与电话网相比,分组交换数据网的路由选择较为复杂。分组网中的路由选择是网络层协议的主要功能之一,它是由网络层的软件来完成的。分组网可以采用两种工作方法:数据报和虚拟电路。当使用数据报方法时,对每一个到达的数据分组都需要作一次路由选择;当使用虚拟电路方法时,只有当虚拟电路建立时才进行一次路由选择,属于该虚拟电路的分组将沿着已确定的路由传送,直至该虚拟电路被拆除。
一、路由选择方法
路由选择经常是根据所选路由是否具有最小权值来进行判断的。最小权值可以取为最短的长度、最小的时延、最少的段数或该路由所连接的缓冲器具有最短的队列。路由选择又可以分为静态和动态两种。静态选择采用固定策略,动态选择采用自适应策略,即节点的路由表根据网络的负载和链路的状态而不断地变化。动态策略比静态策略有更好的性能,但这是以增加网络软件的复杂性为代价的。路由选择方法的种类可归纳如下图1所示。
图1:分组数据网路由选择方法的种类
二、流量控制和拥塞控制的作用
衡量分组交换网性能的重要指标有两个,一个是网络的吞吐量(在时间t内传送到目的地的分组数),另一个是分布的平均时延。它们同网络负荷(源点发出的分组数)之间的关系如图2所示。图中吞吐量和承载负荷均以网络的最大容量为基础进行了归一化处理。吞吐量等于1.0表示吞吐量达到了网络的最大容量。在对通信量未加控制的情况下,随着承载负荷的增加,缓冲器将逐渐存满,造成恶性循环而在网络中形成拥塞。此时,吞吐量将明显降低,且分组的平均延迟将明显上升。为了防止拥塞,有效地改善网络的吞吐量和平均时延,因此,必须在分组网中引入流量控制和拥塞控制。引入控制以后指标的改进己在图2中的右图的曲线中标明。
图2:衡量分组交换网指标与网络负荷的关系
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三、流量控制的方法:流量的控制可以发生在网络的不同层次上,例如在采用OSI模型的电信网中,在数据链路层、网络层和传输层上都需要对流量进行控制。不同层次上的流量控制可以分为四类,即相邻节点间的控制、源节点与目的地节点之间的控制、DTE与源节点之间的控制、DTE与DTE之间的控制。常用的流量控制方法有:缓冲器预约、许可证法、窗口控制等,其释义归纳在中表3中。
表3:常用的流量控制方法介绍
四、拥塞控制的方法
1、从拥塞节点向所有的源节点发送控制分组:这个分组可似停止或者减慢从源节点的传输分组的速率,从而限制了分组在网络中的总数,这个方法要求额外的业务量,在网络的拥塞期间增加额外的流量。
2、利用路由选择信息:路由选择信息向其他节点提供链路延迟信息,据此来进行路由的选择。这一信息可以用来调整新的分组产生的速率,从而达到对拥塞控制的目的。
3、利用端一端的探索分组:这些分组被贴上时间标签,用来测量两个特定节点之间的延迟,并利用此信息来控制拥塞。这种方法的缺点是增加网络的额外开销。
4、分组交换节点在分组中附加拥塞信息来调整输入分组的数量:这可以分为两种情况:一种是节点把拥塞信息加于和拥塞相反的方向上,这一信息迅速地到达源节点,从而减少进入网络的分组流;另一种情况是节点把拥塞信息加于和拥塞相同的方向上,信息到达目的地节点,再由目的地节点向源节点发出信息要求调整负荷。
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