計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教程PPT

1、2.5 2.5 廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù)廣域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)交換技術(shù) 2.5.1 2.5.1 數(shù)據(jù)交換的概念數(shù)據(jù)交換的概念 目前，兩個(gè)計(jì)算機(jī)之間的通信，特別是遠(yuǎn)程通信，必須經(jīng)過(guò)一些目前，兩個(gè)計(jì)算機(jī)之間的通信，特別是遠(yuǎn)程通信，必須經(jīng)過(guò)一些中間設(shè)備來(lái)轉(zhuǎn)換，我們稱(chēng)這些中間設(shè)備為交換設(shè)備，這些交換設(shè)備并中間設(shè)備來(lái)轉(zhuǎn)換，我們稱(chēng)這些中間設(shè)備為交換設(shè)備，這些交換設(shè)備并不需要處理通過(guò)它的數(shù)據(jù)，只是單純地把數(shù)據(jù)從一個(gè)交換設(shè)備傳輸?shù)讲恍枰幚硗ㄟ^(guò)它的數(shù)據(jù)，只是單純地把數(shù)據(jù)從一個(gè)交換設(shè)備傳輸?shù)较乱粋€(gè)交換設(shè)備，直到數(shù)據(jù)到達(dá)目的地。下一個(gè)交換設(shè)備，直到數(shù)據(jù)到達(dá)目的地。圖圖2-47 2-47 數(shù)據(jù)交換示意圖數(shù)據(jù)交換示意圖 數(shù)據(jù)交

2、換是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源數(shù)據(jù)交換是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享的一個(gè)必須環(huán)節(jié)，因此數(shù)共享的一個(gè)必須環(huán)節(jié)，因此數(shù)據(jù)交換技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展據(jù)交換技術(shù)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中具有重要的作用。中具有重要的作用。 所謂所謂數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)交換，其實(shí)就是數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。，其實(shí)就是數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。 2.5.2 2.5.2 線路交換方式線路交換方式 線路交換方式線路交換方式( (電路交換方式電路交換方式) )是指：在兩個(gè)通信設(shè)備之間，通過(guò)一個(gè)是指：在兩個(gè)通信設(shè)備之間，通過(guò)一個(gè)個(gè)交換設(shè)備的線路連接，建立起一條專(zhuān)用的物理線路；在該線路被釋放之個(gè)交換設(shè)備的線路連接，建立起一條專(zhuān)用的物理線路；在該線路被釋放之前，這兩端的設(shè)備單獨(dú)占用該線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

3、前，這兩端的設(shè)備單獨(dú)占用該線路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。線路交換過(guò)程線路交換過(guò)程 線路交換方式的定義線路交換方式的定義 線路建立階段線路建立階段 數(shù)據(jù)傳輸階段數(shù)據(jù)傳輸階段 線路釋放階段線路釋放階段 圖圖2-48 2-48 線路交換方式線路交換方式 線路交換的特點(diǎn)線路交換的特點(diǎn) 線路交換的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)線路交換的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 獨(dú)占性獨(dú)占性實(shí)時(shí)性好實(shí)時(shí)性好線路交換設(shè)備簡(jiǎn)單，功能單一。線路交換設(shè)備簡(jiǎn)單，功能單一。 用戶(hù)數(shù)據(jù)透明傳輸。用戶(hù)數(shù)據(jù)透明傳輸。 客戶(hù)機(jī)客戶(hù)機(jī) / /本地回路或用戶(hù)回路本地回路或用戶(hù)回路 / /交換機(jī)交換機(jī) / /主干線主干線 線路交換的優(yōu)缺點(diǎn)線路交換的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)，適用于交互式會(huì)話類(lèi)通

4、信。優(yōu)點(diǎn)：通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)，適用于交互式會(huì)話類(lèi)通信。 缺點(diǎn)缺點(diǎn): : 對(duì)突發(fā)性通信不適應(yīng)；對(duì)突發(fā)性通信不適應(yīng)； 系統(tǒng)不具有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力；系統(tǒng)不具有存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力； 系統(tǒng)不具備差錯(cuò)控制能力。系統(tǒng)不具備差錯(cuò)控制能力。 2.5.3 2.5.3 報(bào)文交換方式報(bào)文交換方式 報(bào)文交換的基本原理報(bào)文交換的基本原理 報(bào)文交換不事先建立線路連接，當(dāng)發(fā)送方有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，它按照?qǐng)?bào)文交換不事先建立線路連接，當(dāng)發(fā)送方有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，它按照一定的格式，將數(shù)據(jù)、目的地址、源地址、控制信息等打包成一個(gè)整體一定的格式，將數(shù)據(jù)、目的地址、源地址、控制信息等打包成一個(gè)整體傳輸給通信子網(wǎng)的某個(gè)交換設(shè)備，這個(gè)數(shù)據(jù)的整體稱(chēng)為傳輸給通信子

5、網(wǎng)的某個(gè)交換設(shè)備，這個(gè)數(shù)據(jù)的整體稱(chēng)為報(bào)文報(bào)文( (用戶(hù)擬發(fā)用戶(hù)擬發(fā)送的完整數(shù)據(jù)送的完整數(shù)據(jù) ) )。交換設(shè)備先將報(bào)文存儲(chǔ)起來(lái)，然后選擇一條合適的空。交換設(shè)備先將報(bào)文存儲(chǔ)起來(lái)，然后選擇一條合適的空閑輸出線，將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)交換設(shè)備，如此類(lèi)推，直至將報(bào)文發(fā)送閑輸出線，將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)交換設(shè)備，如此類(lèi)推，直至將報(bào)文發(fā)送到目的結(jié)點(diǎn)。到目的結(jié)點(diǎn)。 報(bào)文的組成和格式報(bào)文的組成和格式 報(bào)文由三部分組成：報(bào)頭、報(bào)文由三部分組成：報(bào)頭、正文和報(bào)尾。正文和報(bào)尾。 報(bào)文交換的過(guò)程報(bào)文交換的過(guò)程 報(bào)文交換主要由以下幾個(gè)過(guò)程組成：報(bào)文交換主要由以下幾個(gè)過(guò)程組成： 將信息組成報(bào)文，報(bào)文的長(zhǎng)短由信息的長(zhǎng)短決定，不受其它

6、限制。將信息組成報(bào)文，報(bào)文的長(zhǎng)短由信息的長(zhǎng)短決定，不受其它限制。 報(bào)文的存儲(chǔ)報(bào)文的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，包括路由選擇、報(bào)頭和報(bào)尾識(shí)別等。報(bào)文交換轉(zhuǎn)發(fā)，包括路由選擇、報(bào)頭和報(bào)尾識(shí)別等。報(bào)文交換結(jié)點(diǎn)可以是一個(gè)專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，也可以是報(bào)文交換機(jī)。結(jié)點(diǎn)可以是一個(gè)專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，也可以是報(bào)文交換機(jī)。 進(jìn)行差錯(cuò)控制和完成網(wǎng)絡(luò)擁塞處理、報(bào)文的優(yōu)先處理等。進(jìn)行差錯(cuò)控制和完成網(wǎng)絡(luò)擁塞處理、報(bào)文的優(yōu)先處理等。 報(bào)文交換的基本特點(diǎn)報(bào)文交換的基本特點(diǎn) 線路效率較高線路效率較高 不需要同時(shí)使用發(fā)送器和接收器來(lái)傳輸數(shù)據(jù)不需要同時(shí)使用發(fā)送器和接收器來(lái)傳輸數(shù)據(jù) 當(dāng)通信子網(wǎng)的通信量很大時(shí)，不能接受某些呼叫當(dāng)通信子網(wǎng)的通信量很大時(shí)，不能接受某些呼叫

7、 報(bào)文交換系統(tǒng)可以把一個(gè)報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目的地報(bào)文交換系統(tǒng)可以把一個(gè)報(bào)文發(fā)送到多個(gè)目的地 根據(jù)報(bào)文的長(zhǎng)短或其它特征，能夠建立報(bào)文的優(yōu)先權(quán)，使得一些根據(jù)報(bào)文的長(zhǎng)短或其它特征，能夠建立報(bào)文的優(yōu)先權(quán)，使得一些短的、重要的報(bào)文優(yōu)先傳送短的、重要的報(bào)文優(yōu)先傳送 報(bào)文交換的應(yīng)用報(bào)文交換的應(yīng)用 報(bào)文交換適合于電報(bào)類(lèi)數(shù)據(jù)信息的傳輸，主要用于公眾電報(bào)和電子報(bào)文交換適合于電報(bào)類(lèi)數(shù)據(jù)信息的傳輸，主要用于公眾電報(bào)和電子信箱的業(yè)務(wù)。信箱的業(yè)務(wù)。2.5.4 2.5.4 分組交換方式分組交換方式 分組交換的基本原理分組交換的基本原理 分組交換是以報(bào)文的形式在網(wǎng)絡(luò)中存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，要限制所傳輸分組交換是以報(bào)文的形式在網(wǎng)絡(luò)中存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，

8、要限制所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的長(zhǎng)度。的數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。 當(dāng)分組交換時(shí)，發(fā)送端首先將一個(gè)報(bào)文分成多個(gè)報(bào)文分組，當(dāng)分組交換時(shí)，發(fā)送端首先將一個(gè)報(bào)文分成多個(gè)報(bào)文分組，簡(jiǎn)稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)分組分組；然后以分組為單位進(jìn)行傳輸和交換。在接收端將接收；然后以分組為單位進(jìn)行傳輸和交換。在接收端將接收到的分組重新組裝成報(bào)文。到的分組重新組裝成報(bào)文。圖圖2-49 2-49 分組原理示意圖分組原理示意圖 每一個(gè)分組的首部都含有地址每一個(gè)分組的首部都含有地址等信息。分組交換網(wǎng)中的結(jié)點(diǎn)交換等信息。分組交換網(wǎng)中的結(jié)點(diǎn)交換機(jī)，根據(jù)分組首部的地址信息，把機(jī)，根據(jù)分組首部的地址信息，把分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)交換機(jī)。用分組轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)結(jié)點(diǎn)交換機(jī)。用這樣的轉(zhuǎn)

9、發(fā)方式，分組最后到達(dá)目這樣的轉(zhuǎn)發(fā)方式，分組最后到達(dá)目的結(jié)點(diǎn)。的結(jié)點(diǎn)。 分組交換的過(guò)程分組交換的過(guò)程 分包分包 分組的存儲(chǔ)分組的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)發(fā) 差錯(cuò)檢測(cè)差錯(cuò)檢測(cè) 打包打包 分組交換的實(shí)現(xiàn)方式分組交換的實(shí)現(xiàn)方式 數(shù)據(jù)報(bào)方式數(shù)據(jù)報(bào)方式 在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，每個(gè)分組單獨(dú)傳送，稱(chēng)為在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，每個(gè)分組單獨(dú)傳送，稱(chēng)為數(shù)據(jù)報(bào)。數(shù)據(jù)報(bào)。 每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)都包含源結(jié)點(diǎn)和目的結(jié)點(diǎn)的地址信息。每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)都包含源結(jié)點(diǎn)和目的結(jié)點(diǎn)的地址信息。 源主機(jī)發(fā)送的每個(gè)分組，都可以獨(dú)立地選擇傳輸路徑，在通信子源主機(jī)發(fā)送的每個(gè)分組，都可以獨(dú)立地選擇傳輸路徑，在通信子網(wǎng)中可以通過(guò)不同傳輸路徑達(dá)到目的主機(jī)。網(wǎng)中可以通過(guò)不同傳輸路徑達(dá)到目的主機(jī)。

10、 虛電路方式虛電路方式 所謂所謂虛電路方式虛電路方式，就是指兩個(gè)用戶(hù)在進(jìn)行通信之前，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，就是指兩個(gè)用戶(hù)在進(jìn)行通信之前，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)建立的邏輯上的連接。建立的邏輯上的連接。 圖圖2-51 2-51 虛電路方式原理示意圖虛電路方式原理示意圖 虛電路方式與數(shù)據(jù)報(bào)方式的比較：（按序號(hào)對(duì)比講）虛電路方式與數(shù)據(jù)報(bào)方式的比較：（按序號(hào)對(duì)比講） 虛電路方式虛電路方式 數(shù)據(jù)報(bào)方式數(shù)據(jù)報(bào)方式.傳輸需要有建立電路和釋放電傳輸需要有建立電路和釋放電路的過(guò)程；路的過(guò)程；.數(shù)據(jù)分組中僅含少量的地址信數(shù)據(jù)分組中僅含少量的地址信息，息，.如果虛電路中的某個(gè)結(jié)點(diǎn)或線如果虛電路中的某個(gè)結(jié)點(diǎn)或線路出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致虛電路傳路出現(xiàn)故

11、障，將導(dǎo)致虛電路傳輸失效。輸失效。.虛電路方式較適合站點(diǎn)之間大虛電路方式較適合站點(diǎn)之間大批量的數(shù)據(jù)傳輸。批量的數(shù)據(jù)傳輸。.結(jié)點(diǎn)不但進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)，而且結(jié)點(diǎn)不但進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)，而且也進(jìn)行路由選擇。也進(jìn)行路由選擇。.傳輸不需要建立和釋放電路的傳輸不需要建立和釋放電路的過(guò)程；過(guò)程；.每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)中需帶較多的地址每個(gè)數(shù)據(jù)報(bào)中需帶較多的地址信息；信息；.當(dāng)使用網(wǎng)狀拓?fù)浣M建網(wǎng)絡(luò)時(shí)，當(dāng)使用網(wǎng)狀拓?fù)浣M建網(wǎng)絡(luò)時(shí)，任一中間結(jié)點(diǎn)或線路的故障不任一中間結(jié)點(diǎn)或線路的故障不會(huì)影響數(shù)據(jù)報(bào)傳輸，因?yàn)榭蛇x會(huì)影響數(shù)據(jù)報(bào)傳輸，因?yàn)榭蛇x擇不同傳輸路徑。因此，可靠擇不同傳輸路徑。因此，可靠性較高。性較高。.數(shù)據(jù)報(bào)較適合站點(diǎn)之間少量數(shù)數(shù)據(jù)報(bào)較

12、適合站點(diǎn)之間少量數(shù)據(jù)的傳輸。據(jù)的傳輸。.結(jié)點(diǎn)只需進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)，而不結(jié)點(diǎn)只需進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)，而不需進(jìn)行路由選擇。需進(jìn)行路由選擇。2.5.5 ATM2.5.5 ATM交換方式交換方式 1. ISDN1. ISDN和和B-ISDNB-ISDN的概念的概念 ISDN ISDN的概念的概念 當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)存在著用戶(hù)費(fèi)用高，并且網(wǎng)絡(luò)線路利用率低的缺點(diǎn)。在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)存在著用戶(hù)費(fèi)用高，并且網(wǎng)絡(luò)線路利用率低的缺點(diǎn)。在這種背景下，人們提出了將語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和圖像等業(yè)務(wù)綜合在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中這種背景下，人們提出了將語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和圖像等業(yè)務(wù)綜合在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)想，這就是的設(shè)想，這就是綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDNISDN）。）

13、。 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)致力于實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)致力于實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)： 支持各種通信服務(wù)，在不同國(guó)家采用相同標(biāo)準(zhǔn)，提供一個(gè)在世界支持各種通信服務(wù)，在不同國(guó)家采用相同標(biāo)準(zhǔn)，提供一個(gè)在世界范圍內(nèi)的協(xié)調(diào)一致的通信網(wǎng)絡(luò)。范圍內(nèi)的協(xié)調(diào)一致的通信網(wǎng)絡(luò)。 為在通信網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行數(shù)字傳輸，提供完整的標(biāo)準(zhǔn)。為在通信網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行數(shù)字傳輸，提供完整的標(biāo)準(zhǔn)。 提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)用戶(hù)接口，使通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的變化對(duì)終端用戶(hù)是透明提供一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)用戶(hù)接口，使通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的變化對(duì)終端用戶(hù)是透明的。的。 B-ISDN B-ISDN的概念的概念 由于光纖技術(shù)、多媒體技術(shù)、高分辨率動(dòng)態(tài)圖像技術(shù)以及文件傳輸由于光纖技術(shù)、多媒體技術(shù)、高分辨率動(dòng)態(tài)

14、圖像技術(shù)以及文件傳輸技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率的要求越來(lái)越高，于是就在技術(shù)的快速發(fā)展，人們對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率的要求越來(lái)越高，于是就在ISDNISDN標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有制定完成時(shí)，又提出了一種新的標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有制定完成時(shí)，又提出了一種新的寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（B-B-ISDNISDN）的設(shè)想。）的設(shè)想。 相對(duì)于相對(duì)于B- ISDNB- ISDN，ISDNISDN被稱(chēng)為被稱(chēng)為窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（N-ISDNN-ISDN）。）。 B-ISDN B-ISDN的的設(shè)計(jì)目標(biāo)設(shè)計(jì)目標(biāo)： 將語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、靜態(tài)與動(dòng)態(tài)圖像傳輸，以及將語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、靜態(tài)與動(dòng)態(tài)圖像傳輸，以及N-ISDNN-IS

15、DN提供的所有服務(wù)，提供的所有服務(wù)，綜合在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，滿(mǎn)足從低傳輸速率到高傳輸率；非實(shí)時(shí)傳輸?shù)綄?shí)時(shí)傳綜合在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，滿(mǎn)足從低傳輸速率到高傳輸率；非實(shí)時(shí)傳輸?shù)綄?shí)時(shí)傳輸?shù)雀黝?lèi)傳輸?shù)囊?。輸?shù)雀黝?lèi)傳輸?shù)囊蟆?B-ISDN B-ISDN的的服務(wù)目標(biāo)服務(wù)目標(biāo)： 為用戶(hù)提供數(shù)據(jù)、語(yǔ)音與圖像傳輸，以及電視會(huì)議、信息檢索、遠(yuǎn)為用戶(hù)提供數(shù)據(jù)、語(yǔ)音與圖像傳輸，以及電視會(huì)議、信息檢索、遠(yuǎn)程教學(xué)、數(shù)字廣播、數(shù)字電視等服務(wù)。程教學(xué)、數(shù)字廣播、數(shù)字電視等服務(wù)。 B-ISDN B-ISDN與與 N-ISDNN-ISDN的主要區(qū)別是：的主要區(qū)別是： N-ISDNN-ISDN以目前使用的公用電話交換網(wǎng)為基礎(chǔ)，而以目前使用的

16、公用電話交換網(wǎng)為基礎(chǔ)，而B(niǎo)-ISDNB-ISDN以光纖以光纖 作為干線和用戶(hù)環(huán)路傳輸介質(zhì)；作為干線和用戶(hù)環(huán)路傳輸介質(zhì)； N-ISDN N-ISDN 采用同步時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)，而采用同步時(shí)分多路復(fù)用技術(shù)，而B(niǎo)-ISDNB-ISDN采用異步傳輸模采用異步傳輸模 式式ATMATM技術(shù)；技術(shù)； N-ISDN N-ISDN 的各通路及其速率是預(yù)先規(guī)定的，而的各通路及其速率是預(yù)先規(guī)定的，而B(niǎo)-ISDNB-ISDN使用使用ATMATM的的 通路概念，它的傳輸速率不是預(yù)先規(guī)定的。通路概念，它的傳輸速率不是預(yù)先規(guī)定的。 2.ATM2.ATM的概念的概念 ATM ATM的定義的定義 ATMATM是是B-ISDNB

17、-ISDN的核心技術(shù)。的核心技術(shù)。 ATMATM（Asynchronous Transfer ModeAsynchronous Transfer Mode）-異步傳輸模式異步傳輸模式 面向連接的快速分組交換技術(shù)面向連接的快速分組交換技術(shù) 基于固定長(zhǎng)度信元的異步傳輸技術(shù)基于固定長(zhǎng)度信元的異步傳輸技術(shù) ATM ATM信元的結(jié)構(gòu)信元的結(jié)構(gòu) 在在ATMATM交換方式中，數(shù)據(jù)被分解為固定大小的信元（交換方式中，數(shù)據(jù)被分解為固定大小的信元（CellCell） 信元由兩部分組成信元由兩部分組成;5;5字節(jié)的信元頭，字節(jié)的信元頭，與與4848字節(jié)的用戶(hù)數(shù)據(jù)。信元長(zhǎng)度為字節(jié)的用戶(hù)數(shù)據(jù)。信元長(zhǎng)度為5353字節(jié)。字

18、節(jié)。 3. ATM3. ATM的工作原理的工作原理 信元交換信元交換 ATM ATM與虛電路方式的聯(lián)系與區(qū)別與虛電路方式的聯(lián)系與區(qū)別 相同點(diǎn)：相同點(diǎn)： 在數(shù)據(jù)進(jìn)行交換之前，首先要建立邏輯連接；在數(shù)據(jù)進(jìn)行交換之前，首先要建立邏輯連接； 不同點(diǎn)：不同點(diǎn)： 數(shù)據(jù)交換的單位不同，虛電路方式的交換單位是分組，而數(shù)據(jù)交換的單位不同，虛電路方式的交換單位是分組，而ATMATM的的 交換單位是信元。交換單位是信元。 信元交換的概念信元交換的概念 在在ATMATM方式中，主機(jī)在傳輸數(shù)據(jù)之前，首先要將數(shù)據(jù)組織成若干信方式中，主機(jī)在傳輸數(shù)據(jù)之前，首先要將數(shù)據(jù)組織成若干信元元. .在通信子網(wǎng)中在通信子網(wǎng)中ATMATM

19、交換機(jī)的數(shù)據(jù)交換單位是信元。交換機(jī)的數(shù)據(jù)交換單位是信元。 信元交換的原理信元交換的原理 源主機(jī)在傳輸數(shù)據(jù)之前，根據(jù)對(duì)帶寬的需求，發(fā)出連接建立請(qǐng)求。源主機(jī)在傳輸數(shù)據(jù)之前，根據(jù)對(duì)帶寬的需求，發(fā)出連接建立請(qǐng)求。ATMATM交換機(jī)接收到請(qǐng)求之后，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況選擇從源主機(jī)到目的主機(jī)的路交換機(jī)接收到請(qǐng)求之后，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況選擇從源主機(jī)到目的主機(jī)的路徑，并構(gòu)造路由表，從而建立了源主機(jī)與目的主機(jī)之間的虛擬連接。徑，并構(gòu)造路由表，從而建立了源主機(jī)與目的主機(jī)之間的虛擬連接。 每個(gè)信元的頭部不需要帶目的地址和源地址，只需要帶有虛連接標(biāo)每個(gè)信元的頭部不需要帶目的地址和源地址，只需要帶有虛連接標(biāo)識(shí)符。識(shí)符。ATMATM交

20、換機(jī)根據(jù)虛連接標(biāo)識(shí)符和路由表中的記錄，就可以將信元交換機(jī)根據(jù)虛連接標(biāo)識(shí)符和路由表中的記錄，就可以將信元發(fā)送到合適的交換機(jī)輸出端口。發(fā)送到合適的交換機(jī)輸出端口。 所謂所謂路由表路由表是指在虛連接建立時(shí)，根據(jù)路由選擇算法寫(xiě)入的信元的是指在虛連接建立時(shí)，根據(jù)路由選擇算法寫(xiě)入的信元的交換路徑。交換路徑。 物理鏈路、虛通路與虛通道的概念物理鏈路、虛通路與虛通道的概念 物理鏈路、虛通路物理鏈路、虛通路(VP)(VP)和虛通道和虛通道(VC)(VC)的關(guān)系的關(guān)系 物理鏈路物理鏈路是指連接交換機(jī)與交換機(jī)、交換機(jī)與主機(jī)的物理線路是指連接交換機(jī)與交換機(jī)、交換機(jī)與主機(jī)的物理線路。 虛通路虛通路和和虛通道虛通道是在物

21、理鏈路中形成的邏輯通路。是在物理鏈路中形成的邏輯通路。 圖圖2-53 2-53 物理鏈路、虛通路和虛通道之間的關(guān)系物理鏈路、虛通路和虛通道之間的關(guān)系 虛通道和虛通路的標(biāo)識(shí)虛通道和虛通路的標(biāo)識(shí) 虛通道虛通道（VC）是傳輸信元的邏輯信道，用虛通道標(biāo)識(shí)符）是傳輸信元的邏輯信道，用虛通道標(biāo)識(shí)符VCI進(jìn)行進(jìn)行標(biāo)識(shí)；屬于同一虛通道的信元具有相同的虛通道標(biāo)識(shí)符值，它是信元標(biāo)識(shí)；屬于同一虛通道的信元具有相同的虛通道標(biāo)識(shí)符值，它是信元頭的一部分。頭的一部分。 虛通路虛通路是表示一組虛通道子層信元的路徑，用標(biāo)識(shí)符是表示一組虛通道子層信元的路徑，用標(biāo)識(shí)符VPI進(jìn)行標(biāo)進(jìn)行標(biāo)識(shí)識(shí) . 圖圖2-53 2-53 物理鏈路、

22、虛通路和虛通道之間的關(guān)系物理鏈路、虛通路和虛通道之間的關(guān)系 圖圖2-54 2-54 虛通路和虛通道通信示意圖虛通路和虛通道通信示意圖 在虛通道級(jí)連接中，兩個(gè)在虛通道級(jí)連接中，兩個(gè)ATMATM設(shè)備之間的鏈路稱(chēng)為虛通道鏈路。圖中設(shè)備之間的鏈路稱(chēng)為虛通道鏈路。圖中A A、B B到到C C、D D的虛通道連接，是由多條虛通道鏈路組成的，的虛通道連接，是由多條虛通道鏈路組成的，VCIVCI用來(lái)識(shí)別每一條用來(lái)識(shí)別每一條虛通道虛通道 (VC)(VC)。同理，在虛通路層連接中，兩個(gè)。同理，在虛通路層連接中，兩個(gè)ATMATM設(shè)備之間的鏈路稱(chēng)為虛設(shè)備之間的鏈路稱(chēng)為虛通路鏈路。圖中通路鏈路。圖中E E到到F F的虛

23、通路連接，也是由多段虛通路鏈路組成。每段虛的虛通路連接，也是由多段虛通路鏈路組成。每段虛通路鏈路都由虛通路標(biāo)識(shí)符（通路鏈路都由虛通路標(biāo)識(shí)符（VPIVPI）標(biāo)識(shí)。）標(biāo)識(shí)。 ATM ATM交換機(jī)的組成交換機(jī)的組成 圖圖2-55 ATM2-55 ATM交換機(jī)的組成交換機(jī)的組成 入線處理部件入線處理部件 入線處理部件的功能是入線處理部件的功能是對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行信元檢測(cè)和對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行信元檢測(cè)和信元分類(lèi)。信元分類(lèi)。 出線處理模塊出線處理模塊 出線處理模塊的功能是將交換模塊的輸出進(jìn)行復(fù)合，形成送往出線的出線處理模塊的功能是將交換模塊的輸出進(jìn)行復(fù)合，形成送往出線的信息流。信息流。 控制模塊控制模塊 控制模塊的

24、功能是建立虛擬連接和拆除虛擬連接，并對(duì)控制模塊的功能是建立虛擬連接和拆除虛擬連接，并對(duì)ATMATM交換單元進(jìn)交換單元進(jìn)行控制，主要是優(yōu)先級(jí)控制和流量控制。行控制，主要是優(yōu)先級(jí)控制和流量控制。圖圖2-55 ATM2-55 ATM交換機(jī)的組成交換機(jī)的組成 交換模塊交換模塊 交換模塊是整個(gè)交換機(jī)的核心模塊，它具有兩個(gè)基本功能：一是具交換模塊是整個(gè)交換機(jī)的核心模塊，它具有兩個(gè)基本功能：一是具有存儲(chǔ)功能，可在交換機(jī)發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸阻塞時(shí)，存儲(chǔ)輸入交換機(jī)的數(shù)據(jù)；有存儲(chǔ)功能，可在交換機(jī)發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸阻塞時(shí)，存儲(chǔ)輸入交換機(jī)的數(shù)據(jù)；二是能夠根據(jù)信元頭部的虛擬標(biāo)識(shí)符和路由算法為信元選擇路徑，將信二是能夠根據(jù)信元頭部的虛

25、擬標(biāo)識(shí)符和路由算法為信元選擇路徑，將信元從一個(gè)端口交換到另一個(gè)端口，并可將信元的交換路徑寫(xiě)入記錄。元從一個(gè)端口交換到另一個(gè)端口，并可將信元的交換路徑寫(xiě)入記錄。4. ATM4. ATM交換技術(shù)的特點(diǎn)交換技術(shù)的特點(diǎn) ATM ATM是一種面向連接的技術(shù)。是一種面向連接的技術(shù)。 在在ATMATM中的各類(lèi)信息都是以信元為傳輸單位；中的各類(lèi)信息都是以信元為傳輸單位； ATM ATM以統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用方式動(dòng)態(tài)分配網(wǎng)絡(luò)帶寬。以統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用方式動(dòng)態(tài)分配網(wǎng)絡(luò)帶寬。 網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)小，數(shù)據(jù)交換和傳輸效率高。網(wǎng)絡(luò)傳輸延時(shí)小，數(shù)據(jù)交換和傳輸效率高。 ATM ATM采用兩級(jí)虛電路機(jī)制，增加了虛電路交換的靈活性。采用兩級(jí)虛電路機(jī)

26、制，增加了虛電路交換的靈活性。5. ATM5. ATM應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例 圖圖2-56 2-56 用于多媒體教學(xué)的用于多媒體教學(xué)的ATMATM網(wǎng)結(jié)構(gòu)網(wǎng)結(jié)構(gòu) 老師和學(xué)生通過(guò)老師和學(xué)生通過(guò)ATMATM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多媒體教學(xué)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多媒體教學(xué)。 在在ATMATM網(wǎng)絡(luò)中，可以網(wǎng)絡(luò)中，可以為老師和學(xué)生之間建立一為老師和學(xué)生之間建立一條虛通路（條虛通路（VPI=1VPI=1），并），并在虛通路上為文本、語(yǔ)音在虛通路上為文本、語(yǔ)音和視頻數(shù)據(jù)各建立一條虛和視頻數(shù)據(jù)各建立一條虛通道。通道。圖圖2-57 2-57 用于多媒體傳輸?shù)奶撏ǖ澜Y(jié)構(gòu)用于多媒體傳輸?shù)奶撏ǖ澜Y(jié)構(gòu) 通過(guò)虛通道通過(guò)虛通道VCI=1VCI=1的信元頭部帶

27、有的信元頭部帶有VPI=1/VCI=1VPI=1/VCI=1的標(biāo)識(shí)（表示第一通路中的的標(biāo)識(shí)（表示第一通路中的第一通道）；通過(guò)虛通道第一通道）；通過(guò)虛通道VCI=2VCI=2的信元頭部帶有的信元頭部帶有VPI=1/VCI=2VPI=1/VCI=2的標(biāo)識(shí)（第一通路的標(biāo)識(shí)（第一通路中的第二通道）；通過(guò)虛通道中的第二通道）；通過(guò)虛通道VCI=3VCI=3傳輸視頻數(shù)據(jù)的信元頭部帶有傳輸視頻數(shù)據(jù)的信元頭部帶有VPI=1/VCI=3VPI=1/VCI=3的標(biāo)識(shí)（第一通路中的第三通道）。的標(biāo)識(shí)（第一通路中的第三通道）。ATMATM交換機(jī)根據(jù)虛通路、虛通道、信元頭部交換機(jī)根據(jù)虛通路、虛通道、信元頭部的標(biāo)識(shí)和路由

28、表，分別完成每種數(shù)據(jù)傳輸。的標(biāo)識(shí)和路由表，分別完成每種數(shù)據(jù)傳輸。 2.6 2.6 差錯(cuò)控制方法差錯(cuò)控制方法 2.6.1 2.6.1 差錯(cuò)產(chǎn)生的原因與差錯(cuò)類(lèi)型差錯(cuò)產(chǎn)生的原因與差錯(cuò)類(lèi)型 1.1.差錯(cuò)產(chǎn)生的原因差錯(cuò)產(chǎn)生的原因 接收到的數(shù)據(jù)與發(fā)送接收到的數(shù)據(jù)與發(fā)送數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象稱(chēng)為傳數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象稱(chēng)為傳輸差錯(cuò)，簡(jiǎn)稱(chēng)為輸差錯(cuò)，簡(jiǎn)稱(chēng)為差錯(cuò)差錯(cuò)。 圖圖2-58 2-58 差錯(cuò)產(chǎn)生的過(guò)程差錯(cuò)產(chǎn)生的過(guò)程 兩種信號(hào)混合在一起時(shí)，兩種信號(hào)混合在一起時(shí)，會(huì)產(chǎn)生疊加現(xiàn)象；由于信號(hào)會(huì)產(chǎn)生疊加現(xiàn)象；由于信號(hào)疊加現(xiàn)象的存在，當(dāng)信道中疊加現(xiàn)象的存在，當(dāng)信道中有噪聲時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)傳有噪聲時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟铄e(cuò)。輸?shù)牟铄e(cuò)。 2. 2. 差錯(cuò)的類(lèi)型差錯(cuò)的類(lèi)型 熱噪聲熱噪聲 隨機(jī)差錯(cuò)隨機(jī)差錯(cuò) 沖擊噪聲沖擊