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網絡層

      網絡層是實現電子商務的最低層基礎設施,即信息基礎設施。它是信息的傳輸系統,也是實現電子商務最基本的保證。網絡基礎設施主要包括電信網絡、有線電視網絡(CATV)和計算網絡,即我們所說的“三網”。其中,電信網絡主要的業務是電話、傳真及數據通信等,有線電視網絡是一個單向電視節目的傳送網絡,計算機網絡是信息基礎設施中最重要的部分,起代表是Internet。這些不同的網絡均可為電子商務提供信息傳輸線路,但是,目前電子商務的主要業務還是基于Internet的。人們常用的“信息高速公路”這個名詞就是“信息基礎設施”的通俗名稱。

功能目的 

 網絡層的目的是實現兩個端系統之間的數據透明傳送,具體功能包括尋址和路由選擇、連接的建立、保持和終止等。它提供的服務使運輸層不需要了解網絡中的數據傳輸和交換技術。網絡層關系到通信子網的運行控制,體現了網絡應用環境中資源子網訪問通信子網的方式。網絡層從物理上來講一般分布地域寬廣,從邏輯上來講功能復雜,因此是OSI模型中面向數據通信的下三層(也即通信子網)中最為復雜也最關鍵的一層。

路由選擇及其算法

  通信子網絡源節點和目的節點提供了多條傳輸路徑的可能性。網絡節點在收到一個分組網絡層后,要確定向下一節點傳送的路徑,這就是路由選擇。在數據報方式中網絡節點要為每個分組路由做出選擇;而在虛電路方式中,只需在連接建立時確定路由。確定路由選擇的策略稱路由算法。設計路由算法時要考慮諸多技術要素。首先是路由算法所基于的性能指標,一種是選擇最短路由,一種是選擇最優路由;其次要考慮通信子網是采用虛電路還是數據報方式;其三,是采用分布式路由算法,即每節點均為到達的分組選擇下一步的路由,還是采用集中式路由算法,即由中央點或始發節點來決定整個路由;其四,要考慮關于網絡拓撲,流量和延遲等網絡信息的來源;最后,確定是采用動態路由選擇策略,還是選擇靜態路由選擇策略。

 1 、靜態路由選擇策略

  靜態路由選擇策略不用測量也無須利用網絡信息,這種策略按某種固定規則進行路由選擇。其中還可分為泛射路由選擇、固定路由選擇和隨機路由選擇三種算法。

(1)泛射路由選擇法: 這是一種最簡單的路由算法。一個網絡節點從某條線路收到一個分組后,再向除該條線路外的所有線路重復發送收到的分組。結果,最先到達目的節點的一個或若干個分組肯定經過了最短的路線,而且所有可能的路徑都被同時嘗試過。這種方法可用于諸如軍事網絡等強壯性要求很高的場合,即使有的網絡節點遭到破壞,只要源、目間有一條信道存在則泛射路由選擇仍能保證數據的可靠傳送。另外,這種方法也可用于將一條分組從數據源傳送到所有其它節點的廣播式數據交換中,它還可用來進行網絡的最短傳輸延遲的測試。 (2)固定路由選擇:這是一種使用較多的簡單算法。每個網絡節點存儲一張表格,表格中每一項記錄對應著某個目的節點或鏈路。當一個分組到達某節點時,該節點只要根據分組的地址信息便可從固定的路由表中查出對應的目的節點及所應選擇的下一節點。固定路由選擇法的優點是簡便易行,在負載穩定,拓撲結構變化不大的網絡中運行效果很好。它的缺點是靈活性差,無法應付網絡中發生的阻塞和故障。

  (3)隨機路由選擇:在這種方法中,收到分組的節點,在所有與之相鄰的節點中為分組隨機選擇一個出路節點。方法雖然簡單,也較可靠,但實際路由不是最佳路由,增加了不必要的負擔,而且分組傳輸延遲也不可預測,故此法應用不廣。節點路由選擇要依靠網絡當前的狀態信息來決定的策略稱動態路由選擇策略,這種策略能較好地適應網絡流量、拓撲結構的變化,有利于改善網絡的性能。但由于算法復雜,會增加網絡的負擔,有時會因反應太快引起振蕩或反應太慢不起作用。獨立路由選擇、集中路由選擇和分布路由選擇是三種動態路由選擇策略的具體算法。

2、動態路由選擇策略  

(1)獨立路由選擇:在這類路由算法中,節點僅根據自己搜到的有關信息作出路由選擇的決定,與其它節點不交換路由選擇信息,雖然不能正確確定距離本節點較遠的路由選擇,但還是能較好地適應網絡流量和拓撲結構的變化。一種簡單的獨立路由選擇算法是Baran 在1964年提出的熱土豆(Hot Potato)算法。當一個分組到來時,節點必須盡快脫手,將其放入輸出列最短的方向上排隊,而不管該方向通向何方。(2)集中路由選擇:集中路由選擇也象固定路由選擇一樣,在每個節點上存儲一張路由表。不同的是,固定路由選擇算法中的節點路由表由手工制作,而在集中路由選擇算法中的節點路由表由路由控制中心RCC(Routing Control Center)定時根據網絡狀態計算、生成并分送各相應節點。由于RCC利用了整個網絡的信息,所以得到的路由選擇是完美的,同時也減輕了各節點計算路由選擇的負擔。 (3)分布路由選擇:采用分布路由選擇算法的網絡,所有節點定期地與其每個相鄰節點交換路由選擇信息。每個節點均存儲一張以網絡中其它每個節點為索引的路由選擇表,網絡中每個節點占用表中一項,每一項又分為兩個部分,即所希望使用的到目的節點的輸出線路和估計到目的節點所需要的延遲或距離。度量標準可以是毫秒或鏈路段數、等待的分組數、剩余的線路和容量等。對于延遲,節點可以直接發送一個特殊的稱作“回聲”(echo)的分組,接收該分組的節點將其加上時間標記后盡快送回,這樣便可測出延遲。有了以上信息,節點可由此確定路由選擇。

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