广域网

注意：其中packet switch分组交换，不是交换机，对应的是路由。

在广域网中，路由器只需要根据IP地址就可以找到对应网段，但是当需要通过一个局域网的时候，需要根据MAC地址找到下一跳的路由，因为一个局域网中，所有的网段号都相等。这种情况是针对路由和路由并非直接相连，但是我们在考虑网络层的时候可以忽略掉这个问题，认为路由和路由是直接相连的，直接通过IP地址就可以找到最终的局域网，总之，MAC地址也是很有必要的，广域网层面的MAC寻址问题，等效于IP寻址问题。

1、介绍

• 局域网（LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN），关键区别特征是规模：地理距离和已连接计算机的数量

• 广域网：选择以容纳预期的流量并提供冗余，冗余避免数据占满存储空间，而使得路由无法工作

存储并转发

• 每个交换机都接收数据包，将其排队在其内存中，然后在可能时（例如，当目标可用时）将其发送出去
• 许多计算机可以同时发送数据包

WAN中的物理寻址

• WAN定义帧格式并为其计算机分配物理地址
• 分层寻址，例如
  •第一部分识别分组交换
  •第二部分标识此开关上的计算机

下一跳转发

• 数据包交换机根据目标地址确定每个数据包的目标
  •本地计算机或
  •另一个数据包交换机
• 仅包含有关如何到达下一交换机-下一跳的信息

• 它保存在路由表中

• 下一跳取决于目标地址，而不取决于源地址

分层地址和路由

• 路由是将数据包转发到下一跳的过程
• 分层地址简化了路由
  •较小的路由表
  •更高效的查找

广域网中的路由

• 大型WAN使用内部交换机和外部交换机

• 他们的路由表必须保证：
  •通用路由-每个可能的目的地都必须有下一跳
  •最佳路线-下一跳必须指向到达目的地的“最短路径”

• 路由表可以通过（最多）一个默认路由来简化

2、路由表计算

• 手动计算不适用于大型网络
• 静态路由-程序在交换机启动时计算并安装路由； 这些路线不会改变。
• 动态路由-交换机启动时，程序将构建初始表； 这随着条件的变化而改变。

广域网和图形

• WAN可以建模为图形
• 节点是交换机：1、2、3、4
• 边缘是交换机之间的连接：（1,3）（2,3）（2,4）（3,4）
• 权重是沿着连接的“距离”

分布式路由计算

• 所有分组交换机都必须这样做
• 两种一般形式：
  •链接状态路由（LSR）:使用Dijkstra的算法
  •距离矢量路由（DVR）:使用另一种方法
• 我们将仅讨论基于Dijkstra算法的方法

计算最短路径

• Dijkstra的算法-在图中找到从源节点到每个其他节点的距离
• 对每个交换机运行此命令，并在过程中创建下一跳路由表
• 边缘重量表示“距离”
• Aka –最短路径优先（SPF）路由

链接状态路由

• 每个交换机定期向其他交换机广播特定链接的状态
• 交换机收集这些消息，然后将Dijkstra的算法应用于其网络状态版本
• 如果链接失败，则附加的数据包交换机将检测到该链接并广播状态
• 同样，当失败的链接再次可用时, 其他数据包交换机收到此消息并重新计算