北邮计算机网络课件

北邮计算机学院：THE

NETWORK

LAYER第5章网络层Part

I基本理论框架第

5

章 网络层5.1

网络层的设计要点5.2

路由算法5.3

拥塞控制5.4

服务质量5.5

网络互联5.6

网络层IP协议北邮计算机学院：5.1

NETWORK

LAYER

DESIGN

ISSUE网络层的基本概念网络层的目标：将分组从源端沿着网络路径送到目标端。北邮计算机学院：End

toEnd

VS

Point

to

Point为什么要创建网络层？北邮计算机学院：网络层指明端到端的总体路径方向，数据链路层脚踏实地地一条一条链路的实现。北邮计算机学院：Store-and-Forward

Packet

Switching5.1.1转发，分组交换硬件结构转发的方式Services

Provided

to

Transport

Layer5.1.2

网络层提供的服务北邮计算机学院：Connectionless

Service5.1.3

无连接的服务TransportNetworkDatalink北邮计算机学院：无连接：数据报服务的特点H1H2

H4ADBH6EH1

向H5

发送分组H5CH3分组交换网H2

向H6

发送分组路径可能变化网络随时接受主机发送的分组（即数据报）网络为每个分组独立地选择路由。提供数据报服务的特点H1H2

H4ADBH6E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。H5CH3分组交换网提供数据报服务的特点H1H2

H4ADBH6E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H5CH3分组交换网提供数据报服务的特点H1H2

H4ADBH6E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H5CH3分组交换网提供数据报服务的特点H1H2

H4ADBH6E数据报提供的服务是不可靠的，它不能保证服务质量。实际上“尽最大努力交付”的服务就是没有质量保证的服务。H5CH3分组交换网Connection-Oriented

Service5.1.4

面向连接：虚电路服务的特点H1H2H4ADBH6EH1

要和H5

通信主机H1

先向主机H5

发出一个特定格式的控制信息分组，要求进行通信，同时寻找一条合适路由。若主机H5

同意通信就发回响应，然后双方就建立了虚电路。虚电路H1

向H5

发送的所有分组都沿此虚电路传送。H5CH3分组交换网提供虚电路服务的特点H1H2H4ADBH6E同理，主机H2

和主机H6

通信之前，也要建立虚电路。H5CH3分组交换网提供虚电路服务的特点H1H2H4ADBH6E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，然后按照先进先出的原则沿着此管道传送到目的站主机。H5CH3分组交换网提供虚电路服务的特点H1H2H4ADBH6E到达目的站的分组顺序就与发送时的顺序一致，因此网络提供虚电路服务对通信的服务质量QoS

(Quality

of

Service)有较好的保证。H5CH3分组交换网数据报服务和虚电路服务优缺点的归纳对比的方面虚电路服务

数据报服思路可靠通信应当由网络来保证可靠通信应由用户主机来保证连接的建立必须有不目的站地址每个分组都有目的站的全地址仅在连接建立阶段使用，每个分组使用短的虚电路号北邮计算机学院：数据报服务和虚电路服务优缺点的归纳对比的方面虚电路服务

数据报服分组的转发每个分组独立选路由进行转发属于同一条虚电路的分组均按照同一路由进行转发当结点出故障时所有通过出故障的结点的虚电路均不能工作故障结点可能丢分组，一可能会发生变北邮计算机学院：数据报服务和虚电路服务优缺点的归纳对比的方面虚电路服务

数据报服服务质量能够实现拥塞控制能够实现北邮计算机学院：数据报服务和虚电路服务优缺点的归纳对比的方面虚电路服务

数据报服务分组的顺序总是按发送顺序到达目的站时不一定到达目的站按发送顺序端到端的负责差错处理和可以由分组交换网由用户主机负责也可以由用户北邮计算机学院：ROUTING

ALGORITHMS5.2

路由算法

路由算法的概念

最优化的原则

距离矢量路由

链路状态路由

分级路由北邮计算机学院：基本概念－路由器的两个动作

转发(forwarding)每个分组到达的时候，在路由表中查找该分组所对应的输出路径。

路由选择(routing)使用路由算法。负责填充和更新路由表。北邮计算机学院：Routing

Algorithm路由算法北邮计算机学院：理想的路由算法北邮计算机学院：Non-adaptive

an路由算法的分类ptive如何恰当使用？北邮计算机学院：The

Optimality

Principle5.2.1

最优化原则如果I，J，K的最佳路由是r1+r2，则当I把分组交给J时，J一定会沿着r2把分组转发出去。想想看：最优化原则，对于计算机网络中的分组转发有什么作用？北邮计算机学院：计算机学院：汇集树(Sink

Tree)Shortest

PathRouting5.2.2

最短路径路由算法北邮计算机学院：计算机学院：智能科学与网络工程系：智能科学与网络工程系：智能科学与网络工程系：智能科学与网络工程系：透明网桥的“武功秘笈”北邮计算机学院：扩散算法（Flooding）属于静态路由算法基本思想事先不需要任何网络信息；

路由器把收到的每一个分组，向除了该分组到来的线路外的所有输出线路发送。将来会有多个分组的副本到达目的地端，最先到达的，可能是走了“最优”的路径。北邮计算机学院：146235扩散算法：结点1与6之间的通信，Step1124356扩散算法：Step

2124356扩散算法：Step

3好大的水啊！

（Flooding）算法的优点是什么？不需要事前知道任何网络的拓扑信息；所有的网络路径都被尝试过；第一个到达的分组走的路径可能是最优的。算法的主要问题是什么？产生大量重复分组。想想看？如何消除：过时的/重复的分组？你该出手了！北邮计算机学院：源端收到分组时，在每个分组的头部增加一个计数器。此后，每经过一跳该计数器减1，为0时丢弃。计数器的初值＝最佳路径的跳数/子网的直径；每个路由器记录收到已经扩散过的分组，从而避免再次发送这些分组。源端在每个分组中放置一个序号；记录{源端地址，序号}；每个路由器将得到的同一源端的分组的最大序列号分组记录下来，小于该序号的丢弃。决北邮计算机学院：方选择性扩散算法（1）623154236154选择性扩散算法（2）1236选择性扩散算法（3）54选择性扩散算法（Selective

Flooding）选择性扩散算法是扩散法的一种改进。能够消除多余的分组。扩散算法的应用情况对路由器和线路的资源过于浪费，实际的网络很少直接采用；具有极好的健壮性，可用于军事应用；作为衡量标准评价和初级拓扑消息获得方式应用于其它路由算法。北邮计算机学院：动态路由算法距离矢量路由算法链路状态路由算法北邮计算机学院：Distance

Vector

Routing5.2.4

距离矢量路由算法北邮计算机学院：源站点1：利用中间站点2到达目的站点2。源站点1：利用中间站点3到达目的站点2。智能科学与网络工程系：源站点1：利用中间站点4到达目的站点2。智能科学与网络工程系：计算机学院：智能科学与网络工程系：求：源站点1，目的站点3，分别利用2，3，4。智能科学与网络工程系：使用距离矢量算法试着扮演一次路由器吧！离跳北邮计算机学院：B

1

BC

0

-D

1

DB

0

-C

1

C初始时，路由器中的路由表只有到相邻路由器的信息“C”表示“从本路由器B到C路由器”“1”表示“距离是1”“-”表示“直接交付”C.

1

CD.

0

-BCA

DABCDB

1

BC

0

-D

1

D1：各个路由器各自重新测量到邻居的距离；2：然后把自己上一状态的路由表去掉转发项，项变成距离表发送出去。B

0

-C

1

CC.

1

CD.

0

-B

0C

1B

1C

0D

1C

1D

0第一次交换开始：BCA

D路由器B

收到相邻路由器C

的距离表B

1C

0D

1B.0

-C.

1

CD.

2

C更新后C

说：“我到D

的距离是1。”因此

B现在也可以到D，距离是2，经过C。”B

0

-C

1

CB

1

BC

0

-D

1

DB

0C

1C.

1

CD.

0

-BCA

DB

0C

1C

1D

0路由器C

收到相邻路由器

B和D的距离表B

1C

0D

1B.

0

-C.

1

CD.2

CB

0

-C

1

CB

1

BC

0

-D

1

DC.

1

CD.

0

-更新后B

1

BC

0

-D

1

DABCDB

1C

0D

1路由器

D收到相邻路由器C

的距离表B.

0

-C.

1

CD.2

CB

0

-C

1

CB

1

BC

0

-D

1

DC.

1

CD.

0

-C

1D

0更新后B

1

BC

0

-D

1

DB

2

C1

C0

-ABCDB

0

-C 1

CD 2

CB

1

BC

0

-D

1

DB

2

CC 1

CD 0

-最终所有的路由器的路由表都更新了对链路故障的反应好事传千里，坏事不出门！!一个靠邻居“

”活着的路由协议北邮计算机学院：一个好消息，A链路修好了！ABCDB

0

-C 1

CD 2

CB

1

BC

0

-D

1

DB

2

CC 1

CD 0

-初始时：BCDB

0

-C 1

CD 2

CB

1

BC

0

-D

1

DB

2

CC 1

CD 0

-A思考：A需要多久才能获得全网的路由信息？B需要多久才能知道可达A的路由信息？C需要多久才能知道可达A的路由信息？D需要多久才能知道可达A的路由信息？初始时：BCDB

0

-C 1

CD 2

CB

1

BC

0

-D

1

DB

2

CC 1

CD 0

-AA0-B1BC2BD3BA0-B1BC2BD3BA0-B1BC2BD3BA1AB0-C1CD2CA1AB0-C1CD2CA1AB0-C1CD2CB1BC0-D1DB2CC1CD0-B2CC1CD0-A2BB1BC0-D1DA2BB1BC0-D1DA3CB2CC1CD0-总结：对链路“好消息”的反应很快！网络再次收敛的速度很快！正所谓：好事快马加鞭传千里！北邮计算机学院：一个坏消息，A路由器坏了！ABCD北邮计算机学院：A0-B1BC2BD3BA1AB0-C1CD2CA2BB1BC0-D1DA3CB2CC1CD0-BCDA思考：B需要多久才能知道不可达A的路由信息？C需要多久才能知道不可达A的路由信息？D需要多久才能知道不可达A的路由信息？B:A

1C:A

2A0-B1BC2BD3BA1AB0-C1CD2CA2BB1BC0-D1DA3CB2CC1CD0-C却通过“距离表”说：别着急，我能到达A，嘿嘿！A

B

C

D第一次交换时：B、C、D仍把自己的路由表改成距离表，发送。第一次交换后：C和D的路由表不变。一开始，B得知了坏消息：“我无法到A

！！！B

收到C

的更文后，误认为可经过C

到达A，于是更新自己的路由表，说：“我到A

的距离是

3，下一跳经过C”。然后再等待下次的交换时，将此更新给C。C:A

2D:A

3计数到无问题1

AB

C

1DCNA1AC1CD2CBtimeDCNA2BB1BD1DDCNA3CB2CC1CCDDCNA∞-C1CD2CDCNA2BB1BD1DDCNA3CB2CC1CDCNA3CC1CD2CD

C

NA

2

BB

1

BD

1

DDCNA3CB2CC1CDCNA3CC1CD2CDCNDCNA3CB2CC1CDCNA5CC1CD2CDCNDCNA5CB2CC1CDCNA5CC1CD2CDCNA

4

B

A

4

B

A

6

BB

1

B

B

1

B

B

1

BD

1

D

D

1

D

D

1

DDCNA5CB2CC1CDCNA7CC1CD2CDCNA6BB1BD1DDCNA7CB2CC1C这样不断更新下去，计数到无穷。这就是好消息得快，而坏消息得慢。网络出故障的时间往往需要较长的时间(例如数分钟)。这是RIP

的一个主要缺点。1234如何解决上述问题？先想想：导致上述问题的本质原因是什么？北邮计算机学院：如何解决上述问题？跳数水平分割带毒1值：头疼治头，脚痛治脚；2转：的治水标平又分要割治本！北邮计算机学院：计数到无穷的问题BC1AD1规定一个最大距离（跳数）：16，当距离＝

16时，认为网络是不可达的！！！DCNA1AC1CD2CBtimeDCNA2BB1BD1DDCNA3CB2CC1CCDDCNA∞-C1CD2CDCNA2BB1BD1DDCNA3CB2CC1CDCNA3CC1CD2CD

C

NA

2

BB

1

BD

1

DDCNA3CB2CC1CDCNA3CC1CD2CDCNDCNA3CB2CC1CDCNA5CC1CD2CDCNDCNA5CB2CC1CDCNA5CC1CD2CDCNA

4

B

A

4

B

A

6

BB

1

B

B

1

B

B

1

BD

1

D

D

1

D

D

1

DDCNA5CB2CC1CDCNA7CC1CD2CDCNA6BB1BD1DDCNA7CB2CC1C这样不断更新下去，计数到无穷。正常情况B:

A

1B

说：“我到A

的距离是1”“我有一条到A的路由”记住，我是！BCDA正常情况B:

A

1A

2

B我得到了到A的路由消息！我要做个标记C

说：“我到A

的距离是2，是经过B。”将来我不能向B告知网1的任何消息。这是“水平分割”技术。BCD这是由B告诉AA

∞

-A

∞

BB

说：坏消息：“我无法到达A

了！！！C说：没关系，我能到达！！！C

在收到

B

的更

文之前，还发送原来的报文，虽然这时

C

并不知道A

出了故障，但报文是加了毒性逆转的形式。这是：水平分割＋毒性逆转！BCDA水平分割VS水平分割＋毒性逆转Bad

news

is

better

than

no

news!北邮计算机学院：作业：分析网络协议的有效性普通的距离矢量协议；使用带水平分割的距离矢量协议；使用水平分割＋毒性逆转方法。BCABCD

DA北邮计算机学院：5.2.5

链路状态路由算法（Link

State

Routing）链路状态路由算法

OSPF

IS-IS北邮计算机学院：算法的基本操作问候问候数据库描述数据库描述数据库描述数据库描述链路状态请求链路状态更新链路状态确认确定可达性达到数据库的同步新情况下的同步北邮计算机学院：1.发现邻居结点，并学习它们的网络地址OO确定可达性北邮计算机学院：2.测量到各邻居节点的延迟或者开销ECHOECHO测量邻居开销北邮计算机学院：3.创建链路状态分组创建链路状态分组北邮计算机学院：4.

使用扩散法发布链路状态分组链路状态分组链路状态分组链路状态分组链路状态分组链路状态分组链路状态分组扩散发布达到数据库的同步北邮计算机学院：4.

使用扩散法发布链路状态分组北邮计算机学院：使用的是可靠的扩散法t更文ACK报文RRt3RRt1t2t4开动脑筋：存在的问题（1）如果序列号回转了，则可能会产生

。解决办法：使用32位序号；

即使每秒钟产生一个链路状态分组，也需要137年才可能发生回转。北邮计算机学院：开动脑筋：存在的问题（2）如果：路由器

后，序号重置；或者序号出错；解决方法增加（age）域，每秒钟减1，为零则丢弃。链路状态包到达后，延迟一段时间，并与其它已到达的来自同一路由器的链路状态包比较序号，丢弃重复包，保留新包；链路状态包需要应答；北邮计算机学院：从E发来的链路状态包有两个，一个经过EAB，另一个经过EFB；从D发链路状态包有两个，一个经过DCB，另一个经过DFB；北邮计算机学院：5.计算到每个其它路由器的最短路径每个路由器都获得了自己的路由拓扑图

据Dijkstra算法计算最短路径;生成自己的路由表北邮计算机学院：链路状态算S）和距离矢量算法（DV）的比较路由信息的复杂性

LS路由信息向全网发送N节点，E个连接的情况下，每个节点发送O(nE)的报文

DV仅在邻居节点之间交换北邮计算机学院：链路状态算

S）和距离向量算法（DV）的比较收敛（Convergence）速度

LS

使用最短路径优先算法，算法复杂度为O(n**2)n个结点（不包括源结点），需要n*(n+1)/2

次比较

使用更有效的实现方法，算法复杂度可以达到O(nlogn)

可能存在路由振荡（oscillations）

DV收敛时间不定

可能会出现路由循环count-to-infinity问题北邮计算机学院：链路状态算

S）和距离向量算法（DV）的比较健壮性:如果路由器不能正常工作会发生什么?LS结点会广播错误的链路开销每个结点只计算自己的路由表DV结点会广播错误的路径开销每个结点的路由表被别的结点使用，错误会

到全网北邮计算机学院：作业2：北邮计算机学院：Hierarchical

Routing5.2.6

分级路由为路由器减负北邮计算机学院：不使用分级路由使用分级路由分级路由假设某个子网中有720台路由器.如果不使用分级路由方法：每个路由器中的表项为720项；如果采用两个分级，分成24个区域，每个区域30个路由器：30

本地表项

23

表项如果采用三个分级，分成8个群，每个群包含9个区域，每个区域包含10个路由器，则：10

本地表项8

个本地群中的区域项7群作业3：2,3,6,7,9,10,14,22北邮计算机学院：关于路由表的预备知识路由表的结构（

）北邮计算机学院：用图表示广域网的例子12341结点边243北邮计算机学院：每一个结点的转1243目的站下一跳

1

直接233343对结点

1

的转

的第一个项目的解释：若到达结点

1

的分组的目的地址是结

则下一跳就是直接交付而不必再转发的主机，结点。结点1

的转北邮计算机学院：1243目的站下一跳

13

2直接3344对结点

2

的转

的第一个项目的解释：若到达结点

2

的每分组一的个目的结c

地点址的是结转点主机，则下一跳就应转发到结点3结点2

的转北邮计算机学院：在路由表中使用默认路由12431直接233343结点1

的转目的站 下一跳这三个项目的“下一跳”都是转发到“3”（结点3）。可以合并以结点

1

和结点

2

中的转 为例来北邮计算机学院：在路由表中使用默认路由12431默认直接3结点1

的转目的站 下一跳默认路由北邮计算机学院：在路由表中使用默认路由124312343直接34结点2

的转目的站 下一跳这两个项目的“下一跳”都是转发到“3”（结点3）。可以合并北邮计算机学院：在路由表中使用默认路由使用默认路由使转更加简洁，可减少查找转的时间。124324默认直接43结点2

的转目的站 下一跳默认路由北邮计算机学院：CONGESTION

CONTROL

ALGORITHMS5.3网络拥塞控制网络开始拥堵了！北邮计算机学院：网络拥塞：网络性能曲线吞吐量拥塞无拥塞控制死锁（吞吐量=0）提供的负载轻度拥塞0北邮计算机学院：拥塞（Congestion）拥塞网络资源上有太多的分组时，将会导致网络性能下降。对资源需求的总和>可用资源资源：链路容量、交换节点中的缓存和处理机速度等。拥塞产生的原因低带宽线路多个输入对应一个输出节点缓冲容量太小结点处理机速度不高北邮计算机学院：拥塞的策略：决不只针对某个因素改善拥塞！！！若结点缓存容量太小，到达结点的分组无空间暂存；若增大结点缓存容量，而链路容量和处理机速度未提高，分组排队会很长，导致时延增大，可能因超时发送端进行重发，发出的分组，拥塞更加；提高结点处理机速度，增大链路容量，故然可以改善这段的拥塞，但可能只是将瓶颈转移到其他地方。因此，针对某个因素的解决方案，只能对提高网络性能起到一定的好处，甚至仅仅是转移了影响性能的瓶颈。北邮计算机学院：拥塞控制与流量控制的差别

拥塞控制（congestion

control）需要确保通信子网能够承载用户提交的通信量，是一个全局性过程，涉及主机、路由器等很多

因素；

流量控制（flow

control)与点到点的通信量有关，主要解决快速发送方与慢速接收方的问题，是局部过程，一般都是基于反馈进行控制的。北邮计算机学院：拥塞和流量控制的区别拥塞控制所起的作用吞吐量拥塞理想的拥塞控制实际的拥塞控制无拥塞控制死锁（吞吐量=0）提供的负载轻度拥塞0北邮计算机学院：5.3.1

拥塞控制的通用原则有两种思路防患未然型亡羊补牢型北邮计算机学院：两种思路Open

loop（开环方法）试图采用良好的设计来解决问题，本质是从一开始就保证不会发生拥塞问题。一旦网络系统启动运行起来，就不需要中途做修正。Closed

loop（闭环方法）基于返回环路的概念基础之上：Explicit

feedback

（显式反馈）Implicit

feedback（隐式反馈）北邮计算机学院：5.3.2

开环方法：拥塞预防策略闭环控制策略三个步骤：监视系统，检测到何时何地发生了拥塞将该信息传递到能够采取行动的地方调整系统的运行，以改正问题。北邮计算机学院：1.监视系统，检测是否发生拥塞拥塞控制使用的度量标准丢弃的分组所占的百分比（缺少缓冲区空间）平均队列长度超时和重传分组的数量平均分组延迟和分组延迟的标准方差北邮计算机学院：2.将拥塞信息传输到能够采取行动的地方拥塞信息的传输方法（隐式和显示反馈）给流量源发送一个分组，告知拥塞的发生；在分组中增加一个位或一个域，检测到拥塞时，路由器填充该位，在它所有的输出分组中填充

该域，以告警它的邻居主机或路由器周期性地向外发送探询分组，显示地询问有关拥塞状况，然后在有问题的区域中，可以利用这些信息来路由流量。北邮计算机学院：3.

调整系统的运行目的：拥塞消息将最终导致主机采取适当的行动来减轻拥塞。谨慎的调整时间尺度：系统不会产生剧烈震荡拥塞机制要及时有效。北邮计算机学院：5.3.3

虚电路子网中的拥塞控制，◼◼

控制（admission

control）◼◼

基本思想：一旦发生拥塞，在问题解决之前不允许建立新的虚电路；◼◼

另

法是发生拥塞后可以建立新的虚电路，但要绕开发生拥塞的地区；北邮计算机学院：资源预留策略（虚电路子网）资源预留：建立虚电路时，主机与子网达成协议，子网根据协议在虚电

为此连接预留资源。

问题是：是任何时刻都使用资源预留吗？还是只在发生拥塞时？北邮计算机学院：5.3.4

数据报子网中的拥塞控制

(1

)

funew

uold

(0,1)，

e.g.

87.5%U:平均利用率f:

瞬时利用率北邮计算机学院：警告位（The

Warning

Bit）路由器当输出线路达到告警状态时，路由器将发送出去的分组头部设置告警位。目的地当分组到达目的地时，告警位被到ACK分组中，发给源端。源端随着带有警告位的确认分组不断回来时，源端不断的降低它的传输速率

当带有警告位的确认分组减少到规定值时，源端增加它的传输速率

由于沿途的路由器都可能设置警告位，所以只有当所有的路由器都排除了问题之后，流量才能增加上去。抑制分组（

Choke

Packets

）路由器路由器给源端返回一个抑制分组，并 原分组的目标地址；原来的分组被打上一个标记，防止沿途其他路由器又重复产生抑制分组源端主机收到抑制分组后，将发送到指定目标的流量减少X百分比随后到达的具有相同目的地抑制分组被忽略一段间隔后，继续如果又有抑制分组，则进一步降低发送流量；如果没有抑制分组，则增加流量主机可以调节流量，例如利用一个窗口第一次可以导致流量减少到原来的50%,第二此可以减少到25%......

快速减少，缓慢增加逐级跳（hop-by-hop）抑制分组产生原因在高速、长距离的网络中，由于源主机响应太慢，抑制包算法对拥塞控制的效果并不好，可采用逐跳抑制包算法。基本思想抑制包对它经过的每个路由器都起作用；能够迅速缓解发生拥塞处的拥塞；上游路由器要求有 的缓冲区；AB

CDFE北邮计算机学院：锏级的方法黔驴技穷之时….北邮计算机学院：5.3.5

负载丢弃（load

shedding）原则上述算法都不能消除拥塞时，路由器只得将包丢弃；针对不同服务，可采取不同丢弃策略

随机丢弃

Wine

&Milk

E.g.

file

transfer,

multimedia

Requires

cooperation

from

the

senders

分组带有优先级,

…r

to

send

than

the

high-priority

E.g.

algorithms

for

compressing

The

low-priority

packets

being

cheones,

…

RED

(Random

Early

Detection)

Drop

packets

before

the

situation

hase

hopeless

How

should

the

router l

the

source

about

theproblem?

Send

a

choke

packet

Just

discard

the

selected

packet

Sources

respond

to

lost

packets

by

slowing

down

their

transmission

rate时，为何总要从网络上看缓存，缓存？想知道其中的奥秘吗？北邮计算机学院：5.3.6

抖动（jitter）控制抖动：分组到达时间的变化量被称为抖动。路由器对抖动的控制方法来得晚的，加快其转发速度；

提早到达的，让分组在缓冲区中多逗留一会。目的地接收端对抖动的控制方法缓存，尽可能多的收集分组。北邮计算机学院：5.4

服务质量(QoS)流(Flow)：从源端到目的地端的分组流。北邮计算机学院：服务质量的四个衡量参数

可靠性(reliability）

延迟(delay)

抖动(jitter)

带宽(bandwidth)北邮计算机学院：服务质量需求的严格程度5-30北邮计算机学院：ATM

网络:流的分类依据对QoS的需求，可将流分为：

Constant

bit

rateephony

Real-time

variable

bit

rate

compressed

conferencing

Non-real-time

variable

bit

rate

watching

a

movieover

the

Internet

Available

bit

rate

filetransfer北邮计算机学院：5.4.2获得好的服务质量的技术缓冲，流量整形等北邮计算机学院：1.Buffering（缓冲，在接收方）Smoothing

the

output

stream

bybuffering

packets.北邮计算机学院：2.Traffic

Sha（流量整形）流量整形用于调节数据的平均速率和突发性；与流量控制（滑动窗口协议）是有重要区别的！！！漏桶算法（The

Leaky

Bucket

Algorithm）基本思想将用户发出的不平滑的数据分组流转变成网络中平滑的数据分组流；可用于固定分组长的协议，如ATM；也可用于可变分组长的协议，如IP，使用字节计数；

无论负载突发性如何，漏桶算法强迫输出按平均速率进行。北邮计算机学院：漏桶算法示意图流量整形前的输入流量整形后的输出(漏桶大小为1MB)北邮计算机学院：令牌桶算法（The

Token

Bucket

Algorithm）漏桶算法不够灵活，因此加入令牌机制；基本思想：漏桶存放令牌，每T秒产生一个令牌，令牌累积到超过漏桶上界时就不再增加。分组传输之前必须获得一个令牌，传输之后删除该令牌；漏桶算法与令牌桶算法的区别流量整形策略不同漏桶算法不允许空闲主机积累发送权，以便以后发送大的突发数据；

令牌桶算法允许积累发送权，最大为桶的大小。丢弃的对象不同漏桶中存放的是数据，桶满了丢弃数据分组；令牌桶中存放的是令牌，桶满了丢弃令牌，不丢弃数据分组。北邮计算机学院：如何计算“以最大速率发送突发数据的持续时间”的方法突发时间长度为S；令牌桶的容量为C字节，令牌的到达速率为p字节/秒，最大的输出速率为M字节/秒

则在长度为S秒的最大速度突发过程中，字节的数量为MS，则

MS

=

C+pS

S＝

C/(M-p)北邮计算机学院：(c)

250

KB(d)

500

KB(e)

750

KB.令牌桶＋漏桶在令牌桶后加一个漏桶，实现更平滑的整形效果网络最大速率>漏桶的速率>令牌到达速率令牌桶的容量=500KB

漏桶速率=10MB/s10S=21.74*25+(S-21.74)*2S=62.51ms（书后习题28）最大分组长度为1000字节，令牌桶速率为每秒10MB，令牌桶的大小为1M字节，最大传输速率为每秒50MB，请问以最大速度传输的突发数据会持续多长时间？北邮计算机学院：(书后习题27）在一个6Mbps的网络上，有一台主机通过一个令牌桶进行流量调整。令牌桶的填充速率为1Mbps。初始时候它被填充到8Mb的容量，请问该计算机以6Mbps的全速率可以传输多长时间？北邮计算机学院：判断题：使用令牌桶和漏桶算法时，都会有突发数据输出？北邮计算机学院：5.5

网络互连同类型的网络互联是少数派。学习的重点是互连的方法。北邮计算机学院：互联网的基本概念北邮计算机学院：网络互联的示例

LAN-LAN

LAN-WAN

WAN-WAN

LAN-WAN-LAN北邮计算机学院：5.5.2如何连接网络在上在对等层转换北邮计算机学院：5.5.2如何连接网络应用层：应用网关

传输层：传输网关网络层：路由器数据链路层：网桥和交换机物理层：集线器和中继器数据链路层5应用层4传输层3网络层2

数据链路层1物理层Bridge

&

RouterBridge

VS

RouterBridge(Switch):MAC

addressRouter:Layer-3

address

（如IP地址）欲知详情，且听下节分解！！网络提供了两种类型的服务：－面向

（虚电路）－面向无连接（数据报）下面将针对这两种服务分别研究互联的方法北邮计算机学院：5.5.3

级联虚电路（Concatenated

Virtual

Circuits）◼◼

工作过程（与虚电路子网工作过程相似）◼◼

建立连接◼◼

当目的主机不在子网内时，则在子网内找一个离目的网络最近的路由器，与之建立一条虚电路；◼◼

该路由器与外部网关建立虚电路；◼◼

该网关与下一个子网中的一个路由器建立虚电路；◼◼

重复上述操作，直到到达目的主机。◼◼

传输数据◼◼

相同连接的包沿同一虚电路按序号传输；◼◼