文档介绍：第4章网络层
交换方式
路由选择
交通控制
IP协议
公共数据网
综合业务数字网<br****题
网络要把数据包从源端送到目标端,中间可能要经过多个网络结点的转发,这些中间结点根据网络中的通信情况进行路由选择和交通控制。在计算机网络发展的过程中形成了两种不同的网络服务:面向连接的服务和无连接的服务,两种服务代表着两种不同类型的网络,对应着两种不同的应用。本章首先介绍网络层提供的服务及其实现方法,然后讨论网络传输过程中涉及的路由选择和交通控制问题,最后作为数据报子网和虚电路子网的例子,分别介绍IP协议、。
交换方式
一个通信网络由许多交换结点互连而成。信息在这样的网络中传输就像火车在铁路网络中运行一样,经过一系列交换结点(车站),从一条线路交换到另一条线路,最后才能到达目的地。交换结点转发信息的方式可分为电路交换、报文交换和分组交换三种。
电路交换
这种交换方式把发送方和接收方用一系列链路直接连通(见图4-1),电话交换系统就是采用这种交换方式。当交换机收到一个呼叫后就在网络中寻找一条临时通路供两端的用户通话,这条临时通路可能要经过若干个交换局的转接,一旦建立连接就成为这一对用户之间的临时专用通路,别的用户不能打断,直到通话结束才拆除连接。
图4-1 电路交换
早期的电路交换机采用空分交换技术。图4-2表示由n条全双工输入/输出线路组成的纵横交换矩阵,在输入线路和输出线路的交叉点处有接触开关。每个站点分别与一条输入线路和一条输出线路相连,只要适当控制这些交叉触点的通断,就可以控制任意两个站点之间的数据交换。这种交换机的开关数量与站点数的平方成正比,成本高,可靠性差,已经被更先进的时分交换技术取代了。
时分交换是时分多路复用技术在交换机中的应用。图4-3表示常见的TDM总线交换,每个站点都通过全双工线路与交换机相连,当交换机中某个控制开关接通时该线路获得一个时槽,线路上的数据被输出到总线上。在数字总线的另一端按照同样的方法接收各个时槽上的数据。
电路交换的特点是建立连接过程需要较长的时间。由于连接建立后通路是专用的,因而不会有别的用户的干扰,不再有等待延迟。这种交换方式适合于传输大量的数据,传输少量信息时效率不高。
图4-2 空分交换
图4-3 时分交换
报文交换
这种方式不要求在两个通信结点之间建立专用通路。结点把要发送的信息组织成一个数据包——报文。报文头中含有目标结点的地址,完整的报文在网络中一站一站地向前传送。每一个结点接收整个报文,检查目标结点地址,然后根据网络中的交通情况在适当的时候转发到下一个结点。经过多次的存储—转发,最后到达目标结点(见图4-4),因而这样的网络叫存储—转发网络。其中的交换结点要有足够大的存储空间(一般是磁盘),用以缓冲接收到的报文。交换结点将各个方向上收到的报文排队,寻找下一个转发结点,然后转发出去,这些都带来了排队等待延迟。报文交换的优点是不建立专用链路,线路是共享的,因而利用率较高,这是由通信中的等待时延换来的。
图4-4 报文交换
分组交换
在这种交换方式中,发送结点首先要把传送的数据划分成较小的分组,并对各个分组编号,加上源地址和目标地址以及约定的分组头信息,这个过程叫做信息的打包。分组交换相对于报文交换具有一定的优势,除了交换结点的存储缓冲区可以小些外,也带来了传播时延的减小。分组交换也意味着按分组纠错,发现错误只需重发出错的分组,使通信效率提高。广域网络一般都采用分组交换方式,按交换的分组数收费,而不是像电话网那样按通话时间收费,这当然更适合计算机通信的突发式特点。分组在网络中传播又可分为两种方式,一种叫数据报,另一种叫虚电路。