第五章 分組交換與幀中繼技術(shù)

1、分組交換技術(shù)的應(yīng)用背景 早期的計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)采用的就是分組交換，之后發(fā)展出來(lái)的快速分組交換、幀中繼、ATM技術(shù)等都是在分組交換技術(shù)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的。分組交換的應(yīng)用：分組交換的應(yīng)用：1、利用分組交換網(wǎng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的處理，如金融系統(tǒng)的通存通兌、電子匯兌、資金清算、自動(dòng)取款業(yè)務(wù)等。證券公司的行情發(fā)布、公安部門的戶籍、身份證管理等。2、利用分組交換網(wǎng)組建系統(tǒng)內(nèi)部專網(wǎng)。將各部門的計(jì)算機(jī)聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，使數(shù)據(jù)能準(zhǔn)確、高速、可靠地在網(wǎng)內(nèi)傳輸，并達(dá)到資源共享。3、通過(guò)分組網(wǎng)接入數(shù)據(jù)通信的增值業(yè)務(wù)網(wǎng)，如電子信箱業(yè)務(wù)、國(guó)際計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)等。p分組交換技術(shù)的產(chǎn)生及原理 5.1.1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成 5.1.2 分組交換技

2、術(shù)的產(chǎn)生 5.2.3 交換虛電路的建立和釋放 5.2.4 虛電路和邏輯信道的區(qū)別p分組交換技術(shù) 5.2.1 資源分配 5.2.2 分組的形成 5.2.5 路由選擇 5.2.6 流量控制p通信協(xié)議p幀中繼分組交換技術(shù)的產(chǎn)生及原理數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)是具有某種含義的數(shù)字信號(hào)的組合。數(shù)據(jù)是具有某種含義的數(shù)字信號(hào)的組合。數(shù)據(jù)通信可定義為數(shù)據(jù)通信可定義為“用通信線路（包括通信設(shè)備）將用通信線路（包括通信設(shè)備）將遠(yuǎn)地的數(shù)據(jù)終端設(shè)備與主計(jì)算機(jī)連接起來(lái)進(jìn)行信息處遠(yuǎn)地的數(shù)據(jù)終端設(shè)備與主計(jì)算機(jī)連接起來(lái)進(jìn)行信息處理理”。（課本。（課本P101 圖圖5.1）特點(diǎn)特點(diǎn):按協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)終端之間的通信按

3、協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)終端之間的通信;傳輸速率高傳輸速率高;可靠性要求高可靠性要求高;數(shù)據(jù)突發(fā)性強(qiáng)數(shù)據(jù)突發(fā)性強(qiáng).分組交換技術(shù)的產(chǎn)生及原理 DCEDCE：Data Circuit-terminating Equipment Data Circuit-terminating Equipment 數(shù)據(jù)電路終數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備接設(shè)備DCEDTEDTE：Data Terminal Equipment Data Terminal Equipment 數(shù)據(jù)終端設(shè)備數(shù)據(jù)終端設(shè)備數(shù)據(jù)終端設(shè)備數(shù)據(jù)終端設(shè)備計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)DCEDTEDTE數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成分組交換技術(shù)的產(chǎn)生及原理 DCEDCE：當(dāng)傳輸信

4、道是模擬時(shí)，當(dāng)傳輸信道是模擬時(shí)， DCEDCE的作用是的作用是 modemmodem；當(dāng)傳輸信道；當(dāng)傳輸信道是數(shù)字信道時(shí)，是數(shù)字信道時(shí)，DCEDCE的作用是實(shí)現(xiàn)信號(hào)碼型與電平的變換、信道的作用是實(shí)現(xiàn)信號(hào)碼型與電平的變換、信道特性的均衡、定時(shí)供給等。特性的均衡、定時(shí)供給等。DCEDTEDTE：有分組型和非分組型終端兩類有分組型和非分組型終端兩類。數(shù)據(jù)終端設(shè)備數(shù)據(jù)終端設(shè)備計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)DCEDTEDTE數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成分組交換技術(shù)的產(chǎn)生及原理 數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路：是在數(shù)據(jù)電路已建立的基礎(chǔ)上，傳輸收發(fā)雙方的交換：是在數(shù)據(jù)電路已建立的基礎(chǔ)上，傳輸收發(fā)雙方的交換“握握手手”信號(hào)。

5、信號(hào)。DCE數(shù)據(jù)電路數(shù)據(jù)電路：指的是在線路或信道上加信號(hào)變換設(shè)備之后形成的二指的是在線路或信道上加信號(hào)變換設(shè)備之后形成的二進(jìn)制比特流通路進(jìn)制比特流通路。數(shù)據(jù)終端設(shè)備數(shù)據(jù)終端設(shè)備計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)DCE數(shù)據(jù)電路數(shù)據(jù)電路數(shù)據(jù)鏈路數(shù)據(jù)鏈路DTEDTE數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成分組交換技術(shù)的產(chǎn)生及原理分組交換技術(shù)的產(chǎn)生及原理分組交換分組交換數(shù)據(jù)報(bào)方式數(shù)據(jù)報(bào)方式終端終端A終端終端C：采用數(shù)據(jù)：采用數(shù)據(jù)報(bào)方式報(bào)方式（1）數(shù)據(jù)分組傳輸時(shí)延大）數(shù)據(jù)分組傳輸時(shí)延大（2）分組時(shí)延差別大）分組時(shí)延差別大（3）對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障適應(yīng)性強(qiáng)）對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障適應(yīng)性強(qiáng)分組交換技術(shù)的產(chǎn)生及原理分組交換分組交換虛電路方式虛電路方

6、式終端終端B終端終端D：采用虛電：采用虛電路方式路方式（1）邏輯上的連接）邏輯上的連接（2）分組中不需要包含終）分組中不需要包含終點(diǎn)地址點(diǎn)地址（3）傳輸時(shí)延小，時(shí)延差）傳輸時(shí)延小，時(shí)延差別小別小交換機(jī)交換機(jī)A交換虛電路工作原理交換虛電路工作原理分組交換技術(shù)的產(chǎn)生及原理交換機(jī)交換機(jī)B呼叫連接呼叫連接呼叫請(qǐng)求呼叫請(qǐng)求呼叫呼叫接受接受呼叫接受呼叫接受呼入呼入DTEADTEB建立邏輯信建立邏輯信道對(duì)應(yīng)表道對(duì)應(yīng)表建立邏輯信建立邏輯信道對(duì)應(yīng)表道對(duì)應(yīng)表DA 10 SB 50入端入端出端出端入入端端設(shè)設(shè)備備號(hào)號(hào)邏邏輯輯信信道道號(hào)號(hào)出出端端設(shè)設(shè)備備號(hào)號(hào)邏邏輯輯信信道道號(hào)號(hào)SA 50 DB 6入端入端出端出端交換

7、機(jī)交換機(jī)B的邏輯信道的邏輯信道對(duì)應(yīng)表對(duì)應(yīng)表SASBLCN10LCN50LCN6DTEADTEB分組交換技術(shù)的產(chǎn)生及原理交換虛電路工作原理交換虛電路工作原理邏輯信道對(duì)應(yīng)表邏輯信道對(duì)應(yīng)表p虛電路建立后，數(shù)據(jù)分組按已建立的路徑順序通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，虛電路建立后，數(shù)據(jù)分組按已建立的路徑順序通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，在終點(diǎn)不需要對(duì)數(shù)據(jù)重新排列。在終點(diǎn)不需要對(duì)數(shù)據(jù)重新排列。p每個(gè)分組頭部只需指明邏輯信道號(hào)，而不需要目的地址的每個(gè)分組頭部只需指明邏輯信道號(hào)，而不需要目的地址的信息。信息。p如果收發(fā)兩端在通信過(guò)程中一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有數(shù)據(jù)發(fā)送，網(wǎng)如果收發(fā)兩端在通信過(guò)程中一段時(shí)間內(nèi)沒(méi)有數(shù)據(jù)發(fā)送，網(wǎng)絡(luò)仍舊保存著邏輯信道號(hào)，但并不占用網(wǎng)絡(luò)的傳輸

8、資源。絡(luò)仍舊保存著邏輯信道號(hào)，但并不占用網(wǎng)絡(luò)的傳輸資源。p傳送過(guò)程中，普遍采用逐段轉(zhuǎn)發(fā)、出錯(cuò)重發(fā)的方式，每個(gè)傳送過(guò)程中，普遍采用逐段轉(zhuǎn)發(fā)、出錯(cuò)重發(fā)的方式，每個(gè)節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行檢錯(cuò)，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤請(qǐng)求對(duì)方重發(fā)。節(jié)點(diǎn)處進(jìn)行檢錯(cuò)，發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤請(qǐng)求對(duì)方重發(fā)。分組交換技術(shù)的產(chǎn)生及原理SASBLCN10LCN50LCN6DTEADTEB交換虛電路工作原理交換虛電路工作原理 通信結(jié)束時(shí)，某一終端發(fā)出通信結(jié)束時(shí)，某一終端發(fā)出釋放請(qǐng)求分組釋放請(qǐng)求分組，直到，直到它收到它收到釋放確認(rèn)分組釋放確認(rèn)分組，虛電路就釋放了。，虛電路就釋放了。DTEA交換機(jī)交換機(jī)A交換機(jī)交換機(jī)BDTEB釋放請(qǐng)求釋放請(qǐng)求釋放釋放釋放指示釋放指示釋放確認(rèn)釋放

9、確認(rèn)確認(rèn)確認(rèn)釋放確認(rèn)釋放確認(rèn)分組交換技術(shù)的產(chǎn)生及原理交換虛電路工作原理交換虛電路工作原理p一次通信具有呼叫建立、數(shù)據(jù)傳輸和呼叫釋放三個(gè)階一次通信具有呼叫建立、數(shù)據(jù)傳輸和呼叫釋放三個(gè)階段（段（面向連接工作方式面向連接工作方式）。數(shù)據(jù)分組中不需要包含終）。數(shù)據(jù)分組中不需要包含終點(diǎn)地址，對(duì)于數(shù)據(jù)量較大的通信傳輸效率高。點(diǎn)地址，對(duì)于數(shù)據(jù)量較大的通信傳輸效率高。p數(shù)據(jù)分組按建立的路徑順序通過(guò)網(wǎng)路，在網(wǎng)路終點(diǎn)不數(shù)據(jù)分組按建立的路徑順序通過(guò)網(wǎng)路，在網(wǎng)路終點(diǎn)不需要對(duì)數(shù)據(jù)重新排序，分組傳輸時(shí)延小，而且不容易需要對(duì)數(shù)據(jù)重新排序，分組傳輸時(shí)延小，而且不容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)兮組的丟失。產(chǎn)生數(shù)據(jù)兮組的丟失。p當(dāng)網(wǎng)路中由于線路或

10、設(shè)備故障時(shí)，可能導(dǎo)致虛電路的當(dāng)網(wǎng)路中由于線路或設(shè)備故障時(shí)，可能導(dǎo)致虛電路的中斷，需要重新呼叫，建立新的連接。中斷，需要重新呼叫，建立新的連接。分組交換技術(shù)的產(chǎn)生及原理交換虛電路的特點(diǎn)：交換虛電路的特點(diǎn)：SASBLCN10LCN50LCN6DTEADTEB分組交換技術(shù)的產(chǎn)生及原理虛電路和邏輯信道的區(qū)別：虛電路和邏輯信道的區(qū)別：p虛電路是主叫虛電路是主叫DTEDTE到被叫到被叫DTEDTE之間建立的虛連接；之間建立的虛連接；而邏輯信道是在網(wǎng)絡(luò)上可以分配的一種信道編號(hào)資而邏輯信道是在網(wǎng)絡(luò)上可以分配的一種信道編號(hào)資源。源。p一條虛電路具有呼叫建立、數(shù)據(jù)傳輸和呼叫釋放一條虛電路具有呼叫建立、數(shù)據(jù)傳輸和呼

11、叫釋放的過(guò)程；而邏輯信道是一種客觀存在，只有的過(guò)程；而邏輯信道是一種客觀存在，只有“占用占用”和和“空閑空閑”的兩種狀態(tài)，不會(huì)消失。的兩種狀態(tài)，不會(huì)消失。一條虛電路是由每個(gè)邏輯信道號(hào)連接而成。一條虛電路是由每個(gè)邏輯信道號(hào)連接而成。p分組交換技術(shù)的產(chǎn)生及原理 5.1.1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成 5.1.2 分組交換技術(shù)的產(chǎn)生 5.2.3 交換虛電路的建立和釋放 5.2.4 虛電路和邏輯信道的區(qū)別p分組交換技術(shù) 5.2.1 資源分配 5.2.2 分組的形成 5.2.5 路由選擇 5.2.6 流量控制p通信協(xié)議p幀中繼分組交換技術(shù)資源分配技術(shù)資源分配技術(shù)p預(yù)分配資源技術(shù)預(yù)分配資源技術(shù)時(shí)分復(fù)用、頻分復(fù)用時(shí)

12、分復(fù)用、頻分復(fù)用 線路資源的利用率較低線路資源的利用率較低p動(dòng)態(tài)分配資源技術(shù)動(dòng)態(tài)分配資源技術(shù)統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用 線路資源按線路資源按需求分配給需求分配給各個(gè)用戶。各個(gè)用戶。為識(shí)別來(lái)自不同終端的用戶數(shù)據(jù)，在發(fā)送到線路之前為識(shí)別來(lái)自不同終端的用戶數(shù)據(jù)，在發(fā)送到線路之前打上與終端和子信道有關(guān)的打上與終端和子信道有關(guān)的“標(biāo)記標(biāo)記”。（課本圖。（課本圖5.45.4）線路資源的利用率較高。線路資源的利用率較高。分組交換技術(shù)資源分配技術(shù)資源分配技術(shù)p動(dòng)態(tài)分配資源技術(shù)動(dòng)態(tài)分配資源技術(shù)統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用 分組交換是一種動(dòng)態(tài)分配資源技術(shù)。分組交換是一種動(dòng)態(tài)分配資源技術(shù)。邏輯信道為終端提供獨(dú)立的數(shù)據(jù)傳輸

13、通路。邏輯信道為終端提供獨(dú)立的數(shù)據(jù)傳輸通路。對(duì)于同一個(gè)終端，每次呼叫可以分配不同的邏輯信道對(duì)于同一個(gè)終端，每次呼叫可以分配不同的邏輯信道號(hào)。號(hào)。用邏輯信道號(hào)給終端的數(shù)據(jù)做用邏輯信道號(hào)給終端的數(shù)據(jù)做“標(biāo)記標(biāo)記”比用終端號(hào)更比用終端號(hào)更加靈活，這樣一個(gè)終端可以同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)建立多個(gè)數(shù)據(jù)加靈活，這樣一個(gè)終端可以同時(shí)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)建立多個(gè)數(shù)據(jù)通路。通路。一條物理線路中可以有多個(gè)邏輯信道號(hào)。（課本圖一條物理線路中可以有多個(gè)邏輯信道號(hào)。（課本圖5.55.5）F AC分組頭分組頭 信息字段信息字段 FCS FFCFCS F分組頭分組頭A通信電文F F：幀定界標(biāo)志，標(biāo)識(shí)分組的邊界：幀定界標(biāo)志，標(biāo)識(shí)分組的邊界A A：地

14、址字段，用來(lái)區(qū)分：地址字段，用來(lái)區(qū)分DCEDCE和和DTEDTE之間傳送的命令幀和響應(yīng)幀。之間傳送的命令幀和響應(yīng)幀。C C：控制字段，指示幀的類型（信息幀，監(jiān)控幀，無(wú)編號(hào)幀）：控制字段，指示幀的類型（信息幀，監(jiān)控幀，無(wú)編號(hào)幀）FCSFCS：幀校驗(yàn)序列，為：幀校驗(yàn)序列，為CRCCRC校驗(yàn)碼校驗(yàn)碼高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程標(biāo)記控制規(guī)程標(biāo)記FCFCS F分組頭分組頭A分組的形成分組的形成分組交換技術(shù)分組的形成分組的形成分組交換技術(shù)分組頭格式分組頭格式分組有兩大類，由分組頭第一個(gè)字節(jié)的第分組有兩大類，由分組頭第一個(gè)字節(jié)的第8 8比特（比特（限定限定比特比特Q Q）區(qū)分：）區(qū)分：Q=0Q=0：數(shù)據(jù)

15、分組：數(shù)據(jù)分組, ,用來(lái)承載用戶數(shù)據(jù)的分組；用來(lái)承載用戶數(shù)據(jù)的分組；Q=1Q=1：控制分組：控制分組, ,保證和控制數(shù)據(jù)分組在網(wǎng)絡(luò)中正確傳輸保證和控制數(shù)據(jù)分組在網(wǎng)絡(luò)中正確傳輸和交換的分組。和交換的分組。通用格式識(shí)別符邏輯信道組號(hào)邏輯信道號(hào)分組類型識(shí)別符8 7 6 5 4 3 2 1 分組交換技術(shù)第第7 7比特稱為比特稱為傳送確認(rèn)比特傳送確認(rèn)比特D DD=0D=0：分組的確認(rèn)是由分組的確認(rèn)是由本地本地完成（完成（DTEDTE與與DCEDCE之間）；之間）；D=1D=1：端到端：端到端的的確認(rèn)（確認(rèn)（DTEDTE與與DTEDTE之間）。之間）。通用格式識(shí)別符邏輯信道組號(hào)邏輯信道號(hào)分組類型識(shí)別符8

16、7 6 5 4 3 2 1 分組交換技術(shù)分組頭格式分組頭格式第第6 6、5 5比特稱為比特稱為模式比特模式比特SSSS，表示分組的順序編號(hào)，表示分組的順序編號(hào)SS=01SS=01：分組順序號(hào)按分組順序號(hào)按模模8 8方式工作；方式工作；SS=10SS=10：分組順序號(hào)按分組順序號(hào)按模模128128方式工作。方式工作。通用格式識(shí)別符邏輯信道組號(hào)邏輯信道號(hào)分組類型識(shí)別符8 7 6 5 4 3 2 1 分組交換技術(shù)分組頭格式分組頭格式分組交換是以存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的方式進(jìn)行工作，在某一時(shí)間段內(nèi)同分組交換是以存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)的方式進(jìn)行工作，在某一時(shí)間段內(nèi)同一物理信道上可以傳送屬于多個(gè)不同通信終端的分組，即可一物理信道上可

17、以傳送屬于多個(gè)不同通信終端的分組，即可以承載多條邏輯信道。以承載多條邏輯信道。邏輯信道號(hào)與邏輯信道組號(hào)就是為了在同一物理信道上邏輯信道號(hào)與邏輯信道組號(hào)就是為了在同一物理信道上區(qū)分若干邏輯信道而設(shè)置的。區(qū)分若干邏輯信道而設(shè)置的。通用格式識(shí)別符邏輯信道組號(hào)邏輯信道號(hào)分組類型識(shí)別符8 7 6 5 4 3 2 1 分組交換技術(shù)分組頭格式分組頭格式分組類型識(shí)別符是用來(lái)區(qū)分不同類型的分組：分組類型識(shí)別符是用來(lái)區(qū)分不同類型的分組：呼叫建立分組呼叫建立分組用于在兩個(gè)DTE之間建立交換虛電路；數(shù)據(jù)傳輸分組數(shù)據(jù)傳輸分組用于兩個(gè)DTE之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸；恢復(fù)分組恢復(fù)分組實(shí)現(xiàn)分組層的差錯(cuò)恢復(fù)；呼叫釋放分組呼叫釋放分組用

18、在兩個(gè)DTE之間斷開(kāi)虛電路。（參見(jiàn)課本P107 表5.2）通用格式識(shí)別符邏輯信道組號(hào)邏輯信道號(hào)分組類型識(shí)別符8 7 6 5 4 3 2 1 分組交換技術(shù)分組頭格式分組頭格式路由選擇原則:使消息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的平均延遲時(shí)間較短。平衡網(wǎng)內(nèi)業(yè)務(wù)量，使全網(wǎng)的通過(guò)量最大。實(shí)現(xiàn)路由選擇的路由算法:固定路由算法 用于小規(guī)模的專用分組網(wǎng)自適應(yīng)路由算法 用于大規(guī)模的公用分組網(wǎng)路由選擇路由選擇分組交換技術(shù)路由選擇路由選擇分組交換技術(shù)路由選擇路由選擇 固定路由算法：在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不變的情況下，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、傳輸線路的速率、途徑交換機(jī)的個(gè)數(shù)等，預(yù)先算出某一個(gè)交換機(jī)至各目的交換機(jī)的路由表，然后將此表裝入交換機(jī)的主存儲(chǔ)器內(nèi)。

19、自適應(yīng)路由算法：路由選擇過(guò)程中所用的路由表要考慮網(wǎng)內(nèi)當(dāng)前業(yè)務(wù)量情況，線路暢通情況，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)及時(shí)更新，以便在新情況下獲得較好路由，每隔一段時(shí)間要重新算一次。 方法：集中式、分布式、混合式例分組交換技術(shù)路由選擇路由選擇流量控制的原因：流量控制的原因： (1)(1)為了實(shí)現(xiàn)雙方不同速率的數(shù)據(jù)終端之間的互通，要控制為了實(shí)現(xiàn)雙方不同速率的數(shù)據(jù)終端之間的互通，要控制速率較高的終端進(jìn)入分組網(wǎng)的流量，即控制進(jìn)入虛電路的速率較高的終端進(jìn)入分組網(wǎng)的流量，即控制進(jìn)入虛電路的分組數(shù)。分組數(shù)。 (2)(2)使全網(wǎng)的分組流量在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)防止上述擁塞現(xiàn)象的發(fā)使全網(wǎng)的分組流量在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)防止上述擁塞現(xiàn)象的發(fā)生。

20、生。流量控制的目的：流量控制的目的：為了保證網(wǎng)路內(nèi)的數(shù)據(jù)流量的平滑均勻、為了保證網(wǎng)路內(nèi)的數(shù)據(jù)流量的平滑均勻、提高網(wǎng)路的吞吐能力和可靠性、防止阻塞現(xiàn)象的發(fā)生。提高網(wǎng)路的吞吐能力和可靠性、防止阻塞現(xiàn)象的發(fā)生。網(wǎng)路阻塞控制原則：網(wǎng)路阻塞控制原則：限制節(jié)點(diǎn)中的分組隊(duì)列的長(zhǎng)度，維持限制節(jié)點(diǎn)中的分組隊(duì)列的長(zhǎng)度，維持網(wǎng)中或網(wǎng)中的一個(gè)區(qū)域里的分組數(shù)目低于某一水平，網(wǎng)中或網(wǎng)中的一個(gè)區(qū)域里的分組數(shù)目低于某一水平，使分使分組的到達(dá)率低于分組的傳輸率。組的到達(dá)率低于分組的傳輸率。 分組交換技術(shù)流量控制流量控制通信協(xié)議p分組交換技術(shù)的產(chǎn)生及原理 5.1.1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成 5.1.2 分組交換技術(shù)的產(chǎn)生 5.2.3

21、 交換虛電路的建立和釋放 5.2.4 虛電路和邏輯信道的區(qū)別p分組交換技術(shù) 5.2.1 資源分配 5.2.2 分組的形成 5.2.5 路由選擇 5.2.6 流量控制p通信協(xié)議p幀中繼任何通信過(guò)程都可以抽象成為兩個(gè)相同的通信實(shí)體經(jīng)過(guò)通信線路傳送信息的過(guò)程。涉及到三個(gè)基本概念：p通信線路，用以連接兩個(gè)通信實(shí)體，其功能是向兩端的實(shí)體提供某種通信能力。p通信實(shí)體，是向用戶提供某種業(yè)務(wù)（如話音通信）或通信能力。p上述通信線路和通信實(shí)體對(duì)用戶而言，相當(dāng)于一條邏輯通信線路。 （參見(jiàn)課本P114 圖5.18）通信協(xié)議抽象通信過(guò)程抽象通信過(guò)程為了明確一個(gè)通信過(guò)程，必須定義相應(yīng)的通信線路和通信實(shí)體的功能。p對(duì)于通

22、信線路要定義它提供的通信能力。p對(duì)于通信實(shí)體則必須明確它利用何種通信能力、向它的用戶提供何種通信能力以及接收外部管理的能力和機(jī)制。上述的定義內(nèi)容稱為通信協(xié)議，它規(guī)定了通信實(shí)體間和用戶間通信所必須遵守的約定 。通信協(xié)議抽象通信過(guò)程抽象通信過(guò)程 把一個(gè)通信實(shí)體分成N層分別描述，就可以得到N層的協(xié)議參考模型。p每層實(shí)體完成特定的功能，上層根據(jù)下層提供的功能，增加本層相應(yīng)的功能，進(jìn)一步提交給更上層。p兩個(gè)進(jìn)行通信的通信實(shí)體的相同層必須對(duì)該層完成的功能有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)，這就是同等層之間的協(xié)議。p任何同等層協(xié)議完成都是通過(guò)下層提供的邏輯傳輸功能實(shí)現(xiàn)的，而不是直接交互（任何層交互范圍限于其相鄰層）。 通信協(xié)議通

23、信系統(tǒng)分層的基本概念通信系統(tǒng)分層的基本概念 采用分層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：采用分層結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)：各層之間是獨(dú)立的靈活性好結(jié)構(gòu)上可分隔開(kāi)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)清晰能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作通信協(xié)議通信系統(tǒng)分層的基本概念通信系統(tǒng)分層的基本概念 通信協(xié)議開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型（開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型（OSI-RM）通信傳送通信傳送通信處理通信處理p物理層：為它的上層提供一個(gè)物理連接，以便透明地傳送比特流。p數(shù)據(jù)鏈路層：負(fù)責(zé)在兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)間的線路上，無(wú)差錯(cuò)地傳送以幀為單位的數(shù)據(jù)。p網(wǎng)絡(luò)層：選擇合適的路由和交換節(jié)點(diǎn)（尋址功能）。在網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)的傳送單位是分組或包。通信協(xié)議開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型（開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型（OSI-RM）p傳輸層：彌補(bǔ)具

24、有低三層功能的各種通信網(wǎng)的欠缺和差別，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量滿足高三層的要求。在傳輸層信息的傳送單位是報(bào)文。p會(huì)話層：對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行管理，在兩個(gè)相互通信的應(yīng)用進(jìn)程之間，建立、組織和協(xié)調(diào)其交互。p表示層：主要解決用戶信息的語(yǔ)法表示問(wèn)題。對(duì)傳送的信息加密(和解密)也是表示層的任務(wù)之一。 p應(yīng)用層:確定進(jìn)程之間通信的性質(zhì)，以滿足用戶的需要；負(fù)責(zé)用戶信息的語(yǔ)義表示，并在兩個(gè)通信者之間進(jìn)行語(yǔ)義匹配。通信協(xié)議開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型（開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型（OSI-RM）通信協(xié)議開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型（開(kāi)放系統(tǒng)互連參考模型（OSI-RM） 1 7 6 5 4 3 2 1 AP 數(shù) 據(jù) 比 特 流 數(shù) 據(jù) 單 元 數(shù)

25、據(jù) 單 元 數(shù) 據(jù) 單 元 7 6 5 4 3 2 1 物 理 媒 體 APA APB AP 數(shù) 據(jù) 數(shù) 據(jù) 單 元 幀 數(shù) 據(jù) 單 元 分 組 報(bào) 文 開(kāi)放系統(tǒng)互連環(huán)境中的數(shù)據(jù)流開(kāi)放系統(tǒng)互連環(huán)境中的數(shù)據(jù)流p分組交換協(xié)議是在分組交換過(guò)程中數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）與分組交換網(wǎng)以及分組交換網(wǎng)內(nèi)各交換節(jié)點(diǎn)之間關(guān)于信息傳輸過(guò)程、信息格式和內(nèi)容等的約定。p分組交換協(xié)議可以分為接口協(xié)議和網(wǎng)內(nèi)協(xié)議。接口協(xié)議是指DTE和與它相連的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的通信協(xié)議。網(wǎng)內(nèi)協(xié)議是指網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部各交換機(jī)之間的通信協(xié)議。pX.25協(xié)議是數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）與數(shù)據(jù)電路終接設(shè)備（DCE）之間的接口協(xié)議。通信協(xié)議分組交換協(xié)議分組交換協(xié)議通

26、信協(xié)議X.25協(xié)議協(xié)議X.25協(xié)議是標(biāo)準(zhǔn)化的接口協(xié)議，任何要接入到分組交換網(wǎng)的協(xié)議是標(biāo)準(zhǔn)化的接口協(xié)議，任何要接入到分組交換網(wǎng)的終端設(shè)備必須在接口處滿足該協(xié)議的規(guī)定終端設(shè)備必須在接口處滿足該協(xié)議的規(guī)定。通信協(xié)議X.25協(xié)議協(xié)議DCEDCEDTEDTEX.25X.25協(xié)議協(xié)議X.25X.25協(xié)議協(xié)議分組層分組層數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)鏈路層路層物理層物理層分組層分組層數(shù)據(jù)鏈數(shù)據(jù)鏈路層路層物理層物理層分組層協(xié)議分組層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議物理層協(xié)議物理層協(xié)議X.25協(xié)議協(xié)議通信協(xié)議X.25協(xié)議協(xié)議X.25協(xié)議各層之間的信息關(guān)系協(xié)議各層之間的信息關(guān)系參見(jiàn)課本P119 圖5.2501111111001111

27、1110 p物理層物理層 X.25的物理層協(xié)議規(guī)定了在公用數(shù)據(jù)網(wǎng)上，的物理層協(xié)議規(guī)定了在公用數(shù)據(jù)網(wǎng)上，DTE和和DCE之間接口的電氣特性、功能特性和機(jī)械特性以及之間接口的電氣特性、功能特性和機(jī)械特性以及協(xié)議的交互流程。協(xié)議的交互流程。 物理層完成的主要功能有：物理層完成的主要功能有： （1）在設(shè)備之間提供控制信號(hào)。）在設(shè)備之間提供控制信號(hào)。 （2）為同步數(shù)據(jù)流和規(guī)定比特速率提供時(shí)鐘信號(hào)。）為同步數(shù)據(jù)流和規(guī)定比特速率提供時(shí)鐘信號(hào)。 （3）提供電氣地。）提供電氣地。 （4）提供機(jī)械的連接器（如針、插頭和插座）。）提供機(jī)械的連接器（如針、插頭和插座）。 通信協(xié)議X.25協(xié)議協(xié)議 p數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路

28、層 X.25的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是在物理層提供的雙向信息傳的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議是在物理層提供的雙向信息傳輸通道上，控制信息有效、可靠地傳送的協(xié)議。輸通道上，控制信息有效、可靠地傳送的協(xié)議。 平衡型鏈路訪問(wèn)規(guī)程（平衡型鏈路訪問(wèn)規(guī)程（LAPB，Link Access Procedure，Balanced） 數(shù)據(jù)鏈路層完成的主要功能有：數(shù)據(jù)鏈路層完成的主要功能有： （1）發(fā)送和接收端信息的同步。）發(fā)送和接收端信息的同步。 （2）傳輸過(guò)程中的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。）傳輸過(guò)程中的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)。 （3）有效的流量控制。）有效的流量控制。 （4）協(xié)議性錯(cuò)誤的識(shí)別和告警。）協(xié)議性錯(cuò)誤的識(shí)別和告警。 （5）鏈路層狀態(tài)的通知。）鏈路

29、層狀態(tài)的通知。 建立數(shù)據(jù)鏈路，利用建立數(shù)據(jù)鏈路，利用物理層提供的服務(wù)為物理層提供的服務(wù)為分組層提供有效可靠分組層提供有效可靠的分組信息傳輸。的分組信息傳輸。通信協(xié)議X.25協(xié)議協(xié)議 p分組層分組層 X.25的分組層是利用數(shù)據(jù)鏈路層提供的可靠傳送服務(wù)，的分組層是利用數(shù)據(jù)鏈路層提供的可靠傳送服務(wù)，在在DTE與與DCE接口之間控制接口之間控制虛電路虛電路分組數(shù)據(jù)通信的協(xié)分組數(shù)據(jù)通信的協(xié)議，其主要功能有：議，其主要功能有： （1）支持交換虛電路和永久虛電路。）支持交換虛電路和永久虛電路。 （2）建立和清除交換虛電路連接。）建立和清除交換虛電路連接。 （3）為交換虛電路和永久虛電路連接提供有效可靠）為交

30、換虛電路和永久虛電路連接提供有效可靠 的分組傳輸。的分組傳輸。 （4）監(jiān)測(cè)和恢復(fù)分組層的差錯(cuò)。）監(jiān)測(cè)和恢復(fù)分組層的差錯(cuò)。 通信協(xié)議X.25協(xié)議協(xié)議p分組交換技術(shù)的產(chǎn)生及原理 5.1.1 數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成 5.1.2 分組交換技術(shù)的產(chǎn)生 5.2.3 交換虛電路的建立和釋放 5.2.4 虛電路和邏輯信道的區(qū)別p分組交換技術(shù) 5.2.1 資源分配 5.2.2 分組的形成 5.2.5 路由選擇 5.2.6 流量控制p通信協(xié)議p幀中繼p幀中繼技術(shù)為用戶提供了快速的數(shù)據(jù)傳輸和優(yōu)良的性幀中繼技術(shù)為用戶提供了快速的數(shù)據(jù)傳輸和優(yōu)良的性能，它很容易在原有的能，它很容易在原有的X.25X.25接口上進(jìn)行軟件升級(jí)來(lái)

31、實(shí)接口上進(jìn)行軟件升級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)，不需要對(duì)現(xiàn)，不需要對(duì)X.25X.25設(shè)備進(jìn)行硬件上的改造。設(shè)備進(jìn)行硬件上的改造。p幀中繼具有幀中繼具有高速率、低時(shí)延、動(dòng)態(tài)分配高速率、低時(shí)延、動(dòng)態(tài)分配帶寬的特點(diǎn)。帶寬的特點(diǎn)。p幀中繼的應(yīng)用十分廣泛，主要應(yīng)用于文件傳輸、數(shù)據(jù)幀中繼的應(yīng)用十分廣泛，主要應(yīng)用于文件傳輸、數(shù)據(jù)庫(kù)檢索、電子郵件、醫(yī)療和金融等領(lǐng)域。幀中繼最典庫(kù)檢索、電子郵件、醫(yī)療和金融等領(lǐng)域。幀中繼最典型的一種應(yīng)用，是應(yīng)用于型的一種應(yīng)用，是應(yīng)用于局域網(wǎng)互連局域網(wǎng)互連。 幀中繼概述概述幀中繼采用面向連接的通信方式，將X.25網(wǎng)絡(luò)的下三層協(xié)議進(jìn)行簡(jiǎn)化，將差錯(cuò)控制、流量控制推到網(wǎng)絡(luò)的邊界，從而實(shí)現(xiàn)了輕載協(xié)議網(wǎng)絡(luò)。 是

32、一種快速分組技術(shù)，是X.25協(xié)議的簡(jiǎn)化。實(shí)現(xiàn)幀中繼的兩個(gè)基本條件： （1）數(shù)字傳輸系統(tǒng)的優(yōu)良性能。 （2）計(jì)算機(jī)終端系統(tǒng)的差錯(cuò)恢復(fù)能力。幀中繼概述概述上層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層上層協(xié)議網(wǎng)絡(luò)層鏈路層物理層路由選擇、虛電路復(fù)用數(shù)據(jù)成幀、差錯(cuò)/流量控制電氣機(jī)械特性、比特流傳輸/流量(a) X.25分組交換網(wǎng)分組交換網(wǎng)上層協(xié)議鏈路層物理層上層協(xié)議鏈路層物理層差錯(cuò)/流量控制數(shù)據(jù)成幀、路由選擇電氣機(jī)械特性、比特流傳輸/流量(b)幀中繼網(wǎng)幀中繼網(wǎng)幀中繼概述概述(a) 分組分組交換網(wǎng)交換網(wǎng)中的信中的信息傳輸息傳輸(b) 幀中繼幀中繼網(wǎng)中的信網(wǎng)中的信息傳輸息傳輸幀中繼概述概述發(fā)展幀中繼業(yè)務(wù)的直接原因是由于廣泛使

33、用的發(fā)展幀中繼業(yè)務(wù)的直接原因是由于廣泛使用的各種局域網(wǎng)的互聯(lián)的需要。各種局域網(wǎng)的互聯(lián)的需要。在局域網(wǎng)通過(guò)廣域網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)時(shí)，使用幀中繼在局域網(wǎng)通過(guò)廣域網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián)時(shí)，使用幀中繼可以帶來(lái)很大好處。可以帶來(lái)很大好處。幀中繼概述概述 在不使用幀中繼時(shí)，要使任何一個(gè)局域網(wǎng)可以通過(guò)廣域網(wǎng)和任何在不使用幀中繼時(shí)，要使任何一個(gè)局域網(wǎng)可以通過(guò)廣域網(wǎng)和任何一個(gè)其他的局域網(wǎng)進(jìn)行有效的通信（即足夠小的時(shí)延），就必須在廣一個(gè)其他的局域網(wǎng)進(jìn)行有效的通信（即足夠小的時(shí)延），就必須在廣域網(wǎng)中使用專用線路。域網(wǎng)中使用專用線路。以太網(wǎng)R令牌環(huán)網(wǎng)RR以太網(wǎng)RR本地專用線路長(zhǎng)途專用線路 若使用幀中繼，通過(guò)幀中繼交換機(jī)建立連接，不需要那

34、么多的專若使用幀中繼，通過(guò)幀中繼交換機(jī)建立連接，不需要那么多的專用線路，節(jié)省了費(fèi)用。用線路，節(jié)省了費(fèi)用。 每個(gè)幀中繼交換機(jī)之間都建立一條永久虛電路，因此它的效果和每個(gè)幀中繼交換機(jī)之間都建立一條永久虛電路，因此它的效果和專用線路是一樣的。專用線路是一樣的。以太網(wǎng)以太網(wǎng)R令牌令牌環(huán)網(wǎng)環(huán)網(wǎng)RR以太網(wǎng)以太網(wǎng)RRFRFRFRFRFRFRR 路由器路由器FR幀中繼交換機(jī)幀中繼交換機(jī)幀中繼網(wǎng)幀中繼網(wǎng) 幀中繼在幀中繼在OSI第二層以簡(jiǎn)化的方式傳送數(shù)據(jù)，僅第二層以簡(jiǎn)化的方式傳送數(shù)據(jù)，僅完成完成物理層物理層和和數(shù)據(jù)鏈路層核心層（數(shù)據(jù)鏈路層核心層（Q.922核心層）核心層）的的功能，以功能，以幀幀為單位傳送信息。為

35、單位傳送信息。幀中繼幀中繼的協(xié)議結(jié)構(gòu)幀中繼的協(xié)議結(jié)構(gòu)幀中繼業(yè)務(wù)的永久虛電路（幀中繼業(yè)務(wù)的永久虛電路（PVC）p 幀中繼采用幀中繼采用虛連接方式虛連接方式，向用戶提供面向連接的數(shù)據(jù)鏈路層，向用戶提供面向連接的數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)。服務(wù)。p 每一幀的幀頭中都包含數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識(shí)符（每一幀的幀頭中都包含數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識(shí)符（DLCI，Data Link Connection Identifier），類似于邏輯信道號(hào)。），類似于邏輯信道號(hào)。p 幀中繼中，由多段幀中繼中，由多段DLCI級(jí)聯(lián)構(gòu)成端到端的虛連接。級(jí)聯(lián)構(gòu)成端到端的虛連接。p 可分為交換虛連接（可分為交換虛連接（SVC）和永久虛連接（）和永久虛連接（PVC）。）。p 目前幀中繼網(wǎng)只提供目前幀中繼網(wǎng)只提供PVC方式。方式。幀中繼幀中繼業(yè)務(wù)的永久虛電路（幀中繼業(yè)務(wù)的永久虛電路（PVC）幀中繼幀中繼技術(shù)的特點(diǎn)幀中繼技術(shù)的特點(diǎn)p用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；用于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；p利用邏輯連接原理，實(shí)現(xiàn)帶寬的復(fù)用和資源動(dòng)態(tài)分配；利用邏輯連接原理，實(shí)現(xiàn)帶寬的復(fù)用和資源動(dòng)態(tài)分配；p簡(jiǎn)化協(xié)議層次，采用兩級(jí)結(jié)構(gòu)；簡(jiǎn)化協(xié)議層次，采用兩級(jí)結(jié)構(gòu)；p簡(jiǎn)化幀結(jié)構(gòu)，出錯(cuò)不重發(fā)，提高吞吐量，降低時(shí)延；簡(jiǎn)化幀結(jié)構(gòu)，出錯(cuò)不重發(fā)，提高吞吐量，降低時(shí)延；p最