计算机网络教程广域网

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1、广域网本章目录第6章广域网16.1广域网地基本概念16丄1广域网地构成16丄2数据报和虚电路16.2广域网中地分组转发机制3621在结点交换机中查找转发表3622路由表地简化46.3异步传递方式ATH46.3.1ATM地基本概念46.3.2ATH地协议参考模型和信元结构56.3.3ATM地逻辑连接机制86.4其他广域网8641X. 25分组交换网8642帧中继FR861广域网地基本概念6.1.1广域网地构成1广域网由一些结点交换机以及连接这些交换机地链路组成.2.通常一个结点交换机往往与多个结点交换机相连.3在广域网中地一个重要问题就是分组地转发机制.6-1由局域网和广域网鲍成互联网4.图6-

2、l_P125表示相距较远地局域网通过路由器与广域网相连，组成了一个覆盖 范围很广地互联网.广域网并没有严格地定义通常是指覆盖范围很广 远远超过一个城市地范围） 地长距离网络，一般都是由电信公司所拥有.6丄2数据报和虚电路1. 网络层为接在网络上地主机所提供地服务可以有两大类:1）即无连接地网络服务V数据报服务）.（1）网络随时都可接受主机发送地分组V即数据报）.(2) 网络为每个分组独立地选择路由.(3) 网络只是尽最大努力将分组交付给目地主机.(4) 网络不保证所传送地分组不丢失.(5) 网络不保证按源主机发送分组地先后顺序向目地主机交付分组.(6) 网络不保证在多长地时限内必须交付分组.2

3、) 和而向连接地网络服务v虚电路服务).(1) 虚电路服务地思路来源于传统地电信网.(2) 网络需要提供端到端地可靠通信.(3) 可靠通信由事先建立端到端地连接v即虚电路)来保证.(4) 通信完结后则需要拆除原先建立地连接.3) 关于网络层应当采用数据报服务还是虚电路服务地争论.4) 关于应由网络来保证通信地可傑和由智能主机来保证通信地可猱地争论.5) 关于对网络地控制功能应分散还是应集中地争论.2. 这两种服务地具体实现就是通常所谓地数据报服务和虚电路服务.1) 图6-2.P125中分别画出了网络提供数据报服务和提供虚电路服务地特点.2) 看网络提供虚电路服务地情况.先设图6-2(b中主机H

4、l要和主机H5通信.3) 在图6-2(b中，我们设寻找到地路由是A-B-E.(&)数据报服勢(b)虚电路服务E 6-2数据报服务和虚电賂服务4) 表6-1归纳了虚电路服务与数据报服务地主要区别.衷6-1虚电路服务与数据报服务地对比对比地方而虚电路服务数据报服务思路可靠通信应当由网络來保证可靠通信应当由用户主机來保证连接地建立必须有不要目地站地址仅在连接建立阶段使用,每个分 组使用短地虚电路号每个分组都有目地站地全地址路由选择在虚电路建立时进行，所有分组 均按同一路由每个分组独立选择路由当结点出故障时所有通过出故障地结点地虚电 路均不能工作出故障地结点可能会丢失分组，一些 路由可能会发生变化分组

5、地顺序总是按发送顺序到达目地站到达目地站时不一定按发送顺序端到端地差错处 理和流量控制由分组交换网负责由用户主机负责6.2广域网中地分组转发机制1. 分组交换网地分组转发是基于查表地.转发就是在交换结点收到分组时枪查其目地地址然后用查找转发表V fonvaiding table)地方法，找出应从结点地哪一个接口将该分组发送出去.3路由选择则由构造路由表routing table)地开始.4 路由表是用路由选择算法得到地，而转发表则是根据路由表得岀地.621在结点交换机中査找转发表1.层次结构地地址结构为了减少查找转发表所花费地时间，在广域网中一般都采用层次结构地地址lueraichical a

6、ddiessmg)2) 最简单地层次结构地址就是把一个用二进制数表示地主机地址划分为前后两 部分：(1)前一部分地二进制数表示该主机所连接地分组交换机地编号，是第一层地址，而后一部分 地二进制数 表示所连接 地分组交换第一忌哋览第二层地址所谟接的丈犧机的筑号计s机徑厂馥网中 mat机地端口号，m 6-3虽简单的层次地址或主机地编号，是第二层地址，如图6-3所示.目的站3-1,3【心症械和1丈爆机1 1丈MB3,32,1【蕩2丈诃图&4主机在广域网中的地址和交换机中的转发表3)如图6-4所示有三个交换机,其编号分别为1、2和3.(1)每个主机也按接入地交换机和低速端口进行编号.转发表中没有源站地

7、址这一项这是因为路由选择中地下一跳只取决于数 据报中地目地站地址，而与源站地址无关.这是一个很重要地概念，应记住.2. 按照目地站地交换机号确定下一跳采用两个层次地编址方案可使转发分组时只使用第一部分地址，即在进行路 由选择时，只根据主机地址中地交换机号.622路由表地简化广域网地路由问题就是要解决分组在各交换机中应如何进行转发.在专门研究广 域网地路由问题时,可用图论中地“图vgraph) ”来表示整个广域网，用“结点” 表示广域网上地结点交换机，用连接结点与结点地“边”表示广域网中地链路.2.图65左边是一个具有4个结点交换机地例子，而右边则是对应地“图”3根据图6-5所示地图，可得出每一

8、个结点中地转发表，如图6-6所示.貝的站下F1233343结占1的凭发表貝的站下F1323344结占2的凭发表貝的站下F1122344结占3的凭发表貝的站下F1322334结占4的凭发表结占1的馋发表结点2的氓发表结占3的氓发表审占4的馋发表(a)用做因特网的主干网閣GO閣中每一个结点的转发表4.使用了默认路由地简化转发表如图67所示.6.3异步传递方式ATM6.3.1ATMM基本概念1. 面向连接地ATM网络(b)在路由器之间提供高速连接 图68 ATM网络1) 参见图 6-8_P131.界步传递方式ATMAsyncluonous Tiansfer Mode)就是建立在电路交换和分 组交换地

9、基础上地一种面向连接地快速分组交换技术,它釆用定长分组作为 传输和交换地单位,能够较好地对宽带信息进行交换.3) 这种定长分组叫做信元vcell).国际标准同步数字系歹|J SDHSyncliionous DigitalHieiaichy) v参见第3章3.6 节).(1) 是指网络中各链路上地比特流都是受同一个非常精确地主时钟地控制.(2) 这些比特流被划分为长度固定地“时间组”称为“时间帧”“时间帧”序列类似于自动电梯.ATM名词中地“界步”是指将ATM信元“界步插入”到同步地SDH比特 流中类似于人们“界步地” 或随机地)踏入自动电梯.2. ATM地主要优缺点如下:1) 选择固定长度地短

10、信元作为信息传输地单位，有利于宽带高速交换.2) 能支持不同速率地各种业务.3) 所有信息在最低层是以面向连接地方式传送，以保持电路交换适合于传送实 时性很强地业务地优点.ATM使用光纤信道传输因为光纤信道地误码率极低，且容量很大，因此不必在 数据链路层进行差错控制和流量控制 放在高层处理).ATM地一个明显缺点就是信元首部地开销太大，即5字节地信元首部在整个 53字节地信元中所占地比例相当大.图6-9 ATM交换机的交换结构和输入端I、输出端口3ATM交换机.1) ATM网络中最重要地 设备.2) 就是快速分组交换机.3) 主要构件是：(1) 交换结构(2) 若干高速输入、输 出端口(3)

11、必要地缓存(4)参见图6-9_P133未画出缓存):6.3.2ATM地协议参考模型和信元结构1. ATM地协议参考模型参见图6-10.P133.2. ATM地协议参考模型共有三层，大体上与OSI地最低两层相当v但无法严格与OSI地层次相对应).3各层简介1) ATM适配层ATM 适配层记为 AALATM Adaptation Layei),其作用是增强ATM层所提供地 服务，并向上面高层提供各种不同地服3ATM的层次1ATM适配层(AAL层)ATM层物理层图匕10 ATM的协议参考模型务.ITU-T地1.362规定了 AAL向上提供地服务是:AAL1AAL2AAL41 AAL553字爷 51M

12、biV$UTPLOOlvIbift 光纤制1斑1不舷别AAL层ATM层物理层补充图1 AThI的砂漏複型A. 将用户地应用数据 单元ADU划分为信 元或将信元重装成 为应用数据单元ADU：B. 对比特差错进行监 控和处理；C. 处理丢失和错误交 付地信元；D. 流量控制和定时控 制.ITU-T规定了 ATM网络可向用户提供四种类别A类B类C炎D类AAL 类型（typeAAL1,AAL5AAL2.AAL5AAL3/4. AAL5AAL3/4. AAL5比特率恒定可变是否需耍同步需要不需要连接方式面向连接无连接应用举例64 kbit/s话音变比特率图像面向连接数据无连接数据(4) AAL层又划分为

13、两个子层：A. 汇聚子层 CSConvergence Sublayer)B. 拆装子层 SARSegmentation And Reassembly)C. 以上所述可归纳为补充图1所示地砂漏模型V即样子是上下宽、中间 窄地砂漏).(5) 补充图2为ATM信元地格式.(6) ATM信元首部中各字段地作用:A类属流量控制GFCGenenc Flow Control) : 4 bit字段，通常置为0. oad Type) 3 bit字段,用来区分该信元是用户信息或非用户信息此字段 又称为有效载荷类型指示PTIvI表示Indicator).B. VPI VCI :即路 由字段.有效载 荷类型PTPavl宇节盘TM涪兄48GFCVPIVCIPTHEC481631 8CLP /VPIVCIPTHEC1638閤620 AIM信元的格式信兀丢失优先级CLPCell Loss Prioiity) : lbit字段，指不信兀地丢失 优先级.网络还可能将违反通信量合约contract)地信元地CLP从0改 为1,这个过程称为“打标记” sagging).首部差错控制HECHeadei Erioi Contiol) : 8 bit字段,提供覆盖信元 首部所有字段v但不包括有效载荷部分)地差错控制.2) ATM 层(