計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信要點(diǎn)_第1頁(yè)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信要點(diǎn)_第2頁(yè)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信要點(diǎn)_第3頁(yè)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信要點(diǎn)_第4頁(yè)
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信要點(diǎn)_第5頁(yè)
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1、第一章1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展面向終端的網(wǎng)絡(luò)(由一臺(tái)計(jì)算機(jī)與若干遠(yuǎn)程終端通過(guò)通信線路按點(diǎn)到點(diǎn)方式直接相連,進(jìn)行 遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信)缺點(diǎn):(1)通信資源主要來(lái)源于租用現(xiàn)有的電話、電報(bào)網(wǎng)的線路,在傳輸質(zhì)量和速率等方面不能滿 足數(shù)據(jù)通信的要求;傳統(tǒng)電話網(wǎng)的線路交換和電報(bào)網(wǎng)的報(bào)文交換方式不能在通信線路的利用率和傳輸遲延兩方面獲得很好的折中;(3)沒(méi)有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)通信體制和網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),各家網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展各行其是,而且往往在同一 地區(qū)搞重復(fù)建設(shè),但又互不兼容,網(wǎng)絡(luò)之間無(wú)法互通面向通信的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點(diǎn):用 通信子網(wǎng)”的概念來(lái)研究網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的通信支持;更加強(qiáng)調(diào)通信資源的共享;第一次出現(xiàn)了 計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)”的術(shù)語(yǔ),從而開(kāi)辟了專(zhuān)

2、門(mén)研究計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信體系的 新技術(shù)領(lǐng)域。面向應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)(資源共享”網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型”)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與通信的現(xiàn)狀(信息高速公路,因特網(wǎng)(Internet)2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的定義;一個(gè)互連的自主的計(jì)算機(jī)集合(互連是指計(jì)算機(jī)之間實(shí)現(xiàn)相互通信,并且相互之間能夠交換信息。自主是指計(jì)算機(jī)之間沒(méi)有主從關(guān)系,所有計(jì)算機(jī)都是平等 獨(dú)立的,自主計(jì)算機(jī)由硬件和軟件兩部分組成,完整地實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)的各種功能)3按傳輸技術(shù)將網(wǎng)絡(luò)分為廣播網(wǎng)(三種地址:?jiǎn)吸c(diǎn)地址、廣播地址、組播地址)和點(diǎn)-點(diǎn)網(wǎng)按規(guī)模分為局域網(wǎng)(相距十幾米至幾千米典型特點(diǎn):距離短、通信時(shí)延小、數(shù)據(jù)速率高和誤碼率低;常采用同軸電纜作為傳輸媒質(zhì),按照總線形或環(huán)形來(lái)組織網(wǎng)絡(luò)

3、。高速局域網(wǎng)(HSLN):用于主機(jī)與主機(jī)及主機(jī)與高速外圍設(shè)備之間的連網(wǎng),采用分布式控制方法)城域網(wǎng)(相距幾十千米覆蓋鄰近的一群辦公室或一個(gè)城市;城域網(wǎng)的使用標(biāo)準(zhǔn)是分布式隊(duì)列雙總線(DQDB);典型的城域網(wǎng)是由一些互連的DQDB子網(wǎng)組成的)廣域網(wǎng)(相距100千米以上廣域網(wǎng)地理范圍較大,常常是一個(gè)國(guó)家或一個(gè)洲,由兩個(gè)部分組成:末端系統(tǒng):指運(yùn)行用戶程序的計(jì)算機(jī)集合。通信子網(wǎng):負(fù)責(zé)在用戶計(jì)算機(jī)之間傳輸數(shù)據(jù)。大多數(shù)通信子網(wǎng)也由兩部分組成:傳輸線路交換單元 )按交換技術(shù)分為線路交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)和信元交換網(wǎng);按帶寬分為窄帶網(wǎng)和寬帶網(wǎng)。3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的功能;(1)擴(kuò)大共享資源的地域范圍(2)提高可靠性(3)

4、促進(jìn)分布式數(shù)據(jù)處理和分布式數(shù)據(jù)庫(kù)的發(fā)展(4) 提供各種通信服務(wù)(5) 提高可擴(kuò)充性4通信系統(tǒng)模型輸入數(shù)據(jù)孑 或信號(hào)必)發(fā)送信號(hào)曲)接收信號(hào)心輸出數(shù)據(jù)川 或信號(hào)d信號(hào)是消息的表現(xiàn)形式,有兩種基本形式:模擬信號(hào):信號(hào)的波形可以表示為時(shí)間的連續(xù)函數(shù)。數(shù)字信號(hào):幅度不隨時(shí)間作連續(xù)的變化,只能取有限個(gè)離散值?;鶐盘?hào):未調(diào)制的信號(hào)直接在信道上傳輸(注意信號(hào)的帶寬)數(shù)字通信與模擬通信的比較;優(yōu)點(diǎn):抗干擾性強(qiáng),保密性好,設(shè)備易于集成,并且便于使用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行 處理等。缺點(diǎn):所有的信道頻帶比模擬通信寬得多,因而降低了信道的利用率。數(shù)據(jù)通信是指由信息源產(chǎn)生的數(shù)據(jù)管通過(guò)模擬傳輸還是數(shù)字傳輸?shù)男诺?,按丄 一定

5、通信協(xié)址形成數(shù)據(jù)流傳送到受信者的過(guò)程。它包括數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)交換,以及在傳輸前后的數(shù)據(jù)處理過(guò)程。網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與協(xié)議體系結(jié)構(gòu)兩個(gè)概念:協(xié)議。計(jì)算機(jī)通信體系結(jié)構(gòu)或協(xié)議體系結(jié)構(gòu)。協(xié)議的三個(gè)要素:語(yǔ)法:包括諸如數(shù)據(jù)格式和信號(hào)級(jí)別等內(nèi)容。語(yǔ)義:包括協(xié)調(diào)和差錯(cuò)處置等控制內(nèi)容。計(jì)時(shí):包括速率匹配和時(shí)序等內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)層中,看不見(jiàn)”傳輸頭部,因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)層不涉及傳輸PDU的內(nèi)容。TCP/IP協(xié)議和OSI參考模型這兩個(gè)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)互連通信標(biāo)準(zhǔn)的重 要基礎(chǔ)。TCP/IP協(xié)議是當(dāng)今使用最廣泛的互連網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu),而OSI參考模型成為對(duì)通信功能進(jìn)行分類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)模型。TCP/IP協(xié)議體系結(jié)構(gòu):物理層、網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)層、 網(wǎng)

6、際互連層、 傳輸層、應(yīng)用層。OSI(開(kāi)放系統(tǒng)互連)參考模型由ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織)開(kāi)發(fā)作為計(jì)算機(jī)通信體系結(jié)構(gòu) 模型和作為開(kāi)發(fā)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的框架。OSI參考模型由7個(gè)層次構(gòu)成,每層執(zhí)行的功能簡(jiǎn)單定義如下:(1)物理層涉及在物理媒質(zhì)上非結(jié)構(gòu)化比特流的傳輸,處置訪問(wèn)物理媒質(zhì)的機(jī)械特性、電氣特性、功能特性和規(guī)程特性。(2) 數(shù)據(jù)鏈路層 使經(jīng)過(guò)物理鏈路的信息可靠傳輸,用必要的同步信號(hào)、差錯(cuò)控制 和流量控制發(fā)送數(shù)據(jù)(幀)。(3) 網(wǎng)絡(luò)層為上面的各個(gè)層次提供對(duì)數(shù)據(jù)傳輸和用于連接系統(tǒng)的交換技術(shù)的獨(dú)立 性,負(fù)責(zé)建立、管理和終止連接。(4) 傳輸層 在端點(diǎn)之間提供可靠、透明的數(shù)據(jù)傳輸,提供端點(diǎn)的差錯(cuò)恢復(fù)和流量控制。

7、(5) 會(huì)話層為應(yīng)用程序之間的通信提供了控制結(jié)構(gòu),建立、管理和終止應(yīng)用程序之間的連接(會(huì)話)。(6) 表示層為各個(gè)應(yīng)用進(jìn)程提供在數(shù)據(jù)表示差異上的獨(dú)立性。(7) 應(yīng)用層 提供對(duì)應(yīng)用OSI環(huán)境的訪問(wèn),還提供各種分布式的信息服務(wù)。協(xié)議體系結(jié)構(gòu)模型TCP/IP |OSlX/ J應(yīng)用足1應(yīng)用層(傳輸層) t主機(jī)至主機(jī)會(huì)話層網(wǎng)麻互連展慎輸層網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層-硬件軟件f周件用戶空側(cè)操作系統(tǒng)圖中示出了 TCP/IP協(xié)議巢和OSI體系結(jié)構(gòu)的各個(gè)層次, 并簡(jiǎn)要說(shuō)明了兩者之間功能上的對(duì)應(yīng)關(guān)系.圖中也給出了 實(shí)現(xiàn)各個(gè)層次的常用手段或方式。標(biāo)準(zhǔn)化優(yōu)點(diǎn):確保符合標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備與部件有巨大的市場(chǎng),這將降低生產(chǎn)成

8、本,提高質(zhì)量,使用戶受益。允許不同廠商生產(chǎn)的產(chǎn)品相互通用,使用戶對(duì)設(shè)備的選擇有更大的自由度。同時(shí)也應(yīng)看到標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用帶來(lái)的問(wèn)題:采用標(biāo)準(zhǔn)傾向于將技術(shù)狀況凍結(jié)起來(lái)。對(duì)同一領(lǐng)域或設(shè)備,存在多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。第2章數(shù)據(jù)通信技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)通信研究的內(nèi)容劃分為以下三個(gè)基本方面:數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)編碼數(shù)據(jù)交換單工(simplex):信號(hào)只沿單方向傳輸;一端是發(fā)射機(jī),另一端是接收機(jī)。半雙工(half-duplex):傳輸?shù)膬啥硕伎梢园l(fā)射,但是每次只允許一端發(fā)射。全雙工(full-duplex):兩端可以同時(shí)發(fā)射?;鶐鬏敚簩⒒鶐盘?hào)進(jìn)行傳輸?shù)姆绞健?基帶是指未經(jīng)調(diào)制變換的信號(hào)所占的頻帶)頻帶傳輸:將基帶信號(hào)通過(guò)某種頻率變換(

9、例如調(diào)制,不局限于頻率 )后利用模擬信道進(jìn)行傳輸?shù)姆绞健P盘?hào)是數(shù)據(jù)的表達(dá)形式。數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn):數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢(shì)數(shù)據(jù)完整性帶寬的有效利用安全性與保密性統(tǒng)一性衰減向傳輸工程師提出了如下三個(gè)需要考慮的問(wèn)題:接收到的信號(hào)必須有足夠的強(qiáng)度;信號(hào)的電平必須保持足夠高以便超出噪聲,保證信號(hào)可以被正確地接收; 衰減是頻率的遞增函數(shù)。三個(gè)需要考慮問(wèn)題的解決方法第一個(gè)問(wèn)題和第二個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)加強(qiáng)信號(hào)強(qiáng)度和使用放大器或轉(zhuǎn)發(fā)器來(lái)加以解 決。第三個(gè)問(wèn)題對(duì)于模擬信號(hào)尤其值得注意。因?yàn)樗p量是頻率的函數(shù),它隨頻率的變化而變化,所以接收到的信號(hào)會(huì)產(chǎn)生畸變,從而減少了信號(hào)的可理解性。為了解決這個(gè)問(wèn)題,可采用不同的技術(shù)使經(jīng)過(guò)某頻帶

10、的衰減保持均衡。信道容量的概念在給定條件下,通過(guò)指定的通信路徑或信道所能夠獲得的最大數(shù)據(jù)傳輸速率稱(chēng)為信道容量(C)。與信號(hào)容量相關(guān)的 4個(gè)概念:數(shù)據(jù)傳輸速率:這是數(shù)據(jù)通信能夠達(dá)到的速率,其單位是b/s(比特/秒)。信道帶寬:這是由發(fā)射機(jī)和傳輸媒質(zhì)的特性所限定的傳輸信號(hào)的帶寬,通常以Hz或周/秒為單位 。噪聲:通信路徑上噪聲的平均電平 。差錯(cuò)率:錯(cuò)誤發(fā)生的比率。當(dāng)發(fā)射 0接收到1或者發(fā)射1接收到0時(shí),便算產(chǎn)生 了一個(gè)差錯(cuò)。奈奎斯特公式理想信道的最高信號(hào)傳輸速率在無(wú)噪聲信道中,數(shù)據(jù)傳輸速率的制約因素是信號(hào)帶寬奈奎斯特公式成立:理想帶通信道的最高波形傳輸速率C = 2WlbM (Baud)式中,W是

11、信號(hào)帶寬,M是離散信號(hào)或電平的數(shù)目香農(nóng)公式 信道的極限信息傳輸速率信號(hào)平均功率(S/N) =10log噪聲平均功率C = Wlb (1 + S/N)(b/s)式中,C是以b/s為單位的信道容量, W是以Hz為單位的信道帶寬,S/N是平 均信號(hào)噪聲功率比。數(shù)字信號(hào)的編碼形式OiOi(0IIII I li T偽三辿制碼曼徹斯特編碼; ! |!|II;IIII1II1!IItI I I w t /|/ I O I L U I j I / I會(huì)JTWHJTLfirLTLLrTLb數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)的基本調(diào)制技術(shù)比較簡(jiǎn)單,有三種:幅移鍵控(ASK) 載波的振幅隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。例如,“0対應(yīng)于無(wú)

12、載波輸出,而“ 1對(duì)應(yīng)于有載波輸出。頻移鍵控(FSK)載波的頻率隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。例如,“ 0對(duì)應(yīng)于頻率fl,而“ 1対應(yīng)于頻率f2。相移鍵控(PSK)載波的頻率隨基帶數(shù)字信號(hào)而變化。例如,“ 0對(duì)應(yīng)于頻率fl,而“ 1対應(yīng)于頻率f2。模擬數(shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼:編碼過(guò)程中使用到的兩個(gè)主要技術(shù):脈碼調(diào)制(PCM) PCM的基礎(chǔ)是取樣原理(1最大主頻率兩倍的速率進(jìn)行取樣 2 要生成PCM數(shù)據(jù),PAM樣本必須被量化。就是說(shuō),每個(gè) PAM脈沖用一個(gè)n比特 整數(shù)近似。比如n = 3時(shí),要近似PAM脈沖可以用8 = 23個(gè)電平值來(lái)實(shí)現(xiàn), 量化后 的脈沖和編碼后的比特流)增量調(diào)制(DM ) 用于提高PCM

13、的性能或降低其復(fù)雜性的技術(shù)有多種,其中使用最廣的一種PCM的替代方案是增量調(diào)制(DM)?;灸M數(shù)據(jù)的調(diào)制技術(shù)有:調(diào)幅(AM)、調(diào)頻(FM)和調(diào)相(PM)。擴(kuò)頻基本思想是將攜帶信息的信號(hào)擴(kuò)散到較寬的帶寬中,用以加大干擾及竊聽(tīng)的難 度 電路交換的基本原理是在源端和目的端間實(shí)時(shí)地建立起電路連接,構(gòu)成一條信息通 道,專(zhuān)供兩端用戶通信。分組交換:在分組交換中,數(shù)據(jù)以短分組的形式傳輸,分組長(zhǎng)度一般為1000字節(jié)。如果發(fā)送端有更長(zhǎng)的報(bào)文需要發(fā)送,那么這個(gè)報(bào)文被分割成一個(gè)分組序列。每個(gè)分 組由控制信息和用戶數(shù)據(jù)兩部分組成。分組交換相對(duì)于電路交換來(lái)說(shuō)有 以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)線路的效率較高分組交換網(wǎng)絡(luò)能夠完成數(shù)據(jù)率之間

14、的轉(zhuǎn)換。當(dāng)電路交換網(wǎng)絡(luò)中的通信量變得非常擁擠時(shí),某些呼叫會(huì)被阻塞,直到網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷有 所減輕。在分組交換網(wǎng)絡(luò)中,分組仍然能夠被接收,只是傳遞的時(shí)延增長(zhǎng)。能夠使用優(yōu)先級(jí)別三種時(shí)延:傳播時(shí)延:信號(hào)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳播到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)所需的時(shí)間。傳播時(shí)間:發(fā)送器向外發(fā)送一塊數(shù)據(jù)所需的時(shí)間。 節(jié)點(diǎn)時(shí)延:節(jié)點(diǎn)在交換數(shù)據(jù)時(shí)完成必要的過(guò)程所需 的時(shí)間。通信交換技術(shù)對(duì)比電路左換7數(shù)據(jù)報(bào)分組立換虛電路分組交換專(zhuān)用的傳輸通路沒(méi)有專(zhuān)用通路沒(méi)有專(zhuān)用通路#號(hào)數(shù)據(jù)連接傻輸分組棲輸分組樓輸足夠快.可交互足夠快*可交互足夠快,可交互報(bào)文丟保存分組在傳遞出去之前可能要保分組在傳遞出去之前 妙尿 存.* -在整個(gè)會(huì)話過(guò)程建立鬱為袖爪分組建盒路

15、由為整個(gè)會(huì)話過(guò)程建立蟹呼叫建立時(shí)延傳輸時(shí)延可忽 略分組傳輪時(shí)延呼叫建立時(shí)延;分組繇時(shí)延如果披叫方忙,則蠱回忙倍號(hào)如果分組沒(méi)有交ft可能會(huì)通 知發(fā)送方向發(fā)送方通知連接被否決趙負(fù)荷可能會(huì)阻塞呼叫的建 立t對(duì)于已建龍的呼叫沒(méi)有時(shí) 延超負(fù)荷合增加分組時(shí)延超員荷可能會(huì)阻塞呼叫的建 立;增加分組時(shí)延機(jī)電式或計(jì)算機(jī)式交換節(jié)點(diǎn)用 戶負(fù)責(zé)對(duì)報(bào)文丟失的保護(hù)小型交換節(jié)點(diǎn)網(wǎng)貉可能會(huì)對(duì)單 個(gè)分組負(fù)責(zé)小型交換節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)可能會(huì)對(duì) 單個(gè)分組負(fù)責(zé)通常沒(méi)有速率或編碼的轉(zhuǎn)換有速率和編碼轉(zhuǎn)換有速率和編碼轉(zhuǎn)換固定帶寬傳輸動(dòng)恚使用帶寬動(dòng)態(tài)使用帶寬 j在呼叫建立后就沒(méi)有額外的開(kāi) 銷(xiāo)出特每亍分組中都有額外的開(kāi)銷(xiāo)比 特每個(gè)分組中都有額外的百1A

16、TM是異步傳輸模式,ATM信元(cell)是固定長(zhǎng)度的分組, 共有53字節(jié),前面的5 字節(jié)為信頭,主要完成尋址的功能;后面的48字節(jié)為信息段,用來(lái)裝載來(lái)自不同用戶、不同業(yè)務(wù)的信息。ATM不是基于HDLC的。相反,ATM基于一種稱(chēng)為信元的全新的幀格式,它使用的處理開(kāi)銷(xiāo)最少。什么編碼是自身帶有時(shí)鐘信號(hào):曼切斯特編碼第三章數(shù)據(jù)鏈路控制數(shù)據(jù)鏈路控制要求和目標(biāo)幀同步:數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)塊的形式發(fā)送,這些數(shù)據(jù)塊簡(jiǎn)稱(chēng)為幀。每個(gè)幀的開(kāi)始和結(jié)束 必須可以辨別。流量控制:發(fā)送站點(diǎn)發(fā)送幀的速度不得超出接收站點(diǎn)接納這些幀的速度。差錯(cuò)控制:由傳輸系統(tǒng)引起的比特差錯(cuò)必須被校正。停止等待流量控制:源 給定報(bào)文 M =1010001

17、101(10 bit)模式 P = 110101(6 bit)FCS R =由計(jì)算得出(5 bit)(2) 報(bào)文 M 乘以 25,得到 101000110100000ItOIOIOlID T戶十 1101 們)101000110100000 1 O M I (L 1 1 |席機(jī)在r璋網(wǎng)中曲世址和龍抉機(jī)中的的憂爲(wèi)曲衣L悩|曲呻由表Iff A 2的跡|鼻目的站 F姑目胡規(guī)下一站目的站下一皚o 1-13| 15Q2322 22 23Jaj13J4J44444O圖7百團(tuán)7占中每入節(jié)點(diǎn)的路宙表節(jié)點(diǎn)1的卑曲4Wjiii的朋也袤卄點(diǎn)的幽由衣節(jié)慮的離山盍M的站 F站II的站F站冃的站下一站怦的姑下一甘111

18、1-r343+42234 44*3圖7.7對(duì)圖5便用了款認(rèn)路由的簡(jiǎn)化路由農(nóng)路由選擇算法的要求是:(1) 正確性和完整性,即能正確而迅速地將分組從源節(jié)點(diǎn)傳送到目標(biāo)節(jié)點(diǎn);(2) 簡(jiǎn)單性,算法在計(jì)算上應(yīng)簡(jiǎn)單,實(shí)現(xiàn)方便,相應(yīng)的軟件開(kāi)銷(xiāo)少;(3) 健壯性,算法應(yīng)能適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓?如某節(jié)點(diǎn)損壞)和通信量的變化,并選擇新的路由;(4) 穩(wěn)定性,算法應(yīng)是可靠的,即不管運(yùn)行多久,保持正確性而不發(fā)生振蕩;(5) 公平性和最優(yōu)化,既要保證每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有機(jī)會(huì)傳送信息,又要保證路由選擇 最佳。路由選擇可分為兩大類(lèi):非自適應(yīng)路由選擇(1 .擴(kuò)散式和選擇擴(kuò)散式 2.隨機(jī)式3 固定路由法)與自適應(yīng)路由選擇( 1分布式路由選

19、擇策略 2集中式路由選擇 策略3混合式路由選擇策略)。非自適應(yīng)路由選擇也稱(chēng)為靜態(tài)路由選擇,它根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的一般運(yùn)行規(guī)律,預(yù)先計(jì)算好路由表。自適應(yīng)路由選擇也稱(chēng)為動(dòng)態(tài)路由選擇,它總是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)當(dāng)前流量和拓?fù)鋪?lái)選擇最佳路由。如何制作這樣的路由表常用的方法是將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最短通路事先計(jì)算好,然后根據(jù)這些最 短通路制成路由表,存放在各個(gè)節(jié)點(diǎn)中。每個(gè)分組都可在所到達(dá)的節(jié)點(diǎn)中查找到下 一步應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)到哪一個(gè)節(jié)點(diǎn) (即下一站節(jié)點(diǎn)或后繼節(jié)點(diǎn) )??梢?jiàn),這種路由選擇策略的 關(guān)鍵就是要算出給定網(wǎng)絡(luò)中任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的最短通路0(2)-0(4).4妙&ug!-【L. 4右4Cd 2-血4. ”a虹4-畀1. 1-

20、4,號(hào):h4-1. 2. 3. J.勺”空hIf4-5-1. 乳 4.4.2-J-1*最后就得岀以節(jié)點(diǎn)1為根的最短通路樹(shù) 和節(jié)點(diǎn)1的內(nèi)存中的路山表。目的節(jié)”點(diǎn)肩堆節(jié)點(diǎn)2234445464暈短通路數(shù)(b)節(jié)點(diǎn)I貉由衷分布式路由選擇策略每個(gè)節(jié)點(diǎn)周期性地從相鄰的節(jié)點(diǎn)獲得網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息,同時(shí)也 將本節(jié)點(diǎn)做出的決定周期性地通知周?chē)母鞴?jié)點(diǎn),以使這些節(jié)點(diǎn)不斷地根據(jù)網(wǎng)絡(luò)新 的狀態(tài)更新其路由選擇決定。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的路由選擇經(jīng)常處于一種動(dòng)態(tài)變化的狀態(tài)策略特點(diǎn):各個(gè)節(jié)點(diǎn)的路由表相互作用。兩中基本算法:(1)距離向量算法;(2)鏈路狀態(tài)算法。一個(gè)分布式的路由選擇算法包括以下三個(gè)要素,即(1) 對(duì)于網(wǎng)絡(luò)的某種特性的測(cè)量過(guò)程

21、;(2) 關(guān)于如何傳播上述特性的測(cè)量結(jié)果的協(xié)議;(3) 如何計(jì)算出所確定的路由。集中式路由選擇策略的核心是網(wǎng)控中心(NCC) ,NCC負(fù)責(zé)全網(wǎng)狀態(tài)信息的收集、路由計(jì)算及路由選擇的實(shí)現(xiàn)。集中式路由選擇策略的最大好處是:各個(gè)節(jié)點(diǎn)不需要進(jìn)行路由選擇計(jì)算,較容易 得到更精確的路由最優(yōu)化,同時(shí)還消除了路由不斷變來(lái)變?nèi)サ恼袷帯爆F(xiàn)象集中式路由選擇策略存在著兩個(gè)較嚴(yán)重的缺點(diǎn):一個(gè)缺點(diǎn)是在離NCC較近的地方通信量的開(kāi)銷(xiāo)較大。另一個(gè)更嚴(yán)重的缺點(diǎn)是可靠性問(wèn)題。擁塞(congestion):對(duì)資源的需求可用資源。網(wǎng)絡(luò)擁塞往往是由許多因素引起的。擁塞控制與流量控制的關(guān)系密切,它們之間也存在著一些差別。擁塞控制是一個(gè)全局

22、性的過(guò)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(duì)點(diǎn)通信量。進(jìn)行擁塞控制需要付出代價(jià)。擁塞控制可以分為開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制兩種方法。 開(kāi)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)控制的措施有以下幾種:(1) 監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以便檢測(cè)到擁塞在何時(shí)、何處發(fā)生;(2) 將擁塞發(fā)生的信息傳送到可采取行動(dòng)的地方;(3) 調(diào)整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運(yùn)行以解決出現(xiàn)的問(wèn)題。 防止網(wǎng)絡(luò)擁塞的方法 :(1) 緩沖區(qū)預(yù)分配法(2) 許可證法(3) 分組丟棄法 第 八章 網(wǎng)

23、絡(luò)互連 網(wǎng)絡(luò)互連:將分布在世界上不同地理位置的同構(gòu)或異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái),構(gòu)成更大規(guī) 模的互連網(wǎng)絡(luò),以實(shí)現(xiàn)信息交換、資源共享。網(wǎng)絡(luò)互連的目標(biāo)提供一個(gè)無(wú)縫的通信系統(tǒng) 網(wǎng)絡(luò)互連主要有以下幾種類(lèi)型:LAN-LANLAN-WANLAN-WAN-LANWAN-W AN 實(shí)現(xiàn)將上述網(wǎng)絡(luò)互相連接起來(lái)的設(shè)備稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備,包括: 中繼器 (repeater) :一種物理層設(shè)備,僅用來(lái)放大或再生較弱的信號(hào)。網(wǎng)橋(bridge):工作在數(shù)據(jù)鏈路層上實(shí)現(xiàn)同構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)互連的設(shè)備 路由器 (router) :是在網(wǎng)絡(luò)層上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)互連的設(shè)備。網(wǎng)關(guān)(gateway):也稱(chēng)為網(wǎng)間連接器、信關(guān)或聯(lián)網(wǎng)機(jī)。如果高層協(xié)議不相同的兩個(gè)網(wǎng)

24、絡(luò)要互相連接,就需要使用網(wǎng)關(guān)。集線器(hub):常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備,常用于構(gòu)建LAN或LAN中的一個(gè)網(wǎng)段 。網(wǎng)際協(xié)議(IP)是TCP/IP體系中兩個(gè)最主要的協(xié)議之一,也是最重要的因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié) 議之一。與IP協(xié)議配套使用的還有4個(gè)協(xié)議:地址解析協(xié)議(ARP)、逆地址解析協(xié)議(RARP) 、因特網(wǎng)控制報(bào)文協(xié)議 (ICMP 允許主機(jī)或路由器報(bào)告差錯(cuò)情況和異常情況。)和因特網(wǎng)組管理協(xié)議(IGMP用來(lái)進(jìn)行多播(multicast)的 )。IP 地址的編址方法共經(jīng)過(guò)了如下三個(gè)歷史階段(1) 分類(lèi)的 IP 地址。 (2) 子網(wǎng)的劃分。 (3) 構(gòu)成超網(wǎng)IP地址由網(wǎng)絡(luò)號(hào)(net-id)和主機(jī)號(hào)(host-id

25、)兩級(jí)組成。網(wǎng)絡(luò)號(hào)標(biāo)志一個(gè)網(wǎng)絡(luò),由 Internet 網(wǎng)絡(luò)信息中心 (NIC) 負(fù)責(zé)分配。主機(jī)號(hào)標(biāo)志某網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)主機(jī)。IP地址:=網(wǎng)絡(luò)號(hào) , 主機(jī)號(hào) 符號(hào)“:=”表示定義為32 bis5類(lèi)IP地址A類(lèi)、B類(lèi)和C類(lèi)地址的網(wǎng)絡(luò)號(hào)字段分別為1字節(jié)、2字節(jié)和3字節(jié),相應(yīng)的主機(jī)號(hào)字段分別為3字節(jié)、2字節(jié)和1字節(jié)。A類(lèi)地址:可標(biāo)志最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)為126個(gè),第一字節(jié)的選值范圍是1126,如80.120.106.26,每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的最大主機(jī)數(shù)為16777214。B類(lèi)地址:可標(biāo)志最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)為16382個(gè),第一字節(jié)的選值范圍是128佃1,如202.114.88.10,每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的最大主機(jī)數(shù)為65534。C類(lèi)地址:可標(biāo)

26、志最大網(wǎng)絡(luò)數(shù)為2097150,第一字節(jié)的選值范圍是192223,如194.123.45.7,每個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的最大主機(jī)數(shù)為254。IP地址有時(shí)可用來(lái)指明一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的地址,此時(shí)其主機(jī)號(hào)字段置全零。如20.0.0.0和201.123.58.0都是指某網(wǎng)絡(luò)的地址。IP地址的重要特點(diǎn):(1) 每個(gè)IP地址都由網(wǎng)絡(luò)號(hào)和主機(jī)號(hào)兩部分組成。(2) 實(shí)際上IP地址是標(biāo)志一個(gè)主機(jī)(或路由器)和一條鏈路的接口(3) 用轉(zhuǎn)發(fā)器或網(wǎng)橋連接一起來(lái)的若干個(gè)局域網(wǎng)仍為一個(gè)網(wǎng)絡(luò),因?yàn)檫@些局域網(wǎng)都具有同樣的網(wǎng)絡(luò)號(hào)。具有不同網(wǎng)絡(luò)號(hào)的局域網(wǎng)必須使用路由器進(jìn)行互連。(4) 在IP地址中,所有分配到網(wǎng)絡(luò)號(hào)的網(wǎng)絡(luò)(不管是范圍很小的局域網(wǎng),還是可

27、能覆蓋很大地理范圍的廣域網(wǎng))都是平等的。劃分子網(wǎng)的基本思路如下:(1) 一個(gè)擁有許多物理網(wǎng)絡(luò)的單位,可將所屬的物理網(wǎng)絡(luò)劃分為若干個(gè)子網(wǎng) (subnet)。劃分子網(wǎng)純屬一個(gè)單位內(nèi)部的事情。本單位以外的網(wǎng)絡(luò)看不見(jiàn)這個(gè)網(wǎng)絡(luò) 是由多少個(gè)子網(wǎng)組成的,因?yàn)檫@個(gè)單位對(duì)外仍然表現(xiàn)為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。(2)劃分子網(wǎng)的方法是從網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)號(hào)借用若干位作為子網(wǎng)號(hào)(subnet-id),當(dāng)然主機(jī)號(hào)也就相應(yīng)減少了同樣的位數(shù)。 于是兩級(jí)IP地址在本單位內(nèi)部就變?yōu)槿?jí) IP地址, 可以記為:IP地址:=網(wǎng)絡(luò)號(hào) , 子網(wǎng)號(hào) , 主機(jī)號(hào))(3) 凡是從其他網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給本單位某個(gè)主機(jī)的IP數(shù)據(jù)報(bào),仍然是根據(jù)IP數(shù)據(jù)報(bào)的目的網(wǎng)絡(luò)號(hào)找到連接在本

28、單位網(wǎng)絡(luò)上的路由器。但此路由器在接收到IP數(shù)據(jù)報(bào)后,再按目的網(wǎng)絡(luò)號(hào)和子網(wǎng)號(hào)找到目的子網(wǎng),把IP數(shù)據(jù)報(bào)交付給目的主機(jī)。子網(wǎng)掩碼指明了子網(wǎng)號(hào)與主機(jī)號(hào)的分界線。對(duì)于A類(lèi)、B類(lèi)和C類(lèi)IP地址,其對(duì)應(yīng)的子網(wǎng)掩碼默認(rèn)值(若不進(jìn)行子網(wǎng)劃分)分別是 255.0.0.0、255.255.0.0 和 255.255.255.0。IP地址不能直接用來(lái)通信,因?yàn)镮P地址只是主機(jī)在網(wǎng)絡(luò)層中的地址。若要將網(wǎng)絡(luò)層中傳送的數(shù)據(jù)報(bào)交給目的主機(jī),還要傳到數(shù)據(jù)鏈路層轉(zhuǎn)變成MAC幀后才能發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)。而MAC幀使用的是源主機(jī)和目的主機(jī)的硬件地址,因此必須在IP地址和主機(jī)的硬件地址之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。從IP地址到物理地址的轉(zhuǎn)換是由 ARP完成的主機(jī)怎樣知道這些地址呢? ( ARP的工作原理)(1) ARP進(jìn)程在本局域網(wǎng)上廣播發(fā)送一

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