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1、課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第 5 章 廣域網(wǎng)課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院第 5 章 廣域網(wǎng) *5.1 廣域網(wǎng)的基本概念5.1.1 廣域網(wǎng)的構(gòu)成5.1.2 數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路*5.2 廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制5.2.1 結(jié)點(diǎn)交換機(jī)中查找轉(zhuǎn)發(fā)表5.2.2 在路由表中使用默認(rèn)路由*5.3 擁塞控制5.3.1 擁塞控制的意義5.3.2 擁塞控制的一般原理課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院第 5 章 廣域網(wǎng)（續(xù)）*5.4 X.25 網(wǎng) 5.5 幀中繼 FR *5.5.1 幀中繼的工作原理 5.5.2 幀中繼的幀格式 5.5.3 幀中繼的擁塞控制5.6 異步傳遞方式 ATM 5.6.1 ATM 的基

2、本概念 5.6.2 ATM 的協(xié)議參考模型和信元結(jié)構(gòu) 5.6.3 ATM 的邏輯連接機(jī)制 5.6.4 AAL 層舉例：AAL5課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院第5章知識(shí)點(diǎn)掌握廣域網(wǎng)基本概念（包括廣域網(wǎng)提供的兩種服務(wù)數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路）掌握廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制（即網(wǎng)絡(luò)交換結(jié)點(diǎn)怎樣知道應(yīng)通過哪條路徑才能將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到所要通信的目的主機(jī)，這就要查找轉(zhuǎn)發(fā)表）了解三種廣域網(wǎng)，即X.25網(wǎng)、幀中繼網(wǎng)和ATM網(wǎng)。課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院第 5 章 廣域網(wǎng)5.1 廣域網(wǎng)的基本概念 5.1.1 廣域網(wǎng)的構(gòu)成當(dāng)主機(jī)之間的距離較遠(yuǎn)時(shí)，例如，相隔幾十或幾百公里，甚至幾千公里，局域網(wǎng)顯然就無法完成主機(jī)之間的通信任務(wù)。這

3、時(shí)就需要另一種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，即廣域網(wǎng)。 互聯(lián)網(wǎng)由局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)組成互聯(lián)網(wǎng) 局域網(wǎng)局域網(wǎng)廣域網(wǎng)路由器結(jié)點(diǎn)交換機(jī)相距較遠(yuǎn)的局域網(wǎng)通過路由器與廣域網(wǎng)相連組成了一個(gè)覆蓋范圍很廣的互聯(lián)網(wǎng) 課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院應(yīng)當(dāng)注意即使是覆蓋范圍很廣的互聯(lián)網(wǎng)，也不是廣域網(wǎng)，因?yàn)樵谶@種網(wǎng)絡(luò)中，不同網(wǎng)絡(luò)的“互連”才是其最主要的特征。廣域網(wǎng)是單個(gè)的網(wǎng)絡(luò)，它使用結(jié)點(diǎn)交換機(jī)連接各主機(jī)而不是用路由器連接各網(wǎng)絡(luò)。結(jié)點(diǎn)交換機(jī)在單個(gè)網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)分組，而路由器在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的互聯(lián)網(wǎng)中轉(zhuǎn)發(fā)分組。連接在一個(gè)廣域網(wǎng)（或一個(gè)局域網(wǎng)）上的主機(jī)在該網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行通信時(shí)，只需要使用其網(wǎng)絡(luò)的物理地址即可。 課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院廣域網(wǎng)與局域網(wǎng)和互

4、聯(lián)網(wǎng)之間的區(qū)別（1）從層次上考慮，廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)的區(qū)別很大，因?yàn)榫钟蚓W(wǎng)使用的協(xié)議主要在數(shù)據(jù)鏈路層，而廣域網(wǎng)使用的協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)層。在廣域網(wǎng)中的一個(gè)重要問題就是路由選擇和分組轉(zhuǎn)發(fā)。（2）互聯(lián)網(wǎng)使用路由器來連接不同的網(wǎng)絡(luò)，即使覆蓋范圍很廣，也不稱為廣域網(wǎng)。廣域網(wǎng)指的是單個(gè)的網(wǎng)絡(luò)，它使用結(jié)點(diǎn)交換機(jī)連接各主機(jī)而不是用路由器來連接各網(wǎng)絡(luò)。（3）廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)都是互聯(lián)網(wǎng)的重要組成構(gòu)件。從互聯(lián)網(wǎng)的角度來看，廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)都是平等的。課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院5.1.2 數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路網(wǎng)絡(luò)層為接在網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)所提供的服務(wù)可以有兩大類：無連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)）面向連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（虛電路服務(wù)）。 課件制作：

5、青島大學(xué)信息工程學(xué)院提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的特點(diǎn) H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)H1 向 H5 發(fā)送分組H2 向 H6 發(fā)送分組路徑可能變化網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)接受主機(jī)發(fā)送的分組（即數(shù)據(jù)報(bào)）網(wǎng)絡(luò)為每個(gè)分組獨(dú)立地選擇路由。 提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的特點(diǎn) H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)盡最大努力地將分組交付給目的主機(jī)，但網(wǎng)絡(luò)對源主機(jī)沒有任何承諾。提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的特點(diǎn) H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)不保證所傳送的分組不丟失也不保證按源主機(jī)發(fā)送分組的先后順序以及在時(shí)限內(nèi)必須將分組交付給目的主機(jī) 提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的特點(diǎn) H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時(shí)網(wǎng)絡(luò)

6、中的結(jié)點(diǎn)可根據(jù)情況將一些分組丟棄 提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的特點(diǎn) H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)數(shù)據(jù)報(bào)提供的服務(wù)是不可靠的，它不能保證服務(wù)質(zhì)量。實(shí)際上“盡最大努力交付”的服務(wù)就是沒有質(zhì)量保證的服務(wù)。 課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院提供虛電路服務(wù)的特點(diǎn) H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)H1 要和 H5 通信主機(jī) H1 先向主機(jī) H5 發(fā)出一個(gè)特定格式的控制信息分組，要求進(jìn)行通信，同時(shí)尋找一條合適路由。若主機(jī) H5 同意通信就發(fā)回響應(yīng)，然后雙方就建立了虛電路。 虛電路H1 向 H5 發(fā)送的所有分組都沿此虛電路傳送。課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院提供虛電路服務(wù)的特點(diǎn) H1H5H2H4

7、H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)同理，主機(jī) H2 和主機(jī) H6 通信之前，也要建立虛電路。 提供虛電路服務(wù)的特點(diǎn) H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)在虛電路建立后，網(wǎng)絡(luò)向用戶提供的服務(wù)就好像在兩個(gè)主機(jī)之間建立了一對穿過網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字管道。所有發(fā)送的分組都按順序進(jìn)入管道，然后按照先進(jìn)先出的原則沿著此管道傳送到目的站主機(jī)。 提供虛電路服務(wù)的特點(diǎn) H1H5H2H4H3ACDBH6E分組交換網(wǎng)到達(dá)目的站的分組順序就與發(fā)送時(shí)的順序一致，因此網(wǎng)絡(luò)提供虛電路服務(wù)對通信的服務(wù)質(zhì)量 QoS (Quality of Service)有較好的保證。 課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院兩種服務(wù)的思路來源不同 虛電路服務(wù)

8、的思路來源于傳統(tǒng)的電信網(wǎng)。電信網(wǎng)負(fù)責(zé)保證可靠通信的一切措施，因此電信網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)復(fù)雜而昂貴。數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)力求使網(wǎng)絡(luò)生存性好和使對網(wǎng)絡(luò)的控制功能分散，因而只能要求網(wǎng)絡(luò)提供盡最大努力的服務(wù)?？煽客ㄐ庞捎脩艚K端中的軟件（即TCP）來保證。 課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)與虛電路服務(wù)之爭 讓網(wǎng)絡(luò)只提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)就可大大簡化網(wǎng)絡(luò)層的結(jié)構(gòu)。 但技術(shù)的進(jìn)步使得網(wǎng)絡(luò)出錯(cuò)的概率已越來越小，因而讓主機(jī)負(fù)責(zé)端到端的可靠性不但不會(huì)給主機(jī)增加更多的負(fù)擔(dān)，反而能夠使更多的應(yīng)用在這種簡單的網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行。因特網(wǎng)發(fā)展到今天的規(guī)模，充分說明了在網(wǎng)絡(luò)層提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)是非常成功的。 課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)上傳送的

9、報(bào)文長度，在很多情況下都很短。用數(shù)據(jù)報(bào)既迅速又經(jīng)濟(jì)。若用虛電路，為了傳送一個(gè)分組而建立虛電路和釋放虛電路就顯得太浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源了。 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和虛電路服務(wù)都各有一些優(yōu)缺點(diǎn) 課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院在使用數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，每個(gè)分組必須攜帶完整的地址信息。在使用虛電路的情況下，每個(gè)分組不需要攜帶完整的目的地址，而僅需要有個(gè)很簡單的虛電路號(hào)碼的標(biāo)志。這就使分組的控制信息部分的比特?cái)?shù)減少，因而減少了額外開銷。在使用數(shù)據(jù)報(bào)時(shí)，主機(jī)承擔(dān)端到端的差錯(cuò)控制和流量控制。在使用虛電路時(shí)，分組按順序交付，網(wǎng)絡(luò)可以負(fù)責(zé)差錯(cuò)控制和流量控制。 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和虛電路服務(wù)都各有一些優(yōu)缺點(diǎn) 課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)對

10、軍事通信有其特殊的意義。當(dāng)某個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，后續(xù)的分組就可另選路由，因而提高了可靠性。但在使用虛電路時(shí)，結(jié)點(diǎn)發(fā)生故障就必須重新建立另一條虛電路。 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)還很適合于將一個(gè)分組發(fā)送到多個(gè)地址(即廣播或多播)。 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和虛電路服務(wù)都各有一些優(yōu)缺點(diǎn) 課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和虛電路服務(wù)優(yōu)缺點(diǎn)的歸納 對比的方面 虛電路服務(wù) 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù) 思路 可靠通信應(yīng)當(dāng) 可靠通信應(yīng)當(dāng) 由網(wǎng)絡(luò)來保證 由用戶主機(jī)來保證連接的建立 必須有 不要目的站地址 僅在連接建立階段 每個(gè)分組都有 使用，每個(gè)分組使 目的站的全地址 用短的虛電路號(hào)課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和虛電路服務(wù)優(yōu)缺點(diǎn)的歸納

11、對比的方面 虛電路服務(wù) 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)分組的轉(zhuǎn)發(fā) 屬于同一條虛電路 每個(gè)分組獨(dú)立選擇 的分組均按照同一 路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā) 路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)當(dāng)結(jié)點(diǎn)出 所有通過出故障的 故障結(jié)點(diǎn)可能丟失 故障時(shí) 結(jié)點(diǎn)的虛電路 分組，一些路由 均不能工作 可能會(huì)發(fā)生變化課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和虛電路服務(wù)優(yōu)缺點(diǎn)的歸納 對比的方面 虛電路服務(wù) 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)分組的順序 總是按發(fā)送順序 到達(dá)目的站時(shí)不一定 到達(dá)目的站 按發(fā)送順序 端到端的 可以由分組交換網(wǎng) 由用戶主機(jī)負(fù)責(zé)差錯(cuò)處理和 負(fù)責(zé)也可以由用戶 流量控制 主機(jī)負(fù)責(zé)課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院5.2 廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制 “轉(zhuǎn)發(fā)” (forwarding)是當(dāng)交

12、換結(jié)點(diǎn)收到分組后，根據(jù)其目的地址查找轉(zhuǎn)發(fā)表(forwarding table)，并找出應(yīng)從結(jié)點(diǎn)的哪一個(gè)接口將該分組發(fā)送出去。“路由選擇” (routing)是構(gòu)造路由表(routing table)的過程。路由表是根據(jù)一定的路由選擇算法得到的，而轉(zhuǎn)發(fā)表又是根據(jù)路由表構(gòu)造出的。 課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院“轉(zhuǎn)發(fā)”和“路由選擇”路由選擇協(xié)議負(fù)責(zé)搜索分組從某個(gè)結(jié)點(diǎn)到目的結(jié)點(diǎn)的最佳傳輸路由，以便構(gòu)造路由表。從路由表再構(gòu)造出轉(zhuǎn)發(fā)分組的轉(zhuǎn)發(fā)表。分組是通過轉(zhuǎn)發(fā)表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的。為了使討論更簡單些，可以不嚴(yán)格區(qū)分“轉(zhuǎn)發(fā)”和“路由選擇”，也不一定使用“轉(zhuǎn)發(fā)表”這一名詞。在轉(zhuǎn)發(fā)分組時(shí)可以不是說“查找轉(zhuǎn)發(fā)表”而是說

13、“查找路由表”。 課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院5.2.1 在結(jié)點(diǎn)交換機(jī)中查找轉(zhuǎn)發(fā)表1. 層次結(jié)構(gòu)的地址結(jié)構(gòu) 局域網(wǎng)采用了平面地址結(jié)構(gòu) (flat addressing)。對局域網(wǎng)，這種結(jié)構(gòu)非常方便。廣域網(wǎng)中一般都采用層次地址結(jié)構(gòu)(hierarchical addressing)。 課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院最簡單的層次結(jié)構(gòu)地址舉例 用二進(jìn)制數(shù)表示的主機(jī)地址劃分為前后兩部分。前一部分的二進(jìn)制數(shù)表示該主機(jī)所連接的分組交換機(jī)的編號(hào)。后一部分的二進(jìn)制數(shù)表示所連接的分組交換機(jī)的端口號(hào)，或主機(jī)的編號(hào)。 所連接的交換機(jī)的編號(hào)所連接的交換機(jī)端口的編號(hào)計(jì)算機(jī)在廣域網(wǎng)中的地址2, 1 2, 24567456

14、74 5 6 7交換機(jī)1交換機(jī) 2交換機(jī)31, 11, 33, 23, 3每個(gè)交換機(jī)都有兩組端口。一組是和本地主機(jī)相連的低速端口，另一組是和其他交換機(jī)相連的高速端口。1231231 2 32, 1 2, 245674567交換機(jī) 2交換機(jī)31, 13, 23, 3每個(gè)主機(jī)地址中后面的數(shù)字是指該交換機(jī)的低速端口主機(jī)地址3, 2是指連接在交換機(jī) 3 的 2 號(hào)低速端口交換機(jī)11, 3主機(jī)地址1, 3是指連接在交換機(jī) 1 的 3 號(hào)低速端口1231234 5 6 71 2 32, 1 2, 245674567交換機(jī) 2交換機(jī)31, 13, 23, 3這里給出結(jié)點(diǎn)交換機(jī) 2 中的轉(zhuǎn)發(fā)表作為例子 例如，

15、一個(gè)欲發(fā)往主機(jī)3, 2的分組到達(dá)了交換機(jī) 2。交換機(jī)11, 3交換機(jī) 2 的轉(zhuǎn)發(fā)表目的站 下一跳 1, 1 交換機(jī)1 1, 3 交換機(jī)1 3, 2 交換機(jī)3 3, 3 交換機(jī)3 2, 1 直接 2, 2 直接這時(shí)應(yīng)查找交換機(jī) 2 的轉(zhuǎn)發(fā)表，找目的站為3, 2的項(xiàng)目。4 5 6 71 2 31231232, 1 2, 212341234交換機(jī) 2交換機(jī)31, 13, 23, 3目的站是3, 2嗎？交換機(jī)11, 3交換機(jī) 2 的轉(zhuǎn)發(fā)表目的站 下一跳 1, 1 交換機(jī)1 1, 3 交換機(jī)1 3, 2 交換機(jī)3 3, 3 交換機(jī)3 2, 1 直接 2, 2 直接查找轉(zhuǎn)發(fā)表中的下一個(gè)項(xiàng)目。否123123

16、4 5 6 71 2 32, 1 2, 212341234交換機(jī) 2交換機(jī)31, 13, 23, 3目的站是3, 2嗎？交換機(jī)11, 3交換機(jī) 2 的轉(zhuǎn)發(fā)表目的站 下一跳 1, 1 交換機(jī)1 1, 3 交換機(jī)1 3, 2 交換機(jī)3 3, 3 交換機(jī)3 2, 1 直接 2, 2 直接查找轉(zhuǎn)發(fā)表中的下一個(gè)項(xiàng)目。否1231234 5 6 71 2 32, 1 2, 212341234交換機(jī) 2交換機(jī)31, 13, 23, 3目的站是3, 2嗎？交換機(jī)11, 3交換機(jī) 2 的轉(zhuǎn)發(fā)表目的站 下一跳 1, 1 交換機(jī)1 1, 3 交換機(jī)1 3, 2 交換機(jī)3 3, 3 交換機(jī)3 2, 1 直接 2, 2

17、直接根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)表指出的下一跳把分組轉(zhuǎn)發(fā)到交換機(jī) 3。是1231234 5 6 71 2 32, 1 2, 212341234交換機(jī) 2交換機(jī)31, 13, 23, 3交換機(jī)11, 3分組轉(zhuǎn)發(fā)到交換機(jī) 3 后就查找交換機(jī) 3 的轉(zhuǎn)發(fā)表。從轉(zhuǎn)發(fā)表（此處省略了）可知不必再轉(zhuǎn)發(fā)分組了，把該分組直接交付給主機(jī)3, 2即可。1231234 5 6 71 2 3課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院按照目的站連接的交換機(jī)號(hào)確定下一跳 只要轉(zhuǎn)發(fā)表中目的站一欄中的交換機(jī)號(hào)相同，那么查出的“下一跳”就是相同的。 在轉(zhuǎn)發(fā)分組時(shí)，可只根據(jù)分組的主機(jī)地址中的交換機(jī)號(hào)來查找轉(zhuǎn)發(fā)表。只有當(dāng)分組到達(dá)與目的主機(jī)相連的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)時(shí)，交換機(jī)

18、才檢查第二部分地址（主機(jī)號(hào)），并通過合適的低速端口將分組交給目的主機(jī)。 課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院圖的應(yīng)用可用圖論中的“圖(graph)”來表示整個(gè)廣域網(wǎng)。用“結(jié)點(diǎn)”表示廣域網(wǎng)上的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)，用連接結(jié)點(diǎn)與結(jié)點(diǎn)的“邊”表示廣域網(wǎng)中的鏈路。連接在結(jié)點(diǎn)交換機(jī)上的主機(jī)與分組轉(zhuǎn)發(fā)無關(guān)，因此在圖中可以不畫上。 課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院用圖表示廣域網(wǎng)的例子 12341結(jié)點(diǎn)邊243課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院每一個(gè)結(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)表 1243目的站 下一跳1 直接2 33 34 3結(jié)點(diǎn) 1 的轉(zhuǎn)發(fā)表對結(jié)點(diǎn) 1 的轉(zhuǎn)發(fā)表的第一個(gè)項(xiàng)目的解釋：若到達(dá)結(jié)點(diǎn) 1 的分組的目的地址是結(jié)點(diǎn) 1 上的主機(jī)，則下一跳就是

19、直接交付而不必再轉(zhuǎn)發(fā)其他結(jié)點(diǎn)。課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院每一個(gè)結(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)表 1243目的站 下一跳1 32 直接3 34 4結(jié)點(diǎn) 2 的轉(zhuǎn)發(fā)表對結(jié)點(diǎn) 2 的轉(zhuǎn)發(fā)表的第一個(gè)項(xiàng)目的解釋：若到達(dá)結(jié)點(diǎn) 2 的分組的目的地址是結(jié)點(diǎn) 1 上的主機(jī)，則下一跳就應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)到結(jié)點(diǎn) 3。課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院5.2.2 在路由表中使用默認(rèn)路由 1243目的站 下一跳1 直接2 33 34 3結(jié)點(diǎn) 1 的轉(zhuǎn)發(fā)表這三個(gè)項(xiàng)目的“下一跳” 都是轉(zhuǎn)發(fā)到“3”（結(jié)點(diǎn) 3）?？梢院喜⒁越Y(jié)點(diǎn) 1 和結(jié)點(diǎn) 2 中的轉(zhuǎn)發(fā)表為例來討論課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院5.2.2 在路由表中使用默認(rèn)路由 1243目的站 下一跳 1

20、直接默認(rèn) 3結(jié)點(diǎn) 1 的轉(zhuǎn)發(fā)表默認(rèn)路由課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院5.2.2 在路由表中使用默認(rèn)路由 1243目的站 下一跳1 32 直接3 34 4結(jié)點(diǎn) 2 的轉(zhuǎn)發(fā)表這兩個(gè)項(xiàng)目的“下一跳” 都是轉(zhuǎn)發(fā)到“3”（結(jié)點(diǎn) 3）。可以合并課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院5.2.2 在路由表中使用默認(rèn)路由 1243目的站 下一跳 2 直接 4 4默認(rèn) 3結(jié)點(diǎn) 2 的轉(zhuǎn)發(fā)表默認(rèn)路由使用默認(rèn)路由使轉(zhuǎn)發(fā)表更加簡潔，可減少查找轉(zhuǎn)發(fā)表的時(shí)間。課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院5.3 擁塞控制5.3.1 擁塞控制的意義 在某段時(shí)間，若對網(wǎng)絡(luò)中某資源的需求超過了該資源所能提供的可用部分，網(wǎng)絡(luò)的性能就要變壞產(chǎn)生擁塞(con

21、gestion)。出現(xiàn)資源擁塞的條件： 對資源需求的總和 可用資源 (5-1) 若網(wǎng)絡(luò)中有許多資源同時(shí)產(chǎn)生擁塞，網(wǎng)絡(luò)的性能就要明顯變壞，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量將隨輸入負(fù)荷的增大而下降。 課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院擁塞控制與流量控制的關(guān)系 擁塞控制所要做的都有一個(gè)前提，就是網(wǎng)絡(luò)能夠承受現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷。擁塞控制是一個(gè)全局性的過程，涉及到所有的主機(jī)、所有的路由器，以及與降低網(wǎng)絡(luò)傳輸性能有關(guān)的所有因素。 流量控制往往指在給定的發(fā)送端和接收端之間的點(diǎn)對點(diǎn)通信量的控制。 流量控制所要做的就是抑制發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的速率，以便使接收端來得及接收。 相似點(diǎn)： 某些擁塞控制算法是向發(fā)送端發(fā)送控制報(bào)文，并告訴發(fā)送端，網(wǎng)

22、絡(luò)出現(xiàn)麻煩，放慢發(fā)送速率。這點(diǎn)和流量控制相似。課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院擁塞控制所起的作用 提供的負(fù)載吞吐量理想的擁塞控制擁塞死鎖（吞吐量 = 0）無擁塞控制實(shí)際的擁塞控制輕度擁塞0課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院死鎖擁塞的極端就是死鎖。死鎖發(fā)生時(shí)，一組結(jié)點(diǎn)由于沒有空閑緩沖區(qū)而無法接收和轉(zhuǎn)發(fā)分組，結(jié)點(diǎn)之間相互等待，既不能接收分組也不能轉(zhuǎn)發(fā)分組，并一直保持這種僵局，嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。死鎖有兩類：直接死鎖 由互相占用了對方需要的資源而造成的死鎖。重裝死鎖 由于路由器的緩存的擁塞而引起的死鎖。課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院直接死鎖 直接死鎖即由互相占用了對方需要的資源而造成的死鎖。例如兩個(gè)

23、結(jié)點(diǎn)都有大量的分組要發(fā)往對方，但兩個(gè)結(jié)點(diǎn)中的緩存在發(fā)送之前就已經(jīng)全部被待發(fā)分組占滿了。當(dāng)每個(gè)分組到達(dá)對方時(shí)，由于沒有地方存放，只好被丟棄。發(fā)送分組的一方因收不到對方發(fā)來的確認(rèn)信息，只能將發(fā)送過的分組依然保存在自己結(jié)點(diǎn)的緩存中。這兩個(gè)結(jié)點(diǎn)就這樣一直互相僵持著，誰也無法成功地發(fā)送出一個(gè)分組。 課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院重裝死鎖(reassembly deadlock)舉例A4A2A1B3C1B1B2C3B4A3C2路由器 P路由器 Q路由器 R主機(jī) H報(bào)文 A、B 和 C 經(jīng)過路由器 P、Q 和 R 發(fā)往主機(jī) H。每一報(bào)文由 4 個(gè)分組構(gòu)成。每個(gè)路由器的緩存只能容納 4 個(gè)分組。路由器 R 已

24、為報(bào)文 A 預(yù)留了 4 個(gè)分組的緩存。由于分組 A3 還未到達(dá)，所以目前還不能交付給主機(jī) H。分組 A3 暫存于路由器 P 的緩存中，它無法轉(zhuǎn)發(fā)到路由器 Q，因?yàn)槁酚善?Q 的緩存已全占滿了。 課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院5.3.2 擁塞控制的一般原理 擁塞控制是很難設(shè)計(jì)的，因?yàn)樗且粋€(gè)動(dòng)態(tài)的（而不是靜態(tài)的）問題。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)正朝著高速化的方向發(fā)展，這很容易出現(xiàn)緩存不夠大而造成分組的丟失。但分組的丟失是網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞的征兆而不是原因。在許多情況下，甚至正是擁塞控制本身成為引起網(wǎng)絡(luò)性能惡化甚至發(fā)生死鎖的原因。課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院開環(huán)控制和閉環(huán)控制 開環(huán)控制方法就是在設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)事先將有關(guān)發(fā)生

25、擁塞的因素考慮周到，力求網(wǎng)絡(luò)在工作時(shí)不產(chǎn)生擁塞。 閉環(huán)控制是基于反饋環(huán)路的概念。屬于閉環(huán)控制的有以下幾種措施： 監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以便檢測到擁塞在何時(shí)、何處發(fā)生。將擁塞發(fā)生的信息傳送到可采取行動(dòng)的地方。調(diào)整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行以解決出現(xiàn)的問題。課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院5.4 X.25 網(wǎng)X.25 網(wǎng)就是 X.25 分組交換網(wǎng)，它是在二十多年前根據(jù) CCITT（即現(xiàn)在的 ITU-T）的 X.25 建議書實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 X.25 只是一個(gè)對公用分組交換網(wǎng)接口的規(guī)約。X.25 所討論的都是以面向連接的虛電路服務(wù)為基礎(chǔ)。 課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院X.25 網(wǎng)與 IP 網(wǎng) 基于 IP 協(xié)議的因特網(wǎng)是

26、無連接的，只提供盡最大努力交付的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)，無服務(wù)質(zhì)量可言。 X.25 網(wǎng)是面向連接的，能夠提供可靠交付的虛電路服務(wù)，能保證服務(wù)質(zhì)量。正因?yàn)?X.25 網(wǎng)能保證服務(wù)質(zhì)量，在二十多年前它曾經(jīng)是頗受歡迎的一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。 課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院X.25 網(wǎng)退出了歷史舞臺(tái) 到了 20 世紀(jì) 90 年代，情況就發(fā)生了很大的變化。通信主干線路已大量使用光纖技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量大大提高使得誤碼率降低好幾個(gè)數(shù)量級，而 X.25 十分復(fù)雜的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議和分組層協(xié)議已成為多余的。PC 機(jī)的價(jià)格急劇下降使得無硬盤的啞終端退出了通信市場。這正好符合因特網(wǎng)當(dāng)初的設(shè)計(jì)思想：網(wǎng)絡(luò)應(yīng)盡量簡單而智能應(yīng)盡可能放在網(wǎng)絡(luò)以

27、外的用戶端。 課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院5.5 幀中繼 FR5.5.1 幀中繼的工作原理在 20 世紀(jì) 80 年代后期，許多應(yīng)用都迫切要求增加分組交換服務(wù)的速率。幀中繼 FR (Frame Relay)就是一種支持高速交換的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。幀中繼在許多方面非常類似于 X.25，被稱為第二代的 X.25。課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院幀中繼減少結(jié)點(diǎn)處理時(shí)間幀中繼不使用差錯(cuò)恢復(fù)和流量控制機(jī)制。 當(dāng)幀中繼交換機(jī)收到一個(gè)幀的首部時(shí)，只要一查出幀的目的地址就立即進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。因此在幀中繼網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)幀的處理時(shí)間比 X.25 網(wǎng)約減少一個(gè)數(shù)量級。這樣，幀中繼網(wǎng)絡(luò)的吞吐量要比 X.25 網(wǎng)絡(luò)的提高一個(gè)數(shù)量級以上。 課件制作：青島大學(xué)信息工程學(xué)院幀中繼對差錯(cuò)的處理 當(dāng)檢測到有誤碼時(shí)，結(jié)點(diǎn)要立即中止這次傳輸。當(dāng)中止傳輸?shù)闹甘镜竭_(dá)下