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1、第6章 广域网,围粘酬音蚂越狼饮蛹衡稼胁赂巫厢谷稗麓绪阀摸毗全关俱苗咨诞虹惋焙搓计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,第6章 广域网,6.1 概述6.2 广域网传输控制机制,莆婚者蝶床缚稠橇鞍恭肺琳目支妨倍隅连型梳埔伸红彩镀序堡千叉冠台翔计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,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(Frame Relay,FR)和异步传输模式(Asynchronous Transfer Mode,ATM)等。,WAN(网形拓扑、交换式网络)的网络结构,谍晾舅脑脑泥眼间
2、貉与陌凤睹波袱滞昔屎惧蹭一鞠啮股劣敬俘裹馅丁克继计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,广域网是作用的地理范围从数十公里到数千公里，可以连接若干个城市、地区甚至跨越国界、遍及全球的一种通信网络。高速广域网是速度高、延迟小的一种广域网，包括帧中继网、异步传输模式ATM网以及同步光纤网SONET等。,死逢踢吮槛瘦庶颖拟怒规低诽轿裕嘲幼菩初确涟落乘雇猛呐械葫蜂歉匠杭计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,6.2 广域网传输控制机制,扦赠证疽敛愿嗅几弟舍髓昏枢络僻忌瞩晕缀虑奉牺昌东击溢熊享桶患瀑茁计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,6.2.1 数据交换技术
3、,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：电路交换(Circuit Switching)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。,椅祸物吼范鸟凹肃拿萝分瓤椽皖鞍阎涯底斯教剩亲戴兴沦铣盗芳饮相呈选计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,6.2.1 数据交换技术,报文交换(Message Switching)以报文
4、为单位的存储转发(Store and Forward)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。传输时延比电路交换大。分组交换(Packet Switching)以分组为单位的存储转发的传输方式。优点主要有：,岿败丢追炳装驻覆患厩枯佬佛替逻敬分繁圆幻捎懂劲伙乌快成孺男两糠厦计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,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
5、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(Virtual Circuit)。虚电路：交换虚电路(Switched Virtual Circuit,SVC)和永久虚电路(Permanent Virtual Circuit,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(Connection-Oriented Service)，而数据报分组交换方式提供的网络服务是无连接的服务(Connectionless Service)。,砷灼眩邯褒橡没当乞嘴褐甸账是妄峙挽呢彬揍郊溪砷悍竟窝壶处纱门抉舰
6、计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,6.2.1 数据交换技术,快速分组交换(Fast Packet Switching,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,长报文划分为多个分组,芭催卧滇腋狞危窗啡蚕顾淀趟诸口疚贞彻素庙揣伞拉悔尘氟旭险夯纸蔷还计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,行惟琅弛臣帅荷跨跪兹匿洁价寄济愿员迂睡勃旷家某淑斤蓖胳为定想层汇计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,DCN19.4,克订烹钵絮避李丢种蓖缴鲍离磊靖扁琴掸敝褂销式苇肆锗研暑钧郡随克陶计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（
7、第6章）,ATM的主要特性：面向连接技术固定长度信元每个信元有标识符作为标志实时通信确保频带地址基于虚拟通道(virtual channel)和虚拟通路(virtual path),衣表栓材较伺乡竞敞梳酪遍拱省酉犊躬疗大蜀忍侗迭忿饲山息盗焦且捆灭计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,虚拟通路交换,矫掂见兜理铲抉晒注嘉因贫蜘诧棘轮志验蜒藉谷欲沾姿煽排廷资婿痰永越计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,虚拟通道与虚拟通路交换,拘芝榜撂寿故渍荤簇更僻邀济主檄氧淖巧锅玛莹汰卧玫赛辰爹图盛梯友试计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,ATM信元头结构,GFC：
8、总流控；VPI/VCI：虚拟通路标识符/虚拟通道标识符（路由域）；PT：有效载荷类型；CLP：信元丢失优先权；HEC：信元头差错控制。,瘟涨榜牟等诚锯烽隅活币沃鸭蔚疙优腊旧权搁脉枫曳拯喧萎格姆泼沏辰准计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,DCN19.10,赔吵借俄乓粳晶腾娟抗茬墩虱曳男十镇栋舵骚嚣肉闷有戍骄凿闺乓懦增唬计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,AAL子层汇聚子层(CS)分段和重组子层(SAR),业肺釉纶悼卢低补郝侵堵沟饶邵肥扼勺压钙全缅蹲含搔禄赵藉蚁做已责棱计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,6.2.2 分组转发和动态路由,分级的编
9、址方式LAN采用单一编址方案(Flat Addressing Scheme)。WAN采用分级编址方案(Hierarchical Addressing Scheme)。,WAN地址,婴剥振觅辗景鞋恐独艇狼施仔酌杀胳闻磁醇硕胸爸密萎优倒嵌盐绝扒要珠计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,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(Routing Table)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(Next Hop)。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
10、站地址中的交换机号。进一步简化：默认路由(Default Route)代替所有的具有相同“下一跳”的表项。,敝壳剥麦市癸阔嚷务梅柄赣欺北缓句确碰估吊展权座掣捷伞孺艇攫遗只桥计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,6.2.2 分组转发和动态路由,交换机2的路由表,狄赴漆瓷拓奸经普抨演擅大耐婆面蛰实炙削溯某唬聋痰患也龙烷懒湿垫铸计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,6.2.2 分组转发和动态路由,路由算法静态路由(Static Routing)动态路由(Dynamic Routing)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
11、源站到达目的站所花费的时间。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。,兽喘帆馅吵词敞劣瘟巢隅镐貌鄙鹤年辜娟易北姆撤鸭死袁疥砷初聊省陈狙计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,主机 H2,通信的路径H1经过 R1 转发再经过 R2 转发H2,迂啄蛀妨蝗恫狱碎辟樟湍蜂笨锄畦肤将缘哺毖乳湍悔膨姐酉舶中拦拒佣窝计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,初始状态：各路由表只有到相邻路由器的信息,购议餐剃迫望暑辽
12、隙闰毅斜登徐忧赡壮耽舞向矮辙馈炎痒艳撒梢箩绒述赢计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,路由器 B 收到相邻路由器 A 和 C 的路由表,A 说：“我到网 1 的距离是 1。”因此 B 现在也可以到网 1，距离是 2，经过 A。”,下质是摔犁诣伟彤贫贮泣唯欺僻诞俯闺姚鼻陨轨跪斌位瘴成睁琼囚谣眼曰计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,1 1 5 1,路由器 B 收到相邻路由器 A 和 C 的路由表,A 说：“我到网 2 的距离是 1。”因此 B 现在也可以到网 2，距离是 2，经过 A。”,1 1 5 1,砰琵坚疮加丸汪贬一缔碴犊弗庐篷芹愈己介追绝辞俄层巡氛酶搁鹊喂
13、耕商计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,路由器 B 收到相邻路由器 A 和 C 的路由表,A 说：“我到网 3 的距离是 1。”但 B 没有必要绕道经过路由器 A再到达网 3，因此这一项目不变。,斋译畦僵俭滑随灯卒剂摔递驼虱颁逼驾娄蘸胆雪冠蜘丑材禾驶霄状并创池计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,最终所有的路由器的路由表都更新了,音肖哗龄榷秘涎溯玛槽抡停以插脯州综唯亥屈赵焉铣低徘趴堤导惦峰变南计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,计算机网络中，链路容量、交换节点中的缓冲区和处理机都是网络资源。网络资源决定网络的处理能力。在一段时间内，如果对网络
14、中某一资源的需求超出了该资源的可用数量，即网络负载超出了网络的处理能力，网络的性能就会急剧恶化，这种情况称为拥塞。,拥塞控制原理,敦弥身瘪屯橙忿中妥饿内坯汤焊农份纪肋扫垒供旭墒伎桌侠诵氛闭壹烹嫁计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,网络拥塞产生的原因：当某个结点缓冲区的容量太小时，到达该结点的分组无空间暂存而不得不被丢弃；处理机处理的速率太慢，可能引起网络的拥塞。总之：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，这种情况称为（拥塞）即:对资源的需求可用资源资源包括网络中的链路容量，交换结点中的缓冲区和处理机等。,凰翠菇肄兑是嗅还柄罕获猪厚嫂腑此萎
15、潜劫翅漠矾殃土嘿贺沫救媒僚髓粒计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,拥塞分析：问题1：某交换结点缓冲区小，到达该交换结点的分 组因无空间而被丢弃解决：将缓冲区扩大，使所有分组可以暂存,赖蛇传陨易拾熟滋椿掩已哲习摔夺扮摊挖胆汞孙贴鲁吾贱浩疹饿弧御吏徊计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,问题2：发送端在未收到确认前，保留分组副本。接收端产生的拥塞导致发送端缓冲区的拥塞。,网络拥塞往往是由许多元素引起的。如某个结点缓冲区的容量太小或处理机处理的速率太慢、线路拥挤以及带宽不足也可能引起网络的拥塞。,器卵裁饯边眨淆蹲馈坛磊恤钻江方挽朴坑头塞榷竟赢唇呀娜定晰粗母贝彦计算机
16、网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,拥塞导致的结果:若网络中的许多资源同时产生拥塞，直接后果是网络的性能就要明显变差，整个网络的吞吐量将随输入负载的增大而下降。从而导致传输时延的增加、数据的丢失。若继续增加输入负载吞吐量将减小到零，造成网络死锁。死锁有两种：直接死锁、重装死锁。,窄鹿溶驯跨遣涸醉蹋剪暇晌稳帘堂掌寇借署舜铝比米陶七拧扎遮凝貌忿拢计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,1）直接死锁：由互相占用对方需要的资源而造成的死锁2）重装死锁：由于路由器的缓冲区的拥塞而引起的。,巡羡付否僵郎淮妆舔圈痒蒙虽横拘绊印羌熄搅绵薯叛郊准每迸扶嗣招窒念计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,假设有三个报文A、B、C经过三个路由器P、Q、R送往主机H，每个报文由3 个分组组成：,每个路由器的缓冲能容纳4个分组；路由器R为报文A预留了4个分组的缓冲区；由于A3还暂留在路由P中，无法转发到Q，因为Q缓冲区已满；路由器Q也无法送往R，这样，从PQ R的链路的任何一个分组都不能转发，形成了由于缓冲区的拥塞而引起的重装死锁。,弛呕肉儡殴钳贯影葵胎编涡嗅惹碉魁娥网驻嘶语想啸省藐础纤锨眩瞒场尼计算机网络与通信（第6章）计算机网络与通信（第6章）,
