[工学]计算机网络原理2版第2章.ppt

第2章  中间节点上的通信技术 中间节点： · 中继节点 · 交换节点 · 路由节点。 中继节点起放大和整型的作用。本章主要讨论交换节点和路由节点上的通信技术。 交换机构的功能是将一条输入信道上的数据转送到另外的输出信道上，将输入端口与输出端口对应起来。 2.1.1 电路交换 电路交换（Circuit Switching或Circuit Exchanging）方式通信的双方在进行数据传送之前先要建立一个实际的物理线路连接，连接的电路被通信的一对用户独占，只有通信结束电路释放后，才能被别人使用。 电路交换有如下特点： （1）由于需要连接过程，而建立连接需要时间，适合传输大量数据。传输少量数据时，效率不高。 （2）连接一旦建立，便可以固定的速率传输数据，除了传输延迟外，不再有别的延迟。传输后，接收端要校验正确性，并通知发送方。 （3）一旦连接成功，就建立了一条临时专线，即使不通话，也被占用，他人不可使用。 2.1.2 存储-转发交换 当发送方要发送信息时，应把目的地址先加到报文中，然后靠地址把报文从发送节点起，一个节点、一个节点地转送到目的节点；在转送过程中，中间节点要先把报文暂时存储，然后在线路不忙时将报文转发出去。 2.1.3分组交换中的最佳帧长度 结论：短分组传输时间短，但增加了节点处理量。 分组大小确定原则 设分组的长度为K比特，每一分组所包含的固定开销为V比特，则长度为M的消息报文可以分成int(M/K + 1)个分组，其最后一个分组的长度不一定达到K。于是，传输该消息报文的总开销为int(M/K + 1)×V比特。 再设输入的速率为R，收发之间各链路的容量分别为C1，C2，…（均大于R）b/s，则一个比特的时延为 T = 打包（发送）时延 + 各链路的传输时延 = K/ R + ?（K + V）/ Ci 可以看出，随着链路带宽（容量）Ci较大幅度的提高，T将主要由K/R决定。 例如，对于64kb/s的数字语音，通常要求的打包时延小于10ms，有 K ≈ R×打包时延 = 64×103×10×10-3= 640 因此K通常取512b或更小。 2.2 虚电路和数据报 分组交换的两种服务方式： 虚电路（VirtualCircuit） 数据报（Datagrm） 虚电路服务 数据报服务 数据报传输的特点 每个分组所走过的路径可能是不相同的 。 由于传输路径不同，各节点交换处理的时间不等，到达目的地的时间也不相同 。 数据报服务不需要进行连接，因此也说它提供无连接的服务。 数据报服务要求在传送过程中，每一个数据分组都要带有目的地址和源地址。 线路交换、虚电路与数据报的比较 2.3 交换机 数据转发； 物理编址：定义数据帧的物理地址； 网络拓扑结构：定义设备物理连接所形成的网络拓扑结构； 差错验证：错误发生时发出告警； 数据帧整序； 流量控制，延缓数据的传输能力。 2.3.2 交换单元实现技术 空间交换 时隙交换 多级互联网络交换结构MIN 分组交换结构的发展 空间交换 时隙交换 时隙交换是按时间顺序进行交换，即将输入链 路上的某个时隙上的分组安排到输出链路上的 另一个时隙上。 具体的交换方式有： STM传输模式的交换机 。（图3.9是一种称为ATOM的共享介质型交换单元结构 ） ATM传输模式的交换机 。（图3.10为共享内存型交换单元结构 ，） 多级互联网络交换结构MIN 为了减少交叉节点的数目，可以把大容量交换网络分成小容量的交换单元，并将这些交换单元连接成多级互联网络（MIN,Multi-stage Interconnect Network）。图2.11为一个由2×2的基本交换单元构成的3级MIN结构 分组交换结构的发展 增加了FEP（Front-End Processor，前端机） b。 前端处理机的功能不断增强，计算机退出对分组交换过程的直接干预 2.4 路由节点上的通信 一个路由节点可能连接多个网络，当其中一个端口的数据分组传来时，它需要判断是丢弃还是转发到另一个网络或是对所有的端口都进行转发。 3.2.1 路由表与路由算法 3.2.2 路由器的基本结构 3.2.3 路由器技术的演进 2.4.1 路由器与路由表 无线路由器 静态路由表 洪泛（flooding）算法 热土豆（Hot Potato）算法 固定路由算法 （图3.15为一个固定路由算法的例子 ） 动态路由表 距离向量（distance vector）算法 （图3.16为一个简单的距离向量路由表示的例子。 ） 链路