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1、第七章第七章第七章第七章 网络层及广域网技术网络层及广域网技术网络层及广域网技术网络层及广域网技术The School of Electronic InformationThe School of Electronic Information Wuhan University Wuhan University7.1 OSI/RM中的网络层中的网络层7.1.1 网络层服务网络层服务7.1.2 网络层数据交换网络层数据交换需建立连结，利于数据流传输，实时性支持好；节点要为每个连结维持软状态，可控性强；选路和转发是一体的。不建立连结，短数据传输效率高，适合非实时数据；数据包携带信息较多，节点维护信息
2、少，自组性强；选路和转发可以分离。面向连结服务；面向连结服务；无连结服务。无连结服务。线路交换：线路交换：报文交换：报文交换：分组交换：分组交换：数据报传输方式；数据报传输方式；虚线路传输方式。虚线路传输方式。7.1.3 快速分组交换快速分组交换1简约版第七章第七章第七章第七章 网络层及广域网技术网络层及广域网技术网络层及广域网技术网络层及广域网技术The School of Electronic InformationThe School of Electronic Information Wuhan University Wuhan University7.2 路由技术路由技术7.2.1
3、路由技术路由技术路由过程路由过程匹配方法匹配方法路由算法路由算法确定型算法确定型算法适应型算法适应型算法源路由法源路由法路由表法路由表法路由算法路由算法静态路由静态路由动态路由动态路由泛洪法泛洪法固定路由表法固定路由表法集中式集中式分布式分布式离线计算离线计算在线计算在线计算2简约版第七章第七章第七章第七章 网络层及广域网技术网络层及广域网技术网络层及广域网技术网络层及广域网技术The School of Electronic InformationThe School of Electronic Information Wuhan University Wuhan University7.2
4、.2 路经计算路经计算Dijkstra算法：算法：计算由源节点去往所有节点的最短路径树。计算由源节点去往所有节点的最短路径树。abdcef1212133525 N D(b) D(c) D(d) D(e) D(f)abdcef1 a 2 5 1 2 a,d 2 4 1 2 3 a,d,b 2 4 1 2 4 a,d,b,e 2 3 1 2 45 a,d,b,e,c 2 3 1 2 46 a,d,b,e,c,f 2 3 1 2 4A节点路由表：节点路由表： 目的节点目的节点 后继结点后继结点 a - b b c c d c e c f c3简约版第七章第七章第七章第七章 网络层及广域网技术网络层及
5、广域网技术网络层及广域网技术网络层及广域网技术The School of Electronic InformationThe School of Electronic Information Wuhan University Wuhan UniversityBellman-Ford算法：算法： 各节点分别计算去往指定节点的最短各节点分别计算去往指定节点的最短路径，最终形成最短路径树。路径，最终形成最短路径树。abdcef1212133525abdcef4简约版拥塞：拥塞：对资源需求大于资源供给能力时，就发生拥塞。对资源需求大于资源供给能力时，就发生拥塞。网络拥塞：网络拥塞：源于网络资源有限，以
6、及网络流量分布的源于网络资源有限，以及网络流量分布的 不均衡，并且，拥塞不会简单地随网络处理能力不均衡，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：现象：随着网络输入流量负载的增加，吞吐量急剧下降随着网络输入流量负载的增加，吞吐量急剧下降 直至死锁。直至死锁。第七章第七章第七章第七章 网络层及广域网技术网络层及广域网技术网络层及广域网技术网络层及广域网技术The School of Electronic InformationThe School of Electronic Information Wuhan University Wuhan University
7、7.3 网络层流控技术网络层流控技术7.3.1 网络拥塞网络拥塞5简约版第七章第七章第七章第七章 网络层及广域网技术网络层及广域网技术网络层及广域网技术网络层及广域网技术The School of Electronic InformationThe School of Electronic Information Wuhan University Wuhan University7.3.2 网络流量与拥塞控制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网络节点采取措施来避免拥塞或者对发生的拥塞 做出反应。做出反应。拥塞管理算法：拥塞管理算法：拥塞避免（预防）
8、机制和拥塞控制（恢复）拥塞避免（预防）机制和拥塞控制（恢复） 机制。机制。拥塞控制方式拥塞控制方式：开环控制：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知适用于流量特性可准确规定且性能要求可事先获知 的情况。的情况。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的适用于流量特征不确定或者网络不提供资源预留的 情况。情况。闭环拥塞控制的三个阶段：闭环拥塞控制的三个阶段：1）监测网络拥塞的发生；）监测网络拥塞的发生；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。拥塞评估方法：拥塞评估方法：节点检测：节点
9、检测：对缓存空间的使用进行监测。对缓存空间的使用进行监测。端点检测：端点检测：对数据分组传输时延进行监测。对数据分组传输时延进行监测。流量调节方式：流量调节方式：源端调节：源端调节：源端减少或暂停向网络发送数据流的数量。源端减少或暂停向网络发送数据流的数量。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对网络节点排队过程中队列的溢出进行有效 管理，主动丢弃部分数据包。管理，主动丢弃部分数据包。路由调节：路由调节：采用多径路由方式分流，实现流量分布均衡。采用多径路由方式分流，实现流量分布均衡。6简约版第七章第七章第七章第七章 网络层及广域网技术网络层及广域网技术网络层及广域网技术网络
10、层及广域网技术The School of Electronic InformationThe School of Electronic Information Wuhan University Wuhan University7.4 广域网技术广域网技术7.4.1 X.25分组交换网分组交换网 公共数据网公共数据网PDN是在一个国家或地区内提供公共是在一个国家或地区内提供公共数据通信网络资源的广域网络系统。例如，中国的数据通信网络资源的广域网络系统。例如，中国的ChinaNet、加拿大的、加拿大的DataPac、法国的、法国的Tanspac，等，等等。大多数这些等。大多数这些PDN早期都采用早
11、期都采用X.25分组交换网来作分组交换网来作为它的骨架网（通信子网）。为它的骨架网（通信子网）。公共数据网公共数据网PDN：分组交换分组交换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：（1）交换网络（骨架网络）；）交换网络（骨架网络）；（2）用户）用户-网络接口设备（网络接口设备（NIE和和PAD等）；等）；（3）终端设备（标准终端，普通终端）。）终端设备（标准终端，普通终端）。参见图参见图7-18。PDN的网络组织结构：的网络组织结构：X.25建议：建议：7简约版第七章第七章第七章第七章 网络层及广域网技术网络层及广域网技术网络层及广域网技术网络层及广域网技术The Schoo
12、l of Electronic InformationThe School of Electronic Information Wuhan University Wuhan University7.4.2 帧中继网帧中继网FRN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；将中间节点的流量控制和差错控制都移到端设备上进行。端设备上进行。帧中继网络结构：帧中继网络结构：参见图参见图7-19。帧中继标准：帧中继标准：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
13、；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。8简约版第七章第七章第七章第七章 网络层及广域网技术网络层及广域网技术网络层及广域网技术网络层及广域网技术The School of Electronic InformationThe School of Electronic Information Wuhan University Wuhan University7.4.3 综合业务数字网综合业务数字网ISDN（窄带）（窄带）N-ISDN。（宽带）（宽带）B-ISDN。B-ISDN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： A3 A
14、2 A1 B3 B1 C3 C2 M2 M1 A3 A2 A1 B3 B1 C3 C2 M2 M1DataDataA1 B1 D1 M1A1 B1 D1 M1 A2 C2 9简约版第七章第七章第七章第七章 网络层及广域网技术网络层及广域网技术网络层及广域网技术网络层及广域网技术The School of Electronic InformationThe School of Electronic Information Wuhan University Wuhan UniversityATM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：ACAEBDVC1VC2VP1
15、VP11VC2VP30VC2VP50VC100VP1VC200VP2VC1VC101VP33VP9VC101VC10110简约版第七章第七章第七章第七章 网络层及广域网技术网络层及广域网技术网络层及广域网技术网络层及广域网技术The School of Electronic InformationThe School of Electronic Information Wuhan University Wuhan UniversityB-ISDN体系结构：（参见书）体系结构：（参见书） 高层高层 高层高层 AAL SAAL ATM层层 物理层物理层 高层高层（信令）（信令）SAAL ATM层层
16、 物理层物理层 高层高层 高层高层 AAL SAAL ATM层层 物理层物理层用户面用户面 控制面控制面 控制面控制面 用户面用户面 控制面控制面 用户设备用户设备 网络节点网络节点 用户设备用户设备物理链路物理链路物理链路物理链路AALAAL汇聚层汇聚层汇聚层汇聚层AAL1AAL1；AAL2AAL2；AAL3/4AAL3/4；AAL5AAL5。拆装层拆装层拆装层拆装层分段与重组分段与重组分段与重组分段与重组ATMATM一般流控、信元头产生一般流控、信元头产生一般流控、信元头产生一般流控、信元头产生/ /提取、提取、提取、提取、VPI/VCIVPI/VCI解释、信元复用解释、信元复用解释、信元
17、复用解释、信元复用/ /分路分路分路分路. .物理层物理层物理层物理层传输汇聚层传输汇聚层传输汇聚层传输汇聚层速率适配、校验码生成速率适配、校验码生成速率适配、校验码生成速率适配、校验码生成/ /检验、信元定界、检验、信元定界、检验、信元定界、检验、信元定界、传输帧格式转换（如传输帧格式转换（如传输帧格式转换（如传输帧格式转换（如SDHSDH）。）。）。）。物理媒体层物理媒体层物理媒体层物理媒体层线路编码、光电转换、比特位定时。线路编码、光电转换、比特位定时。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。A A类类B B类类C C类类D D类类源与终端的定时关系源与终端的定时
18、关系需要需要需要需要不需要不需要不需要不需要比特率比特率恒定恒定可变可变可变可变可变可变连结方式连结方式面向连结面向连结面向连结面向连结面向连结面向连结无连结无连结典型例子典型例子64kb/s64kb/s话话音和固定音和固定速率的图速率的图像业务。像业务。可变速率图可变速率图像和音频业像和音频业务。务。有连接数据有连接数据和信令业务。和信令业务。无连结数据无连结数据和信令业务。和信令业务。AAL1AAL1AAL2AAL2AAL3/4,AAL5AAL3/4,AAL511简约版7.5 虚拟专用网虚拟专用网第七章第七章第七章第七章 网络层及广域网技术网络层及广域网技术网络层及广域网技术网络层及广域网
19、技术The School of Electronic InformationThe School of Electronic Information Wuhan University Wuhan University7.5.1 VPN定义定义7.5.2 VPN的实现的实现VPN成员发现机制；成员发现机制；VPN数据传递机制；数据传递机制；路由维护及更新机制。路由维护及更新机制。信息安全机制；信息安全机制；网络优化机制；网络优化机制；系统管理机制。系统管理机制。运行保障机制：运行保障机制：VPN系统实现方式系统实现方式： （参见书中）（参见书中）隧道技术：隧道技术：VPN示例：示例：12简约版13简约版
