第五章：网络层.ppt

(2)报文交换 (message switching) 报文交换与电路交换完全不同。报文交换在源节点和目的节点之间无须预先建立专线，站点以存储转发的方式，将一个数据块（报文）加上目的地址依次发送至下一节点，下一节点收妥后再存储转发，逐节点转送，直到目的节点。 由于信息不是沿着预先建立的通路传送的，因此对报文的格式有一定要求，通常包括信息头、尾标志，源节点、目的节点地址，以及编号、控制信息等。报文交换的过程可以有误码检测、路由选择、判别报文起始终结，拥塞控制，优先级管理等。 由于对报文长度没有限制，这意味着交换节点需要大量的存储空间，占用大量时间，使交互式通信成为不可能 (3)分组交换 (packet switching) 分组交换是对报文交换的改进。首先把报文分成若干个分组，每个分组长度有一个上限，然后以一个分组为单位仍以存储转发进行传输。限制分组长度使交换发生了质的变化。这是因为限制了报文长度，每个节点所需要的存储容量降低了，分组可以存储在内存中，而不必用硬盘，也没有用户可以长时间占用传输线。 在中转节点，在第二个分组没有完全到达之前，第一个分组可以先发出，从而减少时延，改善吞吐量，大大提高交换速度，并可以处理交互式通信。 5.2虚电路和数据报 分组交换有两种工作方式。一种是虚电路方式，一种是数据报方式。 电路交换与分组交换的主要区别： 1.电路交换预订频带，而分组交换在需要的时候使用频带，不需要时释放。在电路交换中没用掉的频带被浪费，而分组交换可能将频带给不相干的别的源宿节点的分组使用。但也正因为如此，一个突发的输入数据流可能会超过存储容量，引起分组丢失。 2.分组交换采用存储转发，可以进行码型、码速转换，差错检测，但某些分组交换网（数据报）可能会使分组无序到达而不得不重组，这在电路交换中是不可能出现的。 3.电路交换是完全透明的，发送者可以使用任何比特率、任何格式，携带传送者（网络经营者）并不在意。而对分组交换，携带传送者要确定一些基本参数，例如帧格式。 4.收费方法不同。分组交换以字节数和连接时间收费，传输距离不考虑（除非国际长途），电路交换以时间和距离收费，而不考虑流量。 5.3路由选择 通信子网为网络源节点和目的节点提供了多条传输路径的可能性。网络节点在收到一个分组后后，要确定向下一节点传送的路径，这就是路由选择。在数据报方式中，网络节点要为每个分组路由做出选择；而在虚电路方式中，只需在连接建立时确定路由。确定路由选择的策略称路由算法。 路由算法要求： 1:正确性完整性 简单性 2:能随网络的变化而变化 3:稳定性 4:公平性 5:最佳性 ? 设计路由算法时要考虑诸多技术要素。首先，考虑是选择最短路由还是选择最佳路由；其次，要考虑通信子网是采用虚电路的还是采用数据报的操作方式；其三，是采用分布式路由算法，即每节点均为到达的分组选择下一步的路由，还是采用集中式路由算法，即由中央节点或始发节点来决定整个路由；其四，要考虑关于网络拓朴、流量和延迟等网络信息的来源；最后，确定是采用静态路由选择策略，还是动态路由选择策略。 1.静态路由选择策略　　静态路由选择策略不用测量也不需利用网络信息，这种策略按某种固定规则进行路由选择，其中还可分为泛射路由选择、固定路由选择和随机路由选择三种算法。 (1)泛射路由选择法 这是一种最简单的路由算法。一个网络节点从某条线路收到一个分组后，再向除该线路外的所有线路重复发送收到分组。结果，最先到达目的的节点的一个或若干个分组肯定经过了最短的路径，而且所有可能的路径都被尝试过。这种方法用于诸如军事网络等强壮性要求很高的场合。即使有的网络节点遭到破坏，只要源、目间有一条信道存在，则泛射路由选择仍能保证数据的可靠传送。另外，这种方法也可用于将一个分组数据源传送到所有其它节点的广播式数据交换中。它还可被用来进行网络的最短路径及最短传输延迟的测试。 (2)固定路由选择 这是一种使用较多的简单算法。每个网络节点存储一张表格，表格中每一项记录着对应某个目的节点的下一节点或链路。当一个分组到达某节点时，该节点只要根据分组上的的地址信息，便可从固定的路由表中查出对应的目的节点及所应选择的下一节点。一般，网络中都有一个网络控制中心，由它按照最佳路由算法求出每对源、目节点的最佳路由，然后为每一节点构造一个固定路由表并分发给各个节点。固定路由选择法的优点是简便易行，在负载稳定，拓扑结构变化不大的网络中运行效果很好。它的缺点是灵活性差，无法应付网络中发生的阻塞和故障。 Dijkstra算法: （ 1）?初始化 令N表示网络中