第3章 广域数据网..ppt

第3章 广域数据网络 数据通信是计算机与通信相结合而产生的一种通信方式和通信业务，它可实现计算机与计算机、计算机与终端以及终端与终端之间的数据信息传递。随着数据业务的发展，出现了各种数据通信网络技术。本章在介绍数据链路功能和协议的基础上，详细讲述数据通信网络的构成、路由选择技术以及拥塞控制机制，最后给出两种广域数据网络实例，即帧中继（FR）网络和ATM网络。 3.1　数据链路控制与协议 链路： 指一条无源的点到点的物理线路段，中间没有任何其他的交换节点。 数据链路： 链路＋实现通信协议的硬件和软件 3.1　数据链路控制与协议 3.1.1　数据链路的基本功能 数据链路层要完成许多特定的功能，这些功能包括： ① 向网络层提供一个定义良好的服务接口； ② 处理传输错误； ③ 调节数据流，确保慢速的接收方不会被快速的发送方淹没。 1．为网络层提供的服务 数据链路层的设计目标是提供各种服务，即： ① 无确认的无连接服务 ② 有确认的无连接服务 ③ 有确认的面向连接服务。 2．成帧 两个问题：帧格式、帧同步 在数据链路层，将位流分解成离散的帧时，通常采用比特填充的分界标志法。 3．差错控制 ① 如何检错纠错？ 对于数据链路层，一般的做法是将位流分解成离散的帧，并计算每一帧的校验和。当一帧到达目标机器的时候，重新计算校验和。 ② 如何确保可靠递交？ 带确认的重传机制、定时器的使用、序号管理 3种ARQ技术－－停止等待式ARQ 3种ARQ技术－－回退N帧ARQ 3种ARQ技术－－选择性重发ARQ 4．流量控制 在数据链路层中另一个重要的设计问题是，如果发送方发送帧的速度超过了接收方能够接收这些帧的速度，则发送方该如何处理呢？常用的办法基于反馈的流控制，接收方给发送方送回信息，允许它发送更多的数据，或者至少也要告诉发送方它的情况怎么样，如滑动窗口法。 3.1.2　数据链路层协议 本小节将介绍目前被广泛使用的数据链路协议，高级数据链路控制（High-level Data Link Control，HDLC）协议。它是一个面向比特的数据链路层协议。 HDLC的帧结构如图3.2所示，其中，地址字段被用于标识一个终端，校验和字段是一个循环冗余码。帧的分界是标志序 3.1.2　数据链路层协议 3.1.2　数据链路层协议 P/F比特的使用方法 无编号帧的应用 3.2 数据子网提供的服务 3.2.1 数据子网的概念 数据子网根据其数据链路类型不同，可以分为广播类型的数据子网，即局域网，以及交换式数据子网，即广域网。 图3.4所示为异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的互联网。广域数据子网和局域网都是互联网的重要组成构件。 图3.4　由不同类型子网组成的互联网 3.2.2 数据报和虚电路 从层次上看，广域数据子网的最高层就是网络层。网络层为接在网络上的主机所提供的服务可以有两大类，即无连接的网络服务和面向连接的网络服务。这两种服务的具体实现就是通常所说的数据报服务和虚电路服务。 图3.5分别画出了网络提供数据报服务和提供虚电路服务的特点。网络层的用户是运输层实体，但为方便起见，可用主机作为网络层的用户。 3.2.2 数据报和虚电路 图3.5 数据报服务和虚电路服务 3.2.2 数据报和虚电路 1．数据报服务 网络提供数据报服务的特点是：网络随时都可接收主机发送的分组（即数据报）。图3.5（a）所示为主机H1向H5发送的分组，可以看出，有的分组可经过节点A-B-E，而另一些则可能经过节点A-C-E或A-C-B-E。 2．虚电路服务 假设图3.5（b）中所示主机H1要和主机H5通信，于是，主机H1先向主机H5发出一个特定格式的控制信息分组，要求进行通信，同时也寻找一条合适的路由。 数据报服务和虚电路服务还有一些各自的优缺点，如表3.2所示。 3.2.2 数据报和虚电路 例题 例题 3.3　路由选择 3.3.1　路由优化原则 路由选择负责确定分组从源到宿的最佳传输路由。路由选择算法必须做到：正确性、简单性、健壮性、稳定性、公平性和最优性。 通常路由选择是基于某些性能评估标准的。最简单的标准是选择经过网络的最小跳数路由（途经节点的