第5章广域网

H1 A
B
H5 C H3 分组交换网
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提供数据报服务的特点
第 五 章 广 域 网
网络尽最大努力地将分组交付给目的主机，但 网络对源主机没有任何承诺。
– 数据报提供的服务是不可靠的，它不能保证服务质 量。
网络不保证所传送的分组不丢失，也不保证按 源主机发送分组的先后顺序，以及在时限内必 须将分组交付给目的主机。 当网络发生拥塞时网络中的结点可根据情况将 一些分组丢弃。
4 5 6 7
交 1 换 2 机 3 3
[3, 2]
[3, 3]
目的站 下一跳
[1, 1] [1, 3] [3, 2] [3, 3] [2, 1] [2, 2] 交换机1 交换机1 交换机3 交换机3 直接 直接
交换机 2
1 2 3
交换机 2 的转发表
[2, 1] [2, 2]
目的站是[3, 2]吗？
26
数据报服务和虚电路服务总结（续）
对比的方面
思路 连接的建立
虚电路服务
可靠通信应当 由网络来保证 必须有
数据报服务
可靠通信应当 由用户主机来保证 不要
目的站地址
仅在连接建立阶段 使用，每个分组使 用短的虚电路号
每个分组都有 目的站的全地址
数据报服务和虚电路服务总结（续）
对比的方面
分组的转发
虚电路服务
第 五 章 广 域 网
一、广域网的概念 广义讲，覆盖范围很广的长距离网络。 一般由国家或较大的电信公司出资建造。 任务：长距离传送数据。
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5.1.1 广域网的基本概念
第 五 章 广 域 网
二、广域网的构成
由一些结点交换机以及连接这些交换机 的链路组成。结点交换机执行将分组存储转 发的功能。 结点之间都是点—点连接。
数据报服务
到达目的站时不一定 按发送顺序 由用户主机负责
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5.2 广域网的分组转发机制
第 五 章 广 域 网
基本概念：
– 分组转发：交换结点收到分组后，根据 目标地址查找转发表，并找出应从结点 的哪一个接口将该分组发送出去的过程。 – 路由选择： 根据路由算法构造路由表的过程。 路由表是根据一定的路由选择算法得到的， 转发表是根据路由表构造的。
4 5 6 7
交换机 2
1 2 3
交换机 2 的转发表
[2, 1] [2, 2]
目的站是[3, 2]吗？
否
查找转发表中的下一个项目。
[1, 1]
[1, 3]
1 2 3
交 换 机 1
1 2 3 4 4 5 6 7
1 2 3 4
交 1 换 2 机 3 3
[3, 2] [3, 3]
目的站 下一跳
[1, 1] [1, 3] [3, 2] [3, 3] [2, 1] [2, 2] 交换机1 交换机1 交换机3 交换机3 直接 直接
在使用数据报时，每个分组必须携带完整的地 址信息。 在使用虚电路的情况下，每个分组不需要携带 完整的目的地址，而仅需要有个很简单的虚电 路号码的标志。 – 这就使分组的控制信息部分的比特数减少， 因而减少了额外开销。
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5.1.2 数据报和虚电路
第 五 章 广 域 网
在使用数据报时，主机承担端到端的差错控制 和流量控制。 在使用虚电路时，分组按顺序交付，网络可以 负责差错控制和流量控制。
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5.1.2 数据报和虚电路
第 五 章 广 域 网
网络上传送的报文长度，在很多情况下 都很短。
– 用数据报既迅速又经济。 – 若用虚电路，为了传送一个分组而建立虚电 路和释放虚电路就显得太浪费网络资源了。
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5.1.2 数据报和虚电路
第 五 章 广 域 网
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5.2 广域网的分组转发机制
第 五 章 广 域 网
分组转发的时机 • 数据报方式：
网络结点要为每个分组的转发做出决定。
• 虚电路方式：
只需在连接建立时确定如何转发。
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5.2 广域网的分组转发机制
第 五 章 广 域 网
一、在结点交换机中查找路由表
1、层次型的地址结构
– 可靠通信由用户终端中的软件（即TCP）来保 证。 21
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5.1.2 数据报和虚电路
第 五 章 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 域 网
2. 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。
2）除了与其他的结点交换机相连接， 还要和用户主机相连接。
33
每个交换机都有两组端口。 一组是和本地主机相连的低速端口， 另一组是和其他交换机相连的高速端口。
[1, 1]
[1, 3]
1 交 2 换 3 机
1
4 5 6 7 4 5 6 7
4 5 6 7
交1 换 2 机 3 3
[3, 2]
[3, 3]
4
互联网
局域网
结点交换机
局域网
广域网 路由器
路由器：既属于局域网又属于广域网
相距较远的局域网和广域网通过路由器相连 组成了一个覆盖范围很广的互联网
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广域网的特点
第 五 章 广 域 网
即使是覆盖范围很广的互联网，也不是广域网，因为在 这种网络中，不同网络的“互连”才是其最主要的特征。 广域网是单个的网络，它使用结点交换机连接各主机而 不是用路由器连接各网络。 结点交换机在单个网络中转发分组，而路由器在多个网 络构成的互联网中转发分组。 连接在一个广域网（或一个局域网）上的主机在该网内 进行通信时，只需要使用其网络的物理地址即可。
5.1.1 广域网的基本概念
第 五 章 广 域 网
四、广域网与局域网的比较 不同点：
– 局域网采用多点接入技术，而广域网采用点到 点的连接 – 作用的距离和价格不同
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5.1.2 数据报和虚电路
第 五 章 广 域 网
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）
H2 D
H4
B
H6 E
H5 C H3 分组交换网
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到达目的站的分组顺序就与发送时的顺序一致， 因此对通信的服务质量（QoS ）有较好的保证。
提供虚电路服务的特点
H2 D H4
第 五 章 广 域 网
H1 A
B
H6 E
H5 C H3 分组交换网
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5.1.2 数据报和虚电路
H2 D H4
第 五 H 章 1 要和 H5 通信 广 域 网
虚电路
H1 A
B
H1 向 H5 发送的 所有分组都沿此 虚电路传送。
H6 E
H5 C H3 分组交换网
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同理，主机 H2 和主机 H6 通信之前，也要建立虚电路。
提供虚电路服务的特点
H2 D H4
第 五 章 广 域 网
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5.1.2 数据报和虚电路
第 五 章 广 域 网
三、数据报和虚电路的比较 1. 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。
否
查找转发表中的下一个项目。
[1, 1] 1 2 3
[1, 3]
交 换 机 1
1 2 3 4
1 2 3 4
交 1 换 2 机 3 3
[3, 2] [3, 3] 目的站 下一跳 [1, 1] [1, 3] [3, 2] [3, 3] [2, 1] [2, 2] 交换机1 交换机1 交换机3 交换机3 直接 直接
属于同一条虚电路 的分组均按照同一 路由进行转发 所有通过出故障的 结点的虚电路 均不能工作
数据报服务
每个分组独立选择 路由进行转发 故障结点可能丢失 分组，一些路由 可能会发生变化
当结点出 故障时
数据报服务和虚电路服务总结（续）
对比的方面
分组的顺序 端到端的 差错处理和 流量控制
虚电路服务
总是按发送顺序 到达目的站 可以由分组交换网 负责也可以由用户 主机负责
交 1 换 2 机 3 3
[3, 2]
[3, 3]
交换机 2
1 2 3
[2, 1]
[2, 2]
例如，一个欲发往主机[3, 2]的分组到达了交换机 2。 查找交换机 2 的转发表，找目的站为[3, 2]的项目。
3、结点交换机的转发过程
[1, 1]
[1, 3]
1 换 2 机 3 1
交
4 5 6 7 4 5 6 7
H1 A
B
H6 E
H5 C H3 分组交换网
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2012-12-23 在虚电路建立后，网络向用户提供的服务就好像在 两个主机之间建立了一对穿过网络的数字管道。 所有发送的分组都按顺序进入管道，然后按照先进 提供虚电路服务的特点 先出的原则沿着此管道传送到目的站主机。
第 五 章 广 域 网