理解广域网：拥塞控制与路由器机制

"该资源是关于计算机网络中的拥塞控制及其代价的讲解，特别是针对广域网环境。讨论了在特定场景下，如有两个发送端、两个接收端、一个具有无限缓冲区的路由器且无重传的情况下，当路由器容量达到极限时导致的拥塞现象，这会引起较大的延迟，并影响最大吞吐量的获取。内容涵盖了广域网的基本概念、分组转发机制、拥塞控制原理，以及帧中继和异步传递方式等技术。" 在计算机网络中，拥塞控制是一个关键的话题，它涉及到如何有效地管理网络资源以避免网络过载。本资料深入剖析了拥塞的起因，通过一个具体的场景来展示：在一个系统中，有两个数据发送方、两个接收方，它们通过一个路由器进行通信，该路由器具有无限大的缓冲区，并且不支持数据包的重传。路由器的容量设为R。在这样的设定下，如果所有发送方同时向接收方发送数据，当数据量超过路由器的处理能力R时，就会发生拥塞。这种情况下，数据包会在路由器的缓冲区内积压，导致传输延迟显著增加。同时，由于路由器无法处理所有数据，网络的整体吞吐量会降低，无法达到理论上的最大值。 广域网（WAN）是连接地理上分散的局域网或其它网络的基础设施，其构成包括结点交换机和链路。网络层是WAN中的核心层次，负责端到端的数据传输和路由选择。区别于数据链路层，网络层不仅关注在单个链路上的数据传输，而是考虑整个通信子网的拓扑结构，选择最佳路径将数据分组送达目的地。 在WAN的构成中，结点交换机起到存储转发的作用，将数据分组从一条链路转发到另一条链路。网络层提供了两种服务模型：数据报服务和虚电路服务。数据报服务是不可靠的，每个分组独立选择路径，而虚电路服务则提供可靠的连接，保证服务质量，通常用于需要较高传输稳定性的应用。 需要注意的是，尽管广域网覆盖广泛，但互联网并不等同于广域网，因为互联网的核心特性是不同网络之间的互连。广域网的最主要任务是实现不同网络之间的路由选择，以确保数据的有效传输。 在实际应用中，为了管理和防止拥塞，网络层采取了各种拥塞控制策略，例如TCP/IP协议栈中的慢启动、拥塞避免、快速重传和快速恢复等算法。这些算法旨在动态调整发送速率，避免或缓解网络拥塞，从而提高整体网络性能和用户服务质量。此外，帧中继和异步传递方式（ATM）等技术也提供了对拥塞控制的支持，通过预留带宽和流量控制来确保网络的高效运行。