今使用着一些标签分发协议，如标签分发协议 （LDP）、RSVP 或者建于路由协议之上的一些协议，如边界网关协议（BGP）及OSPF。因为固定长度标签被插入每一个包或信元的开始处，并且可被硬件用来在两个链接 间快速交换包，所以使数据的快速交换成为可能。 MPLS 主要设计来解决网路问题，如网路速度、可扩展性、服务质量（QoS）管理以及流量工程，同时也为下一代IP 中枢网络解决宽带管理及服务请求等问题。 多协议标签交换MPLS最初是为了提高转发速度而提出的。与传统IP路由方式相比，它在数据转发时，只在网络边缘分析IP报文头，而不用在每一跳都分析IP报文头，从而节 约了处理时间。 MPLS起源于IPv4（Internet Protocol version 4），其核心技术可扩展到多种网络协议，包括IPX（Internet Packet Exchange）、Appletalk、DECnet、CLNP （Connectionless Network Protocol）等。“MPLS”中的“Multiprotocol”指的就是支持多种网络协议。 私有广域网基础设施 MPLS 多协议标签交换 (MPLS) 是一种多协议、高性能的广域网技术，该技术指导数据从一个路由 传输到下一个路由，它基于最短路径标签而非IP网络地址。

44 超小孔径终端 (VSAT) - 使用卫星通信架设 私有广域网的解决方案。
44 VSAT 超小孔径终端 VSAT卫星通信系统从单一窄带业务的卫星电信网，向一个融合电信、广播、计算机的宽带卫星网络发展。它将是未来电信系统的重要组成部分，依赖地面超大容量光纤网， 以及空间宽带卫星网，使用户设备方便地直接接入全国或全球宽带网络。 VSAT用户利用架设在办公室或住宅的VSAT设备，方便地接入卫星通信网。用户按照业务的需要来自适应地使用卫星网络的资源，并构造它与卫星网络的拓扑结构（一跳或两 跳）。用户设备是一个小口径的天线（0.6米以下），一个笔记本式附在天线上的室外单元，一个笔记本式的室内单元。用户的办公和生活设施可以像接在地面设备一样地接 在VSAT设备上。 VSAT卫星通信系统提供的业务包括电信业务，计算机互联网业务，以及数据、音频、视频等广播业务。VSAT 卫量通信在提供传统的话音、数据等交互业务的同时，随着网 络的宽带化，宽带化的VSAT设备发展了远程教育，远程医疗，电视会议等功能。随着广播业务的发展，利用卫星通信的广域覆盖特性和宽带卫星广播技术，实现新闻和数据 分发和广播，数据音频视频广播到户，卫星寻呼，Web广播，视频点播（VOD），IP数据音频和视频广播。宽带卫星数据传输作为计算机互连网的一部分，提供了方便的文件 软件下载和Internet接入，企业的Internet互连，ISP骨干业务，电子邮件，电子商务，金融证券。 6.1、VSAT 宽带化的简介 卫星网络的宽带化趋势体现在超大容量的卫星，星座系统的发展。超大容量的卫星和星座系统不断扩展新的宽带工作频段，在使用传统的卫星通信L、C和Ku波段的基础上， 积极推广能有更宽带宽的Ka频段。大容量卫星和星座系统还发展了一系列新技术：轨道调正的山粒子发动机技术，高效太阳能电池和蓄电池技术，星上转发器数量的增加，超 大口径的卫星天线，多波束天线，卫星转发器的大发射功率，卫星转发器频带资源的按需带宽分配技术，星上再生和交换处理技术，卫星之间的通信链路，适应卫星宽带业务 发展的需要。卫星的功能愈来愈增强、容量愈来愈大。超大容量卫星支持多种宽带卫星直播业务，便携式手持式卫星终端。大容量卫星和星座系统进一步支持宽带互联网和移 动卫星通信，如Teledesic：使用288低轨卫星，2Mbps上行链路和64Mbps下载链路（美国微软）；Spaceway：使用16高轨卫星20中轨卫星，6Mbps上行链路和16Mbps下载 链路（美国休斯）；Celestri：使用9高轨卫星和63低轨卫星（Motorola公司）；Skybridge：，使用80低轨卫星（劳拉公司）。 VSAT地球站是经过一个主站接入宽带网络，实现相应的电信、广播、计算机互联网业务的。卫星地球主站通过卫星网关、编码器，条件接收发送设备，DVB/IP复接器，调制 器，变频器发送设备，接收设备，变频器，解调器等设备与卫星链路相接。卫星地球主站通过地面网关与地面宽带网络相连。卫星地球主站的网络管理、业务服务器等设备连 成一个局域网。随着大容量卫星和卫星星座系统的发展，VSAT卫星通信网主站的功能将由大容量卫星或星座系统的星上系统的处理功能来实现。 VSAT设备智能化，但又简单可靠。它成本低，地面接口灵活，有GPS全球定位功能，可变数据速率和传输带宽，可以不同的拓扑方式和多址方式接入卫星通信网。它可以呈 星状网结构进行数据音频视频广播接收、文件软件下载、互连网浏览、远程登录和文件传输，网络管理等业务；也可以呈网状网进行话音数据传输，举行各种会议。VSAT技 术的进步表现在：新的工作频段，集成电路技术的进展，通信规程的标准化和全球化，设备的互操作性的改善。 私有广域网基础设施 VSAT 超小孔径终端 (VSAT) -  使用卫星通信架设 私有广域网的解决方案。

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48 始终在线的连接技术，使用现有的双绞电话线传输高 带宽数据，并为用户提供IP服务。
DSL 通常ADSL可以提供最高1Mbps的上行速率和最高8Mbps的下行速率（也就是我们通常说的带宽），此时线路已经无法提供正常的通话服务。最新的ADSL2+技术可以提供最 高24Mbps的下行速率，ADSL2+打破了ADSL接入方式带宽限制的瓶颈，使其应用范围更加广阔。 ADSL是一种异步传输模式（ATM）。[1] 在电信服务提供商端，需要将每条开通ADSL业务的电话线路连接在数字用户线路访问多路复用器（DSLAM）上。而在用户端，用户需要使用一个ADSL终端（因为和传统的 调制解调器（Modem）类似，所以也被称为“猫”）来连接电话线路。由于ADSL使用高频信号，所以在两端还都要使用ADSL信号分离器将ADSL数据信号和普通音频电话信 号分离出来，避免打电话的时候出现噪音干扰。 通常的ADSL终端有一个电话Line-In，一个以太网口，有些终端集成了ADSL信号分离器，还提供一个连接的Phone接口。 某些ADSL调制解调器使用USB接口与电脑相连，需要在电脑上安装指定的软件以添加虚拟网卡来进行通信。 48 私有广域网基础设施 DSL 始终在线的连接技术，使用现有的双绞电话线传输高 带宽数据，并为用户提供IP服务。 DSL调制解调器将来自用户设备的以太网信号转换为 DSL信号 ，然后将其传输到中心局。 通常ADSL可以提供最高1Mbps的上行速率和最高8Mbps的下行速率. 最新的ADSL2+技术可以提供最高24Mbps的下行速率.

49 私有广域网基础设施 有线电视（Cable）
49 Cable 私有广域网基础设施 有线电视（Cable） 有些有线电视网络提供网络访问功能。 有线电视调制解调器提供始终在线的连接，且安装简单。 前端设备最重要的组件是电缆调制解调器终端系统 (CMTS)，它负责发送和 接收有线网络上的电缆调制解调器数字信号，CMTS 是为有线用户提供 Internet 服务的必备组件。

50 市政 Wi-Fi（Municipal Wi-Fi） WiMAX 卫星因特网
市政 Wi-Fi - 许多城市已经开始铺设市政无线网络。 其中有些网络免费或者是以远低于其它宽带服务的价格提供高速 Internet 接入。 市政网络仅用于城市，可让公安、消防部门和其它城市公务员远程处理某些工作。 要连接到市政 Wi-Fi，用户通常需要一个无线调制解调器，它提供比传统无线适配器更强的无线电和定向天线。 大多数服务提供商免费或有偿提供必要的设备，就像他们提供 DSL 或电缆调制解调器一样。 WiMAX - 微波接入全球互通 (WiMAX) 是一项刚刚开始投入使用的新技术。 IEEE 标准 中描述了该技术。 WiMAX 利用无线接入提供高速宽带服务，还像手机网络那样提供广阔的覆盖区域，而不是像 Wi-Fi 热点那样仅仅覆盖小范围。 WiMAX 的工作方式与 Wi-Fi 相似，但速度更高，距离更远，支持的用户更多。 它使用类似于手机塔的 WiMAX 塔网络。 要访问 WiMAX 网络，用户必须向 ISP 订购，并且 WiMAX 塔要在其所在位置的 30 英里之内。 他们还需要使用某种 WiMAX 接收器和特殊的加密密码才能访问基站。 卫星 Internet - 通常由没有电缆和 DSL 的农村用户使用。 VSAT 提供双向（上传和下载）数据通信。 上传速度大约是下载速度 (500 kb/s) 的十分之一。 电缆和 DSL 的下载速度更快，但卫星系统的下载速度大约是模拟调制解调器的 10 倍。 要访问卫星 Internet 服务，用户需要一根卫星天线、两台调制解调器（上行链路和下行链路）和连接卫星天线和调制解调器的同轴电缆。 50 私有广域网基础设施 无线 无线宽带技术的新发展： 市政 Wi-Fi（Municipal Wi-Fi） WiMAX 卫星因特网

51 3G/4G无线 – 第3代和第4代蜂窝接入的缩写。这些技术支持无线因特网接入 。
51 G/4G Cellular LTE(Long Term Evolution,长期演进)项目是3G的演进，始于2004年3GPP的多伦多会议。LTE并非人们普遍误解的4G技术，而是3G与4G技术之间的一个过渡，是3.9G的全球 标准,它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。在20MHz频谱带宽下能够提供下行326Mbit/s与上行86Mbit/s的峰值速率。改 善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟。 LTE-Advanced:峰值速率：下行1Gbps，上行500Mbps 私有广域网基础设施 3G/4G蜂窝 常用蜂窝产业术语包括： 3G/4G无线 – 第3代和第4代蜂窝接入的缩写。这些技术支持无线因特网接入 。 长期演进(LTE) – 一种更新更快的技术， 被视为第4代技术的一部分。

52 VPN是通过公共网络在私有网络之间建立的加密连接。 优点：
52 VPN Technology 私有广域网基础设施 VPN技术 VPN是通过公共网络在私有网络之间建立的加密连接。 优点： 节约成本 安全性 可扩展性 与宽带技术兼容 VPN的两种类型 站点到站点 VPN  远程接入 VPN

53 Remote-access Site-to-Site
53 VPN Technology 私有广域网基础设施 VPN技术 远程接入 Remote-access Site-to-Site 站点到站点

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56 56 选择广域网连接时需要回答下列问题： 广域网的目的是什么？ 地理范围是什么？ 流量需求是什么？ 选择广域网服务 选择广域网链路连接
Choosing a WAN Link Connection 广域网的目的是什么？ 注意事项包括： 将企业连接各地分支机构在同一城市区域，连接远程分支机构，或连接到一个单一的分支？ 将广域网可用于连接内部员工或外部业务合作伙伴和客户，或所有三个？ 将企业连接到用户，连接到商业伙伴，连接到员工，或它们的组合？ 将广域网为授权用户提供有限或完全访问公司内部网？ 什么是地理范围？ 是对广域网的本地，区域或全球性的？ 是广域网单对单（单支） ，一到许多分支，或许多一对多（分布式） ？ 什么是流量需求？ 什么类型的流量必须被支持（仅数据， VoIP，视频，大文件，流媒体文件） ？这就决定了质量和性能的要求。 多少体积流量类型（语音，视频或数据）必须支持为每个目的地？这就决定所需的广域网连接到ISP的带宽容量。 需要什么样的服务质量？这可能限制了选择。如果流量对延迟和抖动非常敏感，消除不能提供所需的质量有任何的广域网连接选项。 什么是安全要求（数据完整性，保密性和安全性） ？这些都是重要的因素，如果交通是一个高度机密性质的，或者如果它提供必要的服务，如应急响应。 选择广域网服务 选择广域网链路连接 选择广域网连接时需要回答下列问题： 广域网的目的是什么？ 地理范围是什么？ 流量需求是什么？ 必须支持哪种类型的流量（仅限数据、VoIP、 视频、大文件、流媒体文件）？ 对于每个目的设备，必须支持的各种数据 （语音、视频或数据）的量有多大？ 需要哪些服务质量？ 安全要求是什么（数据完整性、机密性和安全性）？

57 广域网应该使用私有还是公有（Internet）基础设施？ 对于公有广域网，需要何种类型的VPN接入？ 当地提供哪些连接方式？
57 Choosing a WAN Link Connection 选择广域网服务 选择广域网链路连接 广域网应该使用私有还是公有（Internet）基础设施？ 对于公有广域网，需要何种类型的VPN接入？ 当地提供哪些连接方式？ 连接方式的成本如何？

58 总结 58 一个企业可以为WAN连接使用专用线或公共网络基础设施。
Chapter 2 Summary 58 总结 一个企业可以为WAN连接使用专用线或公共网络基础设施。 广域网接入标准工作在OSI模型的1层和2层，并由TIA/EIA, ISO, and IEEE等 组织来定义和管理管理。 广域网可以是电路交换或分组交换。 有一个通用的术语，以确定的物理组件的广域网连接服务提供商和他们的客户， 谁来负责相应的部件。 服务提供商的网络是复杂的，服务提供商的骨干网络主要包括高带宽光纤介质。 租用线提供的是永久的，专用的点至点连接。 公共基础设施的连接包括DSL，电缆，无线，和3G／4G蜂窝。 在公共基础设施的连接的安全性可以通过使用远程访问VPN或站点到站点VPN 提供。

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