第8章计算机广域网

在集合M中找出距源点①的距离： D0(2)=2,D0(3)=5,D0(4)=1,D0 (5)=∞,D0(6)=∞。找出点ω使 D(ω)=Min[D(2),D(3),…D(6)]. 显然ω=4，D(ω)=D0(4)=1,此 时把点④并入集合N中。集合M， 集合N中的元素分别为{②③⑤ ⑥}、{①④}
ARPANET中的报文分组头
8.2.2 主机利用网络进行通信
1.主机通信过程



在ARPANET早期，主机应用程序通过计算机的操作系 统中的网络控制协议(NCP)与其他网络计算机进行通信， 每个主机内的NCP都不一定相同，用户进程可以通过系 统调用使用NCP，通信过程如图。 NCP的功能是为通信的两个主机进程提供一个可靠的逻 辑通道。NCP的功能依赖于通信网络所提供的服务：如 果网络本身提供一个可靠的免除错误的虚电路服务，则 NCP就比较简单；如果网络提供一个不可靠的数据报服 务，NCP还要完成顺序控制、差错控制等功能。 为了适应不同网络互连，ARPANET网络后来开发了一 个传输控制协议（TCP），以适应更广泛的网络服务。
2.进程之间的连接


位于两台主机上的两个进程通过网络进行通信，首 先在它们之间实现连接。为了连接必须指定连接对 象，这个连接对象称为传输地址，由网络号、主机 号、主机指定的端口号（PORTS）组成。 在TCP协议中，用32为二进制数分别指定网络和主 机，用16为二进制数指定主机端口号。而在NCP中 用32为的一个套接字（Socket）来指定连接的一方。
求M中其余各点与源点①的最短距 离M中其余的任一点x，在当前条 件下，到源点①的最短距离为Min 【D0(x)，D0(ω)+L(x，ω)】,即x 上次到①的最短距离与x通过（点 4）再到源点①的距离中最小者。
M中的剩下 点 2 3 该点上次到 1的距离 D0(x) 2 5 该点当前到 4的距离 L(x，4) ∞ 3 上次4点到1的 距离D0(4) 1 1 当前该点到1的 最短距离D(x) 2 4
（2）源IMP-目的IMP协议

（3）HOST-IMP协议（网络服务协议）

HOST-IMP协议规定了主机和IMP之间的通信方式， 主机和IMP之间建立了256条虚电路，0号虚电路用 于传送源主机NCP和目的主机NCP之间的控制命令。 该协议为不同主机上的两个用户进程之间的通信提 供服务，它以网络提供的服务为基础，但在它向用 户提供的服务中网络通信的细节已经完全被隐蔽起 来。这一层次的通信功能往往称为传输层协议或端端协议。
第8章 计算机广域网
8.1 通信网络交换技术 8.2 报文分组交换网 8.3 ARPANET通信协议 8.4 阻塞控制与流量控制 8.5 路径选择（网络层协议） 8.6 X.25网络存取协议
8.1.1 节点与站

节点定义： 用来传输信息的设备 节点的功能：
（1）能把主机或工作站接入网络； （2）能实现交换功能； （3）具有一定的监测功能。

例：设三个报文A、B和C经过路由器P、Q和R发往主 机H。每个报文由4个分组构成。又设每个路由器的缓 存只能容纳4个分组。从下图可以看出，路由器R已成 为报文A预留了4个分组的缓存。由于分组A3还未到达， 所以目前还不能交付给主机H。目前分组A3暂存于路 由器P的缓存中，它无法转发到路由器Q，因为路由器 Q的缓存已占满了。路由器Q的缓存中的任何一个分组 都不能向前转发，因为路由器R的缓存全是给报文A预 留的。
考过单选第8题）

流量控制定义：


流量控制是针对端系统中资源受限而设置的；拥塞 控制是针对中间节点资源受限而设置的。
8.4.1 网络中产生死锁的原因

网络中产生死锁的原因、定义：
1）直接存储转化型死锁： 在某一时刻相邻二个IMP 的缓冲区都被各处发往对方的数据包所占满，这时 二个IMP即不能收也不能发，会产生死锁。 2）间接存储转发死锁： 在环形结构中，若每个IMP 的缓冲区都被发往下一个IMP的信息所占满。这时 所有的IMP也都既不能发也不能收。 3）重装死锁： 目标IMP中的缓冲区被许多未齐全的 报文包所占满，它就不能再接收，也不能向目标主 机送报文。 （全国02下考过单选第13题）
8.2.1 包交换网中信息传输的基本过程
当某IMP欲向相邻IMP发送分 组时，先由硬件产生SYN、 DLE、STX三个字符，作为帧 的开始； 接着发送分组头和正文； 最后又由硬件产生两个字符 DLE和ETX，以及三个字节 CRC校验码。 每两个帧之间的DLE之间至少 有两个字节的SYN同步字符。
8.2.1 包交换网中信息传输的基本过程


IMP把每条链路复用成8条逻辑信道。 发送数据时总是选择号码最低的信道，在每条 信道上采用停-等发送控制流量。 当接收IMP接收到一个分组并检查正确后，沿 源链路发回一个ACK，同时把报文分组发向下 一个IMP.当IMP收到肯定回答ACK后，IMP才 能从缓冲区中清楚该分组的副本，否则超时 （>125ms）后，IMP自动重发该分组。
①建立连接； ②传输数据； ③拆除线路连接。 特点：电路交换延时小。
8.1.2 三类交换技术
2 报文交换：


采用存储转发技术原理，以报文（报文可能很长）为 单位传送信息。 特点：线路利用率高。
8.1.2 三类交换技术
3 包交换（分组交换）：




又称分组交换，把长的报文分解成小的包（packet）， 包中有地址，有编号，站发送到源节点，源节点将其 在数据缓冲器中排队待发。采用存储转发技术，以包 为单位传输。 特点：电路交换延时小和线路利用率高。包交换是现 代计算机网络的技术基础。 分组交换的优点：高效、灵活、迅速、可靠。 分组交换迅速发展的原因：其费用比使用电路交换更 为低廉。
第五节 路径选择

路径选择定义：是指在通信子网中，每个节点 具有自动选择最佳传输路径的能力。
Dijkstra算法



Dijkstra算法的思想：由近及远地逐渐找出源点到其他 任一点的最短路径。 如图，找出源点①到其他各点的最短路径。我们把源点 ①看作集合N中的一个元素，把除①以外的各点②③④ ⑤⑥看作另一个集合M中的元素。该算法的要点是： 在集合M中，在当前条件下，找出离①点最近的一点ω， ω与源点的最短距离为D(ω),并把ω点归入集合N中。 如图：
8.2.1 包交换网中信息传输的基本过程
3）ARPANET中的报文分组头 报文头包括以下信息：




第一部分信息用于引导和控制帧数据穿过一条链路， 起链路控制作用，主要包括SEQ发送包顺序号、逻 辑通道号和应答信息等。 第二部分信息用于引导和控制一个报文从源IMP穿 过网络到达目标IMP。主要包括源IMP和目标IMP段、 S/M位、最后包、包编号和包编码等。 第三部分信息用于主机和IMP通信，如虚拟电路号 等。 第四部分信息总是供主机使用得，如引导标志等。
第二节 报文分组交换网

IMP定义:


ARPANET网中通信处理机(节点)采用型号完全 相同的计算机。称为IMP（Interface Message Processor），采用报文交换方式。 如图，每个IMP最多可连4个主机，另外能和其 他2~4个IMP相连接，通信子网内部采用数据报 方式，主机与通信子网之间提供虚拟电路服务。

包交换的处理方法有两种：数据报（Data Gram）和虚 电路（Virtual Circuit）。

网络的工作方式存在四种组合：
（1）通信子网内部实现虚电路，接口也提供虚电路服 务。如，IBM系列机的SNA结构。 （2）通信子网内部实现数据报，对主机的接口提供虚 电路服务。如，ARPANET。 （3）通信子网内部实现数据报，网络对主机也提供数 据报服务。这是最简单的方式。如，INTERNET （4）通信子网内部实现虚电路，接口提供数据报服务。 如，互联局域网络。
（1）IMP-IMP协议

该协议规定了在两个相邻的IMP之间传送数据的方 式。一条链路复用成8条逻辑通道，每条逻辑通道 采用停-等方式，按帧格式传送一个报文包。 规定了在源IMP和目的IMP之间传送数据的方式。 源IMP把主机来的报文分成若干个报文包，每个包 选择一条逻辑通道传送到下一个IMP；目标IMP接 收到一个报文的全部包以后，装配成原报文，并把 报文传送到目的主机，同时向源IMP发出RFNM信 息。
（4）HOST-HOST协议

第四节 拥塞控制与流量控制

拥塞定义：

指的是在包交换网络中由于传送的包数目太多，而 存贮转发节点的资源有限而造成网络传输性能下降 的情况。 （全国01下考过名词解释第27题） 指的是在一条通道上控制发送端发送数据的数量及 速度使其不超过接收端所能承受的能力。 （全国02下
8.4.2 预防拥塞的方法

解决方法：
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使缓冲区总是留有余地，或设置一个溢出专用缓冲 区（针对直接存储转化型死锁和间接存储转发死 锁）。 采用预约缓冲区（针对重装死锁）。
8.4.3 源主机与目标主机之间的流量控制


拥塞控制主要是控制通信子网内部的信息流，而主机 之间的流量控制是控制资源子网穿过通信子网的信息 流量。主机之间的流量控制在RPANET中也采用预约和 分配缓冲区的方法实现。 如NCP中的ALL（分配缓冲区命令）、GVB（归还缓冲 区命令、RET（归还认可命令）等就是用于控制主机之 间流量的命令，它使主机输入到通信子网的报文速率 与主机从子网接收的报文的速率一致，并使接收主机 所接收的报文序列数不会超过它的缓冲区所能承受的 能力。
8.2.1 包交换网中信息传输的基本过程 1）源主机到源IMP；


报文由报头和正文组成，如图。正文最长为 8064bit，8个缓冲区，每区63个word。 报头的格式如图，32个bit。