【正文】 A C D B H6 E 分組交換網(wǎng) 數(shù)據(jù)報(bào)提供的服務(wù)是不可靠的， 它不能保證服務(wù)質(zhì)量。 實(shí)際上 “ 盡最大努力交付 ” 的服務(wù) 就是沒(méi)有質(zhì)量保證的服務(wù)。 提供虛電路服務(wù)的特點(diǎn) H1 H5 H2 H4 H3 A C D B H6 E 分組交換網(wǎng) H1 要和 H5 通信 主機(jī) H1 先向主機(jī) H5 發(fā)出一個(gè)特定格式的控制信息分組， 要求進(jìn)行通信，同時(shí)尋找一條合適路由。若主機(jī) H5 同意 通信就發(fā)回響應(yīng)，然后雙方就建立了虛電路。 虛電路 H1 向 H5 發(fā)送的 所有分組都沿此 虛電路傳送。 提供虛電路服務(wù)的特點(diǎn) H1 H5 H2 H4 H3 A C D B H6 E 分組交換網(wǎng) 同理，主機(jī) H2 和主機(jī) H6 通信之前，也要建立虛電路。 提供虛電路服務(wù)的特點(diǎn) H1 H5 H2 H4 H3 A C D B H6 E 分組交換網(wǎng) 在虛電路建立后，網(wǎng)絡(luò)向用戶(hù)提供的服務(wù)就好像在 兩個(gè)主機(jī)之間建立了一對(duì)穿過(guò)網(wǎng)絡(luò)的 數(shù)字管道 。 所有發(fā)送的分組都按順序進(jìn)入管道，然后按照 先進(jìn)先出的原則沿著此管道傳送到目的站主機(jī)。 提供虛電路服務(wù)的特點(diǎn) H1 H5 H2 H4 H3 A C D B H6 E 分組交換網(wǎng) 到達(dá)目的站的分組順序就與發(fā)送時(shí)的順序一致， 因此網(wǎng)絡(luò)提供虛電路服務(wù)對(duì)通信的 服務(wù)質(zhì)量 QoS (Quality of Service)有較好的保證。 兩種服務(wù)的思路不同 ? 虛電路服務(wù)的思路來(lái)源于傳統(tǒng)的電信網(wǎng)。電信網(wǎng)負(fù)責(zé)保證可靠通信的一切措施，因此電信網(wǎng)的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)復(fù)雜而昂貴。 ? 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)力求使網(wǎng)絡(luò)生存性好和使得網(wǎng)絡(luò)的控制功能分散，因而只能要求網(wǎng)絡(luò)提供盡最大努力的服務(wù)。 可靠通信由用戶(hù)終端中的軟件（即 TCP）來(lái)保證。 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)與虛電路服務(wù)之爭(zhēng) ? 網(wǎng)絡(luò)只提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)可大大簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)層的結(jié)構(gòu)和處理開(kāi)銷(xiāo)，提高傳輸速率。 ? 技術(shù)的進(jìn)步使得網(wǎng)絡(luò)出錯(cuò)的概率已越來(lái)越小，因而讓主機(jī)負(fù)責(zé)端到端的可靠性不但不會(huì)給主機(jī)增加更多的負(fù)擔(dān)，反而能夠使更多的應(yīng)用在這種簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行。 ? 因特網(wǎng)發(fā)展到今天的規(guī)模，充分說(shuō)明了在網(wǎng)絡(luò)層提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)是非常成功的。 數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路的優(yōu)缺點(diǎn) ? 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)對(duì)軍事通信有其特殊的意義。當(dāng)某個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，后續(xù)的分組就可另選路由，因而提高了可靠性。 ? 但在使用虛電路時(shí)，結(jié)點(diǎn)發(fā)生故障就必須重新建立另一條虛電路。 ? 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)還很適合于將一個(gè)分組發(fā)送到多個(gè)地址 (即廣播或多播 )。 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和虛電路服務(wù) 優(yōu)缺點(diǎn)的歸納 對(duì)比的方面 虛電路服務(wù) 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù) 思路 可靠通信應(yīng)當(dāng) 可靠通信應(yīng)當(dāng) 由網(wǎng)絡(luò)來(lái)保證 由用戶(hù)主機(jī)來(lái)保證 連接的建立 必須有 不要 目的站地址 僅在連接建立階段 每個(gè)分組都有 使用，每個(gè)分組使 目的站的全地址 用短的虛電路號(hào) 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和虛電路服務(wù) 優(yōu)缺點(diǎn)的歸納 對(duì)比的方面 虛電路服務(wù) 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù) 分組的轉(zhuǎn)發(fā) 屬于同一條虛電路 每個(gè)分組獨(dú)立選擇 的分組均按照同一 路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā) 路由進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā) 當(dāng)結(jié)點(diǎn)出 所有通過(guò)出故障的 故障結(jié)點(diǎn)可能丟失 故障時(shí) 結(jié)點(diǎn)的虛電路 分組，一些路由 均不能工作 可能會(huì)發(fā)生變化 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)和虛電路服務(wù) 優(yōu)缺點(diǎn)的歸納 對(duì)比的方面 虛電路服務(wù) 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù) 分組的順序 總是按發(fā)送順序 到達(dá)目的站時(shí)不一定 到達(dá)目的站 按發(fā)送順序 端到端的 可以由分組交換網(wǎng) 由用戶(hù)主機(jī)負(fù)責(zé) 差錯(cuò)處理和 負(fù)責(zé)也可以由用戶(hù) 流量控制 主機(jī)負(fù)責(zé) 廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制 ? 在廣域網(wǎng)中，任意兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間可能存在多個(gè)連接（直接或間接的），因此在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間傳送的數(shù)據(jù)包就需要選擇一條最佳的傳輸路徑。 ? 網(wǎng)絡(luò)中間轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)在收到一個(gè)數(shù)據(jù)包時(shí)，也必須選擇一個(gè)最佳的轉(zhuǎn)發(fā)方向，實(shí)現(xiàn)分組的轉(zhuǎn)發(fā)。 廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制 ? “轉(zhuǎn)發(fā) ” (forwarding) 和“ 路由選擇 ” (routing)這兩個(gè)名詞的使用在過(guò)去有些混亂?，F(xiàn)在的文獻(xiàn)傾向于將它們區(qū)分開(kāi)來(lái)。 ? 轉(zhuǎn)發(fā)是當(dāng)交換結(jié)點(diǎn)收到分組后，根據(jù)其目的地址查找 轉(zhuǎn)發(fā)表 (forwarding table)，并找出應(yīng)從結(jié)點(diǎn)的哪一個(gè)接口將該分組發(fā)送出去。 ? 路由選擇是構(gòu)造 路由表 (routing table)的過(guò)程。 ? 路由表是根據(jù)一定的路由選擇算法得到的，而轉(zhuǎn)發(fā)表又是根據(jù)路由表構(gòu)造出的。 “轉(zhuǎn)發(fā)”和“路由選擇” ? 路由選擇協(xié)議負(fù)責(zé)搜索分組從某個(gè)結(jié)點(diǎn)到目的結(jié)點(diǎn)的最佳傳輸路由，以便構(gòu)造路由表。 ? 從路由表再構(gòu)造出轉(zhuǎn)發(fā)分組的轉(zhuǎn)發(fā)表。分組是通過(guò)轉(zhuǎn)發(fā)表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的。 ? 為了使討論更簡(jiǎn)單些，可以不嚴(yán)格區(qū)分“轉(zhuǎn)發(fā)”和“路由選擇”，也不一定使用“轉(zhuǎn)發(fā)表”這一名詞。 ? 在轉(zhuǎn)發(fā)分組時(shí)可以不是說(shuō)“查找轉(zhuǎn)發(fā)表”而是說(shuō)“查找路由表”。 路由選擇方法 ? 路由選擇是網(wǎng)絡(luò)層的主要功能，路由選擇在網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點(diǎn)和中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行。 ? 路由選擇需要對(duì)網(wǎng)內(nèi)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，必定會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)延遲。 ? 理想的路由選擇算法特征： ? 算法正確、簡(jiǎn)單，而且是最佳； ? 算法具有公平性、健壯性和穩(wěn)定性。 ? 實(shí)際的路由選擇算法只能是相對(duì)最佳的。 非適應(yīng)型路由選擇算法 ? 擴(kuò)散式（泛洪式） ：傳輸可靠性高，健壯性好，但無(wú)效傳輸量大，網(wǎng)絡(luò)開(kāi)銷(xiāo)大。 ? 隨機(jī)式 ：算法簡(jiǎn)單，但網(wǎng)絡(luò)效率較低。 ? 查表法 ：每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中有一張時(shí)延表和路由選擇表。分組根據(jù)時(shí)延表和路由選擇表確定輸出路徑。在業(yè)務(wù)量比較固定、節(jié)點(diǎn)和鏈路可靠性有一定保證的情況下，比較簡(jiǎn)單有效。 自適應(yīng)型路由選擇算法 ? 孤立式 ：根據(jù)本節(jié)點(diǎn)的輸出隊(duì)列長(zhǎng)度確定時(shí)延和路由選擇表。 ? 分布式 ：各相鄰節(jié)點(diǎn)之間周期性或不定期地交換各自的路由信息，并以此為基礎(chǔ)產(chǎn)生新的時(shí)延表和路由表。 ? 集中式 ：設(shè)置一個(gè)網(wǎng)絡(luò)控制中心，收集各節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息，計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的時(shí)延表和路由表。 ? 混合式 ：集中式和孤立式的結(jié)合。 廣域網(wǎng)中的分組轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制 ? 結(jié)點(diǎn)交換機(jī)中查找轉(zhuǎn)發(fā)表 ? 在路由表中使用默認(rèn)路由 ? 局域網(wǎng)中一般采用 平面地址結(jié)構(gòu) ( flat addressing )。 ? 廣域網(wǎng)中一般都采用 層次地址結(jié)構(gòu) ( hierarchical addressing )。 最簡(jiǎn)單的層次結(jié)構(gòu)地址舉例 ? 用二進(jìn)制數(shù)表示的主機(jī)地址劃分為前后兩部分。 ? 前一部分的二進(jìn)制數(shù)表示該主機(jī)所連接的分組交換機(jī)的編號(hào)。 ? 后一部分的二進(jìn)制數(shù)表示所連接的分組交換機(jī)的端口號(hào)，或主機(jī)的編號(hào)。 所連接的交換機(jī)的編號(hào) 所連接的交換機(jī)端口的編號(hào) 計(jì)算機(jī)在廣域網(wǎng)中的地址 按照目的站連接的交換機(jī)號(hào) 確定下一跳 ? 只要轉(zhuǎn)發(fā)表中目的站一欄中的交換機(jī)號(hào)相同，那么查出的“下一跳”就是相同的。 ? 在轉(zhuǎn)發(fā)分組時(shí)，可只根據(jù)分組的主機(jī)地址中的交換機(jī)號(hào)來(lái)查找轉(zhuǎn)發(fā)表。 ? 只有當(dāng)分組到達(dá)與目的主機(jī)相連的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)時(shí)，交換機(jī)才檢查第二部分地址（主機(jī)號(hào)），并通過(guò)合適的端口將分組交給目的主機(jī)。 網(wǎng)絡(luò)中圖的應(yīng)用 ? 可用圖論中的“ 圖 (graph)”來(lái)表示整個(gè)廣域網(wǎng)。 ? 用“ 結(jié)點(diǎn) ”表示廣域網(wǎng)上的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)，用連接結(jié)點(diǎn)與結(jié)點(diǎn)的“ 邊 ”表示廣域網(wǎng)中的鏈路。 ? 連接在結(jié)點(diǎn)交換機(jī)上的主機(jī)與分組轉(zhuǎn)發(fā)無(wú)關(guān)，因此在圖中可以不畫(huà)出。 用圖表示廣域網(wǎng)的例子 1 2 3 4 1 結(jié)點(diǎn) 邊 2 4 3 每一個(gè)結(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)表 1 2 4 3 目的站 下一跳 1 直接 2 3 3 3 4 3 結(jié)點(diǎn) 1 的轉(zhuǎn)發(fā)表 對(duì) 結(jié)點(diǎn) 1 的轉(zhuǎn)發(fā)表的第一個(gè)項(xiàng)目的解釋?zhuān)? 若到達(dá) 結(jié)點(diǎn) 1 的分組的目的地址是結(jié)點(diǎn) 1 上的主機(jī)， 則下一跳就是直接交付而不必再轉(zhuǎn)發(fā)其他結(jié)點(diǎn)。 每一個(gè)結(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)發(fā)表 1 2 4 3 目的站 下一跳 1 3 2 直接 3 3 4 4 結(jié)點(diǎn) 2 的轉(zhuǎn)發(fā)表 對(duì) 結(jié)點(diǎn) 2 的轉(zhuǎn)發(fā)表的第一個(gè)項(xiàng)目的解釋?zhuān)? 若到達(dá) 結(jié)點(diǎn) 2 的分組的目的地址是結(jié)點(diǎn) 1 上的主機(jī)， 則下一跳就應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)到結(jié)點(diǎn) 3。 在路由表中使用默認(rèn)路由 1 2 4 3 目的站 下一跳 1 直接 2 3 3 3 4 3 結(jié)點(diǎn) 1 的轉(zhuǎn)發(fā)表 這三個(gè)項(xiàng)目的“下一跳” 都是轉(zhuǎn)發(fā)到“ 3”（結(jié)點(diǎn) 3）。 可以合并 以結(jié)點(diǎn) 1 和結(jié)點(diǎn) 2 中的轉(zhuǎn)發(fā)表為例來(lái)討論 在路由表中使用默認(rèn)路由 1 2 4 3 目的站 下一跳 1 直接 默認(rèn) 3 結(jié)點(diǎn) 1 的轉(zhuǎn)發(fā)表 默認(rèn)路由 在路由表中使用默認(rèn)路由 1 2 4 3 目的站 下一跳 1 3 2 直接 3 3 4 4 結(jié)點(diǎn) 2 的轉(zhuǎn)發(fā)表 這兩個(gè)項(xiàng)目的“下一跳” 都是轉(zhuǎn)發(fā)到“ 3”（結(jié)點(diǎn) 3）。 可以合并 在路由表中使用默認(rèn)路由 1 2 4 3 目的站 下一跳 2 直接 4 4 默認(rèn) 3 結(jié)點(diǎn) 2 的轉(zhuǎn)發(fā)表 默認(rèn)路由 使用默認(rèn)路由使轉(zhuǎn)發(fā)表更加簡(jiǎn)潔，可減少查找轉(zhuǎn)發(fā)表的時(shí)間。 ? 1976年， ITUT（原 CCITT） ? ：分組式終端以專(zhuān)線方式接入公用分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)的 DTE－ DCE接口。 ? 所討論的都是以 面向連接的虛電路服務(wù)為基礎(chǔ)。 ? 三個(gè)功能層次： ?分組級(jí)（ Packet Level） ?幀級(jí) （ Frame Level） LAPB ?物理級(jí)（ Physical Level) 廣域網(wǎng) 規(guī)定了 DTEDCE 的接口 接口 接口 公用分組交換網(wǎng) VC2 VC1 DTE DTE DCE DCE DCE DTE 接口 的層次關(guān)系 LAPB 幀 分組 分組層（網(wǎng)絡(luò)層） 數(shù)據(jù)鏈路層 用戶(hù)數(shù)據(jù) 用戶(hù)數(shù)據(jù) LAPB首部 LAPB尾部 高層 物理層 ? DTE－ DCE之間的接口特性，為幀級(jí)提供一個(gè)物理連接，實(shí)現(xiàn)比特流的透明傳輸。 ? ： ? ITU－ T V系列建議，關(guān)于電話網(wǎng)上數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕涌跇?biāo)準(zhǔn)； ? ITU－ T X系列建議，關(guān)于公用數(shù)據(jù)網(wǎng)上數(shù)據(jù)通信的建議和接口標(biāo)準(zhǔn)； ? ITU－ T I 系列建議，關(guān)于 ISDN上數(shù)據(jù)、電話、圖像通信的接口標(biāo)準(zhǔn)。 （幀級(jí)） ? ISO開(kāi)發(fā)的高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程（ HDLC）的幀結(jié)構(gòu)，是 HDLC一個(gè)子集－平衡型鏈路接入規(guī)程 (LAPB)。 ? LAPB使用異步平衡模式，允許兩個(gè)復(fù)合站中的任何一個(gè)建立平衡連接，即雙向鏈路。 ? 。 ? ARQ方法。 （幀級(jí)） ? OSI 數(shù)據(jù)鏈路層 (Data Link Layer) 控制相鄰的兩個(gè)設(shè)備間通信。 ? 對(duì)每一鏈路需要獨(dú)立的鏈路控制，且跨越網(wǎng)絡(luò)。 1 Layers 37 DTE (DCE) LAPB