【25软考网工】第五章 网络互联（1）广域网技术

一、广域网技术

1.公共交换电话网 PSTN

• 为了语言通信而建立的网络，20世纪60年代开始用于数据传输（56k速率），现已被光纤技术淘汰
• 用户回路：电话机通过铜线连接端局（1∼10km），传输模拟信号
• 骨干网络：端局/长途局/中继局间采用光纤传输数字信号
• 数模转换：调制解调器完成数模转换，局端设备将模拟信号转为数字信号
• 现代对比：当前光纤入户最低带宽10M，主流已达500M-1000M下行速率

1） X.25

协议分层：

• 物理层：对应OSI物理层
• 链路层：对应数据链路层，提供可靠数据传输（注意不同于TCP）
• 分组层：对应OSI网络层（传输数据包/分组）

虚电路服务：

• SVC（交换虚电路）：按需建立
• PVC（永久虚电路）：长期保持

通信阶段：呼叫建立→数据传输→释放连接（类似电路交换）

技术现状：国内基本未应用，已被淘汰技术

2）帧中继 FR

技术定位：X.25的后继技术（现已淘汰） 核心特性：

• 第二层建立虚电路，提供虚电路服务，本地标识DLCI
• 帧标志字段：固定编码01111110
• 面向连接服务，分组交换透明传输

优点：

• 可以提供面向连接的服务
• 帧长：1600∼4096字节可变，可以承载各种局域网的数据帧
• 速率：2∼45Mb/s（历史同期对比算高速）
• 既可以按需要提供带宽，也可以应对突发的数据传输，带宽控制：CIR（承诺速率）+EIR（扩展速率）
• 只做检错和拥塞控制，没有流控和重传机制，开销很（记忆口诀：拥塞路上捡到钱）

缺点：

• 延迟敏感型应用（音视频）不适用
• 不保证可靠的提交
• 数据丢失与否依赖运营商对虚电路配置

3）ISDN和ATM

ISDN：

• 全称：综合数据业务网
• 目标：数字系统替代模拟电话网，三网合一
• 分类：窄带ISDN和宽带ISDN
• 窄带ISDN接口：
  • BRI：2B+D=144kbps（家庭用）
  • PRI：30B+D=2.048M（企业用）

ATM技术：

• 即宽带ISDN
• 信元交换：固定53字节（5字节开销，利用率90.6%）
• 以虚电路提供面向连接的服务，典型速率150M
• 对比FC协议：历史速率优势（诞生时2G vs 以太网10M/100M）

技术演进：现代以太网速率已达400G，但传输效率仍不及FC

4）例题:ATM传输效率

• 计算原理：ATM传输效率的计算公式为有效数据字节数除以总字节数，本题中有效数据为48字节，总开销为5字节，因此总传输量为48+5=53字节
• 正确计算：传输效率应为48/53≈90.6%，但选项中最近的数值是90.5%
• 答案选择：B, 虽然严格计算结果为90.6%，但题目选项中最接近的是B选项90.5%，因此选择B
• 易错提醒：注意区分理论计算结果和实际选项的差异，考试时选择最接近的正确答案

5）例题:广域网接口

同步串口特点：

• 主要用途：连接DDN、帧中继、X.25等广域网络
• 速率特征：属于低速接口类型

其他接口对比：

• 异步串口：采用RS-232、RS-485等多针接口，结构简单
• AUX接口：异步端口，主要用于远程配置，可通过Modem连接，现已被淘汰
• Console口：本地管理接口，有RJ45或USB两种形式，不能远程管理，只能本地管理IP地址

现代管理接口：

• 代外管理：专用管理接口如iPMI/MGMT，独立于业务流量，即使业务接口拥塞仍可管理
• 接口要求：远程管理接口必须配置IP地址才能使用

技术演进：

• 淘汰趋势：传统AUX接口已被直接支持IP的带外管理接口取代
• 速率提升：现代管理接口多为千兆以太网，满足管理需求

正确答案：A,连接广域网的接口是同步串口，选择A选项

6）例题:帧中继虚电路层与特点（网工2013年11月第11-12题)

建立层级：帧中继的虚电路建立在数据链路层（选项A正确）

功能特性：

• 拥塞控制：具有拥塞控制功能（对应"堵车"的比喻）
• 检错功能：具有检错功能（对应"捡到钱"的记忆口诀）
• 缺失功能：没有流量控制和重传机制

解题技巧：

• 通过排除法：先排除两个选项都没有拥塞控制的A和C
• 再排除同时具有流量控制的D选项
• 最终确认B选项（没有流量控制但有拥塞控制）为正确答案

正确答案：A,B

7）例题:帧中继预约最大帧长度

帧长度范围：帧中继帧长可变，可达1600~4096字节（选项B正确）

对比记忆：

• 以太网帧：最小64字节，默认最大1518字节（含1500字节有效载荷）
• 传输效率：
  • 标准帧：利用率98.8%（1518/1500）
  • 超级帧（9K MTU）：利用率99.8%

扩展知识：

• 超级帧可达9014/9216字节（9K）
• 某些网卡支持16K超级帧

实际应用：适合封装局域网数据单元

2.UPS功能详解(拓展）

1）核心功能解析

• 稳压保护: UPS首要功能是稳定电压，防止电压波动导致设备损坏，而非仅提供备用电源
• 断电缓冲: 在意外断电时提供临时电力，为启动柴油发电机争取时间（典型场景：机房设备保护）
• 设备保护机制: 持续运行的设备可能工作10-20年无故障，但意外断电重启可能导致设备直接损坏

2）网络故障案例分析

网络拓扑结构

• 典型架构: 运营商光纤→光猫→无线路由器→2.5G交换机→二级2.5G交换机→文件服务器/NAS
• 故障点: 断电后二级2.5G交换机损坏，导致PC与NAS连接中断

临时解决方案

• 千兆降级方案: 将交换机线路改接路由器LAN口（千兆交换口），理论兼容但速率降为1000M
• 异常现象:
  • 千兆网卡PC访问NAS正常
  • 2.5G网卡PC访问NAS完全不通

3）MTU超级帧问题

• 故障根源:
  • 2.5G网卡启用了9000字节的超级帧(MTU)
  • 路由器交换口无法处理超级帧转发
  • 千兆网卡默认使用标准1500字节MTU故正常
• 解决方案:
  • 关闭2.5G网卡的超级帧设置
  • 更换专业2.5G交换机（支持超级帧转发）

性能对比

• 标准MTU(1500): 传输效率98.8%，实际速率约2.38Gbps
• 超级帧(9K):
  • 效率提升至99.8%
  • 实际速率可达2.48-2.49Gbps
  • 类比：运输200斤货物，单次运量越大效率越高

4） 设备功能差异

路由器局限:

• 集成设备（路由+交换+无线AP+基础防火墙）
• 交换功能较弱，无法处理高级特性如超级帧

专业交换机优势:

• 仅需100元左右设备即可完整支持2.5G特性
• 专一性强，性能优于多功能集成设备

3.知识小结