网络原理课件第六章.ppt

第六章 广域网技术 主要内容 路由选择 拥塞控制 网络互连 广域网实例 6.1 基本概念 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。 局域网和广域网连接 广域网与互联网区别 互联网尽管覆盖范围很广，但它不是广域网，它是由多个不同网络构成的，“互连”是其最主要的特征。 广域网是单个的网络，它使用结点交换机连接各主机而不是用路由器连接各网络。 结点交换机在单个网络中转发分组，而路由器在多个网络构成的互联网中转发分组。 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。 网路层提供的服务 服务与通信子网技术无关 应该提供面向连接的服务还是无连接服务 面向连接服务（虚电路服务）： 传统电信的观点，通信子网应该提供可靠的、面向连接的服务，而将复杂的功能放在网络层(通信子网)。 无连接服务（数据报服务）：Internet的观点，通信子网无论怎么设计均不可靠，网络层只需提供无连接服务，而将复杂的功能放在传输层。 二者本质区别：复杂的差错控制和流量控制放在何处（网络层/传输层）的问题。 数据报服务示意 数据报服务特点 随时接受主机发送的分组（即数据报） 为每个分组独立地选择路由。 尽最大努力地将分组交付给目的主机， 对源主机没有任何承诺。 不能保证所传送的分组不丢失 不能保证按源主机发送分组的先后顺序以及在时限内必须将分组交付给目的主机 当网络发生拥塞时，结点可根据情况丢弃分组 数据报服务实际上是一种“尽力而为”（Best Effort）的服务 虚电路服务示意 虚电路服务示意 虚电路服务示意 虚电路服务示意 数据报服务和虚电路服务对比 数据报服务和虚电路服务对比 数据报服务和虚电路服务对比 6.2 路由算法 路由算法是网络层软件的一部分 子网提供数据报服务，每个包都要做路由选择； 子网提供虚电路服务，只需在建立连接时做一次路由选择。 路由算法应具有的特性 正确性（correctness） 简单性（simplicity） 健壮性（robustness：鲁棒性） 稳定性（stability） 公平性（fairness） 最优性（optimality） 路由算法分类 按转发方式和数据副本数量划分 全路路由算法 如洪泛算法，按照所有路径广播转发 多路路由算法 如选择洪泛算法，向所有接近目的节点的路径转发 单路路由算法 如距离矢量算法，向目的节点沿着唯一的路径转发 路由算法分类 按健壮性和简单性划分 非自适应算法（静态路由算法）：不能根据网络流量和拓扑结构的变化更新路由表，使用静态路由表。 特点：简单，开销少；灵活性差。 典型算法：基于流量的路由算法等 自适应算法（动态路由算法）：可根据网络流量和拓扑结构的变化更新路由表。 特点：开销大；健壮性和灵活性好。 典型算法：距离向量路由算法，链路状态路由算法等 自适应路由算法工作过程 测量（获取）有关路由选择的网络度量参数 如何测量？选取哪些网络参数？ 将路由信息传送到适当的网络节点 传送给谁？如何传送？传送什么信息？ 计算和更新路由表 更新路由表的算法 根据新路由表执行分组的转发 路由算法设计最优化原则 最优化原则（optimality principle） 如果路由器 J 在路由器 I 到 K 的最优路由上，那么从 J 到 K 的最优路由一定落在同一路由上。 汇集树（sink tree） 从所有的源结点到一个给定的目的结点的最优路由的集合形成了一个以目的结点为根的树，称为汇集树； 路由算法的目的是找出并使用汇集树。 最短路径路由 基本思想 构建子网的拓扑图，图中的每个结点代表一个路由器，每条弧代表一条通信线路。为了选择两个路由器间的路由，算法需要在图中找出结点间的最短路径。 网络度量参数 结点数量 地理距离 传输延迟 距离、信道带宽等参数的加权函数 分层路由 网络规模增长带来的问题 路由器中的路由表增大； 路由器为选择路由而占用的内存、CPU时间和网络带宽增大。 分层路由 分而治之的思想； 根据需要，将路由器分成区域（regions）、聚类（clusters）、区（zones）和组（groups）… Fig. 6-6，路由表由17项减为7项。 分层路由带来的问题 路由表中的路由不一定是最优路由。 距离向量路由算法 DVR—Distance Vector Routing 动态路由算法，也称Bellman-Ford路由算法或Ford-Fulkerson算法，最初用于ARPANET，被RIP协议所采用。 距离向量路由算法思想 每个路由器维护一张路由表，表中给出了到每个目的地的已知最佳距离和线路，并通过与相邻路由器交换