计算机网络与通信(第6章)

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1、第6章广域网第6章广域网6.1概述6.2广域网传输控制机制6.3X.25和帧中继6.4异步传输模式6.1概述WAN的拓扑结构:交换结点通过长距离的点对点链路互连，一般呈网状拓扑。典型的WAN技术有X.25、帧中继(FrameRelay,FR)和异步传输模式(AsynchronousTransferMode,ATM)等。WAN(网形拓扑、交换式网络)的网络结构6.2广域网传输控制机制6.2.1数据交换技术结点之间的两两直接连接，线路数L=n(n-1)/2。当n线性增长时，L呈指数增长。实用中仅仅铺设有限的线路，利用交换技术解决网络的数据传输问题。有3种基本的交换技术：电路

2、交换(CircuitSwitching)通过物理设备实现传输线路的转接，在通信的双方建立一条传输链路。电路交换进行一次通信要经过三个过程：电路建立、数据传输和电路释放。优点是数据传输可靠、迅速，保持顺序。缺点是线路的利用率不高。6.2.1数据交换技术报文交换(MessageSwitching)以报文为单位的存储转发(StoreandForward)的转接方式。与电路交换相比有如下特点：报文传输的线路不是专用的，可以被多个传输所利用不要求收方和发方同时处于可用状态。可以实现一对多的传输，可以实现优先级传输。中间结点可及时进行差错控制，而不用等到目的结点在解决。传输时延比电

3、路交换大。分组交换(PacketSwitching)以分组为单位的存储转发的传输方式。优点主要有：6.2.1数据交换技术由于长度小，转接中分组可缓于转发结点的内存中，提高了转发速度。各转发结点并行进行处理，降低了传输时间。对于传输中的错误，只需要发出错的分组，提高了效率。分组交换分为两种方式：数据报(Datagram)和虚电路(VirtualCircuit)。虚电路：交换虚电路(SwitchedVirtualCircuit,SVC)和永久虚电路(PermanentVirtualCircuit,PVC)两种。虚电路分组交换方式提供的网络服务是面向连接的服务(Connect

4、ion-OrientedService)，而数据报分组交换方式提供的网络服务是无连接的服务(ConnectionlessService)。6.2.1数据交换技术快速分组交换(FastPacketSwitching,FPS)当一个帧还没有接收完时就开始转发此帧，称为FPS。数据交换方式示意图6.2.2分组转发和动态路由分级的编址方式LAN采用单一编址方案(FlatAddressingScheme)。WAN采用分级编址方案(HierarchicalAddressingScheme)。WAN地址6.2.2分组转发和动态路由分组转发机制基于路由表的下一跳分组转发机制。路由表(R

5、outingTable)中最重要的两项内容为分组发往的目的站以及分组路径上的下一跳(NextHop)。交换机以分组的目的站地址为索引，查询路由表，得到转发路径上的下一跳，将报文转发出去。简化：确定下一跳只根据目的站地址中的交换机号。进一步简化：默认路由(DefaultRoute)代替所有的具有相同“下一跳”的表项。6.2.2分组转发和动态路由交换机2的路由表6.2.2分组转发和动态路由路由算法静态路由(StaticRouting)动态路由(DynamicRouting)路径度量(Metric)距离：路径的长度。跳数：路径所经过的交换机数目。时延：分组由源站到达目的站所花

6、费的时间。费用：借助电信等部门的通信线路需交纳费用。可靠性：链路的误码率。研究WAN的路由问题时，WAN可以用一个图来表示。路由算法或称路由选择算法是由图求出优化路由的算法。路由协议或称路由选择协议，执行路由算法的协议。6.2.3拥塞控制网络拥塞(Congestion)现象拥塞是分组交换网共同的问题，主要是因分组交换结点的负载相对它的处理能力过重而引起。增大交换结点的处理能力和缓存空间对解决拥塞是有益的。处理能力是越大越好，但缓存空间并非如此。拥塞时描述网络的性能：吞吐量(Throughput)和端到端的时延(Delay)。用图表示一个广域网6.2.3拥塞控制拥塞控制的

7、基本策略开环控制面向连接的WAN常使用开环控制，基于资源预约(ResourceReservation)和接纳控制(AdmissionControl)。6.2.3拥塞控制漏桶算法(LeakyBucketAlgorithm)是一种著名的开环控自算法。令牌桶算法(TokenBucketAlgorithm)。漏桶算法示意图6.2.3拥塞控制闭环控制交换结点负责监视和报告拥塞。源结点在收到拥塞信息后降低输出分组流，即源抑制(SourceQuench)。分组丢弃葡萄酒策略，牛奶策略。随机早期检测(RandomEarlyDetection,RED)。R