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第五章 广域网（4学时） （一）教学目的和要求 通过学习本章，掌握各种广域网的基本概念和体系结构、网络组成，掌握广域网中的路由选择机制，路由选择的一般原理，帧中继的概况、体系结构、帧格式及应用；熟练掌握网络层服务转发机制、拥塞控制；了解 x.25 网络与字符方式终端的连接，熟练掌握各种广域网的技术特点，ATM网技术。 （二）教学要点 1、广域网的基本概念 2、广域网中的分组转发机制 3、拥塞控制 4、X.25 网 5、帧中继FR 6、异步传递ATM （三）教学重点和难点 重点: 1、广域网的构成 2、广域网的分组转发机制，拥塞控制 3、帧中继FR 4、ATM的基本结构及其工作原理 难点: 1、广域网的分组转发机制，拥塞控制的原理 2、广域网中的路由选择机制 , 路由选择的一般原理 3、ATM网络的原理和工作过程 （四）教学内容 5.1 广域网的基本概念 5.1.1 广域网的构成 当主机之间的距离较远时，例如，相隔几十或几百公里，甚至几千公里，局域网显然就无法完成主机之间的通信任务。这时就需要另一种结构的网络，即广域网。 由局域网和广域网组成互联网 5.1.2 数据报和虚电路 网络层为接在网络上的主机所提供的服务可以有两大类：无连接的网络服务（数据报服务）、面向连接的网络服务（虚电路服务）。 两种服务的思路来源不同：虚电路服务的思路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，因此电信网的结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，因而只能要求网络提供尽最大努力的服务。可靠通信由用户终端中的软件（即TCP）来保证。 数据报服务与虚电路服务之争：让网络只提供数据报服务就可大大简化网络层的结构。 但技术的进步使得网络出错的概率已越来越小，因而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。因特网发展到今天的规模，充分说明了在网络层提供数据报服务是非常成功的。 数据报服务和虚电路服务都各有其优缺点。 5.2 广域网中的分组转发机制 “转发”(forwarding)和“路由选择”(routing)这两个名词的使用在过去有些混乱。现在的文献倾向于将它们区分开来。转发是当交换结点收到分组后，根据其目的地址查找转发表(forwarding table)，并找出应从结点的哪一个接口将该分组发送出去。路由选择是构造路由表(routing table)的过程。 路由表是根据一定的路由选择算法得到的，而转发表又是根据路由表构造出的。“转发”和“路由选择”路由选择协议负责有哪些信誉好的足球投注网站分组从某个结点到目的结点的最佳传输路由，以便构造路由表。从路由表再构造出转发分组的转发表。分组是通过转发表进行转发的。为了使讨论更简单些，可以不严格区分“转发”和“路由选择”，也不一定使用“转发表”这一名词。 在转发分组时可以不是说“查找转发表”而是说“查找路由表”。 5.2.1 在结点交换机中查找转发表 1、层次结构的地址结构 局域网采用了平面地址结构(flat addressing)。 对局域网，这种结构非常方便。 广域网中一般都采用层次地址结构(hierarchical addressing)。 5.2.2 在路由表中使用默认路由 5.3 拥塞控制 5.3.1 拥塞控制的意义 在某段时间，若对网络中某资源的需求超过了该资源所能提供的可用部分，网络的性能就要变坏——产生拥塞(congestion)。 出现资源拥塞的条件：对资源需求的总和 可用资源 若网络中有许多资源同时产生拥塞，网络的性能就要明显变坏，整个网络的吞吐量将随输入负荷的增大而下降。 拥塞控制与流量控制的关系：拥塞控制所要做的都有一个前提，就是网络能够承受现有的网络负荷。拥塞控制是一个全局性的过程，涉及到所有的主机、所有的路由器，以及与降低网络传输性能有关的所有因素。流量控制往往指在给定的发送端和接收端之间的点对点通信量的控制。流量控制所要做的就是抑制发送端发送数据的速率，以便使接收端来得及接收。 拥塞控制所起的作用：直接死锁，直接死锁即由互相占用了对方需要的资源而造成的死锁。例如两个结点都有大量的分组要发往对方，但两个结点中的缓存在发送之前就已经全部被待发分组占满了。当每个分组到达对方时，由于没有地方存放，只好被丢弃。发送分组的一方因收不到对方发来的确认信息，只能将发送过的分组依然保存在自己结点的缓存中。 这两个结点就这样一直互相僵持着，谁也无法成功地发送出一个分组。 重装死锁(reassembly deadlock) 5.3.2 拥塞控制的一般原理 拥塞控制是很难设计的，因为它是一个动态的（而不是静态的）问题。当前网