计算机网络教程 谢希仁 第06章新.ppt

第6章 广 域 网 6.1 广域网的基本概念 6.2 广域网中的分组转发机制 6.3 X.25分组交换网 6.4 帧中继FR 6.5 综合业务数字网ISDN 6.6 异步传递方式ATM 6.1 广域网的基本概念 6.1.1 广域网的构成 广域网由一些结点交换机以及连接这些交换机的链路组成。通常一个结点交换机往往与多个结点交换机相连。在广域网中的一个重要问题就是分组的转发机制。 图6-1表示相距较远的局域网通过路由器与广域网相连，组成了一个覆盖范围很广的互联网。 广域网并没有严格的定义。通常是指覆盖范围很广(远远超过一个城市的范围)的长距离网络，一般都是由电信公司所拥有。 6.1.2 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，即无连接的网络服务和面向连接的网络服务。这两种服务的具体实现就是通常所谓的数据报服务和虚电路服务。 图6-2中分别画出了网络提供数据报服务和提供虚电路服务的特点。 看网络提供虚电路服务的情况。先设图6-2(b)中主机H1要和主机H5通信。 在图6-2(b)中，我们设寻找到的路由是A→B→E。 6.2 广域网中的分组转发机制 分组交换网的分组转发是基于查表的。 转发就是在交换结点收到分组时，检查其目的地址，然后用查找转发表(forwarding table)的方法，找出应从结点的哪一个接口将该分组发送出去。 路由选择则是构造路由表 (routing table)① 的过程。路由表是用路由选择算法得到的，而转发表则是根据路由表得出的。 6.2.1 在结点交换机中查找转发表 1．层次结构的地址结构 为了减少查找转发表所花费的时间，在广域网中一般都采用层次结构的地址(hierarchical addressing)。 最简单的层次结构地址就是把一个用二进制数表示的主机地址划分为前后两部分。前一部分的二进制数表示该主机所连接的分组交换机的编号，是第一层地址，而后一部分的二进制数表示所连接的分组交换机的端口号，或主机的编号，是第二层地址，如图6-3所示。 如图6-4所示有三个交换机，其编号分别为1、2和3。 每个主机也按接入的交换机和低速端口进行编号。 转发表中没有源站地址这一项。这是因为路由选择中的下一跳只取决于数据报中的目的站地址，而与源站地址无关。这是一个很重要的概念，应记住。 2．按照目的站的交换机号确定下一跳 采用两个层次的编址方案可使转发分组时只使用第一部分地址，即在进行路由选择时，只根据主机地址中的交换机号。 6.2.2 路由表的简化 广域网的路由问题就是要解决分组在各交换机中应如何进行转发。在专门研究广域网的路由问题时，可用图论中的“图(graph)”来表示整个广域网，用“结点”表示广域网上的结点交换机，用连接结点与结点的“边”表示广域网中的链路。 图6-5左边是一个具有4个结点交换机的例子，而右边则是对应的图。 根据图6-5所示的图，可得出每一个结点中的转发表，如图6-6所示。 使用了默认路由的简化转发表如图6-7所示。 6.3 X.25分组交换网 X.25所讨论的都是以面向连接的虚电路服务为基础。这一概念如图6-8所示。 图6-9表示X.25接口的3个层次。最下面是物理层，接口标准是X.21建议书。第二层是数据链路层，接口标准是平衡型链路接入规程LAPB，它就是第3章介绍的HDLC的一个子集。第三层是分组层(不叫网络层)，在这一层上，在DTE与DCE之间可建立多条逻辑信道(0~4095号)。从第一层到第三层，数据传送的单位分别是“比特”、“帧”和“分组”。 当利用现有的一些X.25网来支持因特网的服务时，X.25网就表现为数据链路层的链路。图6-10说明了这一情况。 6.4 帧中继FR 6.4.1 帧中继概述 帧中继就是一种减少结点处理时间的技术。帧中继的原理很简单。当帧中继交换机收到一个帧的首部时，只要一查出帧的目的地址就立即开始转发该帧。因此在帧中继网络中，一个帧的处理时间比X.25网约减少一个数量级。这种传输数据的帧中继方式也称为X.25的流水线方式。 仅当帧中继网络本身的误比特率非常低时，帧中继技术才是可行的。 像上面这样一面接收帧就一面转发此帧，就称为快速分组交换(fast packet switching)。帧中继的帧长是可变的。还有一种叫做信元中继(Cell Relay)的快速分组交换，它采用固定帧长，每一个帧叫做一个信元。 图6-11(a)和(b)分别是一般分组交换网络和帧中继这两种方式从层次上来看的对比。 图6-12比较了两种情况下从源站到目的站传送一帧在网络的各链路上所要传送的信息。