计算机网络第四章ppt.ppt

4.3.1 输入端口 线路端接和链路层处理 实现了用于各个输入链路的物理层和链路层。 查找，转发，排队 ----在这个地方，路由器用转发表查找输出端口，使分组能经过交换结构转发到输出端口。 ----转发表的一个影子副本会存放在每个输入端口，使转发决策能在输入端口做出，避免了集中式处理的瓶颈。 查找： 概念上讲查找是简单的，即我们只是有哪些信誉好的足球投注网站转发表查找最长前缀匹配。 但在吉比特速率下，这种查找必须在纳秒级执行。 我们不仅要用硬件执行查找，还要对大型转发表使用超出简单线性有哪些信誉好的足球投注网站的技术。 三态内容可寻址存储器（TCAM）经常被用于查找。 通过查找确定输出端口后，分组就能发送进入交换结构。 但若此交换结构正被其他输入端口的分组占用，则此分组会被阻塞，以致必须在输入端口处排队，等待稍后被及时调度以通过交换结构。 除查找外，输入端口处理还需采取其他动作： 1、必须出现物理层和链路层处理 2、必须检查分组的版本号、检验和以及寿命字段，并重写后两个字段 3、必须更新用于网络管理的计数器 4.3.2 交换结构 位于路由器的核心，实现了分组从一个输入端口交换到一个输出端口。 经内存交换： 早期用计算机作为路由器 输入端口与输出端口之间的交换由CPU(选路处理器)控制完成； 输入端口与输出端口类似I/O设备： ? 当分组到达输入端口时，通过中断向选路处理器发出信号，将分组拷贝到处理器内存中； ? 选路处理器根据分组首部中的目的地址查表找出适当的输出端口，将该分组拷贝到输出端口的缓存中。 此情况下，若内存带宽为每秒写入或读出B个分组，则总的转发吞吐量 (分组从输入端口被传送到输出端口的总速率)必然小于B/2。 且注意不能同时转发两个分组，即使有不同的端口号，因为经过共享系统总线一次仅能执行一个内存读/写。 现代路由器与早期路由器的主要差别是： 输入线路上的处理器来执行目的地址的查找，并将分组存储(交换)进适当的存储位置。 在某些方面，类似共享内存的多处理机，用一个线路卡上的处理器将分组存储进适当输出端口的内存中。 如，Cisco 的Catalyst8500系列的交换机。 经总线交换： 经互联网络交换： 纵横式交换机：由2n条总线组成，n个输入端口与n个输出端口连接。每条垂直的总线在交叉点与每条水平的总线交叉，交叉点通过交换结构控制器能在任何时候开启和闭合。 当某分组到达A，需转发到端口Y，交换机控制器 闭合总线A和Y的交叉点，然后A在其总线上 发送分组，分组仅由总线Y安排接收。 不同输入输出总线上传输的分组不会相互 阻塞。 但若两个分组是两个不同输入端口，同一输出端口 ，则一个分组必须在输入端等待，因为给定总线在 某个时刻仅有一个分组能被发送。 4.3.3 输出端口 4.3.4 何处出现排队 输出端口排队 输出端口排队的后果：在输出端口上的一个分组调度程序必须在排队的分组中选一个来发送。 原则有： 先来先服务FCFS：简单。 加权公平排队WFQ：在具有排队分组的不同端到端连接之间公平地共享输出链路。 当没有足够内存来缓存一个入分组，则要么丢弃到达的分组（弃尾策略），要么删除一个或多个已排队的分组来为新的分组腾出空间。 已经提出和分析了许多分组丢弃与标记策略，统称为主动队列管理算法（AQM）。 随机早期检测（RED）算法是一种得到广泛实现的AQM算法，此算法为输出队列长度维护着一个加权平均值。 随机早期检测（RED） 输入端口排队 交换结构比输入端口总和的速度慢 ?输入队列产生排队 交换结构不够快，即相对于输入线路速度而言不能快得使所有到达的分组无延迟地通过它传送，则在输入端口出现分组排队，以等待通过交换结构传送到输出端口。 4.3.5 路由选择控制平面 在我们至此所进行的讨论中，都隐含的假设选择控制屏幕全部驻留并运行在路由器中的路由选择处理器上。 网络范围的路由选择控制平面因此是分布式的，即不同部分执行在不同的路由器上并且通过彼此发送控制报文进行交互。 近来研究人员已着手研究新型路由器控制平面体系结构，其中数据平面连同部分控制平面在路由器中实现，部分控制平面能够在路由器外部实现。 * 线路端接 数据链路处理 （协议、拆封） 查找、转发、排队 交换 结构 输入端口处理 输入链路 内存 内存 总线 纵横式 输入端口通过一条共享总线将分组直接传送到输出端口，不需要选路处理器的干预。 总线 输入端口为分组预先计划一个内部标签指示本地输出端口，通过总线传送到输出端口，只有与该标签匹配的输出端口才能保存该分组。 每次只能有一个分组通过总线传送。 分组到达一个输入端口时，若总线正忙，会被暂时阻塞，在输入端口排队 因为每个分组必须跨过单一总