海南大学 信息科学技术学院—《计算机网络基础》课程chapter5 广域网（PPT 42页）

海南大学信息科学技术学院——《计算机网络基础》课程组第5章广域网、帧中继FR重点掌握广域网的基本概念，虚电路与数据报，广域网中的分组转发机制，路由原理与路由算法，拥塞控制原理，X.25网，帧中继FR，异步传递方式ATM。海南大学信息科学技术学院——《计算机网络基础》课程组第5章广域网•5.1.1广域网的构成•5.1.2数据报和虚电路海南大学信息科学技术学院——《计算机网络基础》课程组第5章广域网•广域网由一些结点交换机以及连接这些交换机的链路组成•结点交换机执行将分组存储转发的功能。结点之间都是点到点连接，一个结点交换机通常和若干个结点交换机相连•广域网中的最高层是网络层。•网络层服务的具体实现是数据报和虚电路的服务•数据报服务的特点：不可靠的服务•虚电路服务的特点：可靠的服务，服务质量有较好的保证海南大学信息科学技术学院——《计算机网络基础》课程组第5章广域网虚电路服务在传送数据之前，首先通过虚呼叫建立一条虚电路所有分组沿同一条路径传送，并且按发出顺序到达类似电路交换建立连接之后，分组中只需要携带连接标识可以在建立连接时协商参数、QoS、开销等数据报每个分组单独传送网络为每个分组单独选路，路径可能不同分组达到顺序可能与发出顺序不同分组中需要携带完整的目的地址海南大学信息科学技术学院——《计算机网络基础》课程组第5章广域网vc1:A--1--2--4--Bvc2:A--1--3--5--C海南大学信息科学技术学院——《计算机网络基础》课程组第5章广域网——《计算机网络基础》课程组第5章广域网，路由可能不同在VC建立时选路，所有分组路由相同几乎不受影响所有经过该路由器的VC都将终止拥塞控制很难实现易于实现路由器故障的影响差错控制和流量控制由主机负责由子网负责海南大学信息科学技术学院——《计算机网络基础》课程组第5章广域网（虚呼叫）时确定。分组在传送时只需携带虚电路号，虚电路号只具有本地意义，根据虚电路建立顺序由各主机、各结点自主排序，入出口号不一定相同。数据报的路由表每个分组都需要携带完整的目的地址。每个结点保存一个到网内其他结点的输出线选择表AEDCBH2H3H1H4H512目的站输出线BCDE1212结点A的路由表权衡：(1)路由器内存与带宽(2)虚呼叫时间与地址分析时间海南大学信息科学技术学院——《计算机网络基础》课程组第5章广域网：VC1：A--B--EVC2：A--B--DVC3：B--D--EVC4：C--E--DVC5：A--B--C--D入口出口H1H1H1125012B012BB入口出口AAH23010E001DD入口出口BBE010H4001EH4入口出口H3B4000E002D入口出口BDC000H5010DABCDEA2C0H5CH4海南大学信息科学技术学院——《计算机网络基础》课程组第5章广域网•转发：当交换节点收到分组后，根据其目的地址查找转发表，并找出应从节点的哪一个接口将该分组发送出去•路由选择：构造路由表的过程。•路由表根据一定的路由选择算法得到的。•转发表根据路由表构造出的。•路由选择协议负责搜索分组从某个节点到目的节点的最佳传输路由，以便构造路由表。分组是通过转发表进行转发的。海南大学信息科学技术学院——《计算机网络基础》课程组第5章广域网•网络互联的机制是：IP数据包的路由选择，路由属于IP层的功能•对于不同规模的网络，路由器所起的作用的侧重点有所不同。--在主干网上，路由器的主要作用是路由选择。--在地区网中，路由器的主要作用是网络连接和路由选择--在园区网内部，路由器的主要作用是分隔子网。海南大学信息科学技术学院——《计算机网络基础》课程组第5章广域网•路由表中记录了路由选择信息，其中的每一项都包含以下信息：---目的IP地址。---下一站（下一跳）路由器的IP地址，或者是直接连接的网络IP地址。---标志。---为数据报的传输指定一个网络接口。海南大学信息科学技术学院——《计算机网络基础》课程组第5章广域网–r显示的静态路由表的主要(部分)信息如下：其中标志Flag有5种取值：U该路由器可以使用。G该路由是到一个网关（路由器）；如果没有该标志表示目的地是直接相连的。H该路由是到一个主机，这时目的地址是一个完整的主机地址；如果没有该标志，说明该标志是到一个网络，目的地址是一个网络地址：一个网络号，或者网络号与子网号的组合。D该路由是由改变路由（Rediret）报文创建的。M该路由已被改变路由报文修改。海南大学信息科学技术学院——《计算机网络基础》课程组第5章广域网•路由算法决定路由选择是如何做出的。•IP路由选择是各路由器独立做出的决定，是逐跳（hop-by-hop）进行的。•所有的IP路由选择只是为数据报传输提供下一站路由器的IP地址。•有一个默认的假定：下一站路由器比发送数据报的主机更接近目的地。海南大学信息科学技术学院——《计算机网络基础》课程组第5章广域网，一般地，按如下步骤进行IP路由选择：•搜索路由表，寻找能与目的IP地址完全匹配的表目（网络号和主机号都要匹配）。如果找到，则把报文发送给该表目指定的下一站路由器或直接连接的网络接口（取决于标志字段的值）。•搜索路由表，寻找能与目的网络号相匹配的表目。如果找到，则把报文发送给该表目指定的下一站路由器或直接连接的网络接口（取决于标志字段的值）。目的网络上的所有主机都可以通过这个表目来处理。•搜索路由表，寻找标为“默认”（Default）的表目。如果找到，则把报文发送给该表目指定的下一站路由器。•若上述步骤没成功，则该数据报就不能被传送。“主机不可达”或“网络不可达”。•为网络指定路由器，而非为主机指定路由器，这是IP路由选择机制的另一个基本特性。这样做可以极大地缩小路由表的规模。海南大学信息科学技术学院——《计算机网络基础》课程组第5章广域网：从源端到目的端传输数据报IP数据报:223.1.1.1223.1.1.2223.1.1.3223.1.1.4223.1.2.9223.1.2.2223.1.2.1223.1.3.2223.1.3.1223.1.3.27ABEmisc字段源端IP地址目的IP地址数据•数据报在从源到目的地传输过程中保持不变目的网络.下一个路由器跳数223.1.11223.1.2223.1.1.42223.1.3223.1.1.42主机A的路由表海南大学信息科学技术学院——《计算机网络基础》课程组第5章广域网，将IP数据报送给B:•寻找B的网络地址•发现B和A有相同的网络地址•链路层直接将数据报放在链路层帧中发送给B–B和A是直接相连的目的网络.下一个路由器跳数223.1.11223.1.2223.1.1.42223.1.3223.1.1.42misc字段223.1.1.1223.1.1.3数据海南大学信息科学技术学院——《计算机网络基础》课程组第5章广域网,目的地为E:•寻找E的网络地址•E在不同的网络上–A和E没有直接相连•路由表:到E的下一个路由器为223.1.1.4•链路层将数据报放在链路层帧中发送给路由器223.1.1.4•数据报到达路由器223.1.1.4•继续该过程…..misc字段223.1.1.1223.1.2.3数据海南大学信息科学技术学院——《计算机网络基础》课程组第5章广域网,目的地为223.1.2.2•寻找E的网络地址•E和路由器接口223.1.2.9网络地址相同–路由器和E直接相连•链路层将数据报放在链路帧中经由接口223.1.2.9送到223.1.2.2•数据报到达223.1.2.2!!!misc字段223.1.1.1223.1.2.3数据网络路由器跳数接口223.1.1-1223.1.1.4223.1.2-1223.1.2.9223.1.3-1223.1.3.27目的下一个海南大学信息科学技术学院——《计算机网络基础》课程组第5章广域网:•在某段时间，若对网络中某一资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就要变坏•与流量控制不同•拥塞导致的结果:–分组丢失（路由器溢出）–延迟长（在路由器中排队）–路由器浪费带宽来转发无用分组海南大学信息科学技术学院——《计算机网络基础》课程组第5章广域网：场景1•两个发送端，两个接收端•一个路由器，无限缓冲区•没有重传•路由器容量为R•发生拥塞时有较大延迟•可获得的最大吞吐量海南大学信息科学技术学院——《计算机网络基础》课程组第5章广域网•一个路由器，有限缓冲区•对丢失分组进行重传拥塞的起因与代价：场景２海南大学信息科学技术学院——《计算机网络基础》课程组第5章广域网