4.3 网络层课件.ppt

4.3 网络层 4.3.1 网络层服务及其实现 4.3.2 路由选择 4.3.3 交通控制 4.3.3 交通控制 4.3.1 网络层服务及其实现 4.3.1.1 面向连接的服务和无连接的服务 网络层为传输层提供服务。一般来说网络层在IMP中运行,传输层在主机中运行,因此网络层与传输层之间的界面就是通信子网和用户之间的界面,网络层提供的服务就是通信子网为用户提供的服务。ISO为网络层定义了两种服务——面向连接的服务(ISO8348)和无连接的服务(ISO8473)。 关于网络层应该提供什么样的服务的问题在ISO内部有相当大的争议。代表电信公司的一方,出于行业习惯,认为通信网络应该提供面向连接的服务。因为传统的电话网络服务就是面向连接的(但是电路交换的)。另一方以ARPA网为代表,坚持网络层只提供无连接的服务,毕竟ARPA网以这种方式已成功地运行多年了。 由图6.1可以看出,从数据链路层开始都向上面的邻层分别提供面向连接的服务和无连接的服务,只有物理层提供一种服务,即透明地传输比特流。在传输层和网络层,对上层的任何一种服务(面向连接的或无连接的)都可以用下层的任何一种服务实现。 4.3.1.2数据报和虚电路 一种自然的想法是在通信子网内部用数据报方式实现无连接的网络服务,用虚电路实现面向连接的网络服务。 四种组合中有三种是可供选择的: (1)内部虚电路实现面向连接的服务。 (2)内部数据报实现面向连接的服务。 (3)内部数据报实现无连接的服务。 (4)内部虚电路实现无连接的服务。 下面介绍几种具体网络中实现网络服务的方法。 (1)ARPANET。 ARPANET提供两种服务,并分别称其为数据报服务和虚电路服务,但是在通信子网内部只有数据报一种实现方法。 (2)TYMNET。TYMNET 网络是美国Tymshare公司于70年代建成的商用计算机通信网,目前它的服务范围已扩展到加拿大和欧洲地区。TYMNET网络内部用虚电路支持面向连接的网络服务,网络把用户主机看作是字符流(而不是分组流)的源。 在其他常见的网络中,提供的服务和实现方法也各不相同,DECnet网络层用数据报提供无连接的网络服务,面向连接的服务由上层实现SNA则和TYMNET一样,网络层用虚电路提供面向连接的网络服务。这4种网络提供的服务和实现方法表示在表6―1中。 4.3.2 路由选择 网络层的主要功能是把数据分组从源结点传送到目标结点,所以为传送的数据分组选择合适的路径就是网络层要解决的关键问题。路径选择算法的好坏关系到网络资源的利用率和网络性能的高低。 无论采用什么样的路由选择算法,路由选择过程都涉及到下面一些问题: (1)测量(或获取)有关路由选择的网络参数 (2)把路由信息传播到适当的网络结点(网管中心或有关的转发结点) (3)计算和更新路由表 (4)根据路由表的信息对传送中的分组进行调度。 4.3.2.1 最短通路算法 最短通路的更一般的说法是最少费用通路。通路的费用是组成通路的各段链路的费用的累加和,一段链路的费用则可根据网络的设计目标不同而指定为线路容量,线路延迟,队列长度或可用资源数量等。无论采用哪种费用准则,都可用一个数表示费用的值。于是,如图6.5所表示的那样,最小费用通路问题就归结为加权图中的最短通路问题,这个问题的算法已经定型。 假定结点1为源结点,则 (1)初始化:置N=｛1｝,对每一个vN,置D(v)=l(1,v) (2)重复:找出一个结点w∈N,且D(w)是最小的,把w加入N。然后对所有不属于N的结点v按下式更新D(v): D(v)=Min［D(v),D(w)+l(w,v)］ 对图6.5应用这个算法,可得到表6―2,产生的最短通路树表示在图6.6(a)中。图6.6(b)是为结点1计算出的路由表,该表指明通向各个目标结点的转发路径。 有哪些信誉好的足球投注网站过程如下: (1)初始化:置D(1)=0,所有非目标结点都加上标志(·,∞) (2)重复:对每一个非目标结点v用下式更新D(v):