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计算机网络与通信原理黄传河第五章广域网技术

发布于:2024-04-11 作者:admin 阅读:76

第5章广域网技术本章要点:广域网的技术特征分组转发机制拥塞控制算法X.25与DDN网络帧中继网络ATM网络ISDN网络SDH网络WDM网络无线与移动网络第5章广域网5.1广域网的基本概念5.1.1广域网构成节点交换机(存储转发)+链路广域网与互联网、局域网的区别:局域网:单个网;范围小;局域网交换机互联广域网:单个网;节点交换机互联与存储转发互联网:网之网;路由器互联互联网由局域网和广域网组成互联网局域网局域网广域网路由器节点交换机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5.1.2数据报与虚电路1.定义数据报(DG):随时接受分组;每个分组独立选择路由;Best-提交;拥塞时可丢弃分组;不保证顺序;数据报提供的服务是不可靠的尽更大努力交付的服务不能保证服务质量

提供数据报服务的特点分组交换网H1

H5

发送分组H2

H6

发送分组路径可能变化网络随时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。5.1.2数据报与虚电路虚电路(VC):按序接受分组;所有分组同一路由;QoS提交;保证顺序虚电路提供的服务是可靠的可保证服务质量虚电路服务分组交换网H1

要和

H5

通信主机

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,同时寻找一条合适路由。若主机H5同意通信就发回响应,然后双方就建立了虚电路。虚电路H1

H5

发送的所有分组都沿此虚电路传送。两种服务的比较思路来源不同虚电路服务来源于传统的电信网电信网负责保证可靠通信的一切措施,电信网的节点交换机复杂而昂贵数据报服务力求使网络生存性好和使对网络的控制功能分散可靠通信由用户终端中的软件(即TCP)来保证

两种服务的比较服务方式的不同让网络只提供数据报服务可大大简化网络层的结构。网络出错的概率已越来越小,让主机负责端到端的可靠性不但不会给主机增加更多的负担,反而能够使更多的应用在这种简单的网络上运行。的普及充分说明在网络层提供数据报服务是非常成功的。2.虚电路与数据报的比较3.虚电路与数据报的实现数据报服务的实现每一个数据包都必须含有全称目的地址每个节点都必须保存一张由本节点到达其它节点的输出线选择表,该表的内容由路径选择算法填写。例如,若对于某节点X,从该节点可到达节点A、B、C,其输出线选择表可能为目的节点输出线

A线1B线2C线1数据报实现当节点收到一个带有全称目的地址的数据包时,根据数据包中的目的地址,查找本节点的输出线选择表,找出一条输出线将数据包转发出去。输出线选择表中只记录一条输出路径当存在多条转发路径时,路径选择算法确定转发的路径与效率。

(2)虚电路服务的实现要求:所传送的包中包括一个VC号字段每个节点需要保存一张虚电路入口、出口表,该表在虚电路建立过程中填写每个节点保存一张输出线选择表例如:经过节点X的入口、出口表

虚电路实现①发送节点发送一个呼叫请求包,其中包括VC号、源节点、目的节点等信息,选择一条输出线发送出去。②呼叫请求包经过的每个节点,修改入口、出口表,输出VC号选择本节点当前未用的最小号码。③目的节点收到呼叫请求包后发送一个呼叫接受包给源节点,该包沿呼叫请求包经过的路线反向传送。源节点收到呼叫接受包后即认为虚电路已经建立。④源节点传送数据,在每个数据包上填上VC号。⑤数据包经过的每个节点在收到数据包后,根据数据包的输入信息查表,找出输出VC号,修改数据包中的VC号,并转发至相应的下一节点。⑥数据发送完后,源节点发送一个呼叫清除包给目的节点,目的节点回送一个确认包。呼叫清除包经过的每个节点清除相应VC的信息并释放所分配的资源。

虚电路号的选择A—C—D—EB—C—D—F假定A和B在建立虚电路时都选0作为虚电路号

C的入口、出口表为:

A/0D/0B/0D/15.爽2分组乒转发戏机制转发(f边or拐wa绸rd掘in叙g):根戒据转忍发表叮找出腐输出稼口送裙出分括组路由(r芳ou睬ti午ng钟):选产择从否源节笼点到碌目的对节点穗的路巨由,邀构造眼路由药表5.宫2.充1查找莲转发旺表根据辜目的片地址昼找到屑输出业口(阴下一照节点资)1.主机泪地址两种其方案编址检方案方案1:分级皱结构仰。如CC梢IT叉T译X.唯12苏1定义纸的14位十移进制赤地址达结构絮。国家炸(3位)——国内呀网络阴号(1位)——网内矛主机严号(7位)——信口定号(3位)优点按:易苗于进模行路泉径选论择缺点咏:进旅程或允用户垒迁移腥时,扑必须咬重新兄分配沫地址方案2:平面挎结构骗。地习址随必机分匪配,午不含院任何击路径闪信息优缺圾点与付分级形结构菊相反姥。5.趁2.掀2使用舅默认于路由找不骨到输墓出口疾时使括用默燃认路揉由5.巨2.坏2在路抚由表东中使痰用默闲认路脾由1243目的蔬站元下董一跳1直接2法33择34珠3节点1的转屈发表这三个项目的“下一跳”都是转发到“3”(节点3)。可以合并以节印点1和节滤点2中的丛转发外表为蛋例来身讨论5.隔2.但2在路键由表墙中使责用默销认路枪由1243目的童站雹下绸一跳1直接默认3节点1的转壁发表默认路由5.植3拥塞少控制纺算法一、烟拥塞侨的概棋念例子妙:理播发师定义售:拥塞于是指牛在通把信子纲网中屑有太打多的失包存格在,沫使得加网络令的性执能降青低,亚甚至重不能治工作吗的状违况。

原因①处理种器速耍度太舅慢②线路喉容量衔限制③节点额输出闻包的贷能力炉小于押输入地包的澡能力【资源峡不足】拥塞猪的原局因分组姐的丢革失是柿网络快发生县拥塞剥的征话兆而芝不是艘原因在许业多情汪况下结,正敲是拥这塞控禽制本滩身成纱为引更起网孤络性帝能恶队化甚锣至发已生死及锁的犹原因干。3.拥塞纺控制召与流宫量控史制流量动控制耍:一情条路革径抑制驱发送崖端发脱送数世据的闭速率请,以缩慧便使姿接收暮端来旅得及察接收拥塞旗控制努:通句信子漫网假定察网络驴能够根承受愈现有颗的网述络负崇荷4.拥塞雷控制铺的目撕标①防止院由于五过载勤而使妈吞吐终量下榴降,半损失培效率;②合理铲分配些网络片资源;③匹配箭传输饱速度;④避免拦死锁狼。拥塞半控制张所起洪的作邪用提供玻的负爱载吞吐灶量理想的拥塞控制拥塞死锁(吞吐量=0)无拥塞控制实际的拥塞控制轻度拥塞0二、肌拥塞以控制邪方法拥塞卵控制防原理①开奏环原椒理:廉通过敬良好隙的设悼计,牌避免夹拥塞少问题寨的出比现,春确保惊拥塞钓问题袄在开煤始时晒就不住会发斤生。包括袋:接受词新的僵通信疯的时滑机丢弃哗包的挽时机待,丢弃锣哪些娘包等百。特点颈:在缘瑞作出澡决定甚时,档不考贼虑网盏络当忽前的测状况②闭奴环原姓理通过辆反馈床控制妥,在灾工作要过程尤中动芹态控戏制拥员塞。

监测乐网络澡系统晴以便组检测宣到拥锐塞在鸣何时伤、何恨处发委生将拥栏塞发垒生的科信息嘉传送梳到可甩采取擦行动摸的地东方调整窃网络絮系统垃的运盒行以塔解决浅出现雪的问糕题2.拥塞颜控制亲方法拥塞徐预防戚方法【开环僻方法劫,主缝要用槐于虚稿电路推子网】①预定蛋缓冲蛇区法:建蹦立虚显电路鲁时,携同时笼预定杏缓冲贱区。优点械:基何本可角避免送拥塞缺点棕:缓黄冲区猜和通直信线练路利凯用率蹄低②合理峡分配肾缓冲洒区法K个缓会冲区慨、N条输工出线浮,缓芹冲区展的分盘配方某法:平分乖法(灵固定敞法)素。每食根输覆出线呆分配到的缓众冲区卖数是m=K/N,每筝个输土出队划列的被长度ni≤m更大葬分配劲法。定设输肯出队以列最返大长删度为bma稠x,则有0≤ni≤bma旱x,Σni≤K。经验蹈表明bma脏x=K/S捡QR奏T(券N)时有哗较好后的性仇能c.最小衬分配神法。木设每扎根输臂出线录的最册小缓望冲区眼数为bmi复n≤K/N,则问有Σm堡ax射(0律,ni–bmi扣n)≤K–Nbmi赠nd.更大逝最小运分配菠法。ni须同录时满筋足ni≤bma币x与Σm意ax恼(0萌,ni–bmi虎n)≤K–Nbmi合n③通信帐量整味形法许可朴证算肥法基本眉思想揉:通哥过限亩制网雅内包沸的总夺数来突避免共拥塞段。

办夺法:酷发放税许可与证,邪只有关得到姨许可花证的劲节点绕才能堂发送丑包经验毕数据张:对打于N个节盟点的捎网络丙,许黑可证复数为3N时性闯能最降好。问题当:不兆能消耐除局葵部拥改塞原理忙:保迟证包税流往绵通信拦子网研的速舰率是漆恒定劳的对于屠输入恼来的摘包,健当队市列没端有空忘位置搬时,项丢弃古。b.漏桶叹算法c.令牌亚桶算仔法当突祸发通职信量秘到来桑时,兄相应霉增大友输出定速率绪,以越保证脾输入钉数据滑不会器丢失堵。令牌某桶算数法与寺漏桶园算法妈的区兔别令牌节算法刃允许患空闲瓣主机轰保留床发送注权,豪而漏自桶算规法却艳不允跌许。框允许秤最多n个包嗽的突糕发通放信量捡同时干传送反,对解输入幅的突离然增鲜长提务供更查快的煤反应微。令牌冲桶算籍法在耍桶满垃时丢喜失的夹是令抬牌,素而漏焦桶算访法在恢桶满晚时丢劳失的谜是数恨据包简。(2些)拥塞下抑制练方法【闭环典方法泻,在股拥塞磨出现衫或即愈将出孩现时队进行】①阻塞颂包算演法每条吵输出舟线有归两个肢变量μ和f,μ为近特期利震用率装,0≤μ≤1,f为瞬荒时利假用率推,值唱为0或1。定确义μ新=αμ旧+(躬1–α)fα取0~1之间蹈的常遇数值枕,反沙映输岛出线六利用离率修按改的击周期(忘记剑近期蛋历史菠的速年度)。

为μ定义稼一个沃阈值馋,当μ大于室此值涌时,际进入宣报警访状态纷,否掠则算商法不菜起作每用。阻塞组包算团法工作厚过程:a.节点信收到州包,坑重新货计算μ值;b.根据μ值判茫断是孙否为吹报警彩状态?若不星是,为则转带发包悦,转a.处理仁下一午个包;若是恳,则刮转c.;c.尚(报警)向源经节点跪发送秆一个质阻塞谅包,哄同时启在收站到的鸽数据讯包上喇填入摄已发读阻塞卧包标习志后狂,转德发包犯,转a.;d.厘(源节点点)在收午到阻踢塞包牵后,青将发零送包闷的速移度降闸低X%。当匙在规件定的椒时间琴间隔τ内如辫果没例有收比到阻言塞包雁,就宇将发摆送速悟度提含高Y%(Y<X)。缺点阻塞绳包可穷能不国起作苏用改进你:沿昆途每赵个节谋点降重低发肾送速录度可能钱不公糕平改进渐:每个旧节点古的每男条输殿出线刊为每督个源烟端设性置一甲个队酬列,恨在输满出时验轮流梁选择咸各队娃列中敢的包咸转发。②负载溉丢弃跳法问题周:丢肿弃策学略丢弃笛包的芽时机无条狱件丢挽弃?负载江大于一定希值(=?)时丢俭弃?丢弃云哪些权包接受厚新的亦通信希的时搜机5.排4厚X.耕25与DD丽N公用顿网一、X.奸251.网络宝结构碑与原洲理DT泊E与DC瓣E间的百接口且:X.者25X.恼25网络惕之间玻的连揪接:X.茎75与PS峡TN分组持终端融:X.阶32与PS喊TN非分已组终污端:X.亦28网络译内部题:分讲组交族换实现蹦方式仆:SV晒C、PV湿C更高撞数据喝率:64残Kb划ps计费挡方式纲:流夸量X.归25X.夜25接口X.俩25接口X.锯25公用登分组勤交换蛇网坛EDT治EDC直EDC售EDC粒EDT跟EX.萝25接口X.获25的层赴次关过系LA嘉PB帧X.湿25分组分组浇层(岔网络袋层)数据剑链路塔层用户堂数据用户绿数据X.域25首部LA居PB首部LA赛PB尾部2.Ch隐in练aP眨AC骨干笼网:32个节公点交艺换机柄(省非会城垦市)壮,8个会腾接中斩心(慢京、燥沪、宴沈、苏汉、推蓉、上西安税、穗斑、宁纽奉)光缴纤全柔互联地区弯骨干忠:辐简射速率黎:1.谋2k~64让k二、DD递N1.功能黑与特拍点提供享数字蛾传输零电路缴,实枝现数秒字传沈输支持悄任何杨协议竖(自较己无邻协议锹)无检视验、详纠错栗重发古功能蚂,管萍理简赵单2.组成本地台传输逝系统峡(用朋户设尤备、软线路为、接帖入单评元)复用积及交忠叉连咳接系澡统(T薯DM惠,以64岂k为单梢元交蛾叉连驴接)局间任传输石与网午间互街联(史基群2M星)同步顷系统吴(主辟从同散步)网管3.夸Ch炭in剑aD隐DN与Ch寺in裹aP誉AC重叠速率桑:64猫K~2M清bp鸦s按速灾率收滤费5.芬5帧中爪继第二率代的X.长251.原理只有州物理喂层和国数据云链路众层提供屯虚电水路连殿接服派务没有渴差错完控制毫、流容量控耕制机乱制,岁由高此层负题责帧中还继交索换机旅收到宵一个括帧的拆首部州时,隙只要欣查出呼目的此地址欺就立简即进搭行转恭发速度坝较X.冈25提高葵一个纷数量阅级2.拥塞飘控制经历充拥塞朱的帧贸作标铅记(FE逼CN),兄到达闸后由驾高层霉记录器,应删答时枪置标火记(BE程CN),伙源端佛(高雾层)构控制确发送脸速度法。

帧中么继的封控制孟信令呼叫灯控制屋信令饰与用酸户数豆据在纱不同午的逻层辑连洁接上己传送仍(即慌共路塘信令呈或带严外信与令)与X.伙25很不乔相同禁(X.腊25使用拿带内却信令纠,即道呼叫恼控制送分组待与用扔户数强据分庆组都江在同卫一条狸虚电许路上勇传送熄。)5.省6久AT摊MAT处M(As丽yn械ch漫ro质no来us卖T怪ra寄ns牲fe维r它Mo擦de)AT耕M是建枪立在烘电路狸交换眼和分征组交渣换的维基础队上的肠一种床面向勇连接喂的快破速分四组交涝换技筝术。AT蹄M采用液定长馒分组梁作为须传输剥和交寸换的算单位医。这顾种定征长分守组叫欠做信冠元(c大el拨l)。当用异户的AT梯M信元韵需要凭传送蒙时,皆就可江插入王到SD障H的一障个帧律中。SD拴H传送绢的同难步比卖特流胆被划白分为重一个习个固秋定时韵间长抢度的懒帧(宴时分设复用醉帧)僵。如果果用户暮有很辞多信值元要省发送诵,就犁可以跟接连祥不断榨地发曾送出西去。坐只要SD霉H的帧友有空养位置乖就可角以将呀这些堡信元刊插入澡进来筋。每一券个用源户发正送的AT支M信元俯在每榜一时恒分复驴用帧苍中的辅相对烂位置桃不是饿固定许不变校的。

“异闸步”赏是指泪将AT盒M信元沫“异贤步”勿插入端到同考步的SD金H比特泡流中绑。“异耳步”伴的含宗义AT超M网络思中的喜网络丑元素AT台M端点纪(又炼称为AT绳M端系相统)驼通过冲点到脊点链课路与AT慎M交换临机相立连。AT束M交换跌机是静一个侦快速壤分组微交换争机(勤交换俗容量版高达吩数百Gb底/s),楼其主姥要构判件是乐:交换碑结构(s景wi证tc晓hi赔ng缩慧f征ab寒ri认c)若干另个高帖速输愤入端蜡口和夺输出棋端口必要坛的缓傲存AT株M的交积换结们构AT梁M交换站机交换纲结构输入也信元输出脱信元5.迅6桥AT挂M2.劈燕A卡TM的体星系结亭构3.狼AT末M业务即类别恒定篇比特盯率业脑务CB迁R(竟Co丧ns丸ta糊ntBi宗t拍Ra鸡te验):提忙供固列定带嚷宽连张接,驳业务吓时延且受到退严格抵限制实时较变比词特率述业务rt互-V息BR访(r筑ea网l-蜜ti盘meVa芦ri蛇ab招le屋B辜it扰R查at框e):为限以变恶速率疮发送料数据艇,同府时又芹有严信格时撒间要毛求的伯应用清(如少压缩鸦视频鸽)提哈供服窜务非实燥时变哈比特煤率业种务nr拦t-沫VB货R(铺no沸n-稍re兰al积-t吐im换eVa清ri墙ab爽le厦B追it备R塔at留e):要初求数疮据及倚时传袋输到抚目的煤地,孙但可贯以容搜许一颜定的棋延迟指抖动(J甘it搬te谣r)可用墓比特勤率业贵务AB娃R(授Av夹ai廉la朗bl繁eBi贺t畏Ra伸te蛇):对足吞吐郊量和绣时延史要求举不确乒定,四对信摔元丢笔失率朱要求毅不高凳的应杨用非特爽定比欲特率灵业务UB蓝R(普Un瞒sp麻ci港fi阳edBi徒t塘Ra末te饭):适躬合非手紧急皂应用爸,或割是对密业务刻质量即没有面特定闸要求饲的应捉用。

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入入出出端口VPI/VCI端口VPI/VCI43/1729/353/搬1742肿/5骡56/克359/量35交换倍机X的VP调I/主VC周I转换腹表交换自机Y的VP零I/悼VC衔I转换意表交换惹机Z的VP味I/莫VC供I转换宿表

入入出出端口VPI/VCI端口VPI/VCI19/3546/35

入入出出端口VPI/VCI端口VPI/VCI46/35242/55端点A通过AT赴M交换携机X,卧Y和Z与端竹点B建立妙了一驶条逻呼辑连感接字段妥含义PT有效旗载荷姑类型广。其娇值及铺含义触如下浸。00似0:用户急数据系信元寇,无嘉拥塞武,信谎元类正型0。00洲1:用户错数据馒信元梳,无移拥塞席,信利元类偶型1。01戏0:用户浊数据渡信元耐,经锈历了牛拥塞丛,信雕元类疲型0。01讯1:用户体数据司信元驴,经砌历了坛拥塞径,信敲元类利型1。10汉0:相邻抱交换兽机之家间的绕维护趴信息彼。10泽1:源和就目的证交换敏机之分间的舍维护幼信息森。11坦0:资源利管理墓信元研。11也1:保留那。字段率含义CL斯P信元僻丢弃继优先透权,流值由颂主机朱确定际。冠当必鸽须丢女弃信要元时淋,总歼是试截图先释丢弃CL揪P为1的信渔元。HE左C头校辞验和饺。AT位M层不掀对有杏效载贷荷(用户侨数据)进行伪差错之控制剪。校验约和为CR纽奉C码,去生成耀多项由式为敲:x8+x2+x弱+1)AT赤M网络AB交换禽机X交换到机YUN另IUN逮INN浮INN定

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