第五章 廣域網(wǎng)

1、計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)Chapter 5 廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)計算機網(wǎng)絡(luò)廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)結(jié)點交換機結(jié)點交換機計算機網(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)點交換機結(jié)點交換機路由器路由器計算機網(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)報服務(wù)（a）計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)Chapter 4 局域網(wǎng)局域網(wǎng)計算機網(wǎng)絡(luò)所連接的交換機的編號 所連接的交換機端口的編號計算機在廣域網(wǎng)中的地址計算機網(wǎng)絡(luò)路由表路由表1,11,34

2、交換機交換機22,1 2,23,23,3321交換機交換機1交換機交換機312431243目的站下一跳交換機2的轉(zhuǎn)發(fā)表1是交換機號1是交換機號3是交換機的端口號1是交換機的端口號計算機網(wǎng)絡(luò)21431432結(jié)點邊計算機網(wǎng)絡(luò)下一跳計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)點結(jié)點1的轉(zhuǎn)發(fā)表的轉(zhuǎn)發(fā)表 結(jié)點結(jié)點2的轉(zhuǎn)發(fā)表的轉(zhuǎn)發(fā)表 結(jié)點結(jié)點3的轉(zhuǎn)發(fā)表的轉(zhuǎn)發(fā)表 結(jié)點結(jié)點4的轉(zhuǎn)發(fā)表的轉(zhuǎn)發(fā)表默認路由默認路由計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)擁塞擁塞：在某段時間，若對網(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：可用資源對資源的需求 網(wǎng)絡(luò)擁塞往往時由許多因素引起的，

3、實質(zhì)是整個系統(tǒng)的各個部分不匹配。只有所有的部分都平衡了，問題才會得到解決。擁塞控制不能只是簡單地增加一些資源。擁塞控制所要做的都有一個前提，網(wǎng)絡(luò)能夠承受現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)負荷計算機網(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，是因為某些擁塞控制算法要向發(fā)送端發(fā)送控制報文，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。計算機網(wǎng)絡(luò)C3C2B4A3路由器PB3B2C1B1路由器QA4 A2A1路由器R主機H例如，重裝死鎖：計算機網(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. 檢測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在何時、何處發(fā)生擁塞2. 將擁塞信息傳送

4、到可采取行動的地方3. 調(diào)整網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的運行以解決出現(xiàn)的問題計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(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)備計算機網(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的一個子集的一個子集邏輯信道：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程用戶進程至遠程用戶進程LAPB平衡型鏈路接入規(guī)程平衡型鏈路接入規(guī)程04095號號X.25提供面向連接的服務(wù)，是有其背景的。二十多

5、年前，計算機價格貴，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)計思想是將智能做在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)20世紀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算機網(wǎng)絡(luò)1. 交換虛電路SVC2. 永久虛電路PVC計算機網(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)幀中繼交換機虛電路虛電路計算機網(wǎng)絡(luò) 一般分組交換網(wǎng)采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式，收到整個

6、幀后再轉(zhuǎn)發(fā)此幀。而象幀中繼那樣，正在接收一個幀時就轉(zhuǎn)發(fā)此幀，被稱為快速分組交換。在實現(xiàn)技術(shù)上可分為兩大類：1. 幀長為可變時是幀中繼2. 幀長為固定時是信元中繼計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)確認確認的確認源站中間結(jié)點目的站中間結(jié)點源站中間結(jié)點目的站中間結(jié)點數(shù)據(jù)確認(a)一般分組交換網(wǎng)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式(b)幀中繼方式2，從傳送過程上：，從傳送過程上：計算機網(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)鏈路連接標識符CIR:承諾的信息速率UNI:用戶網(wǎng)絡(luò)接口，有兩個端口：用戶接入端口和網(wǎng)絡(luò)接入端口計算機網(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)報交給路由器的網(wǎng)絡(luò)層4. 網(wǎng)絡(luò)層將IP數(shù)據(jù)報傳給幀中繼接口卡5. 幀中繼接口卡將IP數(shù)據(jù)報進行封裝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7. 幀中繼交換機按虛電路號對幀進行轉(zhuǎn)發(fā)8. 終點路由器剝?nèi)氖撞亢臀膊浚由暇钟蚓W(wǎng)的首部和尾部交給目的主機。9. 目的主機若發(fā)現(xiàn)有差錯，報告上層處理。計算機網(wǎng)絡(luò)標 志標 志地 址信 息幀檢驗序列

8、IP數(shù)據(jù)報可變12421字節(jié)發(fā)送幀中繼幀地址：一般2字節(jié)，也可擴展為34字節(jié)，包括：1. 數(shù)據(jù)鏈路連接標識符數(shù)據(jù)鏈路連接標識符DLCI:標識永久虛電路(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:標識在必要時可以丟棄的幀。計算機網(wǎng)絡(luò)1. 幀中繼的擁塞控制由網(wǎng)絡(luò)和用戶共同負責實現(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)費越高。3. 若數(shù)據(jù)的發(fā)送速率超過CIR，結(jié)點將該幀的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)點立即丟棄該幀。5. 發(fā)生擁塞時，結(jié)點可能丟棄DE為1的幀。6. 利用顯式信令避免擁塞。發(fā)生擁塞時，結(jié)點將幀地址中的FECN和（或者）BECN置為1。7. 檢查待轉(zhuǎn)發(fā)幀隊列的平均長度是否超限，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則通知高層進行處理。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)abcdhgfe交換結(jié)構(gòu)ATM交換機輸入信元輸出信元計算機網(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的層次計算機網(wǎng)絡(luò)53字節(jié)261字節(jié)270字節(jié)9行9行9字節(jié)的開銷和指針計算機網(wǎng)絡(luò)語音信號視頻信號數(shù)據(jù)信號A/DA/DAAL層AA

10、L層AAL層ATM層ATM層ATM層數(shù)字化的采樣信號圖像幀壓縮的編碼信號長度可變的突發(fā)數(shù)據(jù)分組信元信元信元計算機網(wǎng)絡(luò)交換機交換機ATM網(wǎng)絡(luò)ATM端點ATM端點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)計算機網(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)用計算機網(wǎng)絡(luò)GFCVPIVCIPTHECVPIVCIPTHEC41631881631812CLP在UNI在UNI首部有效載荷548ATM信元字節(jié)比特比特計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)ATM網(wǎng)絡(luò)AB交換機交換機交換機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X的VPI/VCI轉(zhuǎn)換表交換機Y的VPI/VCI轉(zhuǎn)換表交換機Z的VPI/VCI轉(zhuǎn)換表計算機網(wǎng)絡(luò)