虛電路 Virtual Circuit.doc

虛電路 Virtual Circuit 虛電路是在分組交換散列網(wǎng)絡(luò)上的兩個(gè)或多個(gè)端點(diǎn)站點(diǎn)間的鏈路。它為兩個(gè)端點(diǎn)間提供臨時(shí)或?qū)Ｓ妹嫦蜻B接的會話。它的固有特點(diǎn)是，有一條通過多路徑網(wǎng)絡(luò)的預(yù)定路徑。提前定義好一條路徑，可以改進(jìn)性能，并且消除了幀和分組對頭的需求，從而增加了吞吐率。從技術(shù)上看，可以通過分組交換網(wǎng)絡(luò)的物理路徑進(jìn)行改變，以避免擁擠和失效線路，但是兩個(gè)端系統(tǒng)要保持一條連接，并根據(jù)需要改變路徑描述。圖V2示意了局域網(wǎng)用戶和遠(yuǎn)程地點(diǎn)之間的虛電路。注意，這個(gè)虛電路如何為用戶A跨越這個(gè)局域網(wǎng)連接、網(wǎng)橋路由器間的多路復(fù)用鏈路、分組交換網(wǎng)絡(luò)以及穿越分組交換網(wǎng)絡(luò)的鏈路。 具有永久性和交換型的虛電路如下所述： 永久性虛電路（PVC）是一種提前定義好的，基本上不需要任何建立時(shí)間的端點(diǎn)站點(diǎn)間的連接。在公共長途電信服務(wù)，例如異步傳輸模式（ATM）或幀中繼中，顧客提前和這些電信局簽訂關(guān)于PVC的端點(diǎn)合同，并且如果這些顧客需要重新配置這些PVC的端點(diǎn)時(shí)，他們就必須和電信局聯(lián)系。 交換型虛電路（SVC）是端點(diǎn)站點(diǎn)之間的一種臨時(shí)性連接。這些連接只持續(xù)所需的時(shí)間，并且當(dāng)會話結(jié)束時(shí)就取消這種連接。虛電路必須在數(shù)據(jù)傳送之前建立。一些電信局提供的分組交換服務(wù)允許用戶根據(jù)自己的需要?jiǎng)討B(tài)定義SVC。 SVC和PVC通常在有關(guān)公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的文章中進(jìn)行討論，雖然有圍繞一些技術(shù)（例如ATM）建立了室內(nèi)交換網(wǎng)絡(luò)的機(jī)構(gòu)可以提前定義PVC以減少網(wǎng)絡(luò)開銷。對于電信服務(wù)，顧客通常需要為PVC交付初裝費(fèi)用，然后按月或按分組進(jìn)行交費(fèi)。SVC和撥號電話呼叫相比，PVC對應(yīng)為兩點(diǎn)之間的專用租用電話線路。 在ATM環(huán)境，在端點(diǎn)站點(diǎn)之間的邏輯連接稱為虛擬信道（VC）。虛擬路徑（VP）是一個(gè)或多個(gè)VC通過一個(gè)散列網(wǎng)絡(luò)到達(dá)相同目的地的一條定義好的路徑，雖然每個(gè)VC可以連接到不同的端系統(tǒng)或在這個(gè)目的地的應(yīng)用處理?？梢詫P想象為包含一束電線的電纜，如圖V3所示。在這個(gè)比喻中，該電纜將兩點(diǎn)和此電纜連接端系統(tǒng)內(nèi)的獨(dú)立電路相連。它的優(yōu)點(diǎn)是，共享穿越網(wǎng)絡(luò)的相同路徑的連接被組織在一起，并使用相同的管理功能。如果已經(jīng)建立了VP，就可以很輕易地增加新的VC，這時(shí)因?yàn)橐呀?jīng)完成了定義穿越這個(gè)網(wǎng)絡(luò)路徑的工作。另外，如果這個(gè)網(wǎng)絡(luò)為了避免擁擠或失效的線路而需要改變一條路徑時(shí)，所有為這個(gè)VP建立的VC都被定向到這個(gè)新的路徑。 PVC是在幀中繼環(huán)境中傳統(tǒng)的連接方式，雖然1993年末SVC被支持加入這個(gè)規(guī)范。PVC具有特定服務(wù)特點(diǎn)。在與提供商建立了服務(wù)時(shí)，就定義PVC和這里列出的服務(wù)特點(diǎn)。這個(gè)鏈路的服務(wù)特點(diǎn)：承約信息大?。╟ommitted burst size）、承約信息率（committed information rate）、過量信息大?。╡xcess burst size）和幀大?。╢rame size）。它們是在協(xié)商時(shí)定義的。 承約信息大?。–BS）是網(wǎng)絡(luò)提供商同意在時(shí)間間隔內(nèi)的正常網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)進(jìn)行傳輸?shù)淖畲髷?shù)據(jù)（按位）的數(shù)量。 承約信息率（CIR）是網(wǎng)絡(luò)提供商同意的在一個(gè)PVC的正常網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)期間傳輸CBS承約數(shù)據(jù)的傳輸率。 過量信息大?。‥BS）是最大允許的超出CBS的未承約數(shù)據(jù)（按位）的數(shù)量，這個(gè)網(wǎng)絡(luò)將試圖在一個(gè)時(shí)間間隔期間傳送它們。EBS數(shù)據(jù)將在網(wǎng)絡(luò)擁擠期間被網(wǎng)絡(luò)按照可拋棄數(shù)據(jù)對待。 幀大小是傳送顧客數(shù)據(jù)穿越分組交換網(wǎng)絡(luò)的幀的體積。 虛電路分組交換網(wǎng) 1、 組網(wǎng)原理分組交換網(wǎng)一般由分組交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)管理中心、遠(yuǎn)程集中器、分組裝拆設(shè)備、分組終端/非分組終端和傳輸線路等基本設(shè)備組成。 分組交換機(jī)功能： 提供網(wǎng)絡(luò)的基本業(yè)務(wù)：交換虛電路和永久虛電路，及其他補(bǔ)充業(yè)務(wù)，如閉和用戶群，網(wǎng)路用戶識別等。在端到端計(jì)算機(jī)之間通信時(shí)，進(jìn)行路由選擇，以及流量控制。能提供多種通信規(guī)程，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，維護(hù)運(yùn)行，故障診斷，計(jì)費(fèi)與一些網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計(jì)等。 網(wǎng)絡(luò)管理中心（NMC） 網(wǎng)絡(luò)配置管理與用戶管理，日常運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集與統(tǒng)計(jì)。路由選擇管理，網(wǎng)路監(jiān)測，故障告警與網(wǎng)路狀態(tài)顯示。根據(jù)交換機(jī)提供的計(jì)費(fèi)信息完成計(jì)費(fèi)管理。 遠(yuǎn)程集中器（RCU）允許分組終端和非分組終端接入，有規(guī)程變換功能，可以把每個(gè)終端集中起來接入至分組交換機(jī)的中、高速線路上交織復(fù)用。 分組裝拆設(shè)備（PAD）將來自異步終端（非分組終端）的字符信息去掉起止比特后組裝成分組，送入分組交換網(wǎng)。在接受端再還原分組信息為字符，發(fā)送給用戶終端。隨著分組技術(shù)的發(fā)展，RSU與PAD的功能已沒什么差別。 分組終端/非分組終端（PT/NPT）分組終端是具有X.25協(xié)議接口，能直接接入分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信終端設(shè)備。它可通過一條物理線路與網(wǎng)絡(luò)連接，并可建立多條虛電路，同時(shí)與網(wǎng)上的多個(gè)用戶進(jìn)行對話。對于那些執(zhí)行非X.25協(xié)議的終端和無規(guī)程的終端稱為非分組終端，非分組終端需經(jīng)過分組裝拆設(shè)備，才能連到交換機(jī)端口。通過分組交換網(wǎng)絡(luò)，分組終端之間，非分組終端之間，分組終端與非分組終端之間都能互相通信。 傳輸線路是構(gòu)成分組數(shù)據(jù)交換網(wǎng)的主要組成部分之一。目前，中繼傳輸線路有PCM數(shù)字信道，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸，也有利用ATM連接及其衛(wèi)星通道。用戶線路一般有數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)電路或市話模擬線。 2、組交換網(wǎng)協(xié)議 分組交換技術(shù)源于數(shù)據(jù)通信，特別是計(jì)算機(jī)通信的需要。數(shù)據(jù)通信的特點(diǎn)一是業(yè)務(wù)的突發(fā)性，二是高度的可靠性要求，而對于實(shí)時(shí)性的要求卻不很嚴(yán)格。尋求一種適合于此特點(diǎn)的高效而經(jīng)濟(jì)的數(shù)據(jù)通信方法的關(guān)鍵在于如何解決通信資源的共享問題，分組交換被公認(rèn)為是滿足這一需求的最佳技術(shù)，它取代電路交換，成為數(shù)據(jù)通信領(lǐng)域的主導(dǎo)交換方式。其可靠性則是由一系列的協(xié)議予以保證的。 從概念上看，一個(gè)分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)由終端用戶、分組交換網(wǎng)和協(xié)議組成。其中，終端用戶可以是計(jì)算機(jī)或一般IO設(shè)備，它們具有一定的數(shù)據(jù)處理和發(fā)送、接收數(shù)據(jù)的能力，通常稱為數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE：Data Terminal Equipment)。分組交換網(wǎng)又稱為通信子網(wǎng)，由若干個(gè)分組交換機(jī)(常稱為節(jié)點(diǎn)機(jī))和連接這些節(jié)點(diǎn)的通信鏈路組成。協(xié)議可分為接口協(xié)議和網(wǎng)內(nèi)協(xié)議2種。所謂接口協(xié)議是指DTE和交換網(wǎng)之間的通信規(guī)程，相當(dāng)電信網(wǎng)中的UNI協(xié)議；網(wǎng)內(nèi)協(xié)議是指各節(jié)點(diǎn)機(jī)之間的通信規(guī)程，即NNI協(xié)議。 為了實(shí)現(xiàn)各種終端用戶和不同的分組交換網(wǎng)之間的自由連接，接口規(guī)程必須標(biāo)準(zhǔn)化，這就是著名的CCITT X.25協(xié)議。這里需要說明一點(diǎn)，X.25文本上說明的都是DTE和數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備(DCE：Data Circuit-terminating Equipment)之間的接口，這里DCE指的是DTE-DTE遠(yuǎn)程通信傳輸線路的終接設(shè)備；在物理上，如果傳輸線路是模擬通道，DCE就是MODEM；如果是數(shù)字通道，DCE就是多路復(fù)用器或數(shù)字信道接口設(shè)備。它們提供信號變換、適配和編碼功能，和DTE 同屬于用戶設(shè)施。但是在功能結(jié)構(gòu)上，DCE屬于網(wǎng)絡(luò)部分，是分組交換機(jī)或集中器的延伸。因此我們通常都說X25是DTE和公用分組交換網(wǎng)的接口協(xié)議，這和DTE-DCE接口協(xié)議的說法是完全一致的。 X.25建議是以加拿大DATAPAC公用分組網(wǎng)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)于1976年提出來的，其最初版本既提供虛電路服務(wù)，也提供數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。但是在1984年版本中，已取消數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。因此，目前公用分組網(wǎng)絡(luò)終端用戶的標(biāo)準(zhǔn)接入采用的都是虛電路方式。用戶接口的標(biāo)準(zhǔn)化要求終端用戶設(shè)備具有X.25協(xié)議處理能力，這樣的標(biāo)準(zhǔn)終端稱之為分組終端(PT)。可是實(shí)際上，在X.25建議提出來之前已經(jīng)存在許多數(shù)據(jù)終端，它們有其自己的通信規(guī)程，我們將其稱為“用戶協(xié)議”，具有非標(biāo)準(zhǔn)用戶協(xié)議的終端稱為非分組終端(NPT)。NPT接入分組網(wǎng)必須經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換，將各種特定的用戶協(xié)議轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的X.25協(xié)議，將用戶發(fā)出的數(shù)據(jù)裝配成X.25格式的分組，完成該協(xié)議轉(zhuǎn)換的設(shè)備稱之為分組裝拆設(shè)備(PAD：Packet AssemblerDisassembler)。PAD可以是一個(gè)獨(dú)立的設(shè)備，放在用戶端或局端；也可以設(shè)計(jì)為分組交換機(jī)的一個(gè)內(nèi)部功能，這樣的分組交換機(jī)可以直接支持用戶協(xié)議的接入。利用PAD不但可以實(shí)現(xiàn)同種用戶協(xié)議NPT經(jīng)由公用分組網(wǎng)的互相通信，還可以實(shí)現(xiàn)不同用戶協(xié)議NPT的互相通信，為異種計(jì)算機(jī)的互連通信提供了可能。 NPT類型雖然很多，但多數(shù)均為字符方式終端，它們能夠發(fā)送和接收起止式字符，采用異步通信方式，因此常稱之為異步終端，CCITT專門為適配這類NPT的PAD制定了一組建議，即X.3X.28X.29，常稱為3X建議。其中，X.3描述PAD功能及其控制參數(shù)，通過參數(shù)選擇可使PAD適配不同的異步終端；X.28描述PAD到本地字符型終端的協(xié)議；X.29描述PAD到遠(yuǎn)端分組型DTE之間的協(xié)議。如果遠(yuǎn)端DTE也是字符型終端，則X.29描述的是PAD至遠(yuǎn)端PAD之間的協(xié)議。 分組交換網(wǎng)內(nèi)部協(xié)議沒有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，由各個(gè)廠商自行規(guī)定。CCITT定義了分組交換網(wǎng)國際互連時(shí)網(wǎng)間接口的X.75建議，許多公司都在X.25或X.75的基礎(chǔ)上作少量修改或增補(bǔ)作為其網(wǎng)內(nèi)協(xié)議。但是，在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中通常只采用一種協(xié)議。網(wǎng)內(nèi)協(xié)議的基本要求是確保高效的數(shù)據(jù)傳送和交換以及一定的網(wǎng)絡(luò)管理功能。 上述3類協(xié)議在分組通信系統(tǒng)中的位置及相互關(guān)系如圖1所示。 3、分組交換網(wǎng)的特點(diǎn) 分組交換網(wǎng)具有如下特點(diǎn)： （） 分組交換具有多邏輯信道的能力，故中繼線的電 路利用率高； （） 可實(shí)現(xiàn)分組交換網(wǎng)上的不同碼型、速率和規(guī)程之間的終端互通； （） 由于分組交換具有差錯(cuò)檢測和糾正的能力，故電路傳送的誤碼率極??； （） 分組交換的網(wǎng)路管理功能強(qiáng)。 分組網(wǎng)提供可靠傳送數(shù)據(jù)的永久虛電路（PVC）與交換虛電路（SVC）基本業(yè)務(wù)，以及眾多用戶可選業(yè)務(wù)，如閉合用戶群、快速選擇、反向計(jì)費(fèi)、集線群等。另外，為了滿足大集團(tuán)用戶的需要，還提供虛擬專用網(wǎng)（VPN）業(yè)務(wù)。從而用戶可以借助公用網(wǎng)資源，將屬于自己的終端、接入線路、端口等模擬成自己專用網(wǎng)并可設(shè)置自己的網(wǎng)管設(shè)備對其進(jìn)行管理。 由于分組網(wǎng)采用動(dòng)態(tài)復(fù)用方法可提高信道的利用率，簡化物理接口（一條物理線可支持多條虛電路），且能使不同速率的終端相互通信，也為分布式處理創(chuàng)造條件。 分組網(wǎng)最初設(shè)計(jì)主要建立在模擬信道的基礎(chǔ)上工作的，由于其信道質(zhì)量較差，所以其協(xié)議在克服信道差錯(cuò)方面考慮周全，處理比較復(fù)雜，從而網(wǎng)絡(luò)遲延較大，另外它提供的用戶端口速率一般小于等于64KB/S。 分組網(wǎng)主要適用于交互式短報(bào)文，數(shù)據(jù)傳輸速率在64KB/S以下，網(wǎng)絡(luò)的分組平均遲延允許達(dá)秒左右的場合。例如，金融業(yè)務(wù)、計(jì)算機(jī)信息服務(wù)、管理信息系統(tǒng)等，但它不適用于多媒體通信。另外用分組網(wǎng)傳送TCP/IP協(xié)議的IP包傳輸效率不太高。 分組網(wǎng)在適應(yīng)不斷發(fā)展的新技術(shù)與新