计算机网络与通信(第6章)课件.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第,6,章 广域网,第,6,章 广域网,6.1,概述,6.2,广域网传输控制机制,6.3 X.25,和帧中继,6.4,异步传输模式,6.1,概述,WAN,的拓扑结构,:,交换结点通过长距离的点对点链路互连，一般呈网状拓扑典型的,WAN,技术有,X.25,、帧中继,(Frame Relay,FR),和异步传输模式,(Asynchronous Transfer Mode,ATM),等WAN(,网形拓扑、交换式网络,),的网络结构,6.2,广域网传输控制机制,6.2.1,数据交换技术,结点之间的两两直接连接，线路数,L=n(n-1)/2,当,n,线性增长时，,L,呈,指数增长实用中仅仅铺设有限的线路，利用交换技术解决网络的数据传输问题有,3,种基本的交换技术：,电路交换,(Circuit Switching),通过物理设备实现传输线路的转接，在通信的双方建立一条传输链路。

电路交换进行一次通信要经过三个过程：电路建立、数据传输和电路释放优点是数据传输可靠、迅速，保持顺序缺点是线路的利用率不高6.2.1,数据交换技术,报文交换,(Message Switching),以报文为单位的存储转发,(Store and Forward),的转接方式与电路交换相比有如下特点：,报文传输的线路不是专用的，可以被多个传输所利用,不要求收方和发方同时处于可用状态可以实现一对多的传输，可以实现优先级传输中间结点可及时进行差错控制，而不用等到目的结点在解决传输时延比电路交换大分组交换,(Packet Switching),以分组为单位的存储转发的传输方式优点主要有：,6.2.1,数据交换技术,由于长度小，转接中分组可缓于转发结点的内存中，提高了转发速度各转发结点并行进行处理，降低了传输时间对于传输中的错误，只需要发出错的分组，提高了效率分组交换分为两种方式：数据报,(Datagram),和虚电路,(Virtual Circuit),虚电路：交换虚电路,(Switched Virtual Circuit,SVC),和永久虚电路,(Permanent Virtual Circuit,PVC),两种。

虚电路分组交换方式提供的网络服务是面向连接的服务,(Connection-Oriented Service),，而数据报分组交换方式提供的网络服务是无连接的服务,(Connectionless Service),6.2.1,数据交换技术,快速分组交换,(Fast Packet Switching,FPS),当一个帧还没有接收完时就开始转发此帧，称为,FPS,数据交换方式示意图,6.2.2,分组转发和动态路由,分级的编址方式,LAN,采用单一编址方案,(Flat Addressing Scheme),WAN,采,用分级编址方案,(Hierarchical Addressing Scheme),WAN地址,6.2.2,分组转发和动态路由,分组转发机制,基于路由表的下一跳分组转发机制路由表,(Routing Table),中最重要的两项内容为分组发往的目的站以及分组路径上的下一跳,(Next Hop),交换机以分组的目的站地址为索引，查询路由表，得到转发路径上的下一跳，将报文转发出去简化：确定下一跳只根据目的站地址中的交换机号进一步简化：默认路由,(Default Route),代替所有的具有相同“下一跳”的表项。

6.2.2,分组转发和动态路由,交换机,2,的路由表,6.2.2,分组转发和动态路由,路由算法,静态路由,(Static Routing),动态路由,(Dynamic Routing),路径度量,(Metric),距离：路径的长度跳数：路径所经过的交换机数目时延：分组由源站到达目的站所花费的时间费用：借助电信等部门的通信线路需交纳费用可靠性：链路的误码率研究,WAN,的路由问题时，,WAN,可以用一个图来表示路由算法或称路由选择算法是由图求出优化路由的算法路由协议或称路由选择协议，执行路由算法的协议6.2.3,拥塞控制,网络拥塞,(Congestion),现象,拥塞是分组交换网共同的问题，主要是因分组交换结点的负载相对它的处理能力过重而引起增大交换结点的处理能力和缓存空间对解决拥塞是有益的处理能力是越大越好，但缓存空间并非如此拥塞时描述网络的性能：吞吐量,(Throughput),和端到端的时延,(Delay),用图表示一个广域网,6.2.3,拥塞控制,拥塞控制的基本策略,开环控制,面向连接的,WAN,常使用开环控制，基于资源预约,(Resource Reservation),和接纳控制,(Admission Control),。

6.2.3,拥塞控制,漏桶算法,(Leaky Bucket Algorithm),是一种著名的开环控自算法令牌桶算法,(Token Bucket Algorithm),漏桶算法示意图,6.2.3,拥塞控制,闭环控制,交换结点负责监视和报告拥塞源结点在收到拥塞信息后降低输出分组流，即源抑制,(Source Quench),分组丢弃,葡萄酒策略，牛奶策略随机早期检测,(Random Early Detection,RED),RED,丢弃策略是：,当 ，不丢弃分组当 ，丢弃到达的分组当 ，按概率,p,丢弃分组6.3 X.25,和帧中继,1976,年,CCITT,提出的,X.25,建议，成为分组交换公共数据网,(Packet Switched Public Data Network,PSPDN),的基础采用,X.25,建议标准接入的,PSPDN,称为,X.25,网欧洲的早期分组交换广域网是,X.25,网X.25,借助于网，容易受到各种干扰，因此进行两级的差错控制帧中继,(Frame Relay,FR),由,AT&T,于,1986,年提出与,X.25,网分为物理层、数据链路层和分组层相比，,FR,只有物理层和数据链路层；使用快速分组交换,(FPS),；采用面向连接的虚电路交换方式，主要是为长距离用户提供,PVC,链路。

6.4,异步传输模式,6.4.1,信元交换,同步传输模式,(Synchronous Transfer Mode,STM),STM,采用时分复用,TDM,技术，而,ATM,采用统计时分复用,STDM,技术ATM,传输的单位是信元,(Cell),，长度为,53B,当交换结点收到信头，,ATM,就开始转发信元，属于,FPS,ATM,采用面向连接的技术，,ATM,是建立在面向连接的虚电路分组交换技术基础之上的一种,FPS,，它交换的分组是信元ATM,建立在大容量光纤传输媒体的基础上，不进行流量控制，也几乎没有差错控制6.4.2 ATM,体系结构,ATM,的层次结构,物理层,PMD,子层：提供与媒体相关的接口，发送和接收比特流，进行编码和解码、比特定时和光电转换等PMD,子层的规范主要是,155.52Mbit/s,和,622.08Mbit/s,的,SDH/SONET,接口6.4.2 ATM,体系结构,TC,子层：进行,ATM,信元流和比特流的转换TC,子层需要进行以下操作：,信元差错校验传输帧的生成与恢复速度适配信元定界ATM,信元装载于,STM-1,帧的例子,6.4.2 ATM,体系结构,ATM,层,信元格式,UNI(a),和,NNI,（,b,）的信元头部,6.4.2 ATM,体系结构,信元传输,ATM,连接用,VP,和,VC,表示。

VC,是,ATM,层的基本元素，一个,VC,表示传送,ATM,信元的一条通道，用,VCI,标识一个,VP,包含一组,VC,，,VP,用,VPI,标识ATM,层根据信元首部的,VPI/VCI,和,ATM,交换机的,VPI/VCI,转换表,(,路由表,),转发信元转换表示建立连接时由信令协议在交换结点上建立的转换表的基本信息是：,(,入口端口号，入口,VPI/VCI,；出口端口号，出口,VPI/VCI),信元的复用,/,解复用,6.4.2 ATM,体系结构,ATM,信元传输示例,6.4.2 ATM,体系结构,AAL,层,对用户屏蔽,ATM,层的具体特性，实现端到端的通信AAL,仅在,ATM,网络的端点,(,主机、,IP,路由器等,),实现四种类型,AAL,协议，即,AAL1,、,AAL2,、,AAL3/4,和,AAL5,AAL5,称为简单有效的适配层,(Simple and Efficient Adaptive Layer,SEAL),，是应用最广泛的,AAL,层协议AAL5,分为汇聚子层,(Convergence Sublayer,CS),和分断重组子层,(Segmentation And Reassembly,SAR),，,SAR,在,CS,之下。

CS,又分为特定业务子层,(Service Specific CS,SSCS),和公共部分汇聚子层,(Common Part CS,CPCS),，,CPCS,在,SSCS,之下6.4.2 ATM,体系结构,ATM,网络的协议结构,6.4.2 ATM,体系结构,AAL5,数据处理,6.4.3 ATM,服务质量和服务类型,网络,QoS,参数和用户通信量参数,下面,3,个参数用来描述网络提供的,QoS,：,信元丢失率,(Cell Loss Ratio,CLR),信元传送时延,(Cell Transfer Delay,CTD),信元时延偏差,(Cell Delay Variation,CDV),以下,5,个参数用来描述用户的通信量：,峰值信元速率,(Peak Cell Rate,PCR),最小信元速率,(Minimum Cell Rate,MCR),持续信元速率,(Sustained Cell Rate,SCR),最大突发量,(Maximum Burst Size,MBS),信元时延偏差容差,(Cell Delay Variation Tolerance,CDVT),6.4.3 ATM,服务质量和服务类型,ATM,服务类型,ATM,论坛制定了,5,种服务类型：,恒定比特率,(Constant Bit Rate,CBR),实时可变比特率,(real-time Variable Bit Rate,rt-VBR),非实时可变比特率,(non-real-time Variable Bit Rate,nrt-VBR),。

不指明比特率,(Unspecified Bit Rate,UBR),可用比特率,(Available Bit Rate,ABR),6.4.3 ATM,服务质量和服务类型,写在最后,成功的基础在于好的学习习惯,The foundation of success lies in good habits,31,结束语,当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的，所以不要放弃，坚持就是正确的When You Do Your Best,Failure Is Great,So DonT Give Up,Stick To The End,演讲人：,XXXXXX,时 间：,XX,年,XX,月,XX,日,。