《计算机网络（第5版）课件》第4版(2003)的Ch5-广域网.docVIP

5.2 广域网——第4版的第5章 广域网 本章先讨论广域网基本概念，包括广域网所提供的两种服务——数据报和虚电路。接着要讨论分组转发，即网络交换结点怎样知道应通过哪条路径(path)才能将数据转发到所要通信的目的主机。这就要查找转发表。本章只讨论查找转发表的简单过程，而转发表是如何建立的则在下一章讨论。最后介绍三种广域网，即X.25网、帧中继网和采用ATM技术的广域网。 5.1 广域网的基本概念 5.1.1 广域网的构成 当主机之间的距离较远时，例如，相隔几十或几百公里，甚至几千公里，局域网显然就无法完成主机之间的通信任务。这时就需要另一种结构的网络，即广域网。 广域网由一些结点交换机以及连接这些交换机的链路组成。结点交换机执行将分组存储转发的功能。结点之间都是点到点连接，但为了提高网络的可靠性，通常一个结点交换机往往与多个结点交换机相连。受经济条件的限制，广域网都不使用局域网普遍采用的多点接入技术。从层次上考虑，广域网和局域网的区别很大，因为局域网使用的协议主要在数据链路层（还有少量物理层的内容），而广域网使用的协议在网络层。在广域网中的一个重要问题就是路由选择和分组转发。 然而广域网并没有严格的定义。通常广域网是指覆盖范围很广（远远超过一个城市的范围）的长距离网络。由于广域网的造价较高，一般都是由国家或较大的电信公司出资建造。广域网是因特网的核心部分，其任务是通过长距离（例如，跨越不同的国家）运送主机所发送的数据。连接广域网各结点交换机的链路都是高速链路，其距离可以是几千公里的光缆线路，也可以是几万公里的点对点卫星链路。因此广域网首先要考虑的问题是它的通信容量必须足够大，以便支持日益增长的通信量。 图5-1表示相距较远的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。这样，局域网就可通过广域网与另一个相隔很远的局域网进行通信。互联网和路由器的工作原理将在第6章中讨论。路由器是一种特殊用途的主机，在图中将它画在两种网络之外。其实它也可同时画在两个网络之中，因为它既属于局域网也属于广域网。 图5-1 由局域网和广域网组成互联网 像图5-1所示的互联网，即使覆盖范围很广，一般也不称它为广域网，因为在这种网络中，不同网络的“互连”才是它的最主要的特征。互联网必须使用路由器来连接，而广域网指的是单个的网络，它使用结点交换机连接各主机而不是用路由器来连接各网络。结点交换机和路由器都是用来转发分组，它们的工作原理相似。但区别是：结点交换机是在单个网络中转发分组，而路由器是在多个网络构成的互联网中转发分组。 广域网和局域网都是互联网的重要组成构件。尽管它们的价格和作用距离相差很远，但从互联网的角度来看，广域网和局域网却都是平等的（在学完第6章后就能更好地理解这点）。这里的一个关键就是广域网和局域网有一个共同点：连接在一个广域网或一个局域网上的主机在该网内进行通信时，只需要使用其网络的物理地址即可。 5.1.2 数据报和虚电路 从层次上看，广域网中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谓的数据报服务和虚电路服务。 图5-2(a)和(b)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。 我们先讨论数据报服务。 网络提供数据报服务的特点是：网络随时都可接受主机发送的分组（即数据报）。网络为每个分组独立地选择路由。网络只是尽最大努力地将分组交付给目的主机，但网络对源主机没有任何承诺。网络不保证所传送的分组不丢失，也不保证按源主机发送分组的先后顺序以及在多长的时限内必须将分组交付给目的主机。当需要把分组按发送顺序交付给目的主机时，在目的站还必须把收到的分组缓存一下，等到能够按顺序交付主机时再进行交付。当网络发生拥塞时，网络中的某个结点可根据当时的情况将一些分组丢弃（请注意，网络并不是随意丢弃分组）。所以，数据报提供的服务是不可靠的，它不能保证服务质量。实际上“尽最大努力交付”的服务就是没有质量保证的服务。图5-2(a)表示主机H1向H5发送的分组，可以看出，有的分组可经过结点A-B-E，而另一些则可能经过结点A-C-E，或A-C-B-E。在一个网络中可以有多个主机同时发送数据报，例如主机H2经过结点B-E与主机H6通信。 图5-2 数据报服务(a)和虚电路服务(b) 再看网络提供虚电路服务的情况。先设图5-2(b)中主机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。若主机H5同意通信就发回响应，然后双方就建立了虚电路并可传送数据了。这