广域网技术
基本要求：了解广域网的特点、服务 类型及实现方式；了解常见的广域网设备；了解若干典型的广域网协议和技术，包括PPP、ISDN、ATM、帧 中继和SDH 技术等。
教学重点和难点：
广域网标准
广域网连接的选择
典型的广域网协议和技术，包括PPP、ISDN、ATM、帧中继和SDH
技术等。
11.1 广域网概述
广域网是一个地理覆 盖范围超过局域网的数据通信网络。如果说局域网技术主要是为实现共享资源这个目标而服务，那么广域网则主要是为了实现广大范围内的远 距离数据通信，因此广域网在网络特性和技术实现上与局域网存在明显的差异。
广域网的主要特性包括:
广域网运行在超出局域网地理范围的区域内；
使用各种类型的串行连接来接入广泛地理领域内的带宽；
连接分布在广泛地理领域内的设备；
使用电信运营商的服务。
11.1.1 广域网设备
根据定义，广域网连接相隔较远的设备，这些设备包括：
路由器（Router）：提供诸如局域网互连、广域网接口等多种服 务，包括LAN和WAN的设备连接端口。
WAN交换机（Switch）：连接到广域网带宽上，进行语音、数据资料及视频通信。WAN交换机是多端口的网络设备，通常进行帧中继、X.25及交换百万 位数据服务（SMDS）等流量的交换。WAN交换机通常是在OSI参考模型的数据链路层之下运行。
调制解调器（Modem）：包括针对各种语音级（Voice Grade）服务的不同接口，信道服务单元／数字服务单元（CSU/DSU）是T1／E1服务的接口，终端适配器／网络终结器（TA/NT1）是综合业务数字网（ISDN）的接口。
通信服务器（Communication Server）：汇集拨入和拨出的用户 通信。 11.1.2 广域网标准
ISO/OSI开放系统互连参考模型7层协议同样适用于广域网，但广域网只涉及低 三层：物理层、数据链路层和网络层，它将地理上相隔很远的局域网互连起来。广 域网能提供路由器、交换机以及它们所支持的局域网之间的数据分组／帧交换。
1. 物理层协议
广域网的物理层协议描述了如何提 供电气、机械、操作和功能的连接到通信服务提供商所提供的服务。广域网物理层描述了数据终端设备（DTE）和数 据通信设备（TCE）之间的接口。连接到广域网的设备通常是一台路由器，它被认为是一台DTE。而连接到另一端的设备为服务提供商提供接口，这就是一台DCE。
WAN的物理层描述了连接方式，WAN的连接基本上属于专用或专线连接、电 路交换连接、包交换连接等三种类型。它们之间的连接无论是包交换或专线还是电路交换，都使用同步或异步串行连接。
许多物理层标准定义了DTE和DCE之间接口的控制规则，如EIA/TIA-232、EIA/TIA-449、EIA-530、EIA/TIA-612/613、V.35、X.21等。
2. 数据链路层协议
在每个WAN连接上，数据在通过WAN链路前都被封装到帧中。为了确保验证协议被使用，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的封装形式（详见下一节），并描述了在单一数据路径上各系统间的帧传送方式。
3．网络层协议
著名的广域网网络层协议，有CCITT的X.25 协议和TCP/IP协议中的IP协议等。
11.1.3 广域网帧封装格式
为了确保使用恰当的协议，必须在 路由器配置适当的第2层封装。协议的选择需要根据所采用的广域网技 术和通信设备确定。
路由器把数据包以二层帧格式进行封装，然后传送到广 域网链路。尽管存在几种不同的广域网封装，但是大多数有相同的原理。这是因为大多数的广域网封装都是从高层数据链路控制（HDLC）和同步数据链路控制（SDLC）演变而来的。尽管他们有相似的结构，但是每一种数据链路协议都指定了自己特殊的帧类型，不同类型是不相 容的。
缺省情况下，Cisco路由器的串口封装使用HDLC协议。要使用其他封装，必须要手动配置。封装协议的选择依赖于所使用的广域网技术和通信设备。通常的广域 网协议有以下几种：
（1）点对点协议（PPP）：PPP是一种标准协议，规定了同步或 异步电路上的路由器对路由器、主机对网络的连接。
（2）串行线路互联协议（Serial Line Internet Protocol，SLIP）：SLIP是PPP的前身，用于使用TCP/IP的点对点串行连 接。SLIP已经基本上被PPP取代。
（3）HDLC：HDLC标准是私有的，它是点对点、专用链路和电路交换连接上默认的封装类型。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。当连接不同 设备商的路由器时，要使用PPP封装（基于标准）。HDLC同时支持点对点与点对多点连接。
（4）X.25/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，是在公用数 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中第二层的数据包。X.25提供了扩展错误检测和滑动窗口特点，原因是：X.25是在错误率很高的模拟铜线电路上实现的。
（5）帧中继：帧中继是一种高性能的包交换式广域网协议，可以 被应用于各种类型的网络接口。帧中继适用于更高可靠性的数字传输设备上。
（6）ATM：ATM是信元交换的国际标准，在定长（53字节）的信元中能实现传送各种各样的服务类型（如话音、音频、数据）。ATM适于利用高速传输介质如SONET。
（7） Cisco/IETF：用来封装帧中继流 量。Cisco定义的专属选项，只能在Cisco路由器之间使用。
（8）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。
最常用的两个广域网协议是HDLC和PPP， 所有串行线路的封装共享一个公共的帧格式，帧格式在第4章数据链路 层已经介绍过。
每种广域网连接类型使用一个第二层的协议来封装广域网链路的数据。为确保使用正确的封装协议，必须为路由器的每个串行接口配置使用 第二层封装类型。
11.1.4 广域网连接的选择
一般如图11.1所示，有两种类型的广域网连接可供选择：专线和交换连接。交换连接可以是电路交换或者是分组 交换。
1. 专线连接与DDN接入
专线连接是一种租用线路的方式，提供全天候服务 。专线通常用于传送数据资料、语音，同时也可以传送视频图像。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节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。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和实际电路。通过CSU/DSU时可用的典型带宽可达2Mbps（E1） ，最高能提供高达45Mbps（T3）和34Mbps（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（通道服务单元 /数字服务单元）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（DTE）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（DCE）（如一个电信交换机）上相应的接口 。CSU/DSU也为上述设备间的通信提供信号时钟。图11.2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leased line（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 依据客户自己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链接。今天，几乎所有的专线都是数字的。 如果网络需要提供实时的数据流， 例如电子商务事务处理，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有：
56kbps。
64kbps。
T1（1.544Mbps）美国标准。
E1（2.048 Mbps）欧洲标准。
E3（34.064 Mbps）欧洲标准。
T3（44.736 Mbps）美国标准。
xDSL：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51.84Mbps。大多数情况下带宽低得多（从几百Kbps到几Mbps）。费用中等而且正在下降。
SONET：一系列高速的物理层技术。设计是针对光纤的，但也可以运行在铜质电缆上； 可以实现在不同等级的光纤载波（OC）上，从51.84Mbps（OC-
1）到9952Mbps（OC-192）；通过波分复用可以实现高数据速率。在互联网骨干上的使用非常广泛。
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. 分组交换连接
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拟电 路（Virtual Circuit）进行数据传输。实际上，数据包是利用包含在 包中或帧头的地址进行路由而通过运营商网络从源结点传送到目的结点。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，来连接到包交换网络。
在包交换式网络中，提供商通过配置自己的交换设 备产生虚拟电路（VC，Virtual Circuit）来提供端到端连接。
帧中继、SMDS和X.25都 属于包交换式的广域网技术。
包交换网络可以传送大小不一的帧（数据包）或大 小固定的单元。一般最常见的包交换网络类型为帧中继。
包交换式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，但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。包交换网络 类似于专线网络，通常工作在同步串行线路上，并且速度可以从56Kbps 到45Mbps（T3级）速率。当WAN连接速率与专线的速率 接近时，如果两个较大的网络结点之间要求有较高的链路使用率，则使用包交换网络连接比较合适。
3. 电路交换连接
在电路交换式网络中，专用物理电 路只是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所建立。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。
POST是最普通的电路交换技术。使 用电话服务，只有当呼叫时，电路才建立，但是一旦临时电路建立了，它是专门属于指定的呼叫的。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。
电路交换式链路给移动办公和在家 里办公的用户提供了接入到中枢节点或ISP的手段。公司网络使用电路 交换式链路作为备份连接，或给分公司作为主用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。
无论任何人，付长途电话费账单时 ，都知道如果交换式电路如果一直保持建立着，费用都是很高的。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。
典型的电路交换式链路有如下几种：
异步串口连接（POTS）；
ISDN基本速率接口（BRI）；
ISDN基群速率接口（PRI）。
（1）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价格的广域网服务。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能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：不提供高容量传输。目前的调制解调器只能提供56kbps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用户可以随意的建立和结束呼叫。
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点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（触发性数据流量意味着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，如果接收到非触发性的数据流量且并未启动电路，路由器便会丢弃该流量。当路由器接收到触发性数据流量时，则再启动新的电路。
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ISDN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。
为了处理或接受异步串行呼叫，路由器要至少有一个异步串行接口，例如连接调制解调器的辅助端口（AUX）。
（2）ISDN线路
综合业务数字网络（ISDN）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，而不是提供永久电路。与异步拨号线路相比ISDN提供相对多的带宽；同时利用一根数字电话线来传输数据、话音及其他的负载流量。ISDN通常与DDR（按需拨号）一起应用来给备份链路和负载分担等提供远程接入。
ISDN提供两种类型的服务：BRI和PRI。BRI有两个B信道来传输数据，另外一个D信道用来发送呼叫建立和中断信号。当两个B信道一起都用于传输数据时，ISDN BRI可以达到128kbps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。用于欧洲和其他地方的E1有30个B信道。PRI也只使用一个D信道。
4. 信元交换
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，然后用数字信号技术将其在物理介质传输。
信元交换服务最常用的有两种：异步传输模式（Asychronous Transfer Mode ，ATM）和交换式多兆比特数据服务（Switched Multimegabit Data Service，SMDS）。各自的特征如表11-1描述。
表11-1信元交换服务
5. 拨号、电缆和无线服务
表11-2描述了包括拨号调制解调器（dialup modems）、电缆调制解调器（Cable modems）以及地面和人造卫星的无线服务（terrestrial and satellite wireless）等三种。
表11-2 拨号、电缆和无线服务
11.1.5 如何选择适当的广域网技术
当选择广域网线路时，有许多因素需要考虑。主要需要考虑实用性、带宽和费用。表11-3比较多种类型广域网线路的应用情况。
表11-3 广域网线路汇总
当选择一种广域网服务时，必须还要考虑其他比较重要的因素，包括可管理性、Qos、可靠性等。
11.1.6 数据报和虚电路
从层次上看，广域网中的最高层就是网络层。网络层为接在网络上的主机所提供的服务可以有两大类，即无连接的网络服务和面向连接的网络服务。这两种服务的具体实现就是通过所谓的数据报服务和虚电路服务。
虚电路常用于其服务方式为面向连接的子网中，因此，我们将在此范围内介绍虚电路。虚电路的想法是避免对发送的每一个分组都必须进行路由选择。取而代之的方法是，当建立连接时，从源端机器到目的端机器的路由就作为连接建立的一部分加以保存，此路由用于传送连接上的所有数据，这与电话系统的工作原理完全一样。当释放连接时，虚电路也随之撤消。
与之相反，对于数据报通信子网，即使其服务方式是面向连接的，也不预先选择路由。发出的每一个分组所选择的路由独立于其前面发出的分组，后续的分组可以走不同的路由。虽然数据报通信子网必须做更多的工作，但它比虚电路式通信子网更健壮，更容易处理传送失败和拥塞。
虚电路和数据报都有其支持者与反对者。现在从两个角度来总结有关的争议。表11-4总结了通信子网内部采用数据报和采用虚电路的不同之处。图11.3所示的为通信子网内部的两种工作模式。
表11-4 数据报与虚电路子网的比较
在通信子网内部，虚电路和数据报之间有好几个需要权衡的因素。一个是路由器内内存空间与带宽的权衡。虚电路允许分组含有虚电路号，而不是目标地址的完整地址。如果分组很短，那么各分组中的完整地址会成为一个不小的负担，并浪费带宽。内部使用虚电路的代价是在路由器中占用空间。考虑到通信电路与路由器存储空间的相对开销，其中某一种通信方式可能会更合算些。
另一个因素是创建时间与地址分析时间开销的比较。使用虚电路方式有一个创建阶段，并消耗资源。但是，要弄清数据分组在虚电路通信子网中如何运行却很简单，路由器仅仅是利用虚电路号，就可在表索引中找出分组应发向何方。在数据报子网中，决定分组去向的过程却很复杂。
在通信子网内部，虚电路有一些避免拥塞的优势，因为连接已建立起来的资源可以提示保留下来。一旦分组开始到达，所需的带宽和路由器容量便已具有了。对于数据报子网避免拥塞则更困难。
对于事务处理系统，例如打电话验证信用卡购物的商店，需要建立和清除一条虚电路的额外开销可能会轻易地妨碍虚电路的使用。如果大多数通信量都是这样的话，子网内部采用虚电路就毫无意义了。
值得明确指出的是，子网所提供的服务（面向连接的或无连接的）是与通信子网结构（虚电路与数据报）相互独立的。
广域网技术
基本要求：了解广域网的特点、服务 类型及实现方式；了解常见的广域网设备；了解若干典型的广域网协议和技术，包括PPP、ISDN、ATM、帧 中继和SDH 技术等。
教学重点和难点：
广域网标准
广域网连接的选择
典型的广域网协议和技术，包括PPP、ISDN、ATM、帧中继和SDH
技术等。
11.1 广域网概述
广域网是一个地理覆 盖范围超过局域网的数据通信网络。如果说局域网技术主要是为实现共享资源这个目标而服务，那么广域网则主要是为了实现广大范围内的远 距离数据通信，因此广域网在网络特性和技术实现上与局域网存在明显的差异。
广域网的主要特性包括:
广域网运行在超出局域网地理范围的区域内；
使用各种类型的串行连接来接入广泛地理领域内的带宽；
连接分布在广泛地理领域内的设备；
使用电信运营商的服务。
11.1.1 广域网设备
根据定义，广域网连接相隔较远的设备，这些设备包括：
路由器（Router）：提供诸如局域网互连、广域网接口等多种服 务，包括LAN和WAN的设备连接端口。
WAN交换机（Switch）：连接到广域网带宽上，进行语音、数据资料及视频通信。WAN交换机是多端口的网络设备，通常进行帧中继、X.25及交换百万 位数据服务（SMDS）等流量的交换。WAN交换机通常是在OSI参考模型的数据链路层之下运行。
调制解调器（Modem）：包括针对各种语音级（Voice Grade）服务的不同接口，信道服务单元／数字服务单元（CSU/DSU）是T1／E1服务的接口，终端适配器／网络终结器（TA/NT1）是综合业务数字网（ISDN）的接口。
通信服务器（Communication Server）：汇集拨入和拨出的用户 通信。 11.1.2 广域网标准
ISO/OSI开放系统互连参考模型7层协议同样适用于广域网，但广域网只涉及低 三层：物理层、数据链路层和网络层，它将地理上相隔很远的局域网互连起来。广 域网能提供路由器、交换机以及它们所支持的局域网之间的数据分组／帧交换。
1. 物理层协议
广域网的物理层协议描述了如何提 供电气、机械、操作和功能的连接到通信服务提供商所提供的服务。广域网物理层描述了数据终端设备（DTE）和数 据通信设备（TCE）之间的接口。连接到广域网的设备通常是一台路由器，它被认为是一台DTE。而连接到另一端的设备为服务提供商提供接口，这就是一台DCE。
WAN的物理层描述了连接方式，WAN的连接基本上属于专用或专线连接、电 路交换连接、包交换连接等三种类型。它们之间的连接无论是包交换或专线还是电路交换，都使用同步或异步串行连接。
许多物理层标准定义了DTE和DCE之间接口的控制规则，如EIA/TIA-232、EIA/TIA-449、EIA-530、EIA/TIA-612/613、V.35、X.21等。
2. 数据链路层协议
在每个WAN连接上，数据在通过WAN链路前都被封装到帧中。为了确保验证协议被使用，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的封装形式（详见下一节），并描述了在单一数据路径上各系统间的帧传送方式。
3．网络层协议
著名的广域网网络层协议，有CCITT的X.25 协议和TCP/IP协议中的IP协议等。
11.1.3 广域网帧封装格式
为了确保使用恰当的协议，必须在 路由器配置适当的第2层封装。协议的选择需要根据所采用的广域网技 术和通信设备确定。
路由器把数据包以二层帧格式进行封装，然后传送到广 域网链路。尽管存在几种不同的广域网封装，但是大多数有相同的原理。这是因为大多数的广域网封装都是从高层数据链路控制（HDLC）和同步数据链路控制（SDLC）演变而来的。尽管他们有相似的结构，但是每一种数据链路协议都指定了自己特殊的帧类型，不同类型是不相 容的。
缺省情况下，Cisco路由器的串口封装使用HDLC协议。要使用其他封装，必须要手动配置。封装协议的选择依赖于所使用的广域网技术和通信设备。通常的广域 网协议有以下几种：
（1）点对点协议（PPP）：PPP是一种标准协议，规定了同步或 异步电路上的路由器对路由器、主机对网络的连接。
（2）串行线路互联协议（Serial Line Internet Protocol，SLIP）：SLIP是PPP的前身，用于使用TCP/IP的点对点串行连 接。SLIP已经基本上被PPP取代。
（3）HDLC：HDLC标准是私有的，它是点对点、专用链路和电路交换连接上默认的封装类型。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。当连接不同 设备商的路由器时，要使用PPP封装（基于标准）。HDLC同时支持点对点与点对多点连接。
（4）X.25/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，是在公用数 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中第二层的数据包。X.25提供了扩展错误检测和滑动窗口特点，原因是：X.25是在错误率很高的模拟铜线电路上实现的。
（5）帧中继：帧中继是一种高性能的包交换式广域网协议，可以 被应用于各种类型的网络接口。帧中继适用于更高可靠性的数字传输设备上。
（6）ATM：ATM是信元交换的国际标准，在定长（53字节）的信元中能实现传送各种各样的服务类型（如话音、音频、数据）。ATM适于利用高速传输介质如SONET。
（7） Cisco/IETF：用来封装帧中继流 量。Cisco定义的专属选项，只能在Cisco路由器之间使用。
（8）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。
最常用的两个广域网协议是HDLC和PPP， 所有串行线路的封装共享一个公共的帧格式，帧格式在第4章数据链路 层已经介绍过。
每种广域网连接类型使用一个第二层的协议来封装广域网链路的数据。为确保使用正确的封装协议，必须为路由器的每个串行接口配置使用 第二层封装类型。
11.1.4 广域网连接的选择
一般如图11.1所示，有两种类型的广域网连接可供选择：专线和交换连接。交换连接可以是电路交换或者是分组 交换。
1. 专线连接与DDN接入
专线连接是一种租用线路的方式，提供全天候服务 。专线通常用于传送数据资料、语音，同时也可以传送视频图像。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节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。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和实际电路。通过CSU/DSU时可用的典型带宽可达2Mbps（E1） ，最高能提供高达45Mbps（T3）和34Mbps（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（通道服务单元 /数字服务单元）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（DTE）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（DCE）（如一个电信交换机）上相应的接口 。CSU/DSU也为上述设备间的通信提供信号时钟。图11.2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leased line（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 依据客户自己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链接。今天，几乎所有的专线都是数字的。 如果网络需要提供实时的数据流， 例如电子商务事务处理，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有：
56kbps。
64kbps。
T1（1.544Mbps）美国标准。
E1（2.048 Mbps）欧洲标准。
E3（34.064 Mbps）欧洲标准。
T3（44.736 Mbps）美国标准。
xDSL：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51.84Mbps。大多数情况下带宽低得多（从几百Kbps到几Mbps）。费用中等而且正在下降。
SONET：一系列高速的物理层技术。设计是针对光纤的，但也可以运行在铜质电缆上； 可以实现在不同等级的光纤载波（OC）上，从51.84Mbps（OC-
1）到9952Mbps（OC-192）；通过波分复用可以实现高数据速率。在互联网骨干上的使用非常广泛。
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. 分组交换连接
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拟电 路（Virtual Circuit）进行数据传输。实际上，数据包是利用包含在 包中或帧头的地址进行路由而通过运营商网络从源结点传送到目的结点。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，来连接到包交换网络。
在包交换式网络中，提供商通过配置自己的交换设 备产生虚拟电路（VC，Virtual Circuit）来提供端到端连接。
帧中继、SMDS和X.25都 属于包交换式的广域网技术。
包交换网络可以传送大小不一的帧（数据包）或大 小固定的单元。一般最常见的包交换网络类型为帧中继。
包交换式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，但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。包交换网络 类似于专线网络，通常工作在同步串行线路上，并且速度可以从56Kbps 到45Mbps（T3级）速率。当WAN连接速率与专线的速率 接近时，如果两个较大的网络结点之间要求有较高的链路使用率，则使用包交换网络连接比较合适。
3. 电路交换连接
在电路交换式网络中，专用物理电 路只是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所建立。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。
POST是最普通的电路交换技术。使 用电话服务，只有当呼叫时，电路才建立，但是一旦临时电路建立了，它是专门属于指定的呼叫的。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。
电路交换式链路给移动办公和在家 里办公的用户提供了接入到中枢节点或ISP的手段。公司网络使用电路 交换式链路作为备份连接，或给分公司作为主用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。
无论任何人，付长途电话费账单时 ，都知道如果交换式电路如果一直保持建立着，费用都是很高的。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。
典型的电路交换式链路有如下几种：
异步串口连接（POTS）；
ISDN基本速率接口（BRI）；
ISDN基群速率接口（PRI）。
（1）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价格的广域网服务。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能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：不提供高容量传输。目前的调制解调器只能提供56kbps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用户可以随意的建立和结束呼叫。
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点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（触发性数据流量意味着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，如果接收到非触发性的数据流量且并未启动电路，路由器便会丢弃该流量。当路由器接收到触发性数据流量时，则再启动新的电路。
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ISDN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。
为了处理或接受异步串行呼叫，路由器要至少有一个异步串行接口，例如连接调制解调器的辅助端口（AUX）。
（2）ISDN线路
综合业务数字网络（ISDN）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，而不是提供永久电路。与异步拨号线路相比ISDN提供相对多的带宽；同时利用一根数字电话线来传输数据、话音及其他的负载流量。ISDN通常与DDR（按需拨号）一起应用来给备份链路和负载分担等提供远程接入。
ISDN提供两种类型的服务：BRI和PRI。BRI有两个B信道来传输数据，另外一个D信道用来发送呼叫建立和中断信号。当两个B信道一起都用于传输数据时，ISDN BRI可以达到128kbps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。用于欧洲和其他地方的E1有30个B信道。PRI也只使用一个D信道。
4. 信元交换
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，然后用数字信号技术将其在物理介质传输。
信元交换服务最常用的有两种：异步传输模式（Asychronous Transfer Mode ，ATM）和交换式多兆比特数据服务（Switched Multimegabit Data Service，SMDS）。各自的特征如表11-1描述。
表11-1信元交换服务
5. 拨号、电缆和无线服务
表11-2描述了包括拨号调制解调器（dialup modems）、电缆调制解调器（Cable modems）以及地面和人造卫星的无线服务（terrestrial and satellite wireless）等三种。
表11-2 拨号、电缆和无线服务
11.1.5 如何选择适当的广域网技术
当选择广域网线路时，有许多因素需要考虑。主要需要考虑实用性、带宽和费用。表11-3比较多种类型广域网线路的应用情况。
表11-3 广域网线路汇总
当选择一种广域网服务时，必须还要考虑其他比较重要的因素，包括可管理性、Qos、可靠性等。
11.1.6 数据报和虚电路
从层次上看，广域网中的最高层就是网络层。网络层为接在网络上的主机所提供的服务可以有两大类，即无连接的网络服务和面向连接的网络服务。这两种服务的具体实现就是通过所谓的数据报服务和虚电路服务。
虚电路常用于其服务方式为面向连接的子网中，因此，我们将在此范围内介绍虚电路。虚电路的想法是避免对发送的每一个分组都必须进行路由选择。取而代之的方法是，当建立连接时，从源端机器到目的端机器的路由就作为连接建立的一部分加以保存，此路由用于传送连接上的所有数据，这与电话系统的工作原理完全一样。当释放连接时，虚电路也随之撤消。
与之相反，对于数据报通信子网，即使其服务方式是面向连接的，也不预先选择路由。发出的每一个分组所选择的路由独立于其前面发出的分组，后续的分组可以走不同的路由。虽然数据报通信子网必须做更多的工作，但它比虚电路式通信子网更健壮，更容易处理传送失败和拥塞。
虚电路和数据报都有其支持者与反对者。现在从两个角度来总结有关的争议。表11-4总结了通信子网内部采用数据报和采用虚电路的不同之处。图11.3所示的为通信子网内部的两种工作模式。
表11-4 数据报与虚电路子网的比较
在通信子网内部，虚电路和数据报之间有好几个需要权衡的因素。一个是路由器内内存空间与带宽的权衡。虚电路允许分组含有虚电路号，而不是目标地址的完整地址。如果分组很短，那么各分组中的完整地址会成为一个不小的负担，并浪费带宽。内部使用虚电路的代价是在路由器中占用空间。考虑到通信电路与路由器存储空间的相对开销，其中某一种通信方式可能会更合算些。
另一个因素是创建时间与地址分析时间开销的比较。使用虚电路方式有一个创建阶段，并消耗资源。但是，要弄清数据分组在虚电路通信子网中如何运行却很简单，路由器仅仅是利用虚电路号，就可在表索引中找出分组应发向何方。在数据报子网中，决定分组去向的过程却很复杂。
在通信子网内部，虚电路有一些避免拥塞的优势，因为连接已建立起来的资源可以提示保留下来。一旦分组开始到达，所需的带宽和路由器容量便已具有了。对于数据报子网避免拥塞则更困难。
对于事务处理系统，例如打电话验证信用卡购物的商店，需要建立和清除一条虚电路的额外开销可能会轻易地妨碍虚电路的使用。如果大多数通信量都是这样的话，子网内部采用虚电路就毫无意义了。
值得明确指出的是，子网所提供的服务（面向连接的或无连接的）是与通信子网结构（虚电路与数据报）相互独立的。