與電話網相比,分組交換數據網的路由選擇較為復雜。分組網中的路由選擇是網絡層協議的主要功能之一,它是由網絡層的軟件來完成的。分組網可以采用兩種工作方法:數據報和虛擬電路。當使用數據報方法時,對每一個到達的數據分組都需要作一次路由選擇;當使用虛擬電路方法時,只有當虛擬電路建立時才進行一次路由選擇,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
路由選擇經常是根據所選路由是否具有最小權值來進行判斷的。最小權值可以取為最短的長度、最小的時延、最少的段數或該路由所連接的緩沖器具有最短的隊列。路由選擇又可以分為靜態和動態兩種。靜態選擇采用固定策略,動態選擇采用自適應策略,即節點的路由表根據網絡的負載和鏈路的狀態而不斷地變化。動態策略比靜態策略有更好的性能,但這是以增加網絡軟件的復雜性為代價的。路由選擇方法的種類可歸納如下圖1所示。
圖1:分組數據網路由選擇方法的種類
二、流量控制和擁塞控制的作用
衡量分組交換網性能的重要指標有兩個,一個是網絡的吞吐量(在時間t內傳送到目的地的分組數),另一個是分布的平均時延。它們同網絡負荷(源點發出的分組數)之間的關系如圖2所示。圖中吞吐量和承載負荷均以網絡的最大容量為基礎進行了歸一化處理。吞吐量等于1.0表示吞吐量達到了網絡的最大容量。在對通信量未加控制的情況下,隨著承載負荷的增加,緩沖器將逐漸存滿,造成惡性循環而在網絡中形成擁塞。此時,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,有效地改善網絡的吞吐量和平均時延,因此,必須在分組網中引入流量控制和擁塞控制。引入控制以后指標的改進己在圖2中的右圖的曲線中標明。
圖2:衡量分組交換網指標與網絡負荷的關系
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三、流量控制的方法:流量的控制可以發生在網絡的不同層次上,例如在采用OSI模型的電信網中,在數據鏈路層、網絡層和傳輸層上都需要對流量進行控制。不同層次上的流量控制可以分為四類,即相鄰節點間的控制、源節點與目的地節點之間的控制、DTE與源節點之間的控制、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、從擁塞節點向所有的源節點發送控制分組:這個分組可似停止或者減慢從源節點的傳輸分組的速率,從而限制了分組在網絡中的總數,這個方法要求額外的業務量,在網絡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點提供鏈路延遲信息,據此來進行路由的選擇。這一信息可以用來調整新的分組產生的速率,從而達到對擁塞控制的目的。
3、利用端一端的探索分組:這些分組被貼上時間標簽,用來測量兩個特定節點之間的延遲,并利用此信息來控制擁塞。這種方法的缺點是增加網絡的額外開銷。
4、分組交換節點在分組中附加擁塞信息來調整輸入分組的數量:這可以分為兩種情況:一種是節點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源節點,從而減少進入網絡的分組流;另一種情況是節點把擁塞信息加于和擁塞相同的方向上,信息到達目的地節點,再由目的地節點向源節點發出信息要求調整負荷。
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