第六章分組交換要點(diǎn)課件

第六章

分組交換第六章主要內(nèi)容6.1分組交換基本概念6.2x.25協(xié)議6.3分組交換機(jī)作業(yè)6.1分組交換基本概念6.1.1分組通信協(xié)議分組通信系統(tǒng)組成1.終端用戶2.分組交換網(wǎng)3.協(xié)議計(jì)算機(jī)I/O外設(shè)DTE分組交換機(jī)(節(jié)點(diǎn)機(jī))通信鏈路接口協(xié)議:DTE

交換網(wǎng)UNI網(wǎng)內(nèi)協(xié)議:節(jié)點(diǎn)機(jī)之間NNI終端用戶網(wǎng)內(nèi)協(xié)議接口協(xié)議終端用戶圖6.1.1分組通信系統(tǒng)概念示意x.25DTEDCEDCE模擬通道

MODEM數(shù)字通道

多路復(fù)用器或數(shù)字信道接口設(shè)備接口協(xié)議x.25虛電路方式分組終端PT具備x.25協(xié)議處理能力非分組終端NPT

字符方式終端發(fā)送接收起止式字符

異步通信方式PADPacketAssemblerDisassembler

分組裝拆設(shè)備用戶協(xié)議

x.25協(xié)議x.3/x.28/x.29

3x協(xié)議x.3描述PAD功能及其控制參數(shù)x.28PAD

本地字符型終端協(xié)議x.29PAD

遠(yuǎn)端DTE協(xié)議PADX.25網(wǎng)絡(luò)DTE字符方式終端x.3分組流x.28x.29(PT)分組流圖6.1.2字符型終端的PAD接入CCITT定義分組交換網(wǎng)國際互連時(shí)網(wǎng)間接口X.75建設(shè)網(wǎng)內(nèi)協(xié)議：X.25或x.75基礎(chǔ)上修改而成用戶協(xié)議協(xié)議轉(zhuǎn)換PADX.25接口協(xié)議接口接口協(xié)議X.25X.25接口協(xié)議網(wǎng)內(nèi)協(xié)議接口x.25用戶協(xié)議（ＰＴ）6.1.3分組通信系統(tǒng)的３類協(xié)議6.1.2分組傳送方式２種方式虛電路：沿預(yù)先建立路徑傳送分組帶邏輯信道號(hào)（ＬＣＮ）有序數(shù)據(jù)報(bào)：每個(gè)分組帶目的地址獨(dú)立選路

無序每個(gè)物理通路可包含若干個(gè)邏輯信道呼叫建立時(shí)節(jié)點(diǎn)機(jī)建立一張呼叫入鏈路LCN和出鏈路LCN對(duì)照表傳送分組時(shí)查表即可確定路由５條虛電路H1-A-B-E-H5H1-A-B-D-H4H2-B-D-E-H5H3-C-E-D-H4H1-A-B-C-E-H5BCEADH1H5H3H4H2(a)H10B0H11B1H12B2A0E0A1D0H20D1A2C0B0H40B1E0E0H41B0H50D0H51C0D0C1H52H30E0B0E1ABCDE入出入入入入出出出出(b)H1ABCEH522012(c)圖6.1.4虛電路傳送方式示例

虛電路數(shù)據(jù)報(bào)虛電路

1√

2√數(shù)據(jù)報(bào)

3(不用)

4網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部組合接入段表6.1.1分組傳送的組合方式6.1.3分組交換網(wǎng)1.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)國際出入口局一級(jí)交換中心二級(jí)交換中心集中器終端用戶圖6.1.5分組交換網(wǎng)典型結(jié)構(gòu)一級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)由中繼節(jié)點(diǎn)組成,不接用戶線,只處理中繼傳送協(xié)議,稱為匯接點(diǎn),各個(gè)相連網(wǎng)狀網(wǎng).二級(jí)交換網(wǎng)絡(luò)由連接用戶級(jí)的交換機(jī)構(gòu)成,任一交換機(jī)應(yīng)與至少兩個(gè)匯接點(diǎn)相連我國93年組建CHINAPAC

匯接點(diǎn)為北京、上海、南京、廣州、

武漢、成都、西安

、沈陽。北京、上海、廣州還是國際出入口局。全國集中管理，網(wǎng)管中心在北京2.編號(hào)計(jì)劃P

0網(wǎng)間呼叫字冠

DNIC數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)識(shí)別碼DCC3位460(中國)網(wǎng)號(hào)1位(2-3位)識(shí)別具體終端用戶DCC數(shù)據(jù)國家代碼Z國際區(qū)域碼NTN網(wǎng)絡(luò)終端編號(hào)

NN國內(nèi)編號(hào)區(qū)域碼+網(wǎng)絡(luò)設(shè)備端口號(hào)+子地址（該終端同時(shí)建立的不同的虛電路）PZXXXXXXXXXXXXXx.121建議14位十進(jìn)制數(shù)字構(gòu)成前綴DNICNTNDCCNN網(wǎng)號(hào)子地址圖6.1.6分組交換網(wǎng)編號(hào)格式6.2X.25協(xié)議6.2.1協(xié)議分層結(jié)構(gòu)高層分組層數(shù)據(jù)鏈路層物理層分組層數(shù)據(jù)鏈路層物理層至遠(yuǎn)端DTE進(jìn)程HDLCX.21/V.24DTEDCEX.25圖6.2.1x.25協(xié)議分層結(jié)構(gòu)第一層物理層

x.21數(shù)字傳輸信道,接口功能多,接口線少v.24或RS-232模擬傳輸信道

第二層數(shù)據(jù)鏈路層處理對(duì)象幀

HDLC規(guī)程7號(hào)信令的第二級(jí)類似第三層分組層

OSI網(wǎng)絡(luò)層可建立多條邏輯信道,實(shí)現(xiàn)

資源共享。

x.25數(shù)據(jù)鏈路層只支持點(diǎn)到點(diǎn)接入配置,因此網(wǎng)絡(luò)層功能相當(dāng)簡(jiǎn)單。6.2.2鏈路配置和幀結(jié)構(gòu)1.平衡型鏈路接入?yún)f(xié)議LAP:LinkAccessProtocolLAPA:LinkAccessProtocolBalanceclHDLC子集HDLC支持兩種鏈路配置非平衡配置平衡配置主站次站次站復(fù)合站主站次站命令響應(yīng)命令響應(yīng)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路點(diǎn)到多點(diǎn)鏈路(a)非平衡配置復(fù)合站命令響應(yīng)(b)平衡配置圖6.2.2鏈路配置方式非平衡配置的兩種數(shù)據(jù)傳送方式正常響應(yīng)方式NRM異步響應(yīng)方式ARMNRM:主次數(shù)據(jù)(poll)探詢命令幀次主(響應(yīng)幀)ARM:次主(響應(yīng)幀)主站負(fù)責(zé)鏈路初始化,差錯(cuò)恢復(fù)和斷開等全局功能平衡配置:一種數(shù)據(jù)傳送方式異步平衡方式ABM平衡配置LAPBSARM置異步平衡方式命令建立鏈路2.幀結(jié)構(gòu)

F01111110ACIFCS

F011111108888816N81611181比特?cái)?shù)18圖6.2.3數(shù)據(jù)鏈路層幀結(jié)構(gòu)F:定界標(biāo)志

7個(gè)以上連1,當(dāng)前幀作廢.≥15個(gè)連1,鏈路進(jìn)入空閑狀態(tài).正常工作狀態(tài),沒有數(shù)據(jù)傳送,發(fā)連續(xù)F.FCS:幀校驗(yàn)序列I：信息字段,裝載分組層數(shù)據(jù)分組A:地址字段C:控制字段HDLC規(guī)定:非平衡配置中A字段次站地址.除全0和全1外共254個(gè)平衡配置中A字段

響應(yīng)站地址A地址DTEB地址DCE次站主站

主站

次站命令地址=A響應(yīng)地址=A命令地址=B響應(yīng)地址=BDTEDCE圖6.2.4x.25幀地址字段含義A,B是鏈路層地址,并非網(wǎng)絡(luò)層地址與目的DTE及選路無關(guān)。

目的DTE地址置于數(shù)據(jù)分組(I字段)之中。地址支持編碼87654321十六進(jìn)制值鏈路配置AB0000001100000001

03

01單鏈路CD0000111100000111

0F

07多鏈路表6.2.1幀地址字段編碼控制字段比特87654321信息(I)幀N(R)PN(S)0監(jiān)控(S)幀N(R)P/FSS01無編碼(o)幀MMMP/FMM11表6.2.2控制字段格式編碼(1)信息幀(I幀)標(biāo)志比特1”0”N(S)N(R)

FSNBSN幀接收的肯定證實(shí)作用N(R)下一期望接收的幀號(hào)=BSN+1N(S)本幀幀號(hào)幀號(hào)范圍0~7(模8)基本方式模128

擴(kuò)充方式(2)監(jiān)控幀(S幀)識(shí)別標(biāo)志:比特2和1“01”保證I幀正確傳送3種(SS)區(qū)別接收就緒(RR)沒有I幀發(fā)送時(shí)向?qū)Χ税l(fā)肯定證實(shí)消息接收未就緒(RNR)流量控制通知對(duì)端暫停發(fā)I幀消息拒絕幀(REJ)

重發(fā)請(qǐng)求監(jiān)控幀均有N(R)但沒N(S)即可為命令幀又可為響應(yīng)幀(反映本端鏈路狀態(tài))(3)無編號(hào)幀(U幀)識(shí)別標(biāo)志:比特2和1“11”控制鏈路建立和斷開5種(MMMMM)區(qū)分置異步平衡方式SABM斷鏈DISC斷鏈DM無編號(hào)確認(rèn)UA幀拒絕FRMR命令幀對(duì)前兩個(gè)命令幀肯定和否定響應(yīng)表示收到語法正確但語義不正確幀它將引起鏈路復(fù)原另一U幀SABME

鏈路為模128擴(kuò)充方式U幀除FRMR外均無I字段P/F(poll/final)探詢/最終命令幀P位響應(yīng)幀F(xiàn)位P/F=0該位不起作用P=1探詢對(duì)端狀態(tài)F=1表示本幀對(duì)剛才P=1命令幀響應(yīng)多點(diǎn)非平衡配置情況幀“地址,幀名(N(S)N(R)),P/F”主站次站次站命令響應(yīng)B,RR(0),P如有信息可發(fā)送B,RR(4)C,RR(0)PB,I(0,0)B,I(1,0)B,I(2,0)B,I(3,0)FC.RR(0)F最終信息發(fā)完確認(rèn)幀C站無信息需發(fā)送也必須應(yīng)答主站A次站B，C圖6.2.5P/F比特功能示例X.25點(diǎn)對(duì)點(diǎn)平衡配置P/F兩個(gè)復(fù)合站之間的問答關(guān)系P=1令對(duì)端立即予以確認(rèn)并告之狀態(tài)P=0對(duì)端可暫時(shí)不回送確認(rèn)信息,有信息發(fā)送時(shí)通過I幀捎帶確認(rèn)F=0主動(dòng)報(bào)告F=1對(duì)本端命令的回答6.2.3數(shù)據(jù)鏈路層功能3個(gè)階段鏈路建立信息傳送鏈路斷開1.鏈路的建立和斷開啟動(dòng)建立前,確保兩方已斷鏈方法(1)任一方發(fā)起斷鏈(2)DCE主動(dòng)發(fā)DM響應(yīng)幀,報(bào)告鏈路斷開,收到對(duì)方響應(yīng),證實(shí)已斷開鏈路建立時(shí),任一方發(fā)SABM命令幀對(duì)方發(fā)UA

建立成功對(duì)方發(fā)DM未建立斷鏈過程,任一方發(fā)DISC命令幀對(duì)方處于信息傳送狀態(tài)則回UA幀對(duì)方已斷鏈則回DM響應(yīng)幀DTEDCEB,SABM,PB,DISC,PB,DMB,UA,FB,DM,F數(shù)據(jù)發(fā)送鏈路建立鏈路斷開圖6.2.6鏈路建立和斷開過程示列2.差錯(cuò)校正和流量控制N(S)和N(R)I,S幀中(1)差錯(cuò)校正采用肯定/否定證實(shí),重發(fā)糾錯(cuò)方法非法幀,出錯(cuò)幀丟棄幀號(hào)跳號(hào)發(fā)REJ幀通知對(duì)端重發(fā)定時(shí)重發(fā)功能即在超時(shí)未收到肯定證實(shí)時(shí),發(fā)端將自動(dòng)重發(fā)(2)流量控制1滑動(dòng)窗口控制技術(shù)控制參數(shù)是窗口尺寸K1≤K≤7K表示最多可以發(fā)送多少個(gè)未被證實(shí)的I幀設(shè)N（R）是I幀和監(jiān)控幀證實(shí)幀號(hào)則本端可以發(fā)送的I幀的最大序號(hào)為

N（R）+K-1（mod8）窗口上沿任一方延緩發(fā)送證實(shí)幀,強(qiáng)制對(duì)方延緩發(fā)送I幀,達(dá)到流量控制目的2直接的擁塞控制方法任一方接收擁塞（忙）狀態(tài)，發(fā)RNR監(jiān)控幀對(duì)方收到RNR幀后，停發(fā)I幀“忙”狀態(tài)消除后，發(fā)RR或REJ通知對(duì)方3鏈路復(fù)位

收到協(xié)議出錯(cuò)幀或FRMR幀即遇到無法通過重發(fā)予以校正的錯(cuò)幀時(shí)，自動(dòng)啟動(dòng)鏈路建立過程，使鏈路恢復(fù)初始狀態(tài)，兩端發(fā)送的I幀和S幀N（S）N（R）值恢復(fù)為零DTEDCEB，I（0，0）B，I（1，0）窗口下沿23B，I（2，0）B，I（0，0）B，I（3，0）窗口滿暫停發(fā)送窗口下沿36B，I（4，0）對(duì)端忙暫停發(fā)送恢復(fù)發(fā)送窗口下沿67B，I（5，0）B，I（6，0）B，RR（1）B，RR（4）A，RNR（4）A，RR（5）圖6.2.7數(shù)據(jù)鏈路層的流量控制DTEDCEDCE啟動(dòng)復(fù)位DCE請(qǐng)求DTE啟動(dòng)復(fù)位DCE收到FRMR后啟動(dòng)復(fù)位SABMUAUASABMFRMRDMUAFRMRSABM圖6.2.8數(shù)據(jù)鏈路復(fù)位K=36.2.4分組層功能利用數(shù)據(jù)鏈路層提供的可靠傳送服務(wù)，完成虛呼叫的分組數(shù)據(jù)通信兩類虛連接：SVCPVCsvc三個(gè)階段數(shù)據(jù)傳送呼叫清除PVC

只含數(shù)據(jù)傳輸階段呼叫建立虛電路和邏輯信道X.25規(guī)定，一條數(shù)據(jù)鏈路16個(gè)邏輯信道群，各群用群號(hào)LCGN區(qū)分每群256條邏輯信道，用信道號(hào)LCN區(qū)分，共4096個(gè)時(shí)隙，

0信道有專門用途。其余4095條邏輯信道可分配給虛電路使用邏輯信道：虛電路在用戶接入段上的一個(gè)子通道虛電路：本端DTE至遠(yuǎn)端DTE端到端的連接邏輯信道具有4個(gè)狀態(tài)：就緒，呼叫建立，數(shù)據(jù)傳送和呼叫清除2.分組格式和類型分組I字段分組頭分組數(shù)據(jù)GFI LCGNLCN分組類型識(shí)別符8541QDSS8756圖6.2.9分組頭格式圖6.2.10GFI格式LCGN+LCN標(biāo)識(shí)分組對(duì)應(yīng)的邏輯信道分組類型識(shí)別符：標(biāo)識(shí)該分組的類型GFI：通用格式識(shí)別符Q比特：限定符（Qualifier）比特，指示傳輸?shù)姆纸M是用戶數(shù)據(jù)Q=0還是控制信息Q=1（PAD之間，PAD和遠(yuǎn)端分組終端之間傳送的信息，稱為PAD報(bào)文。D比特：送達(dá)證實(shí)（deliveryconfirmation）D=0本地DCE證實(shí)，本地DTE發(fā)出的數(shù)據(jù)分組，被叫側(cè)DCE轉(zhuǎn)發(fā)

數(shù)據(jù)，由被叫側(cè)DTE證實(shí)。D=1遠(yuǎn)端DTE證實(shí)DTE數(shù)據(jù)證實(shí)數(shù)據(jù)證實(shí)DCEDCEDTEX.25圖6.2.11數(shù)據(jù)分組的兩種證實(shí)方式SS比特：模式比特，指示分組的順序號(hào)范圍是模8還是模128

SS=01

模8分組數(shù)據(jù)最大長(zhǎng)度128字節(jié)

SS=10

模1284大類30個(gè)分組DTEDCEDCEDTE功能1.呼叫建立分組呼叫請(qǐng)求呼叫接收入呼叫呼叫連接建立SVCD=0D=0D=0D=14大類30個(gè)分組DTEDCEDCEDTE功能2.數(shù)據(jù)傳送分組數(shù)據(jù)分組DTE數(shù)據(jù)DTE數(shù)據(jù)傳送用戶數(shù)據(jù)流量控制分組DTERRDTERNRDTEREJDCERRDCERNR流量控制中斷分組DTE中斷DTE中斷證實(shí)DCE中斷DCE中斷證實(shí)加速傳送重要數(shù)據(jù)登記分組登記要求登記證實(shí)申請(qǐng)或停止可選業(yè)務(wù)3.恢復(fù)分組復(fù)位分組復(fù)位請(qǐng)求DTE復(fù)位證實(shí)復(fù)位指示DCE復(fù)位證實(shí)復(fù)位一個(gè)VC重啟動(dòng)分組重啟動(dòng)請(qǐng)求DTE重啟動(dòng)證實(shí)重啟動(dòng)指示DCE重啟動(dòng)證實(shí)重啟動(dòng)所有VC診斷分組診斷診斷4大類30個(gè)分組DTEDCEDCEDTE功能4.呼叫清除分組清除請(qǐng)求DTE清除證實(shí)DCE清除證實(shí)清除指示釋放SVC3.數(shù)據(jù)傳送過程和流量控制數(shù)據(jù)分組3個(gè)重要參數(shù)：P（S），P（R），M

置于分組頭的分組類型標(biāo)識(shí)符中P（R）MP（S）0865421圖6.2.12數(shù)據(jù)分組的分組類型標(biāo)識(shí)符P（S）數(shù)據(jù)分組序號(hào)P（R）期望接收序號(hào)M后續(xù)數(shù)據(jù)比特，用于用戶報(bào)文分段流量控制機(jī)制：滑動(dòng)窗口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)窗口大小為2

RNR分組表示接收端忙分組層控制的是某一個(gè)邏輯信道流量鏈路層控制的是DTE

DCE接口上總的流量中斷分組用來發(fā)送緊急數(shù)據(jù)，每次只能發(fā)送一個(gè)中斷分組，且分組用戶數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度只能是一個(gè)字節(jié),必需收到遠(yuǎn)端DTE

發(fā)回的中斷證實(shí)后才能發(fā)送下一個(gè)中斷分組。REJ分組請(qǐng)求發(fā)端重發(fā)，如果沒有REJ分組，發(fā)現(xiàn)分組序號(hào)跳號(hào)時(shí)，執(zhí)行復(fù)位過程4.復(fù)位和重啟動(dòng)復(fù)位：協(xié)議錯(cuò)誤，終端不相容等無法重發(fā)校正的差錯(cuò)時(shí)，使VC回復(fù)初始狀態(tài)，P（S）=P（R）=0窗口下沿回零重啟動(dòng)：DTE或網(wǎng)絡(luò)發(fā)生嚴(yán)重故障清除接口上所有SVC，復(fù)位PVC清除和復(fù)位差別：復(fù)位時(shí)VC仍為數(shù)據(jù)傳送狀態(tài)，清除時(shí)就緒狀態(tài)。診斷分組供DCE問DTE指示復(fù)位，重啟動(dòng)和清除分組不能指示的一些出錯(cuò)信息，供DTE高層分析和處理。

本節(jié)結(jié)束，敬請(qǐng)關(guān)注下節(jié)內(nèi)容！6.3分組交換機(jī)6.3.1功能結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)性能1.功能結(jié)構(gòu)4個(gè)主要部件組成物理層接口鏈路層接口分組交換模塊網(wǎng)絡(luò)管理模塊網(wǎng)絡(luò)管理模塊分組交換模塊鏈路層接口鏈路層接口鏈路層接口鏈路層接口物理接口物理接口物理接口物理接口圖6.3.1分組交換機(jī)功能結(jié)構(gòu)（1）物理層接口網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間中繼線接口DTE接入線接口最常用x.21bis與V.24兼容電氣接口V.28，RS-232支持19.2kbit/s鏈路速率另一重要接口x.21高速物理層接口電氣接口采用V.10或V.11。支持10Mbit/s鏈路速率中繼接口V.3548Kbit/s在7號(hào)信令獨(dú)立式STP設(shè)備和一些計(jì)算機(jī)x.25接口中采用物理鏈路實(shí)際速率和距離有關(guān)實(shí)線連接時(shí)，RS-232的X.21bis100m最高9.6kbit/s增設(shè)線路驅(qū)動(dòng)器后6km19.2kbit/s進(jìn)一步增加距離采用modemV.26V.27V.29V.322.44.81.29.6(kbit/s)另一種直接用數(shù)字電路，低速鏈路復(fù)用成G.7032Mbit/s接口進(jìn)行中繼傳送。(2)鏈路層接口x.25協(xié)議第二層全部或部分功能（3）分組交換模塊主要任務(wù)：路由選擇即從鏈路層接口接收分組，確定出向路由，然后將其轉(zhuǎn)送至相應(yīng)的鏈路層接口發(fā)送出去兩類：1.對(duì)分組“透明交換”：適用數(shù)據(jù)報(bào)2.對(duì)分組進(jìn)行嚴(yán)格檢查：適用虛電路網(wǎng)絡(luò)同時(shí)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議流量控制（4）網(wǎng)絡(luò)管理模塊：配合網(wǎng)管中心，完成網(wǎng)元管理功能2.系統(tǒng)性能5個(gè)指標(biāo)（1）交換機(jī)速率吞吐量<50分組/秒

低速率交換機(jī)

50~500分組/秒

中速率交換機(jī)

>500分組/秒

高速率交換機(jī)(2)鏈路速率<19.2kbit/s低速率鏈路

19.2~64kbit/s中速率鏈路

>64kbit/s高速率鏈路(3)并發(fā)虛呼叫數(shù)指交換機(jī)可以同時(shí)處理的虛呼叫數(shù)（4）可靠性硬件軟件（5）可利用度交換機(jī)運(yùn)行時(shí)間比例和硬件故障的平均修復(fù)時(shí)間，軟件故障的平均恢復(fù)時(shí)間有關(guān)。6.3.2路由選擇

（網(wǎng)絡(luò)提供功能）

1.路由選擇原則和方法基本原則：選擇性能最佳傳送路徑，即最重要端到端傳送時(shí)延。網(wǎng)內(nèi)業(yè)務(wù)量盡可能均衡，充分提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。故障恢復(fù)能力當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時(shí)，自動(dòng)選擇迂回路由。路由選擇方法3個(gè)要素路由選擇準(zhǔn)則：確定準(zhǔn)則參數(shù)和參數(shù)的測(cè)量方法，選定的路由應(yīng)使參數(shù)最小化路由選擇算法：由各段鏈路測(cè)得的準(zhǔn)則參數(shù)計(jì)算得最佳路由路由選擇協(xié)議：鏈路準(zhǔn)則參數(shù)變化信息的傳遞方式，屬

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的一部分路由選擇準(zhǔn)則劃分最短路徑法

最小時(shí)延法

定義復(fù)雜

最低費(fèi)用法（由鏈路長(zhǎng)度，數(shù)據(jù)率傳送時(shí)延，鏈路差錯(cuò)率，是否要保密等一個(gè)或多個(gè)因素綜合確定）路由選擇對(duì)網(wǎng)絡(luò)變換的適應(yīng)性靜態(tài)法：固定路由表動(dòng)態(tài)法：路由表隨網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷變化和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渥兓瘎?dòng)態(tài)調(diào)整路由表調(diào)整方式分布式：由各個(gè)交換節(jié)點(diǎn)收到網(wǎng)絡(luò)變化信息自動(dòng)調(diào)整路由表集中式：各點(diǎn)變化集中傳到網(wǎng)控中心（NCC）由NCC統(tǒng)一調(diào)整路由表后下載到各節(jié)點(diǎn)2.靜態(tài)法（1)洪泛(flooding)法

節(jié)點(diǎn)機(jī)收到一個(gè)分組，如果目的節(jié)點(diǎn)不是本節(jié)點(diǎn)，就將其轉(zhuǎn)發(fā)

到所有鄰接節(jié)點(diǎn)，最終該分組必到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)，最早到達(dá)的分組

歷經(jīng)的必定是一條最佳路由，其他路徑到達(dá)的將被放棄。

為避免發(fā)生環(huán)路，任何中間節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)同一分組第二次進(jìn)入時(shí)，

即予以丟棄。

2.無效負(fù)荷劇增，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞，一般用于可靠性很高的軍用網(wǎng)特點(diǎn)：1.方法簡(jiǎn)單(2)固定路由表法

每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置一張路由表，路由表中每一個(gè)目的地設(shè)置有多條路由，每條路由賦予一個(gè)選擇概率，概率越大表示最小時(shí)延的可能性越大。

當(dāng)一個(gè)分組到達(dá)時(shí)，節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生[0，1]均勻分布的隨機(jī)數(shù)，根據(jù)此隨機(jī)數(shù)和選擇概率確定路由。設(shè)到K節(jié)點(diǎn)分組的目的地為A，根據(jù)K節(jié)點(diǎn)生成的隨機(jī)數(shù)RND的值確定路由。0.00≤RND≤0.40選擇路由L10.41≤RND≤0.90選擇路由L20.91≤RND≤0.99選擇路由L3ABCLPKMNEDL4L2L3L1目的地路由概率路由概率路由概率AL10.40L20.50L30.10BL10.30L20.35L30.35缺點(diǎn)：不能適應(yīng)由于故障等原因引起的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞淖兓瘓D6.3.2固定路由表選擇路由示例3.動(dòng)態(tài)法（1）路由選擇算法minD=∑diRii∈RiD源節(jié)點(diǎn)目的節(jié)點(diǎn)端對(duì)端的選路準(zhǔn)則參數(shù)di：各段鏈路準(zhǔn)則參數(shù)D，d（距離，時(shí)延，費(fèi)用）Ri：源節(jié)點(diǎn)目的節(jié)點(diǎn)任一條路由直接求解法：計(jì)算量大

迭代法：逐段選取鏈路，每選一段鏈路為一個(gè)決策，整個(gè)選路過程是多階段決策問題。動(dòng)態(tài)規(guī)劃

基于最優(yōu)化原理指出，若XA最佳路由是XBCA則其任一前部子路由XBC，必定是XC的最佳路由，同樣任一后部子路由BCA，必定是BA的最佳路由動(dòng)態(tài)規(guī)劃兩類求解方法1.源點(diǎn)出發(fā)目的地方向搜索，前向搜索法2.后向搜索法：目的地源點(diǎn)AB最佳路由與BA最佳路由是不一樣的（1）前向搜索法：

從源點(diǎn)出發(fā)由近及遠(yuǎn)確定至各節(jié)點(diǎn)

的最佳路由，每確定一個(gè)最佳子路由，把該子路由終節(jié)點(diǎn)的鄰接點(diǎn)納入搜索范圍，逐步擴(kuò)大搜索范圍，直至覆蓋整個(gè)網(wǎng)絡(luò)，找出源點(diǎn)至各點(diǎn)的路由。S：為考察的源節(jié)點(diǎn)Ai:為節(jié)點(diǎn)i的鄰接點(diǎn)集合P：為當(dāng)前搜索節(jié)點(diǎn)的集合Q：為已確定最佳路由的節(jié)點(diǎn)集合F：為除源節(jié)點(diǎn)外網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)的集合d(i,j):為相鄰節(jié)點(diǎn)i,j間鏈路的準(zhǔn)則參數(shù)值（稱為“參數(shù)距離”）D（v）：為當(dāng)前S至V路由的最小參數(shù)距離（D（S）=0）記前向搜索算法：step0:初始化置P0=As;Q0=φD(v)=d(s,v)∨v∈P0;K=0;step1:確定節(jié)點(diǎn)W，滿足：D(w)=minD(v)v∈PkQk=Qk+wPk=Pk-w(已經(jīng)找到sw的最佳路由，其參數(shù)距離為D(w))如果Qk=F則算法結(jié)束step2：確定w的所有尚未確定最佳路由的鄰接點(diǎn)UU={u|u∈Aw且u∈Qk}修正D（u）值D（u）=min[D（u）,D(w)+d(w,u)]step3:確定集合U中尚未內(nèi)納入檢索范圍的子集??={?|?∈U且?∈PK}擴(kuò)大檢索范圍Pk=Pk+?,K=k+1,gotostep11243565231231152圖6.3.3路由選擇算法的網(wǎng)絡(luò)示例假設(shè)節(jié)點(diǎn)1為源節(jié)點(diǎn)初始檢索范圍{2，3，4}序號(hào)QkPkwD(2)D(3)D(4)D(5)D(6)012345φ{(diào)4}{4,5}{4,5,2}{4,5,2,3}{4,5,2,3,6}{2,3,4}{2,3,5}{2,3,6}{3,6}{6}φ45236221

25431

4

5

31

4145441

4

5

6124356K=0D(4)=1K=1D(5)=.2K=2K=3K=4D(2)=222D(3)=5433D(6)=..444

圖6.3.4前向搜索選路過程前向搜索法特點(diǎn):必須知道全網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和各鏈路參數(shù)，

適合集中式動(dòng)態(tài)路由選擇。分布式選路，每個(gè)節(jié)點(diǎn)必須保存全網(wǎng)拓?fù)鋽?shù)據(jù)，且每條鏈路變化信息必須廣播發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)所有節(jié)點(diǎn)。（2）后向搜索法節(jié)點(diǎn)v的所有鄰接點(diǎn)w到目的地點(diǎn)最佳路由已知，搜索這些鄰接點(diǎn)就可獲得v至目的點(diǎn)的最佳路由。初始化時(shí)，后向搜索法步驟step0:初始化，令D(V)=∞V≠e

step1:對(duì)所有的V≠e按式6.3.3計(jì)算D(V)，n,反復(fù)執(zhí)行step1直至所有D(V)穩(wěn)定為止，得到各點(diǎn)至目的點(diǎn)e的最短距離及其后續(xù)節(jié)點(diǎn)，將各后續(xù)節(jié)點(diǎn)順序排列起來就得到最佳路徑。表6.3.2后向搜索法路由選擇算法過程23456初始化

12(φ,∞)(1,2)(1,2)(φ,∞)(1,5)(5,3)(φ,∞)(1,1)(1,1)(φ,∞)(4,2)(4,2)(φ,∞)(5,4)(5,4)（n,D(V)）k節(jié)點(diǎn)6到1的最佳路由6541，為相應(yīng)各點(diǎn)后續(xù)節(jié)點(diǎn)n的串接后向搜索法中，適合分布式動(dòng)態(tài)選路，各節(jié)點(diǎn)只要知道其鄰接點(diǎn)D(w)即可進(jìn)行計(jì)算每個(gè)節(jié)點(diǎn)只需保存兩個(gè)向量Di=di1diNNi=ni1niNDi

：為節(jié)點(diǎn)i的當(dāng)前最佳路由參數(shù)距離向量dij：為節(jié)點(diǎn)i到j(luò)的當(dāng)前最佳路由參數(shù)距離(dii=0)Ni：為節(jié)點(diǎn)i的后續(xù)節(jié)點(diǎn)向量nij：為節(jié)點(diǎn)i到j(luò)的當(dāng)前最佳路由上的第二個(gè)節(jié)點(diǎn)N：為網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)總數(shù)每次信息傳送時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)只要將Di向量傳送給它的所有鄰接點(diǎn)，即可，但Di需多次迭代，才能是最佳路由的參數(shù)距離，因此對(duì)網(wǎng)絡(luò)變化的跟蹤速度比較慢后向搜索法信息傳送間隔較短ARPANET128ms前向搜索法信息傳送間隔較長(zhǎng)10s(2)參數(shù)距離的測(cè)量

d=Qpd為鏈路時(shí)延Qp為鏈路等待隊(duì)列分組數(shù)

d=Qp+BB為鏈路偏移值

優(yōu)先級(jí)高B較小

d=（Qb/VL）×F+DQb為鏈路等待隊(duì)列的比特?cái)?shù)

D為分組節(jié)點(diǎn)處理時(shí)延取固定值如25msVL鏈路數(shù)據(jù)速率F≥1重發(fā)時(shí)延而加入的因子時(shí)戳（timestamp）法ARPANET網(wǎng)使用每個(gè)分組進(jìn)入節(jié)點(diǎn)時(shí)打上時(shí)戳TS收，離開時(shí)TS發(fā)實(shí)際時(shí)延：d=

TS發(fā)-TS收+b/VL+TPb為該分組比特?cái)?shù)Tp為鏈路的傳播時(shí)間（取決于鏈路長(zhǎng)度和媒體性質(zhì)）作為網(wǎng)絡(luò)參數(shù)傳送的是該時(shí)延的平均值，ARPANET網(wǎng)中每10s廣播發(fā)送一次，d是10s沒所有發(fā)送分組的平均值。

(3).集中式動(dòng)態(tài)路由選擇實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中集中式

結(jié)合綜合式選路方法分布式集中式：精確計(jì)算穩(wěn)定路由表分布式：對(duì)網(wǎng)絡(luò)變化迅速作出局部反應(yīng)，其對(duì)路由表的調(diào)整不是很精確，NCC(網(wǎng)控中心)予以全局調(diào)整

4.虛電路呼叫的路由選擇終端BDCGEFA終端故障點(diǎn)原始虛電路

清除指示

新連接的虛電路圖6.3.5虛電路重連接過程過程：網(wǎng)絡(luò)故障點(diǎn)的鄰接點(diǎn)檢測(cè)到問題后，分別向源節(jié)點(diǎn)和終節(jié)點(diǎn)發(fā)送清除指示分組。源節(jié)點(diǎn)收到清除分組后，根據(jù)攜帶的清除原因和診斷碼知道是重連接，就自動(dòng)發(fā)起新的呼叫請(qǐng)求建立一個(gè)新的替換虛電路，所有未被證實(shí)的分組將沿新的

虛電路發(fā)往終節(jié)點(diǎn)。6.3.3流量控制1.流量控制的作用電路交換：立即損失制，交換機(jī)處理機(jī)過負(fù)荷時(shí)，才進(jìn)行流量控制，限制用戶發(fā)話話務(wù)量。分組交換：時(shí)延損失制。3方面作用（1）防止因過載導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)吞吐量下降和傳送時(shí)延的增加流量控制主要作用是在高輸入負(fù)載時(shí)保證網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行，但是其實(shí)現(xiàn)是有一定代價(jià)的。理想曲線實(shí)際流量控制無流量控制輸入負(fù)載吞吐量擁塞死鎖45°圖6.3.6網(wǎng)絡(luò)吞吐量與負(fù)載的關(guān)系（2）避免網(wǎng)絡(luò)死鎖3種類型直接死鎖節(jié)點(diǎn)A緩沖器放滿

B的分組節(jié)點(diǎn)B緩沖器放滿

A的分組當(dāng)分組到達(dá)對(duì)方時(shí)，由于緩沖器滿都將被丟棄，發(fā)送方收不到確認(rèn)分組，只能不斷重發(fā)，緩沖器始終不能釋放，不能接收新的分組造成AB節(jié)點(diǎn)互相僵持等待。間接死鎖任一節(jié)點(diǎn)都接收不到鄰接點(diǎn)發(fā)來的分組AB(a)直接死鎖ADBC發(fā)往C發(fā)往D發(fā)往A發(fā)往B(b)間接死鎖A1A2B1B2C1B3C2C3C4A3ABC終端裝配死鎖(c)裝配死鎖終節(jié)點(diǎn)C從不同的鄰接點(diǎn)收到屬于不同報(bào)文的若干個(gè)分組,當(dāng)緩沖器滿時(shí),任一報(bào)文都未到齊,節(jié)點(diǎn)C既不能將這些分組送給目的終端,又不能接收新的分組,造成死鎖.流量控制采用緩沖器劃分和占用率控制方法來解決死鎖問題.(3)公平分配網(wǎng)絡(luò)資源不讓某一終端數(shù)據(jù)速率遠(yuǎn)大于另一終端,避免爭(zhēng)用節(jié)點(diǎn)緩沖器,空間過程中,讓某一終端占上風(fēng),導(dǎo)致其所有的網(wǎng)絡(luò)吞吐量遠(yuǎn)大于另一終端.2.分段流量控制機(jī)制DTEDTEDCEDCE端到端級(jí)接入級(jí)沿到沿級(jí)段級(jí)圖6.3.8分段流量控制機(jī)制(1)段級(jí):作用是防止出現(xiàn)局部的節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)擁塞和死鎖鏈路段級(jí):相鄰兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間流量控制虛電路段級(jí):相鄰兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間每條虛電路流量控制(2)沿到沿級(jí):網(wǎng)絡(luò)源節(jié)點(diǎn)到網(wǎng)絡(luò)終節(jié)點(diǎn)之間流量控制,防止終節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)出現(xiàn)擁塞.(3)接入級(jí):控制進(jìn)網(wǎng)的業(yè)務(wù)量,防止網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞.(4)端到端級(jí):防止用戶緩沖區(qū)出現(xiàn)擁塞.

鏈路段級(jí)和接入級(jí)為數(shù)據(jù)鏈路層控制.虛電路段級(jí)和沿到沿級(jí)為網(wǎng)絡(luò)層控制.

端到端級(jí)為運(yùn)輸層控制.3.流量控制方法目標(biāo):能有效控制擁塞,本身的開銷又比較小.(1)信道隊(duì)列限制法(適用段級(jí)流量控制)原理:每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置若干個(gè)隊(duì)列,這些隊(duì)列共享一個(gè)緩沖區(qū)池,節(jié)點(diǎn)監(jiān)視這些隊(duì)列的占用情況,若占用超過規(guī)定的門限值,后續(xù)到達(dá)的轉(zhuǎn)發(fā)分組就予以放棄.隊(duì)列的兩種設(shè)置方式按發(fā)送鏈路設(shè)置ARPANET按虛電路設(shè)置:控制處于擁塞狀態(tài)的虛電路

TYMNET(美國)TRANSPAC(法國)一個(gè)隊(duì)列對(duì)應(yīng)一條鏈路,可對(duì)鏈路流量進(jìn)行控制,可避免直接死鎖,但不能解決間接死瑣.因?yàn)锳B隊(duì)列已滿時(shí),有公共緩沖區(qū)仍可接收AB分組,但若分組是到目的地C,而BC隊(duì)列已滿,該分組還是要被丟棄.(2)預(yù)約緩沖區(qū)法(沿到沿流量控制)可避免裝配死瑣

規(guī)定源節(jié)點(diǎn)在發(fā)送報(bào)文之前必須先問目的節(jié)點(diǎn)申請(qǐng)緩沖空間,目的節(jié)點(diǎn)如有足夠空間可供分配就向源節(jié)點(diǎn)發(fā)送”準(zhǔn)備接收”的應(yīng)答分組,然后源節(jié)點(diǎn)才能向目的節(jié)點(diǎn)發(fā)送預(yù)約數(shù)目的分組.(3)許可證法(接入級(jí)流量控制)根據(jù)全網(wǎng)通信量限額控制用戶入網(wǎng)通信量,全網(wǎng)通信量用許可證發(fā)放總量控制.實(shí)驗(yàn)證明,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)為N時(shí),許可證總數(shù)為3N的效果最佳。許可證標(biāo)志空載/滿載編號(hào)分組空載時(shí)無此段圖6.3.10許可證格式源節(jié)點(diǎn)目的節(jié)點(diǎn)REQ(請(qǐng)求緩沖空間)ALL”分配”分組RFNM(準(zhǔn)備下一報(bào)文)RFNMGiveBack(歸還分組)保留8個(gè)分組緩沖區(qū)報(bào)文分組報(bào)文分組收齊,裝配終端圖6.3.9預(yù)約緩沖區(qū)法流量控制釋放已分配緩沖空間ARPANET6.3.4分組交換機(jī)示例中國分組交換主干網(wǎng)CHINAPC使用DPN-100分組交換設(shè)備。1.硬件結(jié)構(gòu)兩種模塊AM接入模塊：負(fù)責(zé)DTE接入，完成物理接口和鏈路層接口功能。RM資源模塊：負(fù)責(zé)中繼線控制和分組在網(wǎng)絡(luò)中的傳送控制Link鏈接線-連接AM和RM用戶線Line

速率64kbit/sLink線

256kbit/s

中繼線

2.048Mbit/sRMAMAMAMAMAMLinkLink接用戶接用戶接用戶接用戶接用戶LinklinelineAM群集至其他交換機(jī)Trunk圖6.3.11AM-RM模塊連接關(guān)系A(chǔ)M主要功能：用戶接入的協(xié)議支持：x.25,x.3/x.28/x.29,x.32

(PSTN和CSPDN接入)，x.31(ISDN接入)

和幀中繼接入，

此外還可支持多種IBM協(xié)議和特殊應(yīng)用接入?yún)f(xié)議。數(shù)據(jù)集中：支持遠(yuǎn)端用戶的接入本局交換：位于同一AM中或同一AM群集中的主被叫用戶之間的數(shù)據(jù)交換。虛電路控制：虛由路端節(jié)點(diǎn)的控制功能。其他功能：分組裝拆，速率匹配，計(jì)費(fèi)和鏈路的負(fù)載平衡等。RM主要功能：呼叫建立，路由選擇，中繼線控制，鏈路和中繼線的負(fù)載平衡以及網(wǎng)絡(luò)管理。AMRM硬件結(jié)構(gòu)：雙總線連接的多處理機(jī)結(jié)構(gòu)，共享公共存儲(chǔ)單

元并配有硬盤。PE處理單元：80386或80286微處理器，EPROM本地存儲(chǔ)器和總線接口。SPE服務(wù)器：（在RM中）提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，呼叫建立時(shí)完成用戶

地址至路由標(biāo)識(shí)的轉(zhuǎn)換。OPE

：負(fù)責(zé)軟件和數(shù)據(jù)裝載，并提供網(wǎng)管系統(tǒng)接口。CMCMLinePELinePETrunkPEOPEPIPIPIDISKPIAB圖6.3.12AM/RM模塊結(jié)構(gòu)雙公用總線DPN-100大容量交換機(jī)另增中繼模塊（TM），分擔(dān)RM功能。SPERMTMDMS總線NLMAM用戶線NLM網(wǎng)絡(luò)鏈接模塊DMS高速數(shù)據(jù)總線模塊，提高RM-AM吞吐量至其他交換機(jī)圖6.3.13DPN-100大型交換機(jī)結(jié)構(gòu)2.軟件結(jié)構(gòu)

局用軟件鏈接和中繼線軟件服務(wù)器軟件接入?yún)f(xié)議軟件網(wǎng)絡(luò)管理軟件操作系統(tǒng)（內(nèi)核）無連接子網(wǎng)虛電路應(yīng)用操作系統(tǒng)：提供進(jìn)程創(chuàng)建

、消息發(fā)送、管理等功能和硬件接口。無連接子網(wǎng)層：控制網(wǎng)絡(luò)路由，支持網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)運(yùn)程進(jìn)程之間的分組通信。虛電路層：保證源終節(jié)點(diǎn)分組通信的有序性，并提供端到端流量控制和差錯(cuò)恢復(fù)。應(yīng)用層：提供終端用戶服務(wù)，如x.25等。3.路由選擇網(wǎng)內(nèi)采用數(shù)據(jù)報(bào)方式傳遞分組。