計算機網(wǎng)絡(luò)(第三版)蔡皖東西安電子科技大學(xué)出版社第二章

1、計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)12022-3-17第二章第二章 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)22022-3-172.1 引言2.2 物理層2.3 數(shù)據(jù)鏈路層2.4 網(wǎng)絡(luò)層2.5 傳輸層2.6 應(yīng)用層計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)32022-3-17n 物理層涉及通信信道上傳輸?shù)脑紨?shù)據(jù)位。物理層涉及通信信道上傳輸?shù)脑紨?shù)據(jù)位。 舉例來說，在物理層設(shè)計的時候，必須要保證，當(dāng)一方發(fā)送了“1”時，在另一方接收到的也是“1”，而不是“0”。n 物理層涉及到的一些典型問題為：物理層涉及到的一些典型問題為： 應(yīng)該用多少伏的電壓表示“1”，多少伏的電壓表示“0”。 每一位持續(xù)多少納秒； 選擇何種傳輸介質(zhì)，信號調(diào)

2、制及復(fù)用方式；計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)42022-3-17 傳輸過程是否在兩個方向上同時進行； 初始連接如何建立；傳輸結(jié)束后，如何撤銷連接； 網(wǎng)絡(luò)連接器有多少針，以及每一針的用途是什么。n 必須通過物理層接口協(xié)議物理層接口協(xié)議，解決如上問題，以保證各制造廠家，按統(tǒng)一的物理層接口標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)出來的通信設(shè)備，能夠完全兼容。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)52022-3-17n 物理層的功能的 ： 利用物理的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性在利用物理的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性在DTE和和DCE之間實現(xiàn)對物理鏈路的建立、保持和拆除功能。之間實現(xiàn)對物理鏈路的建立、保持和拆除功能。 DTE數(shù)據(jù)終端設(shè)備：數(shù)據(jù)終端設(shè)備：是指輸入

3、/輸出設(shè)備、計算機等終端設(shè)置； DCE數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備：數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備：是指自動呼叫應(yīng)答設(shè)備、交換機以及其他一些中間裝置的集合。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)62022-3-17DTEDCEDCE串行比特傳輸信號線與控制線用戶環(huán)境通信環(huán)境用戶設(shè)施通信設(shè)施DTE信號線與控制線用戶設(shè)施用戶環(huán)境計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)72022-3-17n 物理層的主要任務(wù)為，確定DTE與DCE以及傳輸媒體接口有關(guān)的機械、電氣、功能、規(guī)程機械、電氣、功能、規(guī)程特性，這些特性包括： 機械特性：機械特性：指明物理接口連接器的尺寸、插針數(shù)目、排列方式、插頭尺寸、插座尺寸以及電纜長度和電纜所含導(dǎo)線的數(shù)目等； 電氣特性：電氣特性：說明了

4、數(shù)據(jù)交換信號以及有關(guān)電路的特性。例如，最大數(shù)據(jù)傳輸率的說明；指明在接口電纜的各條線上出現(xiàn)的電壓范圍等；計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)82022-3-17 功能特性：功能特性：指明某條線上出現(xiàn)的某一電平的電壓表示何種意義； 規(guī)程特性：規(guī)程特性：指明對于不同功能的各種可能事件的出現(xiàn)順序。n 通過上述特性的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定，保證了各個制造廠家，按統(tǒng)一的物理層接口標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)出來的通信設(shè)備，能夠完全兼容。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)92022-3-172.1 引言2.2 物理層2.3 數(shù)據(jù)鏈路層2.4 網(wǎng)絡(luò)層2.5 傳輸層2.6 應(yīng)用層計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)102022-3-17n 提供了數(shù)據(jù)鏈路的流量控制流量控制和差錯控制差錯控制

5、功能，將不可靠的物理鏈路物理鏈路變成可靠的數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路，為網(wǎng)絡(luò)層提供傳送數(shù)據(jù)的功能和過程。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)112022-3-17 鏈路鏈路(link)： 從一個節(jié)點到相鄰節(jié)點的一條物理線路段，稱為一段鏈路鏈路，中間沒有任何其他的交換節(jié)點。 在進行數(shù)據(jù)通信時，兩個計算機之間的通信路徑，往往要經(jīng)過許多段這樣的鏈路。 一條鏈路只是一條通路的一個組成部分。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)122022-3-17 數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路(data link) ： 除了物理線路外，還必須有通信協(xié)議來控制數(shù)據(jù)在鏈路上的傳輸。若把實現(xiàn)這些協(xié)議的硬件和軟件加到鏈路上，就構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路。 有時也采用另外的術(shù)語，把鏈路分為物理

6、鏈路物理鏈路和邏輯鏈邏輯鏈路路。物理鏈路就是指前述的“鏈路鏈路”，邏輯鏈路是指“數(shù)數(shù)據(jù)鏈路據(jù)鏈路”。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)132022-3-17n 常常在兩個對等的數(shù)據(jù)鏈路層之間畫出一個數(shù)字管道，而在這條數(shù)字管道上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)單位是幀幀。n 早期的數(shù)據(jù)通信協(xié)議曾叫作通信規(guī)程通信規(guī)程(procedure)。因此在數(shù)據(jù)鏈路層，規(guī)程和協(xié)議是同義語。 節(jié)點節(jié)點幀幀計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)142022-3-17局域網(wǎng)廣域網(wǎng)主機 H1主機 H2路由器 R1路由器 R2路由器 R3電話網(wǎng)局域網(wǎng)主機 H1 向 H2 發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層運輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層應(yīng)用層運輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理

7、層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層R1R2R3H1H2從層次上來看數(shù)據(jù)的流動計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)152022-3-17n 主機 H1 向 H2 發(fā)送數(shù)據(jù)時，從協(xié)議的層次上看，主機 H1 和H2都有完整的五層協(xié)議，但路由器在轉(zhuǎn)發(fā)分組時使用的協(xié)議只有下面的三層，數(shù)據(jù)進入路由器后要先從物理層上到網(wǎng)絡(luò)層，在轉(zhuǎn)發(fā)表中找到下一跳的地址后，再下到物理層轉(zhuǎn)發(fā)出去。n 數(shù)據(jù)從主機 H1 傳送到主機 H2 需要在路徑中的各節(jié)點的分層中，向上和向下流動多次。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)162022-3-17n 當(dāng)我們專門研究數(shù)據(jù)鏈路層問題時，在許多情況下，我們可以只關(guān)心在水平方向的各數(shù)據(jù)鏈路層，數(shù)據(jù)的傳輸情況。n 于是，當(dāng)主機 H1 向

8、主機 H2 發(fā)送數(shù)據(jù)時，我們可以想象為：數(shù)據(jù)就是在數(shù)據(jù)鏈路層從左向右沿水平方向傳送。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)172022-3-17局域網(wǎng)廣域網(wǎng)主機 H1主機 H2路由器 R1路由器 R2路由器 R3電話網(wǎng)局域網(wǎng)主機 H1 向 H2 發(fā)送數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層運輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層應(yīng)用層運輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層R1R2R3H1H2僅從數(shù)據(jù)鏈路層觀察幀的流動計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)182022-3-17n 幀是數(shù)據(jù)鏈路層傳輸?shù)幕緮?shù)據(jù)單位。幀是數(shù)據(jù)鏈路層傳輸?shù)幕緮?shù)據(jù)單位。n HDLC規(guī)程中，幀的基本格式包括如下字段，各字段含規(guī)程中，幀的基本格式包括如下字段，各

9、字段含義為：義為：計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)192022-3-17 標(biāo)志標(biāo)志(F)：表示一個幀的開始和結(jié)束，其位為01111110。在一個幀的中間不允許出現(xiàn)與標(biāo)志相同的位，通常采用位插入的方法來避免這種情況的發(fā)生。 地址地址(A)：對于命令幀，該字段為對方的站地址；對于響應(yīng)幀，則該字段指出的是本站地址。 控制控制(C)：用于定義幀類型。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)202022-3-17 信息信息(I)：用于傳送用戶數(shù)據(jù)。信息字段的長度是可變的，在理論上是不限長度的，但在實際中要受到FCS(幀校驗)校驗?zāi)芰Α⒄军c緩沖區(qū)大小等具體因素的限制。 幀校驗幀校驗(FCS)：通常采用16位的循環(huán)冗余校驗碼，其生成多項式

10、為x16 + x12 + x5 + 1。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)212022-3-17n 是一種協(xié)調(diào)發(fā)送站的發(fā)送速率發(fā)送速率和接收站的接收接收速率速率一致性的數(shù)據(jù)傳輸同步技術(shù)。n 發(fā)送速率發(fā)送速率是指生成和發(fā)送幀的速率，它是以每秒發(fā)送的幀數(shù)(f/s)為速率單位的；n 接收站接收到的數(shù)據(jù)幀先暫時存放在接收緩沖區(qū)中，然后再進行必要的處理，如幀頭有關(guān)字段處理、數(shù)據(jù)組裝處理等。接收速率接收速率是指從接收緩沖區(qū)取出幀進行處理的速率，它以每秒處理的幀數(shù)(f/s)為速率單位的。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)222022-3-17n 如果發(fā)送速率大于接收速率，接收站就會來不及處理接收到的數(shù)據(jù)幀而產(chǎn)生接收緩沖區(qū)溢出，造成數(shù)據(jù)

11、幀丟失，這種現(xiàn)象稱為同步失調(diào)同步失調(diào)；n 如果發(fā)送速率遠(yuǎn)小于接收速率，接收站就會一直處于等待狀態(tài)，造成介質(zhì)空閑，使介質(zhì)利用率過低介質(zhì)利用率過低。n 通過流量控制技術(shù)可以有效解決同步失調(diào)和高效利用介質(zhì)問題；n 通常的流量控制算法有停止停止-等待協(xié)議等待協(xié)議和滑動窗口協(xié)議滑動窗口協(xié)議。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)232022-3-17n 在該協(xié)議中，同步失調(diào)問題主要采用應(yīng)答機制應(yīng)答機制來解決；n 應(yīng)答機制應(yīng)答機制是指： 發(fā)送站發(fā)送一個幀后，要停下來等待接收站的應(yīng)答幀，只有接收到應(yīng)答幀后，才發(fā)送下一個幀； 接收站的接收緩沖區(qū)容量只能存放一個數(shù)據(jù)幀，在處理完一個數(shù)據(jù)幀后，才發(fā)送應(yīng)答幀，提示發(fā)送站發(fā)送下一個幀。

12、n 這種基于應(yīng)答機制的通信協(xié)議稱為停止停止-等待協(xié)議等待協(xié)議。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)242022-3-17n 在發(fā)送站點：在發(fā)送站點： (1) 從高層獲得數(shù)據(jù)，生成數(shù)據(jù)幀。 (2) 將數(shù)據(jù)幀送到數(shù)據(jù)鏈路層的發(fā)送緩存。 (3) 將發(fā)送緩存中的數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去。 (4) 等待。 (5) 若收到由接收結(jié)點發(fā)過來的應(yīng)答信息(此信息的格式與內(nèi)容可由雙方事先商定好)，則從主機取一個新的數(shù)據(jù)幀，然后轉(zhuǎn)到(2)。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)252022-3-17停止-等待協(xié)議 發(fā)送流程圖計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)262022-3-17n 在接收站點：在接收站點： (1) 等待。 (2) 若收到由發(fā)送結(jié)點發(fā)過來的數(shù)據(jù)幀，則將其放

13、入數(shù)據(jù)鏈路層的接收緩存。 (3) 將接收緩存中的數(shù)據(jù)幀上交高層。 (4) 向發(fā)送結(jié)點發(fā)一應(yīng)答信息，表示數(shù)據(jù)幀已經(jīng)上交給高層。 (5) 轉(zhuǎn)到(1)。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)272022-3-17停止-等待協(xié)議 接收流程圖計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)282022-3-17ABDATADATADATADATA送主機 B送主機 B送主機 B送主機 B時間不進行流量控制ABDATA送主機 BDATA送主機 B進行流量控制計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)292022-3-17n 停止-等待協(xié)議中的應(yīng)答機制雖然解決了通信雙方的同步問題，但一幀一應(yīng)答的同步方法的通信效率過低，不能充分利用介質(zhì)帶寬；n 為了提高介質(zhì)利用率，可以采用多幀

14、一應(yīng)答的同步方法；n 基于這種多幀應(yīng)答機制的通信協(xié)議稱為。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)302022-3-17 通信規(guī)程必須提供適當(dāng)?shù)牟铄e控制機制，以保證在有噪信道上數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。差錯控制機制包含：n 差錯檢測：差錯檢測： 校驗碼：奇偶校驗碼；循環(huán)冗余校驗碼。循環(huán)冗余校驗碼。n 差錯糾正：差錯糾正： 肯定應(yīng)答肯定應(yīng)答；超時重發(fā)超時重發(fā)；幀編號幀編號計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)312022-3-17n ：差錯糾正機制涉及如下幾個關(guān)鍵問題： 肯定應(yīng)答肯定應(yīng)答：當(dāng)接收站對接收到的數(shù)據(jù)幀校驗正確無誤后向發(fā)送站回送一個肯定式應(yīng)答幀，表示已經(jīng)正確地接收了該幀，發(fā)送站可以繼續(xù)發(fā)送下一個數(shù)據(jù)幀。ACK：確認(rèn)字符; NAK：

15、否定應(yīng)答。 接收站的應(yīng)答可采用兩種兩種方式實現(xiàn)：一種是單獨應(yīng)答單獨應(yīng)答方式，即接收站使用特定的應(yīng)答幀進行單獨應(yīng)答；一種是捎捎帶應(yīng)答帶應(yīng)答方式，即接收站如果也有數(shù)據(jù)要發(fā)送給對方，可以通過數(shù)據(jù)幀中的接收序號字段進行捎帶應(yīng)答。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)322022-3-17 超時重發(fā)超時重發(fā)： 發(fā)送站在發(fā)出一個數(shù)據(jù)幀后開始計時，如果在規(guī)定的時間內(nèi)沒有收到該幀的應(yīng)答幀，則認(rèn)為該幀出錯或丟失，并重新發(fā)送該幀。 (超時計時器)計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)332022-3-17n 節(jié)點A發(fā)送完一個數(shù)據(jù)幀時，就啟動一個超時計時器超時計時器(timeout timer)。超時計時器又稱為定時器定時器。n 若到了超時計時器所設(shè)

16、置的重傳時間 tout而仍收不到節(jié)點B 的任何確認(rèn)幀，則節(jié)點A 就重傳前面所發(fā)送的這一數(shù)據(jù)幀。n 一般可將重傳時間選為略大于“從發(fā)完數(shù)據(jù)幀到收到確認(rèn)幀所需的平均時間”。 計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)342022-3-17時間ABDATA0送主機ACKDATA1送主機ACK(a) 正常情況ABDATA0DATA0送主機ACK(c) 數(shù)據(jù)幀丟失重傳tout丟失 ！ABDATA0送主機ACKDATA0丟棄ACK(d) 確認(rèn)幀丟失重傳tout丟失 ！ABDATA0NAKDATA0送主機ACK(b) 數(shù)據(jù)幀出錯重傳出錯四種情況計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)352022-3-17 幀編號幀編號：每個幀都要順序地進行編號。

17、因為接收站在正確接收到一個數(shù)據(jù)幀后回送一個應(yīng)答幀，然而應(yīng)答幀在傳輸過程中可能發(fā)生丟失，發(fā)送站超時后會重新發(fā)送該幀。這時，接收站將接收到兩個完全相同的數(shù)據(jù)幀，這也是一種差錯現(xiàn)象。所以，接收站必須通過數(shù)據(jù)幀的編號來排除重復(fù)幀，保持?jǐn)?shù)據(jù)幀的惟一性，并通過帶編號的應(yīng)答幀指出它是對哪個數(shù)據(jù)幀作出的應(yīng)答。 計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)362022-3-17n 使每一個數(shù)據(jù)幀帶上不同的發(fā)送序號。每發(fā)送一個新的數(shù)據(jù)幀就把它的發(fā)送序號加 1。 n 若節(jié)點 B 收到發(fā)送序號相同的數(shù)據(jù)幀，就表明出現(xiàn)了重復(fù)幀。這時應(yīng)丟棄重復(fù)幀，因為已經(jīng)收到過同樣的數(shù)據(jù)幀并且也交給了主機 B。n 但此時節(jié)點B 還必須向 A 發(fā)送確認(rèn)幀 ACK

18、，因為 B 已經(jīng)知道 A 還沒有收到上一次發(fā)過去的確認(rèn)幀 ACK。 計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)372022-3-17n 任何一個編號系統(tǒng)的序號所占用的比特數(shù)一定是有限的。因此，經(jīng)過一段時間后，發(fā)送序號就會重復(fù)。 n 序號占用的比特數(shù)越少，數(shù)據(jù)傳輸?shù)念~外開銷就越小。n 對于停止-等待協(xié)議，由于每發(fā)送一個數(shù)據(jù)幀就停止等待，因此用一個比特來編號就夠了： 一個比特可表示 0 和 1 兩種不同的序號。 計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)382022-3-17 數(shù)據(jù)幀中的發(fā)送序號以 0 和 1 交替的方式出現(xiàn)在數(shù)據(jù)幀中。 每發(fā)一個新的數(shù)據(jù)幀，發(fā)送序號就和上次發(fā)送的不一樣。用這樣的方法就可以使收方能夠區(qū)分開新的數(shù)據(jù)幀和重傳的數(shù)

19、據(jù)幀了。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)392022-3-17NYYYNN接收高層協(xié)議數(shù)據(jù)收到應(yīng)答幀?發(fā)送數(shù)據(jù)幀發(fā)送完成數(shù)據(jù)發(fā)送完?校驗正確?數(shù)據(jù)提交高層協(xié)議發(fā)送應(yīng)答幀生成數(shù)據(jù)幀超時?計算校驗和分解數(shù)據(jù)幀YN(a)(b)接收數(shù)據(jù)幀校驗數(shù)據(jù)幀計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)402022-3-17u網(wǎng)絡(luò)層：路由選擇算法網(wǎng)絡(luò)層：路由選擇算法u網(wǎng)絡(luò)層：擁塞控制算法網(wǎng)絡(luò)層：擁塞控制算法u數(shù)據(jù)鏈路層：差錯控制算法數(shù)據(jù)鏈路層：差錯控制算法u網(wǎng)絡(luò)層：數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)網(wǎng)絡(luò)層：數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)412022-3-172.1 引言2.2 物理層2.3 數(shù)據(jù)鏈路層2.4 網(wǎng)絡(luò)層2.5 傳輸層2.6 應(yīng)用層計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)422

20、022-3-17n 網(wǎng)絡(luò)層的主要功能是：完成網(wǎng)絡(luò)中任意主機之間的數(shù)據(jù)傳完成網(wǎng)絡(luò)中任意主機之間的數(shù)據(jù)傳輸輸；其關(guān)鍵問題是：如何將分組從原主機如何將分組從原主機路由路由到目的主機到目的主機 。n 中間節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)層必須提供存儲轉(zhuǎn)發(fā)存儲轉(zhuǎn)發(fā)、路由選擇路由選擇、擁塞控?fù)砣刂浦埔约熬W(wǎng)絡(luò)互連網(wǎng)絡(luò)互連等功能。n 網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議定義了這些功能。n 本節(jié)主要介紹網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的核心技術(shù)：數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)、路路由選擇算法由選擇算法和擁塞控制算法擁塞控制算法。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)432022-3-17局域網(wǎng)廣域網(wǎng)主機 H1主機 H2路由器 R1路由器 R2路由器 R3電話網(wǎng)局域網(wǎng)主機 H1 向 H2 發(fā)送

21、數(shù)據(jù)鏈路層應(yīng)用層運輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層應(yīng)用層運輸層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層鏈路層網(wǎng)絡(luò)層物理層R1R2R3H1H2從層次上來看數(shù)據(jù)的流動計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)442022-3-17n 網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)傳輸單位是分組分組，每個分組由分組頭和分組數(shù)據(jù)兩部分組成：分組頭中包含了尋址信息尋址信息和說明信息說明信息等。 尋址信息尋址信息指出了通信雙方的網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)訪問點網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)訪問點(Network Service Access Point，NSAP)地址地址， NSAP地址定義了通信雙方的通信子網(wǎng)地址和子網(wǎng)中的節(jié)點地址； 說明信息說明信息描述了數(shù)據(jù)傳輸時的某些特性，如服務(wù)類型、生存期

22、等。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)452022-3-17n 網(wǎng)絡(luò)層分組分組將封裝在數(shù)據(jù)鏈路層的數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀中，作為數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)部分進行傳輸。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)462022-3-17n NSAP地址地址是一種由網(wǎng)絡(luò)層定義的邏輯地址邏輯地址，它連同分組一起封裝在數(shù)據(jù)幀中。n 在數(shù)據(jù)幀中，幀頭中的節(jié)點地址才是在物理網(wǎng)絡(luò)上標(biāo)識實際節(jié)點的地址，稱為物理地址物理地址，它是由數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議定義的。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)472022-3-17n 為了在互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議定義了兩類節(jié)點：端節(jié)點端節(jié)點和中間節(jié)點中間節(jié)點。 端節(jié)點端節(jié)點是一個具有通信功能的計算機系統(tǒng)，也稱主機，包括和。 一次數(shù)據(jù)傳輸是從源端節(jié)

23、點發(fā)送數(shù)據(jù)開始到數(shù)據(jù)被目的端節(jié)點全部正確接收而結(jié)束。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)482022-3-17主要完成下列功能： (1) 數(shù)據(jù)分段數(shù)據(jù)分段。 (2) 地址解析地址解析。將NSAP地址地址轉(zhuǎn)換成物理地址物理地址，并提交給數(shù)據(jù)鏈路層，以便數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議構(gòu)造數(shù)據(jù)幀，實現(xiàn)數(shù)據(jù)幀在物理網(wǎng)絡(luò)上的傳輸。NSAP地址轉(zhuǎn)換成物理地址是由地址解析協(xié)議實現(xiàn)的，這一過程稱為地址解析。主要完成數(shù)據(jù)組裝功能。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)492022-3-17 中間節(jié)點中間節(jié)點是路由器或交換機，為端到端的數(shù)據(jù)通信提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和路由選擇路由選擇服務(wù)，源端節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)分組通過各個中間節(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)到達目的端節(jié)點。因此，路由選擇路

24、由選擇和擁塞擁塞控制控制是網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的重要功能。n 路由選擇算法路由選擇算法負(fù)責(zé)確定：一個進來的分組，應(yīng)該被傳送到哪條輸出線路上?？梢哉J(rèn)為路由器內(nèi)有兩個進程。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)502022-3-17n 在互聯(lián)網(wǎng)模型中，端節(jié)點主要完成數(shù)據(jù)的分段分段和組裝組裝；n 中間節(jié)點則基于存儲存儲-轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，負(fù)責(zé)選擇適當(dāng)?shù)穆酚蓙磙D(zhuǎn)發(fā)這些數(shù)據(jù)分組。路由選擇路由選擇是中間節(jié)點網(wǎng)絡(luò)層的重要功能之一。 對于面向連接面向連接的傳輸方式，中間節(jié)點只是在建立連接時，選擇一次路由，以后每個數(shù)據(jù)分組，都沿著該路由進行傳輸； 對于無連接無連接的傳輸方式，中間節(jié)點要為每個數(shù)據(jù)分組選擇路由，每個數(shù)據(jù)分組的傳輸路徑可能是不同的

25、。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)512022-3-17 每個中間節(jié)點都維持一個路由表來記錄有關(guān)路由信息，如端節(jié)點地址與線路對應(yīng)關(guān)系、路由開銷等； 在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組時，路由器將根據(jù)數(shù)據(jù)分組的目的地址，來查找路由表以獲取有關(guān)路由信息，并采用所支持的某種路由選擇算法，計算最佳路由，然后按該路由轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組。n 路由選擇的質(zhì)量關(guān)鍵在于路由選擇算法路由選擇算法。路由選擇算法有很多種，大致可分成靜態(tài)算法靜態(tài)算法和動態(tài)算法動態(tài)算法兩大類。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)522022-3-17n 靜態(tài)路由選擇算法靜態(tài)路由選擇算法是指采用某種路由選擇算法預(yù)先計算出每個路由器的路由表，再在路由器加電啟動時加載到路由器中。n 在路由器工作

26、過程中，路由表內(nèi)容保持不變。n 如果網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或其他網(wǎng)絡(luò)參數(shù)發(fā)生變化，則需要重新預(yù)先計算出各個路由器的路由表，并重新加載到路由器中。n 靜態(tài)路由選擇算法靜態(tài)路由選擇算法也稱固定路由選擇算法固定路由選擇算法。有最短路徑最短路徑選擇算法（選擇算法（SP）和基于流量的路由選擇算法（基于流量的路由選擇算法（FR）等。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)532022-3-17n 在最短路徑選擇算法中，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將一個通信網(wǎng)絡(luò)表示成一個加權(quán)無向圖加權(quán)無向圖：(a) 加權(quán)無向圖；(b) 最短路徑 E43G2FDB825C6A2A2B2C5D2F2GE(b)(a)2計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)542022-3-17 節(jié)點節(jié)點

27、代表網(wǎng)絡(luò)中的路由器； 連線連線代表通信線路； 連線上標(biāo)注的數(shù)字?jǐn)?shù)字代表線路的權(quán)值； 權(quán)值可以用線路長度線路長度、通信費用通信費用、隊列長度隊列長度以及擁有的可用資源數(shù)量可用資源數(shù)量等加權(quán)函數(shù)計算出來。n SP算法算法就是根據(jù)線路的加權(quán)值尋找出最短路徑。E43G2FDB825C6A2A2B2C5D2F2GE(b)(a)2計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)552022-3-17 SP算法算法是一個逐步搜索過程： (1) 設(shè)在第m步已經(jīng)搜索到一個最短路徑，該路徑上有n個距離源節(jié)點最近的節(jié)點，他們構(gòu)成了一個節(jié)點集合N； (2) 在第m+1步，繼續(xù)搜索不屬于N的距離源節(jié)點最近的節(jié)點，并將搜索到搜索到的節(jié)點加入到N中；

28、 (3) 繼續(xù)搜索，直至到達目的節(jié)點，N中的節(jié)點集合便是從源節(jié)點到目的節(jié)點的最短路徑。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)562022-3-17n SP算法算法主要是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計算最短路徑，而沒有考慮通信流量通信流量或負(fù)載負(fù)載。n FR算法算法則考慮網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和通信流量通信流量兩方面的因素進行路由選擇。n 使用使用FR算法的理由算法的理由：在一些網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點之間的通信流量是相對穩(wěn)定和可預(yù)測的。如果在預(yù)先知道節(jié)點之間平均通信流量的條件下，采用適當(dāng)?shù)乃惴▽νㄐ帕髁窟M行數(shù)學(xué)分析，則可以優(yōu)化路由選擇。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)572022-3-17n FR算法算法的基本條件是： 必須知道網(wǎng)絡(luò)

29、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)； 必須知道節(jié)點之間平均通信流量； 必須知道各條線路的容量；計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)582022-3-17n FR算法算法的基本原理是： 對于一個給定的線路，如果已知該線路的負(fù)荷量和平均流量，則可以用隊列理論計算出該線路的平均分組延遲。 由所有的線路平均延遲可直接計算出流量加權(quán)平均值，從而得到整個網(wǎng)絡(luò)的平均分組延遲。 于是，路由選擇問題就可歸結(jié)為如何找出產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)最小延遲的路由選擇算法。 所有計算是預(yù)先脫機脫機進行的，可以不考慮計算開銷和費時問題。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)592022-3-17n 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和通信量通信量是動態(tài)變化的：如路由器的加入或退出，網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁擠或阻塞等。n 如

30、果路由器能夠及時獲得這些網(wǎng)絡(luò)動態(tài)變化情況，并以此作為路由選擇的依據(jù)，則會有助于路由選擇的優(yōu)化。n 就是采用這一機理進行路由選擇的，也被稱為自適應(yīng)自適應(yīng)路由選擇算法。n 常用的動態(tài)路由選擇算法有距離矢量路由選擇算法距離矢量路由選擇算法和鏈鏈路狀態(tài)路由選擇算法路狀態(tài)路由選擇算法。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)602022-3-17n 廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，該算法主要執(zhí)行如下四步過程： 發(fā)現(xiàn)相鄰路由器，獲取其網(wǎng)絡(luò)地址。發(fā)現(xiàn)相鄰路由器，獲取其網(wǎng)絡(luò)地址。 當(dāng)一個路由器加入到網(wǎng)絡(luò)后，首先向每個相鄰路由器發(fā)送一個特殊的Hello分組，目的是聲明它的存在，并希望得到相鄰路由器的響應(yīng)。各個相鄰路由器接收到Hello分

31、組后，都回應(yīng)一個包含本路由器地址的響應(yīng)分組。每個路由器地址應(yīng)是一個全局惟一的地址。 計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)612022-3-17 測量到各個相鄰路由器的時間延遲或線路開銷。測量到各個相鄰路由器的時間延遲或線路開銷。 一個路由器可通過發(fā)送Echo分組來測量到各個相鄰路由器的延遲：各個相鄰路由器接收到Echo分組后，都回應(yīng)一個包含時間標(biāo)記的響應(yīng)分組。從發(fā)送Echo分組開始到接收到響應(yīng)分組所經(jīng)歷時間除以2，便是該線路的延遲時間估算值。 此延遲時間估算值反映了線路當(dāng)前可用帶寬狀況，線路當(dāng)前可用帶寬越大，延遲時間越??；反之，線路當(dāng)前可用帶寬越小，延遲時間越大。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)622022-3-17 將

32、測量值通告給其他的路由器。將測量值通告給其他的路由器。 路由器在獲得有關(guān)路由器和鏈路狀態(tài)的信息后，構(gòu)造一個特殊的鏈路狀態(tài)鏈路狀態(tài)(Link State, LS)分組分組來發(fā)布鏈路狀態(tài)信息，該分組包含有發(fā)送者地址、序號、生存期以及各個相鄰路由器地址和對應(yīng)的延遲時間估算值等信息。該分組可以周期性地發(fā)送，也可以在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生重大事件時發(fā)送，并采用如下的傳遞機制： a、路由器采用擴散法周期地向所有的線路廣播LS分組，每發(fā)送一個新的LS分組，分組的序號加1。 計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)632022-3-17 b、相鄰路由器接收到LS分組后，通過核對發(fā)送者地址和序號來判斷LS分組是否是重復(fù)的或過時的。如果是新的LS

33、分組，則在路由表中記錄新的鏈路狀態(tài)信息，并向除輸入線路之外的所有線路擴散，傳播給其他的路由器；如果是重復(fù)的LS分組，說明它已從其他的路徑接收到了該分組，則丟棄該分組；如果LS分組的序號小于以前曾收到的來自同一發(fā)送者的LS分組序號，說明該分組是一個過時的LS分組，則丟棄該分組。為了避免序號沖突問題，分組的序號采用較長位數(shù)，如32位。 計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)642022-3-17 c、鏈路狀態(tài)信息以軟狀態(tài)方式保存在路由器中：路由器定期地(如每隔1秒鐘)檢查它所記錄的LS分組的生存期，并減1。如果一個LS分組的生存期減至0，則刪除來自該LS分組的鏈路狀態(tài)信息。這樣就避免了無效的或出錯的鏈路狀態(tài)信息長期

34、占據(jù)路由器的存儲空間。 這樣，一個路由器所測量的鏈路狀態(tài)信息通過上述傳遞機制就發(fā)布給了網(wǎng)絡(luò)中所有的路由器。 每個路由器用接收到的LS分組來建立和更新其路由表。 計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)652022-3-17 計算網(wǎng)絡(luò)最短路徑。計算網(wǎng)絡(luò)最短路徑。 各個路由器在建立路由表后，可采用最短路徑選擇算法計算到達目的節(jié)點的最短路徑，并按該路徑轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)662022-3-17n 在某段時間，若對網(wǎng)絡(luò)中某資源的需求超過了該資源所能提供的可用部分，網(wǎng)絡(luò)的性能就要變壞產(chǎn)生擁塞產(chǎn)生擁塞。n 出現(xiàn)資源擁塞的條件： 對資源需求的總和 可用資源 n 若網(wǎng)絡(luò)中有許多資源同時產(chǎn)生擁塞，網(wǎng)絡(luò)的性能就要明顯變

35、壞，整個網(wǎng)絡(luò)的吞吐量將隨輸入負(fù)荷的增大而急劇下降。n 擁塞控制算法擁塞控制算法，包含避免擁塞的方法避免擁塞的方法，擁塞的確定方法擁塞的確定方法，擁塞后的反饋方法擁塞后的反饋方法等關(guān)鍵技術(shù)。 計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)672022-3-17n 擁塞控制擁塞控制主要用于保證網(wǎng)絡(luò)通暢地傳送數(shù)據(jù)。 擁塞控制是一個全局性的過程，涉及到所有的主機、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。當(dāng)然，在擁塞控制反饋機制中，也包括降低發(fā)送端的發(fā)送速率。 n 流量控制流量控制往往指在給定的發(fā)送端和接收端之間的點對點通信量的控制。 流量控制所要做的就是抑制發(fā)送端發(fā)送數(shù)據(jù)的速率，以便使接收端來得及接收。 計算機網(wǎng)絡(luò)

36、計算機網(wǎng)絡(luò)682022-3-17n 擁塞控制算法大致可分為開環(huán)控制開環(huán)控制和閉環(huán)控制閉環(huán)控制兩大類。 ：通過良好的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計避免擁塞。 在網(wǎng)絡(luò)運行中，何時接收新分組，何時丟棄分組以及丟棄哪些分組都是事先規(guī)劃好的，并不考慮當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)流量狀況。 ：通過反饋機制來調(diào)整當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)流量，使網(wǎng)絡(luò)流量與網(wǎng)絡(luò)可用資源相協(xié)調(diào)，從而使網(wǎng)絡(luò)擁塞問題得到解決。n 顯然閉環(huán)算法使得網(wǎng)絡(luò)利用效率更高。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)692022-3-17n 檢索機制檢索機制根據(jù)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)狀況來監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)是否發(fā)生了擁塞。 判斷的依據(jù)或基準(zhǔn)參數(shù)主要有：因缺少緩沖區(qū)空間而丟因缺少緩沖區(qū)空間而丟棄的分組數(shù)量、平均分組隊列長度、超時重發(fā)分組的數(shù)量

37、、棄的分組數(shù)量、平均分組隊列長度、超時重發(fā)分組的數(shù)量、平均分組延遲時間平均分組延遲時間等。 如果基準(zhǔn)參數(shù)超過臨界值，則意味著可能發(fā)生了網(wǎng)絡(luò)擁塞。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)702022-3-17n 反饋機制反饋機制將發(fā)生擁塞的信息從檢查點傳送到控制點。 反饋方式有顯式反饋顯式反饋和隱式反饋隱式反饋兩種。 顯式反饋顯式反饋采用由檢查點向控制點反饋一個警告分組的方式來通告網(wǎng)絡(luò)已發(fā)生了擁塞； 隱式反饋隱式反饋采用由控制點通過觀察應(yīng)答分組返回所用時間進行推斷的方式來判斷網(wǎng)絡(luò)是否發(fā)生了擁塞。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)712022-3-17n 調(diào)整機制調(diào)整機制通過檢查點和控制點相互協(xié)作來共同努力解決擁塞問題。 控制點通

38、過降低載荷，即降低分組發(fā)送速率來緩解擁塞； 檢查點通過載荷脫落，即丟棄一些分組來疏導(dǎo)交通，或者通過增加系統(tǒng)資源(如增加附加的線路或提高線路帶寬)來提高流量通過能力，這顯然要求系統(tǒng)能夠提供后備的資源。n 在擁塞控制算法中，根據(jù)數(shù)據(jù)交換方式(虛電路或數(shù)據(jù)報)的不同，采用不同的控制策略。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)722022-3-17n 在虛電路交換中，首先由發(fā)送者通過中間的路由器節(jié)點與接收者建立建立一條虛連接虛連接。n 在建立連接時，在發(fā)送者發(fā)送者的建立連接請求分組中包含建立連接請求分組中包含了用于說明傳輸模式的數(shù)據(jù)流說明信息數(shù)據(jù)流說明信息，如最大分組長度、最大傳輸速率以及其他流量說明信息。n 該分組經(jīng)

39、過各個路由器時，路由器路由器要記錄流說明信息記錄流說明信息。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)732022-3-17n 接收者接收者則要根據(jù)流說明信息來確定確定它所能夠接受的流量流量傳輸模式傳輸模式，然后通過應(yīng)答分組傳送給發(fā)送者，應(yīng)答分組應(yīng)答分組經(jīng)過各個路由器時，對路由器所記錄的發(fā)送者流說明信息進行確確認(rèn)認(rèn)。n 這樣，在建立虛電路連接的同時，發(fā)送者、路由器和接發(fā)送者、路由器和接收者收者可以協(xié)商該連接的流量傳輸模式流量傳輸模式，并最終達成一致。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)742022-3-17u網(wǎng)絡(luò)層：面向虛電路的擁塞控制算法網(wǎng)絡(luò)層：面向虛電路的擁塞控制算法u網(wǎng)絡(luò)層：面向數(shù)據(jù)報的擁塞控制算法網(wǎng)絡(luò)層：面向數(shù)據(jù)報的擁塞控

40、制算法u傳輸層：多路復(fù)用傳輸層：多路復(fù)用u應(yīng)用層應(yīng)用層u傳輸層：數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)傳輸層：數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)u傳輸層：流量控制傳輸層：流量控制計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)752022-3-17n 在數(shù)據(jù)傳輸過程中，路由器將根據(jù)協(xié)商好的傳輸模式對該連接上的交通交通進行整形整形。n 所謂交通整形交通整形，就是調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠骄俾?，使?shù)據(jù)按照傳輸模式規(guī)定的速率進行傳輸，以盡量避免因突發(fā)性增大通信量而導(dǎo)致產(chǎn)生擁塞問題。n 交通整形主要采用兩種算法：漏桶算法漏桶算法和令牌桶算法令牌桶算法。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)762022-3-17n 漏桶算法漏桶算法是將交通整形操作形象地比喻成一個底部帶有一個小孔的水桶，不管流入桶中的水

41、速多大，從底部小孔流出的水速是恒定的。n 如果桶中無水，則速率為0；如果桶中水滿，則流入桶中的水將從桶邊溢出，而流失掉。n 漏桶算法相當(dāng)于在路由器內(nèi)部實現(xiàn)一個有限長度隊列，路由器將以恒定速率從隊列中取出分組發(fā)送出去，而進入路由器的分組被排到隊列的尾部，一旦隊列飽和，新來的分組將被丟棄。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)772022-3-17n 令牌桶算法令牌桶算法用來控制發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)的數(shù)目，并允許突發(fā)數(shù)據(jù)的發(fā)送。n 令牌桶控制機制，基于令牌桶中是否存在令牌來指示什么時候可以發(fā)送流量。n 令牌桶中的每一個令牌都代表一個分組。如果令牌桶中存在令牌，則允許發(fā)送流量；而如果令牌桶中不存在令牌，則不允許發(fā)送流量

42、。因此，如果突發(fā)門限被合理地配置并且令牌桶中有足夠的令牌，那么流量就可以以峰值速率發(fā)送。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)782022-3-17n 令牌桶算法令牌桶算法的基本過程如下： 假如用戶配置的平均發(fā)送速率為r，則每隔1/r秒一個令牌被加入到桶中； 假設(shè)令牌桶中最多可以存發(fā)b個令牌。如果令牌到達時令牌桶已經(jīng)滿了，那么這個令牌會被丟棄； 當(dāng)一個包含n個分組的數(shù)據(jù)包到達時，就從令牌桶中刪除n個令牌，并且數(shù)據(jù)包被發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)； 算法允許最長b個分組的突發(fā)，但從長期運行結(jié)果看，數(shù)據(jù)包的速率被限制成常量r。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)792022-3-17n 兩種算法的主要區(qū)別在于： “漏桶算法漏桶算法” 限制數(shù)據(jù)的傳輸

43、速率，即使網(wǎng)絡(luò)中不存在資源沖突（沒有發(fā)生擁塞），漏桶算法也不能使某一個單獨的流突發(fā)到端口速率，因此不能夠有效地使用網(wǎng)絡(luò)資源。 “令牌桶算法令牌桶算法”在能夠限制數(shù)據(jù)的平均傳輸數(shù)據(jù)外，還允許某種程度的突發(fā)傳輸。在“令牌桶算法”中，只要令牌桶中存在令牌，那么就允許突發(fā)地傳輸數(shù)據(jù)直到達到用戶配置的門限，因此它適合于具有突發(fā)特性的流量。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)802022-3-17n 路由器負(fù)責(zé)檢測并警告：路由器負(fù)責(zé)檢測并警告： 路由器一旦檢測到系統(tǒng)可用資源(如線路利用率或隊列長度)超過臨界值，就會向源端主機發(fā)送一個抑制分組，警告網(wǎng)絡(luò)可能發(fā)生擁塞。n 源端主機調(diào)整通信量：源端主機調(diào)整通信量： 源端主機定期

44、地偵聽抑制分組，如果在偵聽期內(nèi)收到抑制分組，則會逐步減少發(fā)送給特定目的主機的數(shù)據(jù)量。當(dāng)減至在偵聽期內(nèi)不再收到抑制分組后，可以再逐漸增加通信量。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)812022-3-17n 在廣域網(wǎng)環(huán)境下，由于距離遠(yuǎn)，反應(yīng)慢，采取完全由遠(yuǎn)程的源端主機減少通信量來緩解擁塞的方法并不是很有效，此時，抑制分組通過的各個路由器都要控制通信量，這時，需要路由器提供路由器提供一定數(shù)量的緩沖區(qū)空間緩沖區(qū)空間，用于暫存過量的分組。優(yōu)點；缺點。n 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生嚴(yán)重阻塞時，路由器往往需要采取載荷脫落載荷脫落，即丟棄分組丟棄分組的方法來疏導(dǎo)交通。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)822022-3-172.1 引言2.2 物理層2.3

45、 數(shù)據(jù)鏈路層2.4 網(wǎng)絡(luò)層2.5 傳輸層2.6 應(yīng)用層計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)832022-3-17n 傳輸層服務(wù)的對象是用戶應(yīng)用進程用戶應(yīng)用進程； 傳輸層是在網(wǎng)絡(luò)層所提供服務(wù)的基礎(chǔ)上，為兩個主機上的用戶進程提供一種通信機制。 傳輸層屏蔽了各種通信子網(wǎng)接口的差異和某些缺陷，為應(yīng)用程序提供一種統(tǒng)一的和可靠的編程接口。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)842022-3-17 傳輸層的一個很重要的功能就是復(fù)用復(fù)用和分用分用。應(yīng)用層不同進程的報文通過不同的端口向下交到傳輸層，再往下就共用網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)。 為了實現(xiàn)用戶進程之間的通信，傳輸層有兩種不同的傳輸協(xié)議，即面向連接的傳輸控制協(xié)議傳輸控制協(xié)議TCP ，和面向無連接

46、的用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議UDP。n 傳輸層服務(wù)的對象是用戶應(yīng)用進程用戶應(yīng)用進程；計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)852022-3-17主機 A主機 B路由器 1路由器 2AP1LAN2WANAP2AP3AP4LAN1傳輸層協(xié)議的作用范圍54321傳輸層提供應(yīng)用進程間的邏輯通信應(yīng)用進程應(yīng)用進程IP 層AP1AP2AP4端口端口AP354321計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)862022-3-17n 傳輸層的數(shù)據(jù)傳輸單位是分組分組。傳輸層分組封裝在網(wǎng)絡(luò)層分組中，作為網(wǎng)絡(luò)層分組的數(shù)據(jù)部分。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)872022-3-17n 傳輸層每個分組由分組頭和分組數(shù)據(jù)兩部分組成，分組頭中包含了尋址信息尋址信息、控制信息

47、控制信息和說明信息說明信息等。 尋址信息尋址信息指出了通信雙方的傳輸層服務(wù)訪問點(TSAP)地址，定義了使用傳輸層協(xié)議進行通信的用戶進程用戶進程。 控制信息控制信息規(guī)定了某種傳輸協(xié)議的控制操作，如建立連接、拆除連接等操作。 說明信息說明信息描述了數(shù)據(jù)傳輸時的某些特性，如服務(wù)質(zhì)量、窗口尺寸等。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)882022-3-17n 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層NSAP地址地址，定義了通信雙方的通信子網(wǎng)地址和子網(wǎng)中的節(jié)點地址，而傳輸層傳輸層TSAP地址地址，定義了在節(jié)點上的用戶進程。n 這樣，通過NSAP和TSAP地址，也就唯一地定義了通信雙方的通信子網(wǎng)、子網(wǎng)中的節(jié)點和節(jié)點上的用戶進程。n 面向連接的傳輸層

48、協(xié)議：三個階段；通過流量控制和差錯控制算法保證算法的可靠性。n 與數(shù)據(jù)鏈路層的比較：有相似，但更復(fù)雜。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)892022-3-17n 一般情況下，建立連接的思路是：傳輸層實體發(fā)出連接連接請求請求(CR)分組分組，然后等待對方的接受連接接受連接(CA)應(yīng)答分組應(yīng)答分組。如果接收到CA分組，則表明這個連接已建立起來，可以進行數(shù)據(jù)傳輸了。n 由于CR分組要通過通信子網(wǎng)進行傳輸，因此，如果通信子網(wǎng)比較擁擠，則CR分組會產(chǎn)生很大的延遲。若發(fā)送者超時，則會重發(fā)CR分組，其結(jié)果是造成在通信子網(wǎng)中存在著延遲的重復(fù)延遲的重復(fù)CR分組分組。這種重復(fù)CR分組既會可能會浪費網(wǎng)絡(luò)資源，而且對數(shù)據(jù)交換的安全

49、性也是十分有害的。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)902022-3-17n 傳輸層協(xié)議在建立連接時必須解決被延遲的重復(fù)CR分組問題，以保證數(shù)據(jù)交換的安全性和可靠性。解決該問題的方法有很多，通常采用在建立連接時進行雙方認(rèn)證的方法，即。 n 所謂三次握手法三次握手法，是指在建立連接時，發(fā)送方發(fā)送CR分組請求建立一個連接，接收方收到CR分組后發(fā)送一個應(yīng)答分組，在應(yīng)答分組中包含了建立一個反向連接的請求，發(fā)送方收到應(yīng)答分組后對反向連接請求進行應(yīng)答。這樣，一個連接才能建立起來：可看做是兩個單向連接。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)912022-3-17用三次握手建立連接 CR(seq = x)CLOSEDCLOSED主動打開被動打開AB客戶服務(wù)器A 的客戶進程向 B 發(fā)出連接請求，并選擇序號 seq = x，表明傳送數(shù)據(jù)時的第一個分組的序號是 x。計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)922022-3-17CR(seq = x)CLOSEDCLOSED主動打開被動打開AB客戶服務(wù)器CA(seq = y, ACK= x)B 的傳輸層進程收到連接請求后，如同意，則發(fā)回確認(rèn)，同時請求建立反向連接，并選擇序號為seq = y。用三次握手建立連接 計算機網(wǎng)絡(luò)計算機網(wǎng)絡(luò)932022-3-17CR(seq = x)CA(ACK= y)CLOSEDCLOSED主動打開被動打開AB客戶服務(wù)器CA(seq = y, AC