CH05网络层笔记文档格式.docx
- 文档编号:18431638
- 上传时间:2022-12-16
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:1,007.30KB
CH05网络层笔记文档格式.docx
《CH05网络层笔记文档格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《CH05网络层笔记文档格式.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
2、ImplementationofConnection-OrientedService
Asanexample,considerthesituationofFig.5-3.Here,hostH1hasestablishedconnection1withhostH2.Itisrememberedasthefirstentryineachoftheroutingtables.(在每一个路由表中,该连接都被记录在第一个表项中。
)ThefirstlineofA'
stablesaysthatifapacketbearingconnectionidentifier1comesinfromH1,itistobesenttorouterCandgivenconnectionidentifier1.Similarly,thefirstentryatCroutesthepackettoE,alsowithconnectionidentifier1.
NowletusconsiderwhathappensifH3alsowantstoestablishaconnectiontoH2.Itchoosesconnectionidentifier1(becauseitisinitiatingtheconnectionandthisisitsonlyconnection)andtellsthesubnettoestablishthevirtualcircuit.Thisleadstothesecondrowinthetables.NotethatwehaveaconflictherebecausealthoughAcaneasilydistinguishconnection1packetsfromH1fromconnection1packetsfromH3,Ccannotdothis.Forthisreason,Aassignsadifferentconnectionidentifiertotheoutgoingtrafficforthesecondconnection.Avoidingconflictsofthiskindiswhyroutersneedtheabilitytoreplaceconnectionidentifiersinoutgoingpackets.Insomecontexts,thisiscalledlabelswitching.
3、ComparisonofVirtual-CircuitandDatagramSubnets
路由算法
路由选择包括2个基本操作
1、最佳路径的判定
2、网间信息包的传递
路由选择的核心的路由选择算法;
选择路由算法时要考虑的技术因素
1、考虑是选择最短路由还是选择最佳路由
2、考虑通信子网是采用虚电路的还是数据报的操作方式
3、考虑是采用分布式路由算法(即每个节点均为到达的分组选择下一步的路由),还是集中式路由算法(即由中央节点或始发节点来决定整个路由)
4、考虑网络拓扑、流量和延迟的网络信息的来源
5、确定是采用静态路由选择策略,还是动态路由选择策略。
ShortestPathRouting
Thefirst5stepsusedincomputingtheshortestpathfromAtoD.
Thearrowsindicatetheworkingnode.
a)初始时将A节点设置为workingnode.并且设置A标记为永久的,在图中用一个实心的圆来表示。
b.1)检测每一个与当前workingnode相邻的节点,并且用它们与workingnode之间的距离重新对它们进行标记。
b.2)在(b.1)完成之后,再检查整个图中的所有暂时性标记的节点,并且使得其中具有最小标记的那个节点成为永久性的,然后这个节点变成新的workingnode。
b)重复(b.1),(b.2)。
对于每一个与workingnode相邻的节点,如果节点workingnode上的标记加上从workingnode到该节点的距离小于该节点原来的标记,那么我们找到了一条更短的路劲,所以该节点需要重新标记。
如G(6,A)—>
G(5,E)和H(9,G)—>
H(8,F)
扩算法(Flooding):
又称泛射路由选择算法。
一个网络节点从某条线路收到一个分组后,再向除该条线路外的所有线路发送收到的分组。
这样,最先到达目的节点的一个或若干个分组肯定经过了最短路径,而且所有可能的路径都被尝试过。
可以通过站计数法、记录分组序号和选择性扩算法优化扩算法。
距离矢量路由算法的工作原理
每个路由器维护一张路由表(即一个矢量),它以子网中的每个路由器为索引,并且每个路由器对应一个表项,表中列出了当前已知的路由器到每个目标路由器的最佳“距离”,以及所使用的线路。
通过在邻居之间相互交换信息,路由器不断地更新他们内部的路由表。
(a)Asubnet.(b)InputfromA,I,H,K,andthenewroutingtableforJ.
举例来说假设这里的“距离”采用的度量标准为延迟时间的。
每间隔Tms,每个路由器向它的每一个邻居发送一个列表,其中包含了它到每一个目标路由器的延迟估计值。
同时,它也从每一个邻居路由器接收到一个类似的列表。
假设一个路由器K收到来自邻居X的一个列表,其中XI表示X路由器估计到达路由器I所需要的时间。
如果路由器K知道它到路由器X的延迟为m毫秒,他们路由器K就知道了,经过XI+m毫秒之后,就可以经过路由器X到达路由器I。
上图显示了J路由器的路由表的更新过程。
(b)部分的前4列显示了J从邻居路由器受到的延迟矢量。
A声称它到B有12ms的延迟,到C有25ms的延迟,到D有40ms的延迟,等等。
假定J已经测量和估计了它到邻居A,I,H,K的延迟分别为8,10,12,6ms。
考虑J如何计算它到路由器G的新路径。
它知道在8ms之内可以达到A,并且A声称可以在18ms内达到G,所以J知道,如果它将那些目标为G的分组转发给A的话,那么它到G的延迟为26ms,类似地,它计算出经过I,H,K到达G的延迟分别为41(31+10),18(6+12),和37(31+6)毫秒。
在这些值中,最好的结果是18,所以在J的路由表中,对应于G的表项中的延迟值为18ms,所用的线路经过H。
最后得到的新路由表如图最后一列所示。
静态路由算法,没有考虑到网路的当前负载情况。
动态路由算法,包括距离矢量路由算法(RIP)和链路状态路由算法(OSPF)。
链路状态路由算法中每个路由器必须完成的工作
1)发现它的邻居节点,并知道其网路地址
2)测量到各邻居节点的延迟或开销
3)
构造一个分组,分组中包含所有它刚刚知道的信息
4)将这个分组发送给所有其他路由器
5)计算出到每个其它路由器的最短距离
移动主机的路由(RoutingforMobileHosts)
AWANtowhichLANs,MANs,andwirelesscellsareattached
Packetroutingformobileusers
外部代理(foreignagent):
指这样的进程,它们记录下所有当前正在访问该区域的移动主机(whichareprocessesthatkeeptrackofallmobilehostsvisitingthearea)
本地代理(homeagent):
指这样的进程,他们记录下那些“主场所(homelocation)在这个区域,但当前正在访问其他区域”的主机。
(whichkeepstrackofhostswhosehomeisinthearea,butwhoarecurrentlyvisitinganotherarea.)
当一台新的主机进入一个区域的时候,该主机必须在外部代理那里注册自己。
注册过程通常如下:
1)每个外部代理周期性地广播一个分组,宣布它的存在以及地址。
一个新到达的移动主机可能会等待这样的消息,但是,如果这样的消息不能够很快到来的话,那么移动主机可以广播一个询问分组:
这里有外部代理嘛?
2)移动主机向外部代理请求注册,它提供自己的主地址,当前的数据链路层地址,以及一些安全信息。
3)外部代理与移动主机的本地代理进行联系,告诉它:
你的一个主机在我这里。
从外部代理发送到本地代理的消息中包含了外部代理的网络地址。
该消息也包含了相应的安全信息,以便让本地代理确信该移动主机确实在这个外部代理处。
4)本地代理对安全信息进行检查,在安全信息中包含了一个时间戳,通过这个时间戳可以证明该消息刚刚产生的。
如果安全检查通过的话,则本地代理告诉外部代理可以继续进行。
5)当外部代理得到了来自本地代理的确认之后,它在本地表中加入一个表项,并通知移动主机注册已经完成。
发送给移动主机的分组路由过程
多播路由
(a)一个网络(b)针对最左边路由器的一棵生成树
(c)针对组1剪枝之后的生成树(d)针对组2剪枝之后的生成树
拥塞控制
拥塞控制的通用原则
解决方案分为2类
在源端采取行动
在目标端采取行动
开环的(openloop):
显示反馈:
从拥塞点向源端发送分组以警告源端
闭环的(closeloop):
隐式反馈:
源端利用本地观察到的现象,比如确认分组送回来的时间,来推断是否存在拥塞。
开环:
试图从一开始就避免出现拥塞;
闭环:
拥塞发生后,再采取动作
闭环方案建立在反馈环路的概念基础上,包括三个部分
1、监视系统,检测到何时何地发送了拥塞。
Monitorthesystemtodetectwhenandwherecongestionoccurs.
2、将该信息传递到能够采取行动的地方
Passthisinformationtoplaceswhereactioncanbetaken.
3、调整系统的运行,以改正问题。
Adjustsystemoperationtocorrecttheproblem.
拥塞预防策略
影响拥塞的策略
虚电路子网中的动态拥塞控制
1、准入控制(AdmissionControl)
2、允许建立新的虚电路,但要谨慎地选择路由,使所有新的虚电路都绕开有问题的区域
3、进行资源预留
数据报子网中的拥塞控制
1、警告位
2、抑制分组(chokepacket)
3、逐跳抑制分组(hop-by-hopchokepacket)
3.1)只影响源主机的抑制分组Achokepacketthataffectsonlythesource.(如图a)
3.2)影响到沿途每一跳的抑制分组Achokepacketthataffectseachhopitpassesthrough.(如图b)
负载丢弃
葡萄酒(Wine)策略:
老的比新的好,故丢弃新的分组
牛奶(Milk)策略:
新的比老的好,故丢弃老的分组
服务质量(QOS,QualityofService)
描述一个流需求特征的4个参数
1、可靠性
2、延迟
3、抖动
4、带宽
集成服务(IntegratedService)
也称基于流的算法(flow-basedalgorithm)
例子:
资源预留协议(ResourcereSerVationProtocol,RSVP)
区分服务(DifferentiatedService)
也称基于类别(class-based)的服务质量
TOS(TypeofService)
标签交换和MPLS
网桥技术
Bridgesfrom802.xto802.y
网桥的作用是通过过滤和转发功能实现的。
当网桥收到一个MAC帧时,它检查该帧的源地址和目标地址,如果目的站点和源站点属于同一个网络,则不进行转发,从而起到过滤作用并能正确地对网络进行隔离;
否则,根据它所保留的路由表选择正确的网络进行转发。
透明网桥
对于一个进入的帧,它在网桥中的路由过程取决于它在哪个LAN上到达(源LAN),以及它的目标地址在哪个LAN上(目标LAN)。
过程如下:
1、如果目标LAN和源LAN相同,则丢弃该帧;
2、如果目标LAN和源LAN不相同,则转发该帧;
3、如果目标LAN未知,则使用扩算法。
网络互连
(a)每一层上的设备(b)帧、分组和头
网桥是一种存储转发设备,用来连接类型相似的局域网。
从互连网络的结构来看,网桥属于DCE级的端到端的连接;
从协议层次看,网桥属于链路层范畴。
局域网的逻辑功能:
物理层、介质访问控制层(MAC)以及逻辑链路控制层(LLC)三层;
路由器和网桥区别
相同点:
都是实现多个网络互连的设备
不同点:
a)、网桥工作在数据链路层,而路由器工作在网路层。
即网桥利用MAC地址进行转发数据帧,而路由器根据IP地址进行转发分组。
b)、如果使用网桥连接两个局域网,那么两个局域网的物理层与数据链路层协议可以不同,但数据链路层以上的高层要采用相同的协议。
如果使用路由器连接两个局域网,那么两个局域网的物理层、数据链路层与网络层协议可以不相同,但网络层以上的层要采用相同的协议。
c)、网桥工作在数据链路层,由于传统局域网采取的是广播方式,容易产生“广播风暴”,而路由器可以有效地将多个局域网的广播通信相互隔离开,使得互连的每个局域网都是独立的子网。
路由器的主要功能:
a)、建立并维护路由表,包括路由表数据库和网络路由状态数据库。
b)、提供网络间的分组转发。
互连层协议
IP协议提供了一种不可靠的、无连接的IP报文服务;
IP协议(互连网协议)、ICMP(互连网控制报文协议),ARP(地址转换协议),RARP(反向地址转换协议)
路由信息协议(RIP,RoutingInformationProtocol)
被动状态(Passive):
它不会传递自己路由表中的信息给别的路由器。
它只是接收其他RIP路由器广播的路由信息,并且根据收到的路由信息更新自己的路由表。
主动状态(Active):
定期把路由器信息传递给其它RIP路由器,并且根据收到的RIP消息来更新自己的路由表。
路由表项的内容包括:
目的地IP地址,到目的地的路径距离的度量、到目的地的路径的下一个路由表的IP地址、路由改变标志,一些计时器。
RIP更新算法
更新路由表的例子
RIP计时器
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- CH05 网络 笔记