計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)-網(wǎng)絡(luò)層

1、教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容：n廣域網(wǎng)的基本概念n廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制n廣域網(wǎng)的路由選擇n廣域網(wǎng)技術(shù)廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)是作用地理范圍從數(shù)十公里到數(shù)千公里，是作用地理范圍從數(shù)十公里到數(shù)千公里，可以連接若干個(gè)城市、地區(qū)甚至跨越國界、可以連接若干個(gè)城市、地區(qū)甚至跨越國界、遍及全球的一種通信網(wǎng)絡(luò)。一般都是由電信遍及全球的一種通信網(wǎng)絡(luò)。一般都是由電信公司所擁有。低速廣域網(wǎng)是傳輸速度較低的公司所擁有。低速廣域網(wǎng)是傳輸速度較低的廣域網(wǎng)，低速廣域網(wǎng)包括電話網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)廣域網(wǎng)，低速廣域網(wǎng)包括電話網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)數(shù)字網(wǎng)ISDN、以及、以及X.25分組交換網(wǎng)。高速分組交換網(wǎng)。高速廣域網(wǎng)是速度高、延遲小的一種廣域網(wǎng)，包廣域網(wǎng)是速度

2、高、延遲小的一種廣域網(wǎng)，包括幀中繼網(wǎng)、異步傳輸模式括幀中繼網(wǎng)、異步傳輸模式ATM網(wǎng)以及同步網(wǎng)以及同步光纖網(wǎng)光纖網(wǎng)SONET等。等。廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)的區(qū)別廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)的區(qū)別n廣域網(wǎng)由許多位于交換節(jié)點(diǎn)的交換機(jī)（稱為節(jié)點(diǎn)廣域網(wǎng)由許多位于交換節(jié)點(diǎn)的交換機(jī)（稱為節(jié)點(diǎn)交換機(jī)）以及連接這些節(jié)點(diǎn)的鏈路組成。交換機(jī)）以及連接這些節(jié)點(diǎn)的鏈路組成。n局域網(wǎng)的協(xié)議在數(shù)據(jù)鏈路層，廣域網(wǎng)的協(xié)議在網(wǎng)局域網(wǎng)的協(xié)議在數(shù)據(jù)鏈路層，廣域網(wǎng)的協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)層。廣域網(wǎng)的主要問題是分組轉(zhuǎn)發(fā)。絡(luò)層。廣域網(wǎng)的主要問題是分組轉(zhuǎn)發(fā)。n廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)之間存在著較大的區(qū)別。從連接廣域網(wǎng)與局

3、域網(wǎng)之間存在著較大的區(qū)別。從連接方式上看，廣域網(wǎng)的組成部分主要是分組交換機(jī)，方式上看，廣域網(wǎng)的組成部分主要是分組交換機(jī)，采用的是點(diǎn)對點(diǎn)連接，而局域網(wǎng)的組成多為計(jì)算采用的是點(diǎn)對點(diǎn)連接，而局域網(wǎng)的組成多為計(jì)算機(jī)，普遍采用多點(diǎn)接入技術(shù)。機(jī)，普遍采用多點(diǎn)接入技術(shù)。一個(gè)典型的互聯(lián)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，位于不同地址位置一個(gè)典型的互聯(lián)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，位于不同地址位置的多個(gè)局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)連接后形成了的多個(gè)局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)連接后形成了互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)。局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)件，在局域網(wǎng)或局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)件，在局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)內(nèi)部主機(jī)通信使用網(wǎng)絡(luò)的物理地址。廣域網(wǎng)內(nèi)部主機(jī)通信使用網(wǎng)絡(luò)的物理地址。 廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)的

4、基本概念廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)的組成廣域網(wǎng)的組成廣域網(wǎng)中最基本的交換機(jī)稱為廣域網(wǎng)中最基本的交換機(jī)稱為分組交換機(jī)分組交換機(jī)（packet switch，也稱為包交換機(jī)），它可以將分組從一，也稱為包交換機(jī)），它可以將分組從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。 廣域網(wǎng)的組成廣域網(wǎng)的組成在廣域網(wǎng)中，將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部進(jìn)行互連的交換機(jī)稱為在廣域網(wǎng)中，將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部進(jìn)行互連的交換機(jī)稱為內(nèi)內(nèi)部交換機(jī)部交換機(jī)（interior switch），而把外圍與計(jì)算），而把外圍與計(jì)算機(jī)直接相連的交換機(jī)稱為機(jī)直接相連的交換機(jī)稱為外部交換機(jī)外部交換機(jī)（exterior switch），外部交換機(jī)也稱為邊

5、緣交換機(jī)。），外部交換機(jī)也稱為邊緣交換機(jī)。廣域網(wǎng)的基本工作模式是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)廣域網(wǎng)的基本工作模式是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)（store and forward），廣域網(wǎng)中的交換機(jī)及連接方式），廣域網(wǎng)中的交換機(jī)及連接方式廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層主要功能廣域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層主要功能n建立、維護(hù)、拆除建立、維護(hù)、拆除N層連接層連接n組包組包/拆包拆包n路由，尋址，轉(zhuǎn)發(fā)路由，尋址，轉(zhuǎn)發(fā) n流控、擁塞控制流控、擁塞控制n數(shù)據(jù)：正常數(shù)據(jù)流和快速數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)：正常數(shù)據(jù)流和快速數(shù)據(jù)流n網(wǎng)絡(luò)互連。解決源端和目的端不在同一網(wǎng)絡(luò)互連。解決源端和目的端不在同一網(wǎng)絡(luò)帶來的問題。網(wǎng)絡(luò)帶來的問題。廣域

6、網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)廣域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層服務(wù) 從從OSI參考模型來看，廣域網(wǎng)涉及到下三參考模型來看，廣域網(wǎng)涉及到下三層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層。其層：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層。其中，網(wǎng)絡(luò)層為網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)提供了兩大中，網(wǎng)絡(luò)層為網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)提供了兩大類服務(wù)：類服務(wù)： 面向連接的虛電路服務(wù)面向連接的虛電路服務(wù) 面向非連接的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)面向非連接的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù) 9面向連接的虛電路服務(wù)面向連接的虛電路服務(wù)n用于建立、維護(hù)和拆除用于建立、維護(hù)和拆除VCn用于用于ATM、幀中繼、幀中繼、X.25中中n沒有用于今天的因特網(wǎng)中沒有用于今天的因特網(wǎng)中應(yīng)用運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路物理應(yīng)用運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路物

7、理1. 發(fā)起呼叫2. 入呼叫3. 接受呼叫4. 呼叫已連接5. 數(shù)據(jù)流開始6. 接收數(shù)據(jù)廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)的基本概念虛電路的轉(zhuǎn)發(fā)表虛電路的轉(zhuǎn)發(fā)表廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)的基本概念11面向非連接的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)面向非連接的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)n在網(wǎng)絡(luò)層無呼叫建立在網(wǎng)絡(luò)層無呼叫建立n盡最大努力交付盡最大努力交付n分組使用目的主機(jī)地址轉(zhuǎn)發(fā)，在相同源和目的分組使用目的主機(jī)地址轉(zhuǎn)發(fā)，在相同源和目的對可能采用不同的路徑對可能采用不同的路徑應(yīng)用運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路物理應(yīng)用運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路物理1. 發(fā)送數(shù)據(jù)2. 接收數(shù)據(jù)廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)的基本概念數(shù)據(jù)報(bào)的轉(zhuǎn)發(fā)表數(shù)據(jù)報(bào)的轉(zhuǎn)發(fā)表廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)的基本概念13因特網(wǎng)因特

8、網(wǎng)n在計(jì)算機(jī)間交換數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)間交換數(shù)據(jù)n“彈性彈性”服務(wù)，無嚴(yán)格服務(wù)，無嚴(yán)格的定時(shí)要求的定時(shí)要求n“智能智能” 端系統(tǒng)端系統(tǒng) (計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī))n能夠適應(yīng)，執(zhí)行控制，能夠適應(yīng)，執(zhí)行控制，差錯(cuò)控制差錯(cuò)控制n網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部簡單，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部簡單，“邊緣邊緣”復(fù)雜復(fù)雜n許多鏈路類型許多鏈路類型 n不同的特點(diǎn)不同的特點(diǎn)n難以提供統(tǒng)一服務(wù)難以提供統(tǒng)一服務(wù)ATMn從電話技術(shù)演化來從電話技術(shù)演化來n人類交談：人類交談：n嚴(yán)格定時(shí)，可靠性嚴(yán)格定時(shí)，可靠性要求要求n對確保服務(wù)的需求對確保服務(wù)的需求n“啞啞” 端系統(tǒng)端系統(tǒng)n電話電話n網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部復(fù)雜廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)的基本概念虛電路服務(wù)與數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的對比對比的

9、方面對比的方面虛電路服務(wù)虛電路服務(wù)數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)思路思路可靠通信應(yīng)當(dāng)由網(wǎng)絡(luò)來保證可靠通信應(yīng)當(dāng)由網(wǎng)絡(luò)來保證可靠通信應(yīng)當(dāng)由用戶主機(jī)來?？煽客ㄐ艖?yīng)當(dāng)由用戶主機(jī)來保證證連接的建立連接的建立必須有必須有不需要不需要終點(diǎn)地址終點(diǎn)地址僅在連接建立階段使用，每僅在連接建立階段使用，每個(gè)分組使用短的虛電路號個(gè)分組使用短的虛電路號每個(gè)分組都有終點(diǎn)的完整地址每個(gè)分組都有終點(diǎn)的完整地址分組的轉(zhuǎn)發(fā)分組的轉(zhuǎn)發(fā)屬于同一條虛電路的分組均屬于同一條虛電路的分組均按照同一路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)按照同一路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)每個(gè)分組獨(dú)立選擇路由進(jìn)行轉(zhuǎn)每個(gè)分組獨(dú)立選擇路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)當(dāng)結(jié)點(diǎn)出故障時(shí)當(dāng)結(jié)點(diǎn)出故障時(shí)所有通過出故障的結(jié)點(diǎn)的虛所有通過出故障

10、的結(jié)點(diǎn)的虛電路均不能工作電路均不能工作出故障的結(jié)點(diǎn)可能會(huì)丟失分組，出故障的結(jié)點(diǎn)可能會(huì)丟失分組，一些路由可能會(huì)發(fā)生變化一些路由可能會(huì)發(fā)生變化分組的順序分組的順序總是按發(fā)送順序到達(dá)終點(diǎn)總是按發(fā)送順序到達(dá)終點(diǎn)到達(dá)終點(diǎn)時(shí)不一定按發(fā)送順序到達(dá)終點(diǎn)時(shí)不一定按發(fā)送順序端到端的差錯(cuò)處端到端的差錯(cuò)處理和流量控制理和流量控制可以由網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)，也可以由可以由網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)，也可以由用戶主機(jī)負(fù)責(zé)用戶主機(jī)負(fù)責(zé)由用戶主機(jī)負(fù)責(zé)由用戶主機(jī)負(fù)責(zé)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容：n廣域網(wǎng)的基本概念n廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制n廣域網(wǎng)的路由選擇n廣域網(wǎng)技術(shù)廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制網(wǎng)絡(luò)層涉及的是將源端發(fā)出的分組經(jīng)各種途徑送網(wǎng)絡(luò)層涉及的是將源

11、端發(fā)出的分組經(jīng)各種途徑送到目的端。中間可能經(jīng)過許多結(jié)點(diǎn)。是處到目的端。中間可能經(jīng)過許多結(jié)點(diǎn)。是處理端到端的最低層。理端到端的最低層。n路由路由: 決定分組從源決定分組從源到目的地所采用的路到目的地所采用的路由由n轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā): 將分組從路由將分組從路由器的輸入移動(dòng)到適當(dāng)器的輸入移動(dòng)到適當(dāng)?shù)穆酚善鬏敵龅穆酚善鬏敵鰊路由算法路由算法類比類比: :n路由路由: : 規(guī)劃從源到目規(guī)劃從源到目的地路徑的過程的地路徑的過程n轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā): : 通過單個(gè)立交通過單個(gè)立交橋的過程橋的過程171230111到達(dá)分組首部的值到達(dá)分組首部的值選路算法選路算法本地轉(zhuǎn)發(fā)表本地轉(zhuǎn)發(fā)表首部值輸出鏈路0100010101111001

12、3221路由對轉(zhuǎn)發(fā)的影響路由對轉(zhuǎn)發(fā)的影響虛電路的分組轉(zhuǎn)發(fā)虛電路的分組轉(zhuǎn)發(fā)n建立虛電路時(shí)確定路徑，數(shù)傳階段實(shí)現(xiàn)邏輯電路建立虛電路時(shí)確定路徑，數(shù)傳階段實(shí)現(xiàn)邏輯電路號變換，按固定方向轉(zhuǎn)發(fā)。號變換，按固定方向轉(zhuǎn)發(fā)。廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制數(shù)據(jù)報(bào)的分組轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)報(bào)的分組轉(zhuǎn)發(fā)n查找轉(zhuǎn)發(fā)表，根據(jù)目的地址確定下一站的轉(zhuǎn)發(fā)端口查找轉(zhuǎn)發(fā)表，根據(jù)目的地址確定下一站的轉(zhuǎn)發(fā)端口1. 廣域網(wǎng)的物理編址廣域網(wǎng)的物理編址在許多廣域網(wǎng)中使用了層次編址方案（在許多廣域網(wǎng)中使用了層次編址方案（hierarchical addressing scheme）最簡單的層次編址

13、稱為兩段式）最簡單的層次編址稱為兩段式層次地址。層次地址。n主機(jī)地址主機(jī)地址：n每臺(tái)主機(jī)在廣域網(wǎng)中的地址是惟一的每臺(tái)主機(jī)在廣域網(wǎng)中的地址是惟一的所連接交換機(jī)編號所連接交換機(jī)編號所連接的交換機(jī)的端口號所連接的交換機(jī)的端口號廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制2. 轉(zhuǎn)發(fā)表結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)發(fā)表結(jié)構(gòu)n每一個(gè)交換機(jī)中都有一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)表，簡稱為路由表每一個(gè)交換機(jī)中都有一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)表，簡稱為路由表（routing table）。路由表中有兩個(gè)重要的組成：即分）。路由表中有兩個(gè)重要的組成：即分組的目的站點(diǎn)和下一站點(diǎn)（組的目的站點(diǎn)和下一站點(diǎn)（next hop）。）。 廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制轉(zhuǎn)發(fā)表結(jié)構(gòu)

14、轉(zhuǎn)發(fā)表結(jié)構(gòu)n沒有源地址項(xiàng)，轉(zhuǎn)發(fā)只考慮目的站沒有源地址項(xiàng)，轉(zhuǎn)發(fā)只考慮目的站路由選擇中的下一個(gè)站點(diǎn)只取決于發(fā)組中的目的路由選擇中的下一個(gè)站點(diǎn)只取決于發(fā)組中的目的站點(diǎn)地址，而與源站點(diǎn)地址無關(guān)，這個(gè)概念稱站點(diǎn)地址，而與源站點(diǎn)地址無關(guān)，這個(gè)概念稱為為原地址獨(dú)立性原地址獨(dú)立性（source independence）。）。n直接交付直接交付n間接交付間接交付 廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制n直接交付，直接交付，當(dāng)分組的源主機(jī)和目的主機(jī)是在同當(dāng)分組的源主機(jī)和目的主機(jī)是在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，或轉(zhuǎn)發(fā)是在最后一個(gè)交換機(jī)與目的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，或轉(zhuǎn)發(fā)是在最后一個(gè)交換機(jī)與目的主機(jī)之間時(shí)將直接交付。主機(jī)之間時(shí)將直接交付。

15、廣域網(wǎng)中的廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制n間接交付，間接交付，目的目的主機(jī)與源主機(jī)不主機(jī)與源主機(jī)不在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上，分組間接交付。分組間接交付。廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制3. 轉(zhuǎn)發(fā)過程轉(zhuǎn)發(fā)過程n按照分組的目的站點(diǎn)的交換機(jī)號確定下一跳按照分組的目的站點(diǎn)的交換機(jī)號確定下一跳n目的交換機(jī)根據(jù)主機(jī)連接端口號確定交付的主機(jī)目的交換機(jī)根據(jù)主機(jī)連接端口號確定交付的主機(jī)廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制為使廣域網(wǎng)能夠正常運(yùn)行，交換機(jī)中的路由表必須為使廣域網(wǎng)能夠正常運(yùn)行，交換機(jī)中的路由表必須符合以下條件：符合以下條件：n 完整的路由完整的路由。每個(gè)交換機(jī)的路由表中必

16、須包含。每個(gè)交換機(jī)的路由表中必須包含有能夠到達(dá)所有目的站點(diǎn)的有能夠到達(dá)所有目的站點(diǎn)的“下一站點(diǎn)下一站點(diǎn)”n 路由優(yōu)化。路由優(yōu)化。對于一個(gè)給定的目的站點(diǎn)而言，交對于一個(gè)給定的目的站點(diǎn)而言，交換機(jī)的路由表中的換機(jī)的路由表中的“下一站點(diǎn)下一站點(diǎn)”必須是指向目的必須是指向目的站點(diǎn)的最短路徑。站點(diǎn)的最短路徑。廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制4. 轉(zhuǎn)發(fā)表簡化轉(zhuǎn)發(fā)表簡化n按交換機(jī)號合并表項(xiàng)，修改第一列目標(biāo)主機(jī)為按交換機(jī)號合并表項(xiàng)，修改第一列目標(biāo)主機(jī)為目標(biāo)主機(jī)所連接交換機(jī)。目標(biāo)主機(jī)所連接交換機(jī)。n默認(rèn)路由（缺省路由）項(xiàng)，用一個(gè)條目來代替默認(rèn)路由（缺省路由）項(xiàng)，用一個(gè)條目來代替路由表中具有相同路由表

17、中具有相同“下一站點(diǎn)下一站點(diǎn)”的多條重復(fù)條的多條重復(fù)條目。默認(rèn)路由的目的站點(diǎn)用符號目。默認(rèn)路由的目的站點(diǎn)用符號“*”表示。表示。目的是減少查找轉(zhuǎn)發(fā)表的時(shí)間，提高處理速度。目的是減少查找轉(zhuǎn)發(fā)表的時(shí)間，提高處理速度。每個(gè)節(jié)點(diǎn)的路由表每個(gè)節(jié)點(diǎn)的路由表使用了默認(rèn)路由后的簡化路由表使用了默認(rèn)路由后的簡化路由表教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容：n廣域網(wǎng)的基本概念n廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制n廣域網(wǎng)的路由選擇n廣域網(wǎng)技術(shù)廣域網(wǎng)中的路由選擇廣域網(wǎng)中的路由選擇路由與轉(zhuǎn)發(fā)，路由與轉(zhuǎn)發(fā)，根據(jù)路由選擇算法構(gòu)造路由表，根根據(jù)路由選擇算法構(gòu)造路由表，根據(jù)路由表得到轉(zhuǎn)發(fā)表，分組轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)查找轉(zhuǎn)發(fā)據(jù)路由表得到轉(zhuǎn)發(fā)表，分組轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)查找轉(zhuǎn)發(fā)表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。表

18、進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。n路由選擇算法是網(wǎng)絡(luò)層軟件的一部分，負(fù)責(zé)路由選擇算法是網(wǎng)絡(luò)層軟件的一部分，負(fù)責(zé)確定分組的傳輸路線。具有全局性。確定分組的傳輸路線。具有全局性。n路由選擇算法的工作在網(wǎng)絡(luò)層，設(shè)備涉及廣路由選擇算法的工作在網(wǎng)絡(luò)層，設(shè)備涉及廣域網(wǎng)中的交換機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的路由器。域網(wǎng)中的交換機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)的路由器。n廣域網(wǎng)互連網(wǎng)的路由區(qū)別廣域網(wǎng)互連網(wǎng)的路由區(qū)別一個(gè)理想的路由算法應(yīng)具有以下的特點(diǎn)：一個(gè)理想的路由算法應(yīng)具有以下的特點(diǎn)：n算法必須是正確和完整的算法必須是正確和完整的。分組能夠根據(jù)交換機(jī)中的路。分組能夠根據(jù)交換機(jī)中的路由表成功到達(dá)目的計(jì)算機(jī)；在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，路由表應(yīng)該由表成功到達(dá)目的計(jì)算機(jī)；在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，路由

19、表應(yīng)該包含所有能夠到達(dá)的交換機(jī)的信息。包含所有能夠到達(dá)的交換機(jī)的信息。n算法應(yīng)力求盡量簡單算法應(yīng)力求盡量簡單。算法復(fù)雜將會(huì)增加系統(tǒng)的開銷，。算法復(fù)雜將會(huì)增加系統(tǒng)的開銷，所以路由算法在保證功能實(shí)現(xiàn)的同時(shí)應(yīng)盡可能的簡單。所以路由算法在保證功能實(shí)現(xiàn)的同時(shí)應(yīng)盡可能的簡單。n算法應(yīng)能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)流量和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓惴☉?yīng)能夠適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)流量和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?。?dāng)網(wǎng)絡(luò)流。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)流量發(fā)生變化時(shí)，算法應(yīng)能夠自動(dòng)改變路由以實(shí)現(xiàn)各鏈路量發(fā)生變化時(shí)，算法應(yīng)能夠自動(dòng)改變路由以實(shí)現(xiàn)各鏈路的負(fù)載均衡；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)硬件發(fā)生故障時(shí)，算法能夠及時(shí)發(fā)的負(fù)載均衡；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)硬件發(fā)生故障時(shí)，算法能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并將故障發(fā)送給其他的交換機(jī)。同時(shí)，當(dāng)故障

20、排現(xiàn)故障并將故障發(fā)送給其他的交換機(jī)。同時(shí)，當(dāng)故障排除后，算法也應(yīng)及時(shí)恢復(fù)路由。除后，算法也應(yīng)及時(shí)恢復(fù)路由。廣域網(wǎng)中的路由選擇廣域網(wǎng)中的路由選擇一個(gè)理想的路由算法應(yīng)具有以下的特點(diǎn)：一個(gè)理想的路由算法應(yīng)具有以下的特點(diǎn)：n算法應(yīng)具有穩(wěn)定性算法應(yīng)具有穩(wěn)定性。當(dāng)路由表建立后，如果網(wǎng)。當(dāng)路由表建立后，如果網(wǎng)絡(luò)的通信流量和鏈路狀態(tài)相對穩(wěn)定，這時(shí)算法絡(luò)的通信流量和鏈路狀態(tài)相對穩(wěn)定，這時(shí)算法應(yīng)保證路由表的穩(wěn)定性。應(yīng)保證路由表的穩(wěn)定性。n算法應(yīng)是公平的算法應(yīng)是公平的，對所有的用戶平等對待。，對所有的用戶平等對待。n算法應(yīng)是最佳的算法應(yīng)是最佳的，以最小代價(jià)實(shí)現(xiàn)路由算法。，以最小代價(jià)實(shí)現(xiàn)路由算法。廣域網(wǎng)中的路由選擇廣

21、域網(wǎng)中的路由選擇討論討論路由選擇算法涉及的主要參數(shù)路由選擇算法涉及的主要參數(shù)：n跳數(shù)跳數(shù)（hop counthop count），分組從源結(jié)點(diǎn)到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)），分組從源結(jié)點(diǎn)到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)經(jīng)過的路由器的個(gè)數(shù)。經(jīng)過的路由器的個(gè)數(shù)。n帶寬帶寬（bandwidthbandwidth），鏈路的傳輸速率。），鏈路的傳輸速率。n延時(shí)延時(shí)（delaydelay），分組從源結(jié)點(diǎn)到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)花費(fèi)），分組從源結(jié)點(diǎn)到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)花費(fèi)的時(shí)間。的時(shí)間。n負(fù)載負(fù)載（loadload），通過路由器或線路的單位時(shí)間通信），通過路由器或線路的單位時(shí)間通信量。量。n可靠性可靠性（reliabilityreliability），傳輸過程中

22、的誤碼率。），傳輸過程中的誤碼率。n開銷開銷（overheadoverhead），傳輸過程中的耗費(fèi)，與所使用），傳輸過程中的耗費(fèi)，與所使用的鏈路帶寬相關(guān)。的鏈路帶寬相關(guān)。廣域網(wǎng)中的路由選擇廣域網(wǎng)中的路由選擇分類：分類： n靜態(tài)路由靜態(tài)路由（static routing）。在交換機(jī)）。在交換機(jī)啟動(dòng)時(shí)計(jì)算和設(shè)置路由，此后路由不再改啟動(dòng)時(shí)計(jì)算和設(shè)置路由，此后路由不再改變。變。n 動(dòng)態(tài)路由動(dòng)態(tài)路由（dynamic routing）。在交）。在交換機(jī)啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行初始化，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化換機(jī)啟動(dòng)時(shí)進(jìn)行初始化，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生變化（如某一臺(tái)交換機(jī)出現(xiàn)阻塞或某一條鏈路（如某一臺(tái)交換機(jī)出現(xiàn)阻塞或某一條鏈路出現(xiàn)故障時(shí)）時(shí)隨

23、時(shí)進(jìn)行更新。出現(xiàn)故障時(shí)）時(shí)隨時(shí)進(jìn)行更新。廣域網(wǎng)中的路由選擇廣域網(wǎng)中的路由選擇復(fù)雜性復(fù)雜性n 所有結(jié)點(diǎn)共同協(xié)調(diào)完成所有結(jié)點(diǎn)共同協(xié)調(diào)完成n 環(huán)境變化，無法預(yù)測環(huán)境變化，無法預(yù)測 n 擁塞狀態(tài)下難于獲得路由選擇策略擁塞狀態(tài)下難于獲得路由選擇策略廣域網(wǎng)中的路由選擇廣域網(wǎng)中的路由選擇廣域網(wǎng)中的路由選擇與流量控制廣域網(wǎng)中的路由選擇與流量控制n好的流控使更多的通信量流入網(wǎng)絡(luò)，好的路由好的流控使更多的通信量流入網(wǎng)絡(luò)，好的路由選擇可以使網(wǎng)絡(luò)的平均時(shí)延較低。選擇可以使網(wǎng)絡(luò)的平均時(shí)延較低。n輸入網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載增大，網(wǎng)絡(luò)的平均時(shí)延增大，輸入網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載增大，網(wǎng)絡(luò)的平均時(shí)延增大，需要進(jìn)一步的流量控制，拒絕一些負(fù)載。需要進(jìn)一步

24、的流量控制，拒絕一些負(fù)載。n網(wǎng)絡(luò)的平均時(shí)延隨網(wǎng)絡(luò)的通信量增大，良好的網(wǎng)絡(luò)的平均時(shí)延隨網(wǎng)絡(luò)的通信量增大，良好的路由選擇可以使網(wǎng)絡(luò)對吞吐量的變化性能得到路由選擇可以使網(wǎng)絡(luò)對吞吐量的變化性能得到改善。改善。廣域網(wǎng)中的路由選擇廣域網(wǎng)中的路由選擇路由選擇對網(wǎng)絡(luò)吞路由選擇對網(wǎng)絡(luò)吞吐量和時(shí)延的影響吐量和時(shí)延的影響路由選擇與流量路由選擇與流量控制之間的關(guān)系控制之間的關(guān)系教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容：n廣域網(wǎng)的基本概念n廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制n廣域網(wǎng)的路由選擇n廣域網(wǎng)技術(shù)廣域網(wǎng)技術(shù)廣域網(wǎng)技術(shù)低速廣域網(wǎng)是傳輸速度較低的廣域網(wǎng)，低低速廣域網(wǎng)是傳輸速度較低的廣域網(wǎng)，低速廣域網(wǎng)包括電話網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字速廣域網(wǎng)包括電話網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)

25、字網(wǎng)網(wǎng)ISDN、以及、以及X.25分組交換網(wǎng)。高分組交換網(wǎng)。高速廣域網(wǎng)是速度高、延遲小的一種廣速廣域網(wǎng)是速度高、延遲小的一種廣域網(wǎng)，包括幀中繼網(wǎng)、異步傳輸模式域網(wǎng)，包括幀中繼網(wǎng)、異步傳輸模式ATM網(wǎng)以及同步光纖網(wǎng)網(wǎng)以及同步光纖網(wǎng)SONET等。等。n公用交換電話網(wǎng)（PSTN）n綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）n分組交換網(wǎng)X.25n幀中繼FRn異步傳輸方式ATMn同步光纖網(wǎng)SONET廣域網(wǎng)技術(shù)廣域網(wǎng)技術(shù)X.25標(biāo)準(zhǔn)的層次關(guān)系標(biāo)準(zhǔn)的層次關(guān)系廣域網(wǎng)技術(shù)廣域網(wǎng)技術(shù)廣域網(wǎng)技術(shù)nISDNISDN是由綜合數(shù)字電話網(wǎng)發(fā)展起來的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，是由綜合數(shù)字電話網(wǎng)發(fā)展起來的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，它提供端到端的數(shù)字連接以支持廣泛的服務(wù)，包它

26、提供端到端的數(shù)字連接以支持廣泛的服務(wù)，包括聲音的和非聲音的，用戶的訪問是通過少量多括聲音的和非聲音的，用戶的訪問是通過少量多用途用戶網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的。用途用戶網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)的。nISDNISDN協(xié)議參考模型的基本概念是建立在協(xié)議參考模型的基本概念是建立在ISO/OSIISO/OSI參參考模型的分層通信原理基礎(chǔ)上，它和考模型的分層通信原理基礎(chǔ)上，它和ISO/OSIISO/OSI參考參考模型的區(qū)別在于多通道訪問接口結(jié)構(gòu)以及公共通模型的區(qū)別在于多通道訪問接口結(jié)構(gòu)以及公共通道信令，它包括了多種通信模式和能力。道信令，它包括了多種通信模式和能力。n分組交換是一種在距離相隔較遠(yuǎn)的工作站點(diǎn)之分組交換是一

27、種在距離相隔較遠(yuǎn)的工作站點(diǎn)之間進(jìn)行大容量數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行Х椒?，它結(jié)合線間進(jìn)行大容量數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行Х椒ǎY(jié)合線路交換和報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)，將信息分成較小的路交換和報(bào)文交換的優(yōu)點(diǎn)，將信息分成較小的分組進(jìn)行存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)，動(dòng)態(tài)分配線路的帶寬。分組進(jìn)行存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)發(fā)，動(dòng)態(tài)分配線路的帶寬。X.25X.25網(wǎng)是最常用的分組交換網(wǎng)，網(wǎng)是最常用的分組交換網(wǎng)，X.25X.25描述了將描述了將一個(gè)分組終端連接到一個(gè)分組網(wǎng)絡(luò)上所需要做一個(gè)分組終端連接到一個(gè)分組網(wǎng)絡(luò)上所需要做的工作。的工作。X.25X.25包含有包含有3 3層協(xié)議，即物理層，鏈路層協(xié)議，即物理層，鏈路層和分組層。層和分組層。nX.25X.25的分組層提供虛電路服

28、務(wù)，數(shù)據(jù)以分組形的分組層提供虛電路服務(wù)，數(shù)據(jù)以分組形式通過外部虛電路傳輸。虛電路有兩種類型：式通過外部虛電路傳輸。虛電路有兩種類型：呼叫虛電路和永久虛電路。呼叫虛電路是通過呼叫虛電路和永久虛電路。呼叫虛電路是通過呼叫建立和呼叫清除等過程動(dòng)態(tài)地建立起來的呼叫建立和呼叫清除等過程動(dòng)態(tài)地建立起來的虛電路。永久虛電路則是固定的虛電路。虛電路。永久虛電路則是固定的虛電路。廣域網(wǎng)技術(shù)廣域網(wǎng)技術(shù)n現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信設(shè)施具有高質(zhì)量、高可靠的傳輸鏈現(xiàn)代數(shù)據(jù)通信設(shè)施具有高質(zhì)量、高可靠的傳輸鏈路，很多場合采用光纖，提供了高可靠的傳輸技路，很多場合采用光纖，提供了高可靠的傳輸技術(shù)，采用術(shù)，采用X.25X.25不僅其開銷是不必要的，而且會(huì)大不僅其開銷是不必要的，而且會(huì)大大影響高速數(shù)據(jù)鏈路