第五章 廣域網(wǎng)

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)Chapter 5 廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)結(jié)點(diǎn)交換機(jī)結(jié)點(diǎn)交換機(jī)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)局域網(wǎng)廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)網(wǎng)結(jié)點(diǎn)交換機(jī)結(jié)點(diǎn)交換機(jī)路由器路由器計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)ABCDEH1H2H3H4H6H5ABCDEH1H2H3H4H6H5VC2VC1分組交換網(wǎng)分組交換網(wǎng)(a)(b)網(wǎng)絡(luò)層提供兩類服務(wù)：2，面向連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 虛電路服務(wù)（b）1，無連接的網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)（a）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)Chapter 4 局域網(wǎng)局域網(wǎng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)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)中的地址計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)路由表路由表1,11,34

2、交換機(jī)交換機(jī)22,1 2,23,23,3321交換機(jī)交換機(jī)1交換機(jī)交換機(jī)312431243目的站下一跳交換機(jī)2的轉(zhuǎn)發(fā)表1是交換機(jī)號(hào)1是交換機(jī)號(hào)3是交換機(jī)的端口號(hào)1是交換機(jī)的端口號(hào)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)21431432結(jié)點(diǎn)邊計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)下一跳計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)1的轉(zhuǎn)發(fā)表的轉(zhuǎn)發(fā)表 結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)2的轉(zhuǎn)發(fā)表的轉(zhuǎn)發(fā)表 結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)3的轉(zhuǎn)發(fā)表的轉(zhuǎn)發(fā)表 結(jié)點(diǎn)結(jié)點(diǎn)4的轉(zhuǎn)發(fā)表的轉(zhuǎn)發(fā)表默認(rèn)路由默認(rèn)路由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)擁塞擁塞：在某段時(shí)間，若對(duì)網(wǎng)絡(luò)中某一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，這種情況稱為擁塞(congestion)資源擁塞的條件：可用資源對(duì)資源的需求 網(wǎng)絡(luò)擁塞往往時(shí)由許多因素引起的，

3、實(shí)質(zhì)是整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)部分不匹配。只有所有的部分都平衡了，問題才會(huì)得到解決。擁塞控制不能只是簡(jiǎn)單地增加一些資源。擁塞控制所要做的都有一個(gè)前提，網(wǎng)絡(luò)能夠承受現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)擁塞控制與流量控制關(guān)系密切，但也存在一些差別。：擁塞控制和流量控制容易混淆，是因?yàn)槟承砣刂扑惴ㄒ虬l(fā)送端發(fā)送控制報(bào)文，告訴網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)麻煩，要求放慢發(fā)送速率，這與流量控制很相似。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)C3C2B4A3路由器PB3B2C1B1路由器QA4 A2A1路由器R主機(jī)H例如，重裝死鎖：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)擁塞控制就是尋找使下面不等式不再成立的條件可以采用開環(huán)控制和閉環(huán)控制兩類方法1. 檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在何時(shí)、何處發(fā)生擁塞2. 將擁塞信息傳送

4、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)的問題計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)DTEDCEX.25接口DCEDCEDTEDTEX.25接口X.25接口VC1VC2X.25公用分組交換網(wǎng)DTE數(shù)據(jù)終端設(shè)備DCE數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)分組層分組層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層X.21X.21物理層接口物理層接口LAPBLAPB是是HDLCHDLC的一個(gè)子集的一個(gè)子集邏輯信道：多重信道接口邏輯信道：多重信道接口高層高層分組層分組層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層至遠(yuǎn)程用戶進(jìn)程至遠(yuǎn)程用戶進(jìn)程LAPB平衡型鏈路接入規(guī)程平衡型鏈路接入規(guī)程04095號(hào)號(hào)X.25提供面向連接的服務(wù)，是有其背景的。二十多

5、年前，計(jì)算機(jī)價(jià)格貴，許多用戶用啞終端；通信線路質(zhì)量較差，誤碼率高。因此，其設(shè)計(jì)思想是將智能做在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)20世紀(jì)80年代后期，許多應(yīng)用要求提高分組交換服務(wù)的速率。基于模擬電話線路發(fā)展起來的X.25網(wǎng)不適合于高速交換，而且現(xiàn)在的數(shù)字光纖網(wǎng)誤碼率很低。因此，在X.25網(wǎng)的基礎(chǔ)上，提出了幀中繼。被稱為第二代X.25幀中繼的工作原理幀中繼的工作原理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1. 交換虛電路SVC2. 永久虛電路PVC計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)路由器路由器局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)路由器路由器(a)(b)幀中繼網(wǎng)幀中繼網(wǎng)幀中繼交換機(jī)虛電路虛電路計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 一般分組交換網(wǎng)采用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式，收到整個(gè)

6、幀后再轉(zhuǎn)發(fā)此幀。而象幀中繼那樣，正在接收一個(gè)幀時(shí)就轉(zhuǎn)發(fā)此幀，被稱為快速分組交換。在實(shí)現(xiàn)技術(shù)上可分為兩大類：1. 幀長(zhǎng)為可變時(shí)是幀中繼2. 幀長(zhǎng)為固定時(shí)是信元中繼計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)確認(rèn)確認(rèn)的確認(rèn)源站中間結(jié)點(diǎn)目的站中間結(jié)點(diǎn)源站中間結(jié)點(diǎn)目的站中間結(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)確認(rèn)(a)一般分組交換網(wǎng)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式(b)幀中繼方式2，從傳送過程上：，從傳送過程上：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)PVC1PVC1PVC2PVC2DLCI=100 DLCI=101 DLCI=17 DLCI=16 用戶A用戶BUNIUNI幀中繼網(wǎng)絡(luò)CIR=16kb/sCIR=16kb/sCIR=4kb/sCIR=16kb/s用戶接入端口網(wǎng)絡(luò)接入端口PVC:永久

7、虛電路DLCI:數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識(shí)符CIR:承諾的信息速率UNI:用戶網(wǎng)絡(luò)接口，有兩個(gè)端口：用戶接入端口和網(wǎng)絡(luò)接入端口計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1. 用戶在局域網(wǎng)傳送的MAC幀傳到與幀中繼網(wǎng)絡(luò)相連接的路由器2. 該路由器剝?nèi)AC幀的首部3. 將IP數(shù)據(jù)報(bào)交給路由器的網(wǎng)絡(luò)層4. 網(wǎng)絡(luò)層將IP數(shù)據(jù)報(bào)傳給幀中繼接口卡5. 幀中繼接口卡將IP數(shù)據(jù)報(bào)進(jìn)行封裝6. 幀中繼接口卡將封裝好的幀通過向電信租來的專線發(fā)送給幀中繼交換機(jī)7. 幀中繼交換機(jī)按虛電路號(hào)對(duì)幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)8. 終點(diǎn)路由器剝?nèi)氖撞亢臀膊?，加上局域網(wǎng)的首部和尾部交給目的主機(jī)。9. 目的主機(jī)若發(fā)現(xiàn)有差錯(cuò)，報(bào)告上層處理。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)標(biāo) 志標(biāo) 志地 址信 息幀檢驗(yàn)序列

8、IP數(shù)據(jù)報(bào)可變12421字節(jié)發(fā)送幀中繼幀地址：一般2字節(jié)，也可擴(kuò)展為34字節(jié)，包括：1. 數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識(shí)符數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識(shí)符DLCI:標(biāo)識(shí)永久虛電路(PVC)、呼叫控制或管理信息。2. 前向顯式擁塞通知前向顯式擁塞通知FECN:與該幀同方向發(fā)生擁塞。3. 反向顯式擁塞通知反向顯式擁塞通知BECN:與該幀反方向發(fā)生擁塞。4. 可丟棄指示可丟棄指示DE:標(biāo)識(shí)在必要時(shí)可以丟棄的幀。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)1. 幀中繼的擁塞控制由網(wǎng)絡(luò)和用戶共同負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)。2. 引入承諾的信息速率承諾的信息速率CIR，CIR越大，服務(wù)費(fèi)越高。3. 若數(shù)據(jù)的發(fā)送速率超過CIR，結(jié)點(diǎn)將該幀的DE置為1。4. 若數(shù)據(jù)的發(fā)送速率超過網(wǎng)絡(luò)最高

9、速率，結(jié)點(diǎn)立即丟棄該幀。5. 發(fā)生擁塞時(shí)，結(jié)點(diǎn)可能丟棄DE為1的幀。6. 利用顯式信令避免擁塞。發(fā)生擁塞時(shí)，結(jié)點(diǎn)將幀地址中的FECN和（或者）BECN置為1。7. 檢查待轉(zhuǎn)發(fā)幀隊(duì)列的平均長(zhǎng)度是否超限，確定是否發(fā)生擁塞。8. 用戶收到擁塞通知信令，是BECN則降低發(fā)送速率；是FECN則通知高層進(jìn)行處理。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)abcdhgfe交換結(jié)構(gòu)ATM交換機(jī)輸入信元輸出信元計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)ATM層物理層ATM層適配層(AAL層)TC子層PMD子層CS子層SAR子層321ATM的層次計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)53字節(jié)261字節(jié)270字節(jié)9行9行9字節(jié)的開銷和指針計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)語音信號(hào)視頻信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)A/DA/DAAL層AA

10、L層AAL層ATM層ATM層ATM層數(shù)字化的采樣信號(hào)圖像幀壓縮的編碼信號(hào)長(zhǎng)度可變的突發(fā)數(shù)據(jù)分組信元信元信元計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)交換機(jī)ATM網(wǎng)絡(luò)ATM端點(diǎn)ATM端點(diǎn)IP層AAL層ATM層物理層IP層物理層物理層物理層物理層ATM層ATM層ATM網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)AAL1AAL1AAL1AAL151Mb/sUTP100Mb/s光纖155Mb/s光纖其他53字節(jié)AAL層物理層ATM層信元不同類型的應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)GFCVPIVCIPTHECVPIVCIPTHEC41631881631812CLP在UNI在UNI首部有效載荷548ATM信元字節(jié)比特比特計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)ATM網(wǎng)絡(luò)AB交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)XYZ3/179/356/3542/55444111222333入端口出端口入VPI/VCI出VPI/VCI423/179/35入端口出端口入VPI/VCI出VPI/VCI149/356/35入端口出端口入VPI/VCI出VPI/VCI426/3542/55交換機(jī)X的VPI/VCI轉(zhuǎn)換表交換機(jī)Y的VPI/VCI轉(zhuǎn)換表交換機(jī)Z的VPI/VCI轉(zhuǎn)換表計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)