廣域網

ps：如今，在廣域網的線路上，採用多路複用，語音資料同步傳輸

網路層 所提供的兩種服務

ps：像H1,H2…以前連線的是主機，現在一般連線的是區域網

無連線的網路服務(資料報服務)

面向連線的網路服務(虛電路服務)
ps：像下面說的X.25網、幀中繼、ATM都可以建立虛電路，資料按固定線路傳輸。

虛電路在路由選擇時，每個分組的路由選擇要查虛電路表進行，一般來講虛電路表項較少，因此花費時間較少。而資料報服務中，每個分組的路由選擇要查路由表進行，一般來講路由表項較多，因此花費時間較多。

擁塞控制

為什麼需要擁塞控制

網路擁塞時就會大量丟包，必須進行控制。

擁塞控制與流量控制

流量控制與擁塞控制的關係與區別如下： 

① 流量控制：接收端向傳送端發出訊號，請求傳送端降低傳送速率； 

   擁塞控制：接收端也向傳送端發出訊號，告之傳送端，網路已出現麻煩，必須放慢傳送速率。 
   
② 流量控制：主要控制收發端之間的通訊量； 

   擁塞控制：是全域性性控制，涉及所有主機、路由器以及其它降低網路效能的有關因素。 

小結

（1）擁塞控制是一個全域性性的過程，涉及到所有的主機、所有的路由器，入網出網的流量，以及與降低網路傳輸效能有關的所有因素。

（2）流量控制往往指在給定的傳送端和接收端之間的點對點通訊量。流量控制所要做的就是使傳送端傳送資料的速率不能使接收端來不及接收。流量控制幾乎總是存在著從接收端到傳送端的某種直接反饋，使傳送端知道接收端是處於怎樣的狀況。

幾個名詞~

網路負載(offered load)，代表單位時間內輸入給網路的分組數目，也稱輸入負載。

吞吐量(throughput)，代表單位時間內從網路輸出的分組數目。

輸入負載增大，網路吞吐量下降情況舉例

兩對主機A–A’和B–B’同時通訊。鏈路的容量C均標明在各鏈路的旁邊。A發往A’和B發往B’的平均資料率分別為λΑ和λΒ(與鏈路容量的單位相同)。

ps：當輸入速率大於輸出速率時，輸入分組會統一排隊，並將快取滿時到達的分組丟棄。

如圖，看上去，總吞吐量是為2，但是~

當λΑ=0.8，λΒ=0.8時，網路總吞吐量是多少？

若λΑ=λΒ =0.8，則整個網路的吞吐量為1.6。

當λΑ=1，λΒ=1時，網路總吞吐量是多少

若λΑ=λΒ=1，則整個網路的吞吐量為2。

當λΑ=1，λΒ=10時，網路總吞吐量又是多少？

（1）兩條鏈路都飽和時(即λΑ=1，λB=10)，從主機A或主機B到達交換結點的分組，在輸入快取已滿的情況下，將被丟棄。

（2）由於主機B的分組到達率是主機A到交換結點的分組到達率的10倍，因此，主機B與主機A相比，它們佔有輸入快取的機會之比應為10:1。因為最終從交換結點輸出到主機B’的資料率不超過1，按上述10:1的關係，可知從交換結點輸出到主機A’的資料率不超過0.1。於是整個網路的吞吐量下降到1+0.1=1.1

X.25網

特點

（1）X.25只是一個對公用分組交換網介面的規約，它不涉及到網路內部應做成什麼樣子，這應由各個網路自己決定。

（2）以虛電路服務為基礎

（3）X.25介面（交換速度最高64Kbps）包含三層：最下面是物理層，介面標準是X.21（與232標準類似，定義了每個引角的機械特
    性、電器特性、功能特性）第二層是資料鏈路層（面向連線），介面標準是平衡型鏈路接入規程LAPB，它就是資料鏈路層介紹的
    HDLC 的一個子集。第三層是分組層(一般不叫網路層，面向連線)，在這一層上，在DTE與DCE之間可建立多條邏輯通道(0-4095
    號)。這樣，可以使一個DTE同時和網上其他多個DTE建立虛電路並進行通訊。

ps：DTE(Data Terminal Equipment)，計算機或路由器，DCE(Data Circuit-terminating Equipment)，類似MODEM，DTE-DCE介面：主要是15針的X.21介面。X.21介面電纜（可以多達15線）連線DTE與DCE，類似V.24（RS-232）電纜。

DCE：與MODEM不完全一樣，包含MODEM功能，同時類似於一個結點交換機

VC1: DTE1-A-G-D-E-F-DTE2
VC2: DTE1-A-G-H-I-J-DTE3
VC3: DTE1-A-K-L-M-N-DTE4
其中，A，B，C…是分組交換結點，它採用儲存轉發技術

永久虛電路（PVC–Permanent Virtual Circuit）：在經常需要進行通訊的兩個DTE之間可以建立永久虛電路。這很像電話網中的專線電話，它不需要每次先撥號再通話。

交換虛電路（SVC–Switched VC)：先呼叫，建立連線，再傳資料，管理相對複雜，用得較少。

幀中繼(FR)

特點

（1）幀中繼(Frame Relay)支援高速交換(可達2M或更高), X.25不行（最高64Kbps）。

（2）幀中繼在許多方面非常類似於X.25，幀中繼就是第二代的X.25。

（3）在一個典型的X.25網路中，分組在傳輸過程中在每個結點大約有30次左右的差錯檢查或其他處理步驟（鏈路層和分組層都是面向連線的，比較複雜）。而幀中繼就是一種減少結點處理時間的技術。

工作原理

幀中繼的原理很簡單。當幀中繼交換機收到一個幀的首部時，只要一查出幀的目的地址就立即開始轉發該幀。因此在幀中繼網路中，一個幀的處理時間比X．25網約減少一個數量級，吞吐量提高一個數量級以上。**

幀中繼差錯處理：
（1）當檢測到有誤碼時（CRC校驗），結點要立即中止這次傳輸。當中止傳輸的指示到達下個結點後，下個結點也立即中止該幀的傳
     輸，並丟棄該幀。

（2）僅當幀中繼網路本身的誤位元率非常低時，幀中繼技術才是可行的。
     
（3）正在接收一個幀時就轉發此幀，稱為快速分組交換(fast packet switching)。寬頻綜合業務數字網B-ISDN，非同步傳遞方式ATM
     等，均屬快速分組交換。

ps：幀中繼，簡化了的第二層協議（資料鏈路層）

（1）幀中繼網路中的各結點（不包括端節點）：沒有網路層，並且資料鏈路層只具有有限的差錯控制功能，沒有流量控制能力。

（2）CSU（Channel Service Unit):通道服務單元，是基帶MODEM，一種DCE裝置，用於把路由器等DTE接入到DDN、幀中繼等WAN。

（3）幀中繼的呼叫控制信令是在與使用者資料分開的另一個邏輯連線（DLCI=0或1023）上傳送的。

ps：路由器上跑TCP/IP協議

使用者接入電路的速率是64 kb／s,2048 kb／s（反正是64的整數倍，且在這兩個數之間）

虛電路一般分為交換虛電路SVC和永久虛電路PVC兩種,幀中繼網路通常是為相隔較遠的一些區域網提供鏈路層的永久虛電路服務。

幀中繼的幀格式

其中：地址就是虛電路號，標誌欄位：01111110， 使用位元填充法。

資訊欄位:可以是長度可變的使用者資料（例如IP資料報）。

A，B，C為交換節點， 交換結點中有轉發表供查詢。
另外，同一物理鏈路上的虛電路號不能重複。

補充：
（1）地址欄位 一般為2位元組，但也可擴充套件為3或4位元組。

（2）資料鏈路連線識別符號DLCI ，DLCI欄位的長度一般為10bit(採用預設值2位元組地址)；也可擴充套件為16bit(用3位元組地址欄位)；或23bit(用4位元組地址欄位)。DLCI的值用於標識。

（3）永久虛電路(DLCI不等於0,1023（全為1）)；呼叫控制（DLCI=0）；管理資訊（DLCI=1023） 。資料鏈路連線識別符號DLCI只具有本地意義。在一個幀中繼的連線中，在連線兩端的端節點上所使用的兩個DLCI是各自獨立選取的。

（4）幀中繼可同時將多條不同DLCI的邏輯通道複用在一條物理通道中。

幀中繼的擁塞控制

擁塞時的地址欄位

（1）前向顯式擁塞通知FECN (Forward Explicit Congestion Notification) 若某結點FECN置為1,表明與該幀在同方向傳輸的幀可能受網路擁塞的影響而產生時延。 （此幀去的路上可能有擁塞）

（2）反向顯式擁塞通知BECN (Backward Explicit Congestion Notification) （此幀來的路上可能有擁塞） 若某結點將一個幀的BECN置為1，即指示接受者，與該幀反方向傳輸的幀可能受網路擁塞的影響產生時延。

（3）丟棄資格DE(Discard Eligibility)當DE位元置為1時，表明在網路發生擁塞時，該幀可丟棄。DE標誌為1的幀相對不重要，是低優先順序幀，在必要時可丟棄。而DE=0的幀為高優先順序幀。由於採用了DE位元，使用者就可以比通常允許的情況多傳送一些幀，並將這些幀的DE位元置1。

幀中繼的擁塞控制方法

(1)丟棄策略。當擁塞足夠嚴重時，網路就要被迫將幀丟棄。這是網路對擁塞的最基本的響應。在具體操作時應當對所有使用者都是公平的。

(2)擁塞避免。在剛一出現輕微的擁塞跡象時可採取擁塞避免的方法。這時，幀中繼網路有一些信令機制及時地使擁塞避免過程開始工作。

拓展
（1）我們辦理寬頻時，總會聽到他們說我的網路提供10M,20M等等的頻寬，但實際使用時，大部分情況下達不到這個標準，其實，他跟我們說的頻寬只是許諾的資訊速率CIR (Committed Information Rate)，其單位為b/s。CIR是網路同意某個使用者的傳送和接收速率。

（2）只要資料傳輸速率超過CIR，在網路出現擁塞時就會遭受到幀的丟棄。當資料傳輸速率不超過CIR時，網路並不保證一定不發生幀丟棄。當網路擁塞已經非常嚴重時，網路可以提供比CIR還差的服務。當網路必須將一些幀丟棄時，網路將首先丟棄：超過其CIR值的那些虛電路上的幀。若資料的傳送速率超過CIR，則結點交換機就將收到的幀的DE位元置為1，並轉發此幀。這樣的幀，可能會通過網路，但也可能在網路發生擁塞時被丟棄。若結點交換機在收到一個幀時，其資料傳送速率已超過所設定的最高速率，則立即將其丟棄。