廣域網(wǎng)的基本概念

廣域網(wǎng)的基本概念第1頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1廣域網(wǎng)的基本概念依據(jù)網(wǎng)絡的規(guī)模，網(wǎng)絡技術(shù)可分為三類：局域網(wǎng)LAN：能跨越一棟大樓或一個校園城域網(wǎng)MAN：能跨越一個城市廣域網(wǎng)WAN：能連接多個城市，國家或大洲－－廣域網(wǎng)不僅僅只是連接許多結(jié)點中的計算機，它還必須能使得計算機之間能同時通信。第2頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月電路交換和分組（分組）交換電路交換：在傳輸數(shù)據(jù)之前，先建立源和目的之間的連接，建立連接之后，傳輸數(shù)據(jù)獨享連接帶寬，不論有無數(shù)據(jù)傳輸，連接都被獨占。傳輸結(jié)束后，要釋放連接。分組交換：將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)組裝成分組（分組），標有目的地址發(fā)往網(wǎng)絡，不需建立專門的連接，網(wǎng)絡各結(jié)點根據(jù)分組（分組）的地址，一級級地轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。第3頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月分組交換和廣域網(wǎng)的構(gòu)成分組交換機：能把完整的分組從一個結(jié)點傳送到另一個結(jié)點的設備。分組交換機是廣域網(wǎng)的基本組成部分，廣域網(wǎng)由一些互連的分組交換機構(gòu)成并由此連接計算機。第4頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月一個廣域網(wǎng)的例子第5頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月存儲轉(zhuǎn)發(fā)(storeandforward)廣域網(wǎng)交換系統(tǒng)的基本模式是存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換。為完成存儲轉(zhuǎn)發(fā)功能，分組交換機必須在存儲器中存儲分組，當分組到達時，分組交換機的輸入/輸出硬件把一個分組的副本放在存儲器中并通知處理器，然后進行轉(zhuǎn)發(fā)操作。處理器檢查分組，決定應該送到哪個接口，并把分組輸送到輸出硬件。小結(jié)：廣域網(wǎng)分組交換機系統(tǒng)使用存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，一直到發(fā)送之前，交換機都把分組放在隊列中。這項技術(shù)使分組交換機能處理多個分組同時到達的情況。第6頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)是平等的廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)都是互聯(lián)網(wǎng)的重要組成構(gòu)件.連在一個廣域網(wǎng)和連在一個局域網(wǎng)上的計算機在該網(wǎng)內(nèi)進行通信時,只需要使用其網(wǎng)絡的物理地址即可.第7頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月網(wǎng)絡層所提供的兩種服務從層次上看,廣域網(wǎng)中的最高層就是網(wǎng)絡層.網(wǎng)絡層為接在網(wǎng)絡上的主機所提供的服務可以有兩大類.一種是無連接的網(wǎng)絡服務,也稱為數(shù)據(jù)報服務;另一種是面向連接的網(wǎng)絡服務,也稱為虛電路服務.第8頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)報服務和虛電路服務第9頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)據(jù)報服務的特點:網(wǎng)絡隨時都可以接收主機發(fā)送的分組(數(shù)據(jù)報);網(wǎng)絡為每個分組獨立的選擇路由;網(wǎng)絡只是盡最大努力地將分組交付給目的主機,但對源主機沒有任何承諾;網(wǎng)絡不保證所傳送的分組不丟失,也不保證按原主機發(fā)送分組的先后順序以及在多長的時限內(nèi)必須將分組交付給目的主機.當網(wǎng)絡發(fā)生擁塞時,網(wǎng)絡中的某個節(jié)點可以將一些分組丟棄.數(shù)據(jù)報提供的服務是不可靠的,不能保證服務質(zhì)量.第10頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月虛電路服務的特點:源主機先向目的主機發(fā)出一個特定格式的控制信息分組,要求進行通信,同時也尋找一條合適的路由;目的主機同意通信就發(fā)回響應,然回雙方就建立了虛電路并可傳送數(shù)據(jù).由于采用了存儲轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù),這種虛電路和電路交換的連接有很大的不同.網(wǎng)絡向用戶提供的服務就好像在兩個主機之間建立了一對穿過網(wǎng)絡的數(shù)字管道.所有發(fā)送的分組都按發(fā)送的前后順序進入管道,然后按照先進先出的原則沿此管道傳送到目的主機.到達目的站的分組不會因網(wǎng)絡出現(xiàn)擁塞而丟失,也不會亂序.虛電路服務對通信的服務質(zhì)量有較好的保證.第11頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月兩種思路:虛電路服務的思路來源于傳統(tǒng)的電信網(wǎng),電信網(wǎng)將其用戶終端(電話機)做得非常簡單，而電信網(wǎng)負責保證可靠通信的一切措施，因此電信網(wǎng)的節(jié)點交換機復雜而昂貴。數(shù)據(jù)報服務力求使網(wǎng)絡在惡劣的環(huán)境下仍可工作，并使對網(wǎng)絡的控制功能分散，因而只能要求提供盡最大努力的服務，這種網(wǎng)絡要求使用較復雜且有相當智力的計算機作為用戶終端，可靠通信由用戶終端中的軟件(即TCP)來保證。第12頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月關(guān)于網(wǎng)絡層應當采用數(shù)據(jù)報服務還是虛電路服務，在網(wǎng)絡界一直在進行爭論，焦點是網(wǎng)絡要不要提供網(wǎng)絡端到端的可靠服務。OSI在網(wǎng)絡層采用了虛電路服務。Internet在網(wǎng)絡層采用了數(shù)據(jù)報服務。因特網(wǎng)能夠發(fā)展到今天這樣的規(guī)模，充分說明了在網(wǎng)絡層提供數(shù)據(jù)報服務是非常成功的。第13頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月虛電路服務與數(shù)據(jù)報服務的對比對比的方面虛電路服務數(shù)據(jù)報服務思路可靠通信由網(wǎng)絡來保證可靠通信由用戶主機來保證連接的建立必須有不要目的站地址僅在連接建立階段使用，每個分組使用短的虛電路號每個分組都有目的站的全地址路由選擇在虛電路建立時進行，所有分組均按同一路由每個分組獨立選擇路由當路由器出故障時所有通過出故障的路由器的虛電路均不能工作出故障的路由器可能會丟失分組，一些路由可能發(fā)生變化分組的順序總是按照發(fā)送順序到達目的站到達目的站時不一定按發(fā)送順序端到端的差錯處理和流量控制由通信子網(wǎng)負責由用戶主機負責第14頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月每種廣域網(wǎng)技術(shù)都定義了計算機所收發(fā)幀的明確格式，而且連到廣域網(wǎng)上的每臺計算機都有一個物理地址。當發(fā)送幀時，發(fā)送的計算機必須給出目的計算機的地址。8.2廣域網(wǎng)的地址第15頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月

廣域網(wǎng)使用層次地址方案。最簡單的層次地址方案把一個地址分為兩部分，第一部分表示分組交換機，第二部分表示連到分組交換機上的計算機。第16頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月下一站轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)(next-hopforwarding)一個分組交換機必須選擇一條路徑來轉(zhuǎn)發(fā)分組，分組交換機要使用分組中的目的地址。但是，一個分組交換機不必保存到達所有可能目的地的完整信息，僅包含有關(guān)于分組到達目的地的下一站信息。下圖是switch2中的下一站轉(zhuǎn)發(fā)信息。第17頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月源地址獨立性：

下一站轉(zhuǎn)發(fā)只依賴于分組的目的地址。結(jié)局：計算機網(wǎng)絡中的轉(zhuǎn)發(fā)能夠更緊湊和更有效――直接從計算機發(fā)出的分組和從其它分組交換機傳送來的分組所使用的轉(zhuǎn)發(fā)機制是一樣的。第18頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月層次地址與路由的關(guān)系使用兩部分層次地址轉(zhuǎn)發(fā)分組時，首先檢查分組的目的地址中與分組交換機相同的那部分。如果它與該交換機相一致，就利用第二部分地址把分組發(fā)送到計算機。否則，利用該地址在路由表中選擇下一站。第19頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月廣域網(wǎng)中的路由為了使廣域網(wǎng)能正確地運行，分組交換機都必須有一張路由表，并且都能轉(zhuǎn)發(fā)分組。把廣域網(wǎng)用圖來表示，圖中每個節(jié)點代表一個分組交換機，一條邊代表兩個分組交換機的直接連接。第20頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月圖可用來計算下一站的路由第21頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月缺省路由的使用第22頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月路由表計算有兩種方法：靜態(tài)路由：分組交換機啟動時由程序計算和設置路由，此后路由不再改變。動態(tài)路由：分組交換機啟動時由程序建立初始路由，當網(wǎng)絡變化時隨時更新。第23頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月計算路由有一些算法Dijkstra算法矢量－距離算法鏈接狀態(tài)路由算法第24頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月廣域網(wǎng)技術(shù)實例ARPANETX.25ISDNFrameRelaySMDS(SwitchedMulti-megabitDataService)ATM(AsynchronousTransferMode)第25頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月小結(jié)：廣域