计算机通信与网络教程3

第七章网络层及广域网技术TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity7.1OSI/RM中的网络层7.1.1网络层服务7.1.2网络层数据交换需建立连结，利于数据流传输，实时性支持好；节点要为每个连结维持软状态，可控性强；选路和转发是一体的。不建立连结，短数据传输效率高，适合非实时数据；数据包携带信息较多，节点维护信息少，自组性强；选路和转发可以分离。面向连结服务；无连结服务。线路交换：报文交换：分组交换：数据报传输方式；虚线路传输方式。7.1.3快速分组交换第七章网络层及广域网技术TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity7.2路由技术7.2.1路由技术路由过程转发找路匹配方法路由算法确定型算法适应型算法源路由法路由表法路由算法静态路由动态路由泛洪法固定路由表法集中式分布式离线计算在线计算第七章网络层及广域网技术TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity7.2.2路经计算Dijkstra算法：计算由源节点去往所有节点的最短路径树。abdcef1212133525ND(b)D(c)D(d)D(e)D(f)abdcef1{a}251∞∞2{a,d}2412∞3{a,d,b}2412∞4{a,d,b,e}231245{a,d,b,e,c}231246{a,d,b,e,c,f}23124A节点路由表：目的节点后继结点a-bbccdcecfc第七章网络层及广域网技术TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversityBellman-Ford算法：各节点分别计算去往指定节点的最短路径，最终形成最短路径树。abdcef1212133525abdcef拥塞：对资源需求大于资源供给能力时，就发生拥塞。网络拥塞：源于网络资源有限，以及网络流量分布的不均衡，并且，拥塞不会简单地随网络处理能力提高而自动消除。现象：随着网络输入流量负载的增加，吞吐量急剧下降直至死锁。第七章网络层及广域网技术TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity7.3网络层流控技术7.3.1网络拥塞第七章网络层及广域网技术TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity7.3.2网络流量与拥塞控制拥塞管理：网络节点采取措施来避免拥塞或者对发生的拥塞做出反应。拥塞管理算法：拥塞避免（预防）机制和拥塞控制（恢复）机制。拥塞控制方式：开环控制：适用于流量特性可准确规定且性能要求可事先获知的情况。闭环控制：适用于流量特征不确定或者网络不提供资源预留的情况。闭环拥塞控制的三个阶段：1）监测网络拥塞的发生；2）向拥塞控制点发送拥塞消息；3）控制点采取措施以消除拥塞。拥塞评估方法：节点检测：对缓存空间的使用进行监测。端点检测：对数据分组传输时延进行监测。流量调节方式：源端调节：源端减少或暂停向网络发送数据流的数量。节点调节：对网络节点排队过程中队列的溢出进行有效管理，主动丢弃部分数据包。路由调节：采用多径路由方式分流，实现流量分布均衡。第七章网络层及广域网技术TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity7.4广域网技术7.4.1X.25分组交换网公共数据网PDN是在一个国家或地区内提供公共数据通信网络资源的广域网络系统。例如，中国的ChinaNet、加拿大的DataPac、法国的Tanspac，等等。大多数这些PDN早期都采用X.25分组交换网来作为它的骨架网（通信子网）。公共数据网——PDN：分组交换PDN主要由三类设施或设备构成：（1）交换网络（骨架网络）；（2）用户-网络接口设备（NIE和PAD等）；（3）终端设备（标准终端，普通终端）。参见图7-18。PDN的网络组织结构：X.25建议：第七章网络层及广域网技术TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity7.4.2帧中继网——FRN设计思想：尽可能减小甚至消除虚拟通路上的节点存储-转发迟延；将中间节点的流量控制和差错控制都移到端设备上进行。帧中继网络结构：参见图7-19。帧中继标准：帧中继的帧格式：帧中继的网络管理：带宽管理；拥塞管理；永久虚线路管理。第七章网络层及广域网技术TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity7.4.3综合业务数字网——ISDN（窄带）N-ISDN。（宽带）B-ISDN。B-ISDN的组织结构：（参见书中）同步和异步传输模式：A3A2A1B3B1C3C2M2M1A3A2A1B3B1C3C2M2M1DataDataA1B1ØD1ØM1A1B1D1…M1A2C2…第七章网络层及广域网技术TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversityATM信元格式：（参见书）ATM两级交换结构：ACAEBDVC1VC2VC2VC2VC100VC200VC1VC101VC101VC101第七章网络层及广域网技术TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversityB-ISDN体系结构：（参见书）高层高层AALSAALATM层物理层高层（信令）SAALATM层物理层高层高层AALSAALATM层物理层用户面控制面控制面用户面控制面用户设备网络节点用户设备物理链路物理链路AAL汇聚层AAL1；AAL2；AAL3/4；AAL5。拆装层分段与重组ATM一般流控、信元头产生/提取、VPI/VCI解释、信元复用/分路.物理层传输汇聚层速率适配、校验码生成/检验、信元定界、传输帧格式转换（如SDH）。物理媒体层线路编码、光电转换、比特位定时。A类B类C类D类源与终端的定时关系需要需要不需要不需要比特率恒定可变可变可变连结方式面向连结面向连结面向连结无连结典型例子64kb/s话音和固定速率的图像业务。可变速率图像和音频业务。有连接数据和信令业务。无连结数据和信令业务。AAL1AAL2AAL3/4,AAL57.5虚拟专用网第七章网络层及广域网技术TheSchoolofElectronicInformationWuhanUniversity7.5.1VPN定义7.5.2VPN的实现VPN成员发现机制；VPN数据传递机制；路由维护及更新机制。信息安全机制；网络优化机制；系统管理机制。运行保障机制：VPN系统实现方式：（参见书中）隧道技术：VPN示例：