第五章 网络层(1).ppt

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计算机通信网 网络层(1) 2014教案 作者:段景山 杨宁 毛玉明 2 第5章 网络层 网络层的背景与功能 实现路由功能的要素 路由表与Routed Routing 路由算法 拥塞控制 互联及网络互联 3 5.1 背景及功能 问题提出 在相连点之间的可靠传输之上(链路层) 经过多个中间节点(穿越网络) 为端系统提供数据传输的服务 如何在多条路径中选择? 相连 端到端 4 背景及功能 网络层功能 寻址:标识节点,节点定位 路由选择: 传播路径信息、形成路径(Routing) 在路径中选择(Routed) 拥塞控制 网际互连 穿越多个网络 穿越异种网络 重 ① ② ③ A B x y ④ ⑤ 5 背景和功能 两大阵营及技术路线 两大阵营:通信子网应承担什么样的任务 以电信公司为代表 可靠的 尽量简单的终端 面向连接的服务与技术 接入与主干的结构 以IETF(Internet委员会)为代表 通信注定不可靠 需要终端自行解决差错等问题--复杂终端 无连接的服务与技术 对等的结构 6 背景及功能 两大阵营的部分代表性观点(优、缺点) 电信 用户不必购置复杂终端(电脑) 建立连接后,通信更容易受到控制 可在连接上限制用户流量 IETF 终端的复杂性与终端的成本不一定成比例上升 用户不必支付过了时的、高额的通信费用 网络的适应性更强、带宽利用率更高 更自由 关 7 背景及功能 两大技术路线 面向连接的技术和无连接技术 电路交换与分组交换 电路交换是面向连接的技术 分组交换相对而言是无连接技术 分组交换技术中的虚电路与数据报 都是分组交换技术 虚电路是面向连接的技术 数据报是无连接技术 8 交换技术 什么是交换 具有多个输入和多个输出 将数据输出到指定的线路上 交换是路由功能的基础 入 出 9 交换技术 电路交换与分组交换 关 10 交换技术 电路交换与分组交换 电路交换 在通信期间,在源和目的之间建立一条专用通路 通信过程具有三个阶段 面向流,数据在经过交换节点时只有传播延迟 收到一个信号几乎可以立即发送出去 分组交换 以分组为单位:将待传数据切分成较小的分组 各分组在每个交换节点上:存储转发,逐站寻径 分组在经过交换节点时,有存储转发的延迟,也有为每个分组寻径的延迟 电路交换的透明性强,分组交换的适应性强,带宽利用率高 重 11 交换技术 电路交换与分组交换在延时上的表现 电路交换--透明 分组交换--存储转发 分组 分组 数据 分组 内存 内存 分组 电路交换 分组交换 12 电路交换与分组交换效率 关 13 端到端延时的计算 计算目标:从A开始传到B开始收 电路交换 从A开始传,到S开始收: 从S开始收,到S开始传: 从S开始传,到B开始收: S A B d1 d2 T2 = 0 14 端到端延时的计算 分组交换 从A开始传到S开始收: 从S开始收到S开始传: 从S开始收到S结束收: 从S结束收到S开始传: 从S开始传到B开始收: S A B d1 d2 T2 = L / D T3 = T寻径 15 交换技术的信道利用情况 电路交换独占信道 用户没有数据时,信道仍被保留 分组交换共享信道 根据数据传输需要分配信道 1 2 3 4 t 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 用户1 用户2 1 2 3 4 t 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 16 小结 电路交换虽然有较短的过站延时,但是建立通路的时间比较长 分组交换的信道利用率高 因为电路交换将信道长时间分配给用户 减少分组交换过站延时可从两个方面入手 存储延时=L / D 提高数传速率 减少分组长度:但要注意头部开销的相对增加 寻径延时 提高路由表查表效率等 分组交换技术 数据报交换——典型的分组交换技术 存储转发,逐站寻径 以邮政系统为原型 每个分组携带详细的源和目的地址 在每个交换节点,根据分组中的目的地址,查找路由表,找到出口,实现转发。 17 目的 下一站 出口 B 直连 1 E C 2 …… E B C E 数据报交换 特点 存储转发 原因 每个分组的地址信息要被提取出来以供查表转发 一个完整的分组才能进行校验,确定内容无误 一个完整的分组才能在分组中定位地址 信息 影响 产生了传输延时:存储后再转发的延时 18 数据报交换 特点 逐站寻径 原因 没有事先建立好源到目的的通路 不建立通路是为了避免资源预分配策略下对资源的浪费 影响 理论上达到对资源的最大利用 同源同目的的不同的分组传输的路径可能不同 可以临时避开“坏道” 可能存在乱序 接收的顺序与发送顺序不一致 产生了寻径延时 路由表越庞大,延时就越大 19 20 交换技术 虚电路交换 每条线路上有多条“虚”电路,用虚电路号标识

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