3.1.4 广域网连接的选择

广域网连接有两种类型可供选择：专线连接和交换连接，如图3.1所示。交换连接可以是电路交换或分组/信元交换。

（1）专线连接

专线连接是一种租用线路连接到WAN的方式，提供全天候服务。专线通常用于传输数据资料、语音，也可以传输视频图像。在数据网络设计中，专线通常提供主要网站或园区间的核心连接或主干网络连接，以及LAN对LAN的连接。

一条专线线路是两个结点间的连续可用的点对点的链路。专用的全天候连接是由点对点串行链路提供的。专线一般使用同步串行链路。在进行专线连接时，每个连接都需要路由器的一个同步串行连接端口，以及来自服务提供商的CSU/DSU（通道服务单元/数字服务单元）和实际电路。通过CSU/DSU时可用的典型带宽可达2 Mb/s（E1），最高能提供高达45 Mb/s（T3）和34 Mb/s（E3）的带宽。而其数据链路层的各种封装方法提供了使用者数据流量的弹性及可靠性。

CSU/DSU是一个数字接口装置（或两个分离的数字装置），用以适配和连接数据终端设备上的物理接口和电信运营商交换网络中的数据电路端接设备（如交换机）上相应的接口。CSU/DSU也为上述设备间的通信提供了信号时钟。图3.2显示了CSU/DSU在网络中的位置。

线路一般都承载着高速的传输。考虑到建设和维护传输设备的费用，专线线路大多数都是从电话公司或其他承载网租用的。因此专线线路一般指租用线路。一条点对点专线利用承载网依据客户的需求预先建立了一条简单的广域网路径。专线实际上并不是一条线路，而是通过承载网预先建立的一条交换式电路。因此，专线是运营商依据客户的需求保留的一条电路。专线的私有性允许租用公司最大程度地利用自己的广域网连接。目前，几乎所有的专线都是数字专线。如果网络需要提供实时的数据流（如电子商务事务处理），则高速专线是最能满足需求的。

专线网络常用的典型连接技术如下：56 kb/s、64 kb/s、T1（1.544 Mb/s）美国标准、E1（2.048 Mb/s）欧洲标准、E3（33.064 Mb/s）欧洲标准、T3（43.736 Mb/s）美国标准。

①xDSL

xDSL是一种新兴的、正在不断发展的、针对家庭使用的广域网技术。xDSL代表整个DSL技术家族，包括高数据速率（high bit rate DSL，HDSL）、单线DSL（single line DSL，SDSL）、非对称的DSL（asymmetric DSL，ADSL）、甚高速DSL（very high data rate，VDSL）。带宽随着与电信公司设备之间距离的增加而减少，在离电信公司设备近的地方，可达到最高速率51.84 Mb/s。而大多数情况下带宽低得多（从几百千位每秒到几兆位每秒）。xDSL的价格中等而且正在下降。

②SONET

SONET包含一系列高速的物理层技术。其设计是针对光纤的，但也可以运行在铜质电缆上；可以在不同等级的光纤载波上，从51.84 Mb/s（OC－1）到9952 Mb/s（OC－192）的传输；通过波分复用可以实现高数据速率。SONET在互联网骨干网上的使用非常广泛，但费用高，不适用于连接家庭网络。

路由器的同步串行连接使用如下标准连接到DCE（如CSU/DSU）：EIA/TIA－232（RS－232）、EIA/TIA－449、V.35、X.21、EIA－530。

（2）交换连接

①分组交换连接

分组交换又称包交换，它不依赖于承载网提供的专用的点对点线路，而是让WAN中的多个网络设备共享一条虚电路进行数据传输。实际上，数据报利用包含在包中或帧头的地址进行路由并通过运营商网络从源地址传输到目的地址。这意味着包交换式广域网设备是可以被共享的，允许服务提供商通过一条物理线路、一个交换机来为多个用户提供服务。一般来讲，用户通过一条专线（如T1或分时隙的T1）连接到包交换网络。

在分组交换式网络中，服务提供商通过配置自己的交换设备产生虚拟电路来提供端到端的连接。帧中继、SMDS和X.25都属于包交换式的广域网技术。

分组交换网络可以传输大小不一的帧（数据报）或大小固定的单元。一般最常见的分组交换网络类型为帧中继。

分组交换网络与点对点线路相比，提供给管理员的管理控制权限要少，而且网络带宽也是共享的，分组包交换提供了类似于专线的网络服务，并且其服务费用的开销一般比专线要低。分组交换网络类似于专线网络，通常工作在同步串行线路上，并且速率可以从56 kb/s到45 Mb/s（T3级）。当WAN连接速率与专线的速率接近时，使用分组交换网络连接对于两个较大的网络站点之间要求有较高的链路使用率的环境是比较适宜的。

②电路交换连接

在电路交换式网络中，专用物理电路只是为每一个通信对话临时建立的。交换式电路由一个初始建立信号触发建立。这个呼叫建立过程决定了呼叫ID、目的ID和连接类型。当传输结束时，中断信号负责中断电路。

异步串口连接是最普通的电路交换技术。在使用电话服务的过程中，只有呼叫时电路才建立，但是一旦临时电路建立了，它就专属于指定的呼叫。尽管电路交换不如其他的广域网服务效益高，但是它比较常用，而且相对比较可靠。

交换式电路给移动办公和在家中办公的用户提供了接入到中枢结点或ISP的方法。公司网络使用交换式电路作为备份连接，或给分公司作为主要链路来交换小的周期性的流量。在这种方式中，路由器必须通过交换式电路来进行路由。

大家都知道如果交换式电路一直保持建立，那么费用是很高的。基于这个原因，连接交换式电路的路由器都配置成按需呼叫路由（DDR）。配置成DDR的路由器只有当检测到网络管理员预先定义的“感兴趣”的流量通过时才建立呼叫。

典型的电路交换式线路有如下几种：异步串口连接（POTS）、综合业务数字网基本速率接口（BRI）、综合业务数字网基群速率接口（PRI）。

（a）异步串口线路。异步串口线路通过现有的电话网络提供了相对比较低廉的广域网服务。为了让数字设备（如计算机和路由器）能使用模拟电话线，在线路的两端都需要调制解调器。调制解调器能够把数字信号转换成可通过电话公司本地中继异步传输的模拟信号。尽管这种方法非常方便，但是调制解调器有一个很大的缺点，即不提供高容量传输。目前的调制解调器只能提供56kb/s甚至更低的传输速率。

因为调制解调器能把任何电话线、移动和家庭用户通过异步串行线路连接到公司网络或ISP，所以利用调制解调器终端的用户可以随意地建立和结束呼叫。

路由器可以使用异步串行线路利用DDR来对流量进行路由。路由器可以在传输端的工作站进行电路交换时启动和结束该动作。当路由器接收到远程网络的流量传输要求时，便会建立电路，并正常传输流量。路由器会维护闲置计时器，而只有在接收到触发性数据流量（指路由器必须路由的流量）时才会重新设定此计时器。如果路由器在闲置计时超过之前并未收到触发性数据流量，便会中断电路。同样，如果路由器接收到非触发性的数据流量且并未启动电路，便会丢弃该流量。当路由器接收到触发性数据流量时，再启动新的电路。

DDR让用户可以在需要传输网络数据流时才进行标准的电话线路连接或综合业务数字网连接。DDR可能会比专线连接或多点连接等解决方案更便宜。

一些路由器连接了大量的异步线路以接入大量的拨号用户。担当了呼入和呼出集中点的路由器被称为接入服务器。为了处理或接收异步串行呼叫，路由器至少要有一个异步串行接口，如连接调制解调器的辅助端口（AUX）。

（b）综合业务数字网线路。综合业务数字网线路是典型的同步拨号线路，当有需要时才提供广域网接入，而不提供永久电路。与异步拨号线路相比，综合业务数字网提供相对多的带宽，同时利用一根数字电话线来传输数据、语音及其他的负载流量。综合业务数字网通常与DDR一起应用，以为SOHO应用、备份链路和负载分担等提供远程接入。

综合业务数字网提供两种类型的服务：基本速率接口（basic rate interface，BRI）和基群速率接口（primary rate interface，PRI）。BRI有两个B信道来传输数据。另用一个D信道来发送呼叫建立和中断信号。当两个B信道都用于传输数据时，综合业务数字网BRI可以达到128 kb/s的速率（比POTS最高速率的两倍还多）。对于PRI，用于北美和日本的T1有23个B信道，用于欧洲和其他地区的E1有30个B信道。PRI也只使用一个D信道。

③信元交换连接

信元交换服务（cell switch service）提供了一种专用连接交换技术，将数字化的数据组织成信元单元，然后应用数字信号技术将其在物理介质中传输。

信元交换服务最常用的有两种：异步传输模式（asynchronous transfer mode，ATM）和交换式多兆位数据服务（switched multimegabit data service，SMDS）。各自的特征如表3.2所示。

（3）拨号、电缆和无线服务

表3.3描述了拨号调制解调器（dialup modem）、电缆调制解调器（cable modem）及地面和人造卫星的无线服务（terrestrial and satellite wireless）。

（4）选择适当的广域网服务

每一种广域网线路类型都既有优点又有缺点。我们选择广域网线路时，需要考虑许多因素，主要是实用性、带宽和费用。表3.4比较了多种类型广域网线路的应用情况。