與電話網(wǎng)相比,分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)的路由選擇較為復(fù)雜。分組網(wǎng)中的路由選擇是網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的主要功能之一,它是由網(wǎng)絡(luò)層的軟件來完成的。分組網(wǎng)可以采用兩種工作方法:數(shù)據(jù)報(bào)和虛擬電路。當(dāng)使用數(shù)據(jù)報(bào)方法時(shí),對每一個(gè)到達(dá)的數(shù)據(jù)分組都需要作一次路由選擇;當(dāng)使用虛擬電路方法時(shí),只有當(dāng)虛擬電路建立時(shí)才進(jìn)行一次路由選擇,屬于該虛擬電路的分組將沿著已確定的路由傳送,直至該虛擬電路被拆除。
一、路由選擇方法
路由選擇經(jīng)常是根據(jù)所選路由是否具有最小權(quán)值來進(jìn)行判斷的。最小權(quán)值可以取為最短的長度、最小的時(shí)延、最少的段數(shù)或該路由所連接的緩沖器具有最短的隊(duì)列。路由選擇又可以分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種。靜態(tài)選擇采用固定策略,動(dòng)態(tài)選擇采用自適應(yīng)策略,即節(jié)點(diǎn)的路由表根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載和鏈路的狀態(tài)而不斷地變化。動(dòng)態(tài)策略比靜態(tài)策略有更好的性能,但這是以增加網(wǎng)絡(luò)軟件的復(fù)雜性為代價(jià)的。路由選擇方法的種類可歸納如下圖1所示。
圖1:分組數(shù)據(jù)網(wǎng)路由選擇方法的種類
二、流量控制和擁塞控制的作用
衡量分組交換網(wǎng)性能的重要指標(biāo)有兩個(gè),一個(gè)是網(wǎng)絡(luò)的吞吐量(在時(shí)間t內(nèi)傳送到目的地的分組數(shù)),另一個(gè)是分布的平均時(shí)延。它們同網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷(源點(diǎn)發(fā)出的分組數(shù))之間的關(guān)系如圖2所示。圖中吞吐量和承載負(fù)荷均以網(wǎng)絡(luò)的最大容量為基礎(chǔ)進(jìn)行了歸一化處理。吞吐量等于1.0表示吞吐量達(dá)到了網(wǎng)絡(luò)的最大容量。在對通信量未加控制的情況下,隨著承載負(fù)荷的增加,緩沖器將逐漸存滿,造成惡性循環(huán)而在網(wǎng)絡(luò)中形成擁塞。此時(shí),吞吐量將明顯降低,且分組的平均延遲將明顯上升。為了防止擁塞,有效地改善網(wǎng)絡(luò)的吞吐量和平均時(shí)延,因此,必須在分組網(wǎng)中引入流量控制和擁塞控制。引入控制以后指標(biāo)的改進(jìn)己在圖2中的右圖的曲線中標(biāo)明。
圖2:衡量分組交換網(wǎng)指標(biāo)與網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的關(guān)系
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三、流量控制的方法:流量的控制可以發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)的不同層次上,例如在采用OSI模型的電信網(wǎng)中,在數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層上都需要對流量進(jìn)行控制。不同層次上的流量控制可以分為四類,即相鄰節(jié)點(diǎn)間的控制、源節(jié)點(diǎn)與目的地節(jié)點(diǎn)之間的控制、DTE與源節(jié)點(diǎn)之間的控制、DTE與DTE之間的控制。常用的流量控制方法有:緩沖器預(yù)約、許可證法、窗口控制等,其釋義歸納在中表3中。
表3:常用的流量控制方法介紹
四、擁塞控制的方法
1、從擁塞節(jié)點(diǎn)向所有的源節(jié)點(diǎn)發(fā)送控制分組:這個(gè)分組可似停止或者減慢從源節(jié)點(diǎn)的傳輸分組的速率,從而限制了分組在網(wǎng)絡(luò)中的總數(shù),這個(gè)方法要求額外的業(yè)務(wù)量,在網(wǎng)絡(luò)的擁塞期間增加額外的流量。
2、利用路由選擇信息:路由選擇信息向其他節(jié)點(diǎn)提供鏈路延遲信息,據(jù)此來進(jìn)行路由的選擇。這一信息可以用來調(diào)整新的分組產(chǎn)生的速率,從而達(dá)到對擁塞控制的目的。
3、利用端一端的探索分組:這些分組被貼上時(shí)間標(biāo)簽,用來測量兩個(gè)特定節(jié)點(diǎn)之間的延遲,并利用此信息來控制擁塞。這種方法的缺點(diǎn)是增加網(wǎng)絡(luò)的額外開銷。
4、分組交換節(jié)點(diǎn)在分組中附加擁塞信息來調(diào)整輸入分組的數(shù)量:這可以分為兩種情況:一種是節(jié)點(diǎn)把擁塞信息加于和擁塞相反的方向上,這一信息迅速地到達(dá)源節(jié)點(diǎn),從而減少進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)的分組流;另一種情況是節(jié)點(diǎn)把擁塞信息加于和擁塞相同的方向上,信息到達(dá)目的地節(jié)點(diǎn),再由目的地節(jié)點(diǎn)向源節(jié)點(diǎn)發(fā)出信息要求調(diào)整負(fù)荷。
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