【正文】 法 。 這種路由選擇策略的關(guān)鍵是要算出給定網(wǎng)絡(luò)中任意兩個(gè)結(jié)點(diǎn)之間的 最短路徑 ， 然后 制作出 相應(yīng)的路由表 。 路由表是在整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行 配置 時(shí)生成的 ， 并且在此后的一段相當(dāng)時(shí)間內(nèi)保持固定不變 。 自適應(yīng)路由選擇 也叫做動(dòng)態(tài)路由選擇 ， 其特點(diǎn)是能較好地適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的變化 ， 但實(shí)現(xiàn)起來較為復(fù)雜 。 從路由的選擇能否隨網(wǎng)絡(luò)的變化而自適應(yīng)地進(jìn)行調(diào)整變化來區(qū)分 ， 路由策略可分為 兩大類 ， 即非自適應(yīng)路由選擇策略與自適應(yīng)路由選擇策略 。 路由策略 是解決路由的選擇能否適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜蜖顟B(tài)變化的問題 。 6）算法應(yīng)是 最佳 的。 4） 算法應(yīng)具有 穩(wěn)定性 。 2） 算法在計(jì)算上應(yīng)盡可能 簡(jiǎn)單 。 用鏈路的有序集表示 ， 則為 ( l1,l3 ) 、 ( l2,l4,l7 )和( l2,l6 )， 等等 。 二、路由選擇算法 交 換 技 術(shù)第 5 章分 組 交 換55 路由表的簡(jiǎn)化 考慮下圖所示的網(wǎng)絡(luò) ， 網(wǎng)絡(luò)圖 G=(V,E)， 其中 ，V={A,B,C,D,E,F} ， E={l1,l2,… l10}。 可用一組鏈路的有序集 (l1,l2,… ,ln)來表示網(wǎng)絡(luò)的一條有向通路 (Path)， 該通路稱為 “ 分組傳送路徑 ” (Route)。 (1) 用圖表示網(wǎng)絡(luò) 可以用圖論中的 “ 圖 ” (Graph)表示一個(gè)分組交換網(wǎng)絡(luò) ， 圖的 “ 頂點(diǎn) ” 表示網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn) ， 連接頂點(diǎn)的 “ 邊 ”表示網(wǎng)絡(luò)鏈路 。 目前廣域分組交換網(wǎng)大都采用路由表法實(shí)現(xiàn)分組的轉(zhuǎn)發(fā) ，同時(shí)也可以支持標(biāo)頭指示法 ， 下面集中討論得到最廣泛應(yīng)用的路由表法 ,大型網(wǎng)絡(luò)使用路由選擇算法來產(chǎn)生路由表 。 默認(rèn)路由比其它項(xiàng)目的優(yōu)先級(jí)低 。 右圖網(wǎng)絡(luò)各結(jié)點(diǎn)的路由表如下圖 。 被標(biāo)識(shí)的結(jié)點(diǎn)和鏈路的出現(xiàn)順序 ， 應(yīng)與分組穿越網(wǎng)絡(luò)的次序相符 。 因此每個(gè)分組的傳送路徑在它進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)之前就必須確定 。 本節(jié)的主要內(nèi)容 交 換 技 術(shù)第 5 章分 組 交 換51 (1) 標(biāo)頭指示法 標(biāo)頭指示法是由源結(jié)點(diǎn)將路由信息標(biāo)識(shí)在每個(gè)分組的標(biāo)頭中 ， 故又稱為 源路由法 。 由于源結(jié)點(diǎn)和目的結(jié)點(diǎn)不一定相鄰 ， 中間可能要經(jīng)過若干結(jié)點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)間的鏈路 ， 因此必須為分組選擇路由 ， 即確定傳送路徑 。 DG方式中的各個(gè)分組是獨(dú)立選路 ， 因而會(huì)引起失序 。 DG方式對(duì)每個(gè)分組都要獨(dú)立地進(jìn)行選路 。 DG方式提供無連接服務(wù) ， 適用于詢問 /響應(yīng)型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 。 DG方式中各個(gè)分組可選擇不同路由 ， 對(duì)故障的防衛(wèi)能力較強(qiáng) ， 從而可靠性較高 。 采用虛電路方式的好處 交 換 技 術(shù)第 5 章分 組 交 換49 三 、 虛電路與數(shù)據(jù)報(bào)的比較 (1) 分組 首部 DG方式的分組首部包含詳細(xì)的目的地址 ，而 VC方式的分組首部只含有建立的 VC的邏輯信道標(biāo)識(shí) 。 通過用戶發(fā)送呼叫請(qǐng)求分組建立的虛電路稱為 SVC。因此虛電路對(duì)通信的服務(wù)質(zhì)量 QoS有比較好的保證 。 交 換 技 術(shù)第 5 章分 組 交 換47 虛電路方式示意圖 BACED H1HHHHH32456 通 信 子 網(wǎng)V C 2V C 1交 換 技 術(shù)第 5 章分 組 交 換48 虛電路的好處是所有發(fā)送的分組都按發(fā)送的前后順序進(jìn)入管道 ， 然后按照先進(jìn)先出的原則沿著虛電路傳送到目的主機(jī) ， 分組不會(huì)因網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞而丟失 (建立虛電路連接時(shí) ， 在結(jié)點(diǎn)交換機(jī)中預(yù)留了緩沖區(qū) )， 而且分組到達(dá)目的主機(jī)的順序與發(fā)送時(shí)的順序一致 。 二、虛電路 46 主機(jī)要通信首先要發(fā)起一個(gè)虛呼叫 VC即一個(gè)特定格式的 “ 呼叫請(qǐng)求 ” 控制分組到目的主機(jī) ， 要求建立連接， 同時(shí)尋找合適的路由 ， 目的主機(jī)同意通信就發(fā)回一個(gè)“ 呼叫接受 ” 的響應(yīng)分組 ， 然后就可以傳送數(shù)據(jù)分組 ，數(shù)據(jù)傳送完畢后要釋放該虛電路 。 在一條物理線路上可以同時(shí)存在多個(gè)虛電路 ， 也就是支持多個(gè)邏輯連接 。 在虛電路方式下 ， 屬于同一呼叫的各個(gè)數(shù)據(jù)分組均沿著同一虛電路流動(dòng) (路由相同 )， 分組的路由選擇是以呼叫為單位的 ， 而不是以單個(gè)分組為單位進(jìn)行的 。 交 換 技 術(shù)第 5 章分 組 交 換44 數(shù)據(jù)報(bào)方式示意圖 BACED H1HHHHH32456 通 信 子 網(wǎng)交 換 技 術(shù)第 5 章分 組 交 換45 虛電路方式是在用戶數(shù)據(jù)傳送前 ， 先要通過發(fā)送呼叫請(qǐng)求分組建立端到端之間的連接通路 。 分組交換方式 數(shù)據(jù)報(bào) ( DG ) 虛電路 ( VC ) ｛ 一、數(shù)據(jù)報(bào) 數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)的特點(diǎn)是：主機(jī)只要想發(fā)送數(shù)據(jù)隨時(shí)可以發(fā)送，每個(gè)分組獨(dú)立在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部流動(dòng)，路由靈活，便于繞過過于繁忙或發(fā)生故障的節(jié)點(diǎn)或鏈路，比較適合于短報(bào)文傳送，在傳送多分組報(bào)文時(shí)由于各分組獨(dú)立選路，先發(fā)送的分組不一定先到達(dá)目的地，因此需要對(duì)屬于同一報(bào)文的分組編排序號(hào)。 因此 ， 屬于同一報(bào)文的分組需要編排序號(hào) 。 優(yōu)點(diǎn) 數(shù)據(jù)報(bào)方式路由靈活 ， 便于繞過過于繁忙或發(fā)生故障的結(jié)點(diǎn)或鏈路 ， 并且比較適合于短報(bào)文的傳送 。 整個(gè)分組交換網(wǎng)還需要專門的管理和控制機(jī)制 。 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)通信量大時(shí) ， 這種時(shí)延也可能會(huì)很大 。 分組交換網(wǎng)常采用網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ， 當(dāng)發(fā)生網(wǎng)絡(luò) 擁塞 或少數(shù)結(jié)點(diǎn) 、 鏈路出現(xiàn)故障時(shí) ， 可靈活地改變路由而不致引起通信的中斷或全網(wǎng)的癱瘓 。 一個(gè)分組交換網(wǎng)可以容許很多主機(jī)同時(shí)進(jìn)行通信 ， 而一個(gè)主機(jī)中的多個(gè)進(jìn)程也可以各自和不同主機(jī)中的不同進(jìn)程進(jìn)行通信 。 分組交換網(wǎng)由交換結(jié)點(diǎn)和鏈路組成 ， 鏈路的傳輸采用分組復(fù)用 ， 而結(jié)點(diǎn)的交換采用分組交換 。 分組交換里面的每個(gè)分組由首部和數(shù)據(jù)兩部分組成，分組的首部包含比如目的地和源地址等重要的控制信息，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，只需處理首部即可獲知將分組發(fā)往何處。 分組與報(bào)文的關(guān)系如下圖所示 。 分組交換繼承了存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)這一交換機(jī)制 ， 但存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的基本數(shù)據(jù)單元是分組 （ 又稱為包 ） 。 在電信網(wǎng)中 ， 電報(bào)通信用的是存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)式 ， 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的基本單位是電報(bào)的數(shù)據(jù)報(bào)文 ， 稱為報(bào)文交換 。 有了時(shí)隙標(biāo)頭之后，時(shí)隙 (分組 )既可以定長(zhǎng)也可以變長(zhǎng)。代價(jià)是標(biāo)頭的開銷，標(biāo)頭一般若干個(gè)字節(jié)，為了減小開銷，時(shí)隙長(zhǎng)度需增加，是一個(gè)包含許多字節(jié)的分組，異步時(shí)分復(fù)用又叫分組復(fù)用?？梢猿浞掷每臻e時(shí)隙傳輸數(shù)據(jù)。 圖 59假定有 4個(gè)數(shù)據(jù)用戶 ABCD復(fù)用一條鏈路來傳輸，在第一個(gè)時(shí)隙 AB有數(shù)據(jù)發(fā)送， CD無數(shù)據(jù)發(fā)送，在第二個(gè)時(shí)隙 BC有數(shù)據(jù)而 AD無數(shù)據(jù)。 異步時(shí)分復(fù)用又稱為分組復(fù)用 ， 它能充分利用空閑時(shí)隙來傳送數(shù)據(jù) 。 復(fù)用鏈路ABCD輸入數(shù)據(jù)源t0t1t2t3t4A1B1B2C2同步時(shí)分復(fù)用第 1 幀 第 2 幀異步時(shí)分復(fù)用 A1B1B2C2額外可用時(shí)間表示數(shù)據(jù) 表示時(shí)隙標(biāo)頭 異步時(shí)分復(fù)用 又稱為統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用 ， 它也分時(shí)隙 ， 但它是通過時(shí)隙的標(biāo)頭信息來區(qū)分不同的信息通路 。 由此可見，必須尋找出新的適合于計(jì)算機(jī)通信的交換技術(shù)，這就要求改變傳統(tǒng)的交換方式。 利用電路交換可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信 ， 計(jì)算機(jī)代替電話終端 ， 需要設(shè)置一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備 ， 即調(diào)制解調(diào)器 ， 優(yōu)點(diǎn)是通路建立后 ， 端到端的傳輸延時(shí)極少 ，適合承載對(duì)時(shí)延要嚴(yán)格要求的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) ， 但計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通常是隨機(jī)而 突發(fā) 地出現(xiàn)的通信線路利用不到 10%， 因此電路交換所建立的物理通路用來傳送數(shù)據(jù)的 效率 很低 。 分組交換原理 電路交換技術(shù)不適合計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信 異步時(shí)分復(fù)用 分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā) 分組交換方式 （ 數(shù)據(jù)報(bào)和虛電路 ） 交 換 技 術(shù)第 5 章分 組 交 換31 本節(jié)的主要內(nèi)容 交 換 技 術(shù)第 5 章分 組 交 換32 電路交換技術(shù)不適合 計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信 電路交換是根據(jù)用戶的呼叫請(qǐng)求 ， 由網(wǎng)絡(luò)預(yù)先給用戶分配傳輸帶寬 。 這兩種交換的機(jī)制存在本質(zhì)的區(qū)別 。 但實(shí)際上這兩個(gè)層次還是很重要的 。 TCP/IP模型的通用性較差 ， 很難用它來描述其他種類的協(xié)議棧 。 交 換 技 術(shù)第 5 章分 組 交 換29 TCP/IP 的不足之處 TCP/IP的模型對(duì) “ 服務(wù) ” 、 “ 協(xié)議 ” 和 “ 接口” 等概念并沒有很清楚地區(qū)分開 。 一直到很晚 OSI才開始制定無連接服務(wù)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 。 ISO認(rèn)識(shí)到了網(wǎng)際協(xié)議 IP的重要性后 ， 只好在網(wǎng)絡(luò)層中劃分出一個(gè)子層來完成類似TCP/IP中 IP的作用 。 交 換 技 術(shù)第 5 章分 組 交 換28 TCP/IP 體系各層協(xié)議概述 TCP/IP 與 OSI 的比較 (1) TCP/IP一開始就考慮到多種異構(gòu)網(wǎng)的互連問題 ，并將網(wǎng)際協(xié)議 IP作為 TCP/IP的重要組成部分 。 與網(wǎng)際協(xié)議 IP配合使用的還有三個(gè)協(xié)議 ， 這就是 Inter控制報(bào)文協(xié)議 ICMP、 地址解析協(xié)議 ARP和逆地址解析協(xié)議 RARP。 網(wǎng)際層 主要協(xié)議是無連接的網(wǎng)際協(xié)議 IP。 另一種是無連接的用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 UDP。 應(yīng) 用 層（ 各 種 應(yīng) 用 協(xié) 議如 T E L N E T 、 F T P 、 S M T P 等 ）運(yùn) 輸 層 T C P ， U D P網(wǎng) 際 層 I PO S I T C P / I P7 應(yīng) 用 層6 表 示 層5 會(huì) 話 層4 運(yùn) 輸 層3 網(wǎng) 絡(luò) 層2 數(shù) 據(jù) 鏈 路 層1 物 理 層網(wǎng) 絡(luò) 接 口 層應(yīng)用層 這層中有許多著名協(xié)議 ， 如遠(yuǎn)程登錄協(xié)議 TELNET、 文件傳送協(xié)議 FTP、 簡(jiǎn)單郵件傳送協(xié)議 SMTP等 。 交 換 技 術(shù)第 5 章分 組 交 換27 TCP/IP體系共有 4個(gè)層次 ， 從上到下分別是應(yīng)用層 、 運(yùn)輸層 、 網(wǎng)際層和網(wǎng)絡(luò)接口層 。 （ 3） 應(yīng)用層 （ Application Layer） TCP/IP體系結(jié)構(gòu) 互聯(lián)網(wǎng) (Inter)使用的 TCP/IP體系在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域占有重要地位 。 OSI的 7層體系結(jié)構(gòu)中 ， 下面的四層 ， 即物理層， 數(shù)據(jù)鏈路層 ， 網(wǎng)絡(luò)層 ， 傳輸層與前面介紹的完全相同 。 為了使用采用不同數(shù)據(jù)表示法的計(jì)算機(jī)之間能進(jìn)行通信 ， 使用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可以抽象的方式來定義 ，并使用標(biāo)準(zhǔn)的編碼方式 ， 表示層管理這些抽象數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ， 并在計(jì)算機(jī)內(nèi)部完成原始表示法和網(wǎng)絡(luò)表示法之間的轉(zhuǎn)換 。 這可以通過雙方交換令牌 (Token)來實(shí)現(xiàn)，令牌是發(fā)送權(quán)的標(biāo)記，只有持有令牌的一方才有權(quán)發(fā)送數(shù)據(jù)。 會(huì)話層提供的一種服務(wù)是：會(huì)話管理，允許會(huì)話雙方進(jìn)行全雙工或分時(shí)半雙工。 這 3個(gè)層次從上到下的名稱是：應(yīng)用層 、 表示層和會(huì)話層 。 所有這些對(duì)上一層 (服務(wù)用戶 ) 來說就相當(dāng) 于一個(gè)服務(wù)提供者。 任何相鄰兩層之間的關(guān)系如下圖所示 。 SAP是一個(gè)抽象的概念 ， 它實(shí)際上就是一個(gè)邏輯接口 ， 不同于通常所說的硬件設(shè)備之間的并行接口或串行接口 。 上層使用下層所提供的服務(wù)必須通過層間交換的命令來實(shí)現(xiàn) ， 這些命令稱為 服務(wù)原語 。 還應(yīng)注意， 并非在一個(gè)層內(nèi)完成的全部功能都稱為服務(wù) 。 其次 ， 協(xié)議是 “ 水平的 ” ， 即協(xié)議是控制對(duì)等實(shí)體之間通信的規(guī)則 。 本層的服務(wù)用戶只能看見服務(wù)而無法看見下面的協(xié)議 。 而要實(shí)現(xiàn)本層協(xié)議 ， 還需要使用下一層所提供的服務(wù) 。協(xié)議的語法方面的規(guī)則定義了所交換的信息的格式 ， 而協(xié)議的語義方面的規(guī)則定義了發(fā)送者或接收者所要完成的操作 ,比如何種情況