计算机通信与网络教程3

在线计算
第七章
网络层及广域网技术
The School of Electronic Information Wuhan University
7.2.2 路经计算
Dijkstra算法：计算由源节点去往所有节点的最短路径树。 算法：计算由源节点去往所有节点的最短路径树。 算法
N D(b) A节点路由表： D(c) D(d) D(e) D(f) 节点路由表： 节点路由表
3 3 1
c 1 2 e
5 f b a d e c f
d
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7.3 网络层流控技术
7.3.1 网络拥塞
拥塞：对资源需求大于资源供给能力时，就发生拥塞。 拥塞：对资源需求大于资源供给能力时，就发生拥塞。 网络拥塞：源于网络资源有限， 网络拥塞：源于网络资源有限，以及网络流量分布的 不均衡，并且， 不均衡，并且，拥塞不会简单地随网络处理能力 提高而自动消除。 提高而自动消除。 现象：随着网络输入流量负载的增加，吞吐量急剧下降 现象：随着网络输入流量负载的增加， 直至死锁。 直至死锁。
5 2 a 1
b 2
3 3 1
c 1 2 e c
1
5 f
目的节点
{a,d}
{a}
2 2 2 2 2 2
后继结点
4
5
1
∞ 2 2 2 2 2
∞ ∞ ∞ 4 4 4
2 3 4 5
a
-
1
{a,d,b} b {a,d,b,e} c
4 b 1 3 c 1 3c 1 3c 1
d b
d {a,d,b,e,c} e {a,d,b,e,c,f} f
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7.4 广域网技术
7.4.1 X.25分组交换网 分组交换网
公共数据网——PDN： ： 公共数据网 PDN的网络组织结构： 的网络组织结构： 的网络组织结构 公共数据网PDN是在一个国家或地区内提供公共 公共数据网 是在一个国家或地区内提供公共 X.25建议： 建议： 建议 分组交换PDN主要由三类设施或设备构成 主要由三类设施或设备构成： 分组交换 主要由三类设施或设备构成 数据通信网络资源的广域网络系统。例如， ： 数据通信网络资源的广域网络系统。例如，中国的 （1）交换网络（骨架网络）； ）交换网络（骨架网络）； ChinaNet、加拿大的 、加拿大的DataPac、法国的 、法国的Tanspac，等 ， 网络接口设备（ （2）用户 网络接口设备（NIE和分组交换网来作 ）用户-网络接口设备 等 大多数这些PDN早期都采用 和PAD等）； 早期都采用X.25分组交换网来作 等。大多数这些 早期都采用 （3）终端设备（标准终端 ）终端设备（标准终端， 为它的骨架网（通信子网）。 普通终端）。 为它的骨架网（通信子网）。 ，普通终端）。 参见图7-18。 参见图 。
6
a d e
f
c
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Bellman-Ford算法： 各节点分别计算去往指定节点的最短 算法： 算法 路径，最终形成最短路径树。 路径，最终形成最短路径树。
5 2 a 1
b 2
A3 A2 A1 B3 B1 A1 B1 Ø D1 C3 C2 A1 B1 D1 … M1 A2 C2 … Ø M1 C3 C2 A3 A2 A1 B3 B1
Data
Data
M2 M1
M2 M1
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7.4.2 帧中继网 帧中继网——FRN
帧中继网络结构：参见图 帧中继网络结构：参见图7-19。 。 设计思想： 设计思想：尽可能减小甚至消除虚拟通路上的节点存储 -转发迟延；将中间节点的流量控制和差错控制都移到 转发迟延； 转发迟延 帧中继标准： 帧中继标准： 端设备上进行。 端设备上进行。 帧中继的帧格式： 帧中继的帧格式： 帧中继的网络管理： 帧中继的网络管理： 带宽管理； 带宽管理； 拥塞管理； 拥塞管理； 永久虚线路管理。 永久虚线路管理。
7.5.1 VPN定义 定义 7.5.2 VPN的实现 的实现
运行保障机制： 运行保障机制： VPN系统实现方式： ； VPN系统实现方式： （参见书中） 系统实现方式 VPN成员发现机制 参见书中） 成员发现机制； 信息安全机制； 成员发现机制 信息安全机制； VPN数据传递机制 数据传递机制； 隧道技术： ： 隧道技术数据传递机制； 路由维护及更新机制。 路由维护及更新机制。 VPN示例： 示例： 示例 网络优化机制； 网络优化机制； 系统管理机制。 系统管理机制。
用户设备 AAL3/4,AAL5
可变
AAL ATMБайду номын сангаас物理层
汇聚层 拆装层
AAL1；AAL2；AAL3/4；AAL5。 AAL1；AAL2；AAL3/4；AAL5。 分段与重组 速率适配、校验码生成/检验、信元定界、 速率适配、校验码生成/检验、信元定界、 传输帧格式转换（ SDH）。 传输帧格式转换（如SDH）。 线路编码、光电转换、比特位定时。 线路编码、光电转换、比特位定时。
7.1.3 快速分组交换
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7.2 路由技术
7.2.1 路由技术
路由算法 路由过程 找 路 转 发 匹配方法 泛洪法 静态路由 路由算法 动态路由 固定路由表法 集中式 分布式 离线计算 确定型算法 适应型算法 源路由法 路由表法
一般流控、信元头产生/提取、VPI/VCI解释 信元复用/分路. 解释、 一般流控、信元头产生/提取、VPI/VCI解释、信元复用/分路. 传输汇聚层 物理媒体层
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7.5 虚拟专用网
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7.3.2 网络流量与拥塞控制
拥塞管理： 拥塞管理：网络节点采取措施来避免拥塞或者对发生的拥塞 拥塞评估方法： 拥塞评估方法： 做出反应。 做出反应。 节点检测：对缓存空间的使用进行监测。 节点检测：对缓存空间的使用进行监测。 拥塞管理算法：拥塞避免（预防）机制和拥塞控制（恢复） 拥塞管理算法：拥塞避免（预防）机制和拥塞控制（恢复） 端点检测：对数据分组传输时延进行监测。 端点检测：对数据分组传输时延进行监测。 闭环拥塞控制的三个阶段： 闭环拥塞控制的三个阶段： 机制。 机制。 1）监测网络拥塞的发生； ）监测网络拥塞的发生； 拥塞控制方式： 拥塞控制方式 流量调节方式： 流量调节方式： 2）向拥塞控制点发送拥塞消息； ）向拥塞控制点发送拥塞消息； 3）控制点采取措施以消除拥塞。 ）控制点采取措施以消除拥塞。 源端调节： 开环控制：适用于流量特性可准确规定且性能要求可事先获 源端调节 源端减少或暂停向网络发送数据流的数量。 开环控制：源端减少或暂停向网络发送数据流的数量。 知 节点调节： 节点调节：对网络节点排队过程中队列的溢出进行有效 的情况。 的情况。 管理，主动丢弃部分数据包。 管理，主动丢弃部分数据包。 闭环控制： 闭环控制：适用于流量特征不确定或者网络不提供资源预留 路由调节：采用多径路由方式分流，实现流量分布均衡。 路由调节：采用多径路由方式分流，实现流量分布均衡。 的 情况。 情况。
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7.4.3 综合业务数字网 综合业务数字网——ISDN
（窄带）N-ISDN。 窄带） 。 （宽带）B-ISDN。 宽带） 。 B-ISDN的组织结构：（参见书中） 的组织结构：（参见书中） 的组织结构：（参见书中 同步和异步传输模式： 同步和异步传输模式：
ATM信元格式：（参见书） 信元格式：（参见书） 信元格式：（参见书 ATM两级交换结构： 两级交换结构： 两级交换结构
VC2
A A
C E
VC1 VC2 VC2 VC101
VC100 VC1 VC101 VC101 VC200
B
D
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B类 需要
控制面
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A类 B-ISDN体系结构：（参见书） 体系结构：（参见书） 体系结构：（参见书 源与终端的定时关系
用户面
C类 不需要 可变
D类 不需要
用户面 控制面
需要 恒定
比特率 高层 高层 连结方式 ATM层 层 典型例子 物理层
用户设备
控制面
AAL
SAAL
可变 高层 无连结 高层 面向连结 高层 面向连结 面向连结 AAL SAAL （ 64kb/s话 信令） 64kb/s话 信令）SAAL 可变速率图 有连接数据 无连结数据 音和固定 ATM层 像和音频业 和信令业务。和信令业务。 ATM层 层 层 务。 速率的图 物理层 物理层 像业务。 物理链路 物理链路 AAL1 网络节点 AAL2