現(xiàn)代交換原理第5章分組交換

現(xiàn)代交換原理第5章分組交換第一頁，共91頁。5.1概述分組交換

分組交換技術(shù)是解決數(shù)據(jù)通信中通信資源共享問題的最佳技術(shù)；

又稱為包交換;

優(yōu)點(diǎn):信息傳輸質(zhì)量高、網(wǎng)絡(luò)可靠性高、線路利用率高、經(jīng)濟(jì)性能好、利于不同類型終端間的相互通信;2第二頁，共91頁。概述分組交換

基本思想:

將要傳送的數(shù)據(jù)按一定的長度分成多個(gè)數(shù)據(jù)段，這些數(shù)據(jù)段稱為“分組”(包括:路由和控制信息)，發(fā)送端把這些“分組”分別發(fā)送出去。到達(dá)目的地，目的交換機(jī)將一個(gè)個(gè)“分組”按順序裝好，還原成原文件發(fā)送給收端用戶，這一過程稱為分組交換。進(jìn)行分組交換的通信網(wǎng)稱為分組交換網(wǎng)。3第三頁，共91頁。概述分組交換網(wǎng)ARPANET：應(yīng)用:1.數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的處理;2.組建系統(tǒng)內(nèi)部專用網(wǎng);3.通過分組網(wǎng)可接入數(shù)據(jù)通信的增值業(yè)務(wù)網(wǎng);（美國國防部高級(jí)研究計(jì)劃署）因特網(wǎng)前身。4第四頁，共91頁。5.2分組交換原理采用統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用方式，具有動(dòng)態(tài)分配帶寬和用標(biāo)記區(qū)別數(shù)據(jù)所屬用戶的特點(diǎn);實(shí)現(xiàn)了多用戶對(duì)線路資源共享的同時(shí)，提高了線路資源的利用率，并可以很好的支持突發(fā)性業(yè)務(wù)。5.2.1分組傳送方式5第五頁，共91頁。分組交換原理5.2.2分組的形成

分組是由用戶數(shù)據(jù)(長度有限)和分組頭組成的。

數(shù)據(jù)終端的用戶數(shù)據(jù)報(bào)文的長度超過了分組的用戶數(shù)據(jù)部分的最大長度，則需要將該報(bào)文拆分成若干個(gè)數(shù)據(jù)段，并在每個(gè)數(shù)據(jù)段前加上分組頭，形成分組。

分組頭中主要包含邏輯信道號(hào)、分組的序號(hào)、分組類型及其它的控制信息。6第六頁，共91頁。分組交換原理5.2.2分組的形成

分組類型：

數(shù)據(jù)分組:是用來承載用戶數(shù)據(jù)的分組控制分組:是保證和控制數(shù)據(jù)分組在網(wǎng)絡(luò)中正確傳輸和交換的分組。7第七頁，共91頁。分組交換原理

虛電路方式：

每個(gè)分組沿預(yù)先建立的相同的路徑到達(dá)目的地，數(shù)據(jù)分組不帶目的地址，只帶有虛電路號(hào)；

在呼叫建立時(shí)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)機(jī)中建立一張呼叫入鏈路LCN（邏輯信道號(hào)）和出鏈路LCN的對(duì)照表，以后傳送數(shù)據(jù)分組時(shí)只要查尋該對(duì)照表即可確定路由；5.2.3分組交換方式8第八頁，共91頁。分組交換原理5.2.3分組交換方式

數(shù)據(jù)報(bào)方式：

每個(gè)分組帶有目的地址，節(jié)點(diǎn)對(duì)各分組獨(dú)立選路，不能保證分組傳送的有序性；9第九頁，共91頁。分組交換原理5.2.3分組交換方式面向事務(wù)的詢問/響應(yīng)型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)較連續(xù)的數(shù)據(jù)流應(yīng)用故障防衛(wèi)能力較強(qiáng)較為敏感故障敏感性會(huì)引起失序按順序到達(dá)，無失序分組順序無建立過程，獨(dú)立選路預(yù)先建立，映像表選路詳細(xì)的目的地址邏輯信道標(biāo)識(shí)分組頭數(shù)據(jù)報(bào)虛電路類別項(xiàng)目10第十頁，共91頁。分組交換原理5.2.4路由選擇路由選擇的原則最佳傳送路徑：端到端的傳送；均衡:提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率；故障恢復(fù)能力：可自動(dòng)選擇迂回路由；11第十一頁，共91頁。分組交換原理5.2.4路由選擇路由選擇的策略：有4種方法1、洪泛法：

原理:每個(gè)節(jié)點(diǎn)接收到一個(gè)分組后檢查是否收到過該分組，如果收到過就將它丟棄，如果未收到過，則把該分組發(fā)往除了分組來源的那個(gè)節(jié)點(diǎn)以外的所有相鄰的節(jié)點(diǎn)。這樣，同一個(gè)分組的副本將經(jīng)過所有的路徑到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)。目的節(jié)點(diǎn)接受最先到達(dá)的副本，后到的副本將被丟棄。12第十二頁，共91頁。分組交換原理5.2.4路由選擇路由選擇的策略：有4種方法1、洪泛法：洪泛式路由選擇示例13第十三頁，共91頁。分組交換原理5.2.4路由選擇路由選擇的策略：有4種方法1、洪泛法：優(yōu)點(diǎn):

1)是具有很高的可靠性。2)所有與源節(jié)點(diǎn)直接或間接相連的節(jié)點(diǎn)都會(huì)被訪問到，所以洪泛式可以被應(yīng)用于廣播。缺點(diǎn):

產(chǎn)生的通信負(fù)荷過高，額外開銷過大，導(dǎo)致分組排隊(duì)時(shí)延加大。14第十四頁，共91頁。分組交換原理5.2.4路由選擇路由選擇的策略：有4種方法2、固定路由選擇：1)是指在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不變的情況下，網(wǎng)絡(luò)中每一對(duì)源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的路由都是固定的。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)，路由才可能發(fā)生改變。15第十五頁，共91頁。分組交換原理5.2.4路由選擇路由選擇的策略：有4種方法2、固定路由選擇：2)實(shí)現(xiàn):分組交換網(wǎng)根據(jù)一定的準(zhǔn)則計(jì)算出每一對(duì)源節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)之間的路由，并把它們保存在路由表中;路由的計(jì)算可以由網(wǎng)絡(luò)控制中心（NCC）完成，然后裝入各個(gè)節(jié)點(diǎn)中，也可由節(jié)點(diǎn)自身完成。每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一張路由表;16第十六頁，共91頁。分組交換原理5.2.4路由選擇路由選擇的策略：有4種方法2、固定路由選擇：2)實(shí)現(xiàn):固定路由選擇舉例17第十七頁，共91頁。分組交換原理5.2.4路由選擇路由選擇的策略：有4種方法2、固定路由選擇：2)實(shí)現(xiàn):固定路由選擇舉例1)使用固定的路由選擇，不論是數(shù)據(jù)報(bào)還是虛電路，從指定源節(jié)點(diǎn)到指定目的節(jié)點(diǎn)的所有的分組都沿著相同的路徑傳送。2)優(yōu)點(diǎn):處理簡單，在可靠的負(fù)荷穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)中可以很好的運(yùn)行。

缺點(diǎn):缺乏靈活性，無法對(duì)網(wǎng)絡(luò)擁塞和故障做出反應(yīng).18第十八頁，共91頁。分組交換原理5.2.4路由選擇路由選擇的策略：有4種方法3、隨機(jī)路由選擇：1)當(dāng)節(jié)點(diǎn)收到一個(gè)分組，節(jié)點(diǎn)只選擇一條輸出路由，這條路由是在除了分組來源的那條路由之外的其它路由當(dāng)中隨機(jī)選擇的。輸出路由被選中的概率可能是相等的，也可能是不等的。2)優(yōu)點(diǎn):比較簡單、穩(wěn)健性也較好。3)改進(jìn)的隨機(jī)路由選擇方法:給每條輸出路由分配一個(gè)概率(可以是基于數(shù)據(jù)速率的，也可以是基于費(fèi)用)，根據(jù)概率來選擇路由。19第十九頁，共91頁。分組交換原理5.2.4路由選擇路由選擇的策略：有4種方法4、自適應(yīng)路由選擇：1)就是路由選擇是根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況的變化而動(dòng)態(tài)改變的(依據(jù)的條件主要是網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的擁塞和故障。)

2)必須在節(jié)點(diǎn)之間交換網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)信息。3)能夠提高網(wǎng)絡(luò)的性能，路由選擇靈活，所以是目前使用最普遍的路由選擇策略，被大規(guī)模的公用分組交換網(wǎng)普遍采用。20第二十頁，共91頁。分組交換原理5.2.5流量控制流量控制的必要性:

在分組交換網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)采用存儲(chǔ)-轉(zhuǎn)發(fā)的機(jī)制對(duì)分組進(jìn)行處理，如果分組到達(dá)的速率大于節(jié)點(diǎn)處理分組的速率，就可能造成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中存儲(chǔ)區(qū)被填滿，導(dǎo)致后來的分組無法被處理。線路的傳輸容量也是有限的，如果網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)流分布不均勻，可能會(huì)導(dǎo)致某些線路上流量超過其負(fù)載能力，分組無法被及時(shí)傳送。21第二十一頁，共91頁。分組交換原理5.2.5流量控制流量控制的作用:防止因過載導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)吞吐量下降和傳送時(shí)延的增加；避免網(wǎng)絡(luò)鎖死；22第二十二頁，共91頁。分組交換原理5.2.5流量控制流量控制機(jī)制:

是按級(jí)進(jìn)行的,分為4級(jí):1.段級(jí)：相鄰節(jié)點(diǎn)之間點(diǎn)到點(diǎn)的流量控制；2.沿到沿級(jí)：網(wǎng)絡(luò)的源節(jié)點(diǎn)和終節(jié)點(diǎn)之間的流量控制；3.接入級(jí)：用戶終端和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間點(diǎn)到點(diǎn)的流量控制；4.端到端級(jí)：源用戶終端和終點(diǎn)終端之間端到端的流量控制；端到端級(jí)沿到沿級(jí)接入級(jí)段級(jí)23第二十三頁，共91頁。分組交換原理5.2.5流量控制流量控制方法:有3種

1、證實(shí)法:1.發(fā)送方發(fā)送一個(gè)分組之后不再繼續(xù)發(fā)送新的分組，接收方收到一個(gè)分組之后會(huì)向發(fā)送方發(fā)送一個(gè)證實(shí)，發(fā)送方收到這個(gè)證實(shí)之后再發(fā)送新的分組。

接收方可以通過暫緩發(fā)送證實(shí)來控制發(fā)送方的發(fā)送速度，從而達(dá)到控制流量的目的。2.可用于點(diǎn)到點(diǎn)和端到端的流量控制。X.25的數(shù)據(jù)鏈路層和分組層均采用這種流量控制方法。24第二十四頁，共91頁。分組交換原理5.2.5流量控制流量控制方法:有3種2、

預(yù)約法:1.發(fā)送端在向接收端發(fā)送分組之前，先向接收端預(yù)約緩沖存儲(chǔ)區(qū)（一般為８個(gè)分組的空間），然后發(fā)送端再根據(jù)接收端所允許發(fā)送分組的數(shù)量發(fā)送分組，從而有效地避免接收端發(fā)生死鎖;2.數(shù)據(jù)報(bào)工作方式的分組交換網(wǎng)通常采用這種流量控制方式;3.可用于沿到沿和端到端的流量控制。25第二十五頁，共91頁。分組交換原理5.2.5流量控制流量控制方法:有3種3、許可證法:1.在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的“許可證”，許可證的狀態(tài)分為空載和滿載，不攜帶分組時(shí)為空載，攜帶分組為滿載;

分組需要在節(jié)點(diǎn)等待得到空載的許可證后才能被發(fā)送;2.通過在網(wǎng)內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的許可證，可達(dá)到流量控制的目的。(產(chǎn)生一定的額外時(shí)延，尤其是當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較大時(shí)，這種額外時(shí)延也較大。)26第二十六頁，共91頁。5.3分組交換協(xié)議——X.25協(xié)議5.3.1分組交換協(xié)議

在分組交換過程中數(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)于信息傳輸過程、信息格式和內(nèi)容等的約定。分為:

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，即UNI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，即NNI協(xié)議。27第二十七頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.1分組交換協(xié)議

X.25協(xié)議:

是DTE-DCE接口協(xié)議的總稱；由3層組成，對(duì)應(yīng)于OSI參考模型的下3層；高層分組層數(shù)據(jù)鏈路層物理層分組層數(shù)據(jù)鏈路層物理層HDLC：面向比特X.21/V.24邏輯信道至遠(yuǎn)端DTE進(jìn)程DTEDCEX.25協(xié)議分層結(jié)構(gòu)28第二十八頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.1分組交換協(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)的終端設(shè)備必須在接口處滿足協(xié)議的規(guī)定。接口協(xié)議X.25接口協(xié)議X.25X.25=用戶協(xié)議用戶協(xié)議

協(xié)議轉(zhuǎn)換PAD

接口協(xié)議X.25網(wǎng)內(nèi)協(xié)議NPTPTPT：分組終端；NPT（非分組終端）需經(jīng)PAD轉(zhuǎn)換；PAD:分組裝拆設(shè)備29第二十九頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.2X.25物理層

規(guī)定了DTE和DCE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。

DTE(數(shù)據(jù)終端設(shè)備):

與分組交換網(wǎng)的端口相連的設(shè)備;可以是同步終端或異步終端，也可以是通用終端或?qū)Ｓ媒K端，還可以是智能終端。

DCE(數(shù)據(jù)終接設(shè)備):

是DTE-DTE遠(yuǎn)程通信傳輸線路的終接設(shè)備，主要完成信號(hào)變換、適配和編碼等功能，對(duì)于模擬傳輸線路一般為Modem;對(duì)于數(shù)字傳輸線路，則為多路復(fù)用器或數(shù)字信道接口設(shè)備。30第三十頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.2X.25物理層主要功能有：

DTE和DCE之間的數(shù)據(jù)傳輸在設(shè)備之間提供控制信號(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)提供電氣地提供機(jī)械的連接器（如針、插頭和插座）采用的接口標(biāo)準(zhǔn)有X.21建議、X.21bis建議及V系列建議.31第三十一頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.3X.25數(shù)據(jù)鏈路層——LAPB

是在物理層提供的雙向的信息傳輸通道上，控制信息有效、可靠地傳送的協(xié)議;主要功能就是建立鏈路。

協(xié)議采用的是HDLC（高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制規(guī)程）的一個(gè)子集——LAPB（平衡型鏈路訪問規(guī)程）協(xié)議。

HDLC提供兩種鏈路配置，一種是平衡配置，另一種是非平衡配置。32第三十二頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.3X.25數(shù)據(jù)鏈路層——LAPB非平衡配置:鏈路兩端設(shè)備的地位不平等主站次站命令響應(yīng)主站次站命令響應(yīng)次站點(diǎn)到點(diǎn)鏈路點(diǎn)到多點(diǎn)鏈路33第三十三頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.3X.25數(shù)據(jù)鏈路層——LAPB平衡配置:鏈路兩端設(shè)備的地位平等復(fù)合站復(fù)合站命令響應(yīng)點(diǎn)到點(diǎn)鏈路X.25數(shù)據(jù)鏈路層只提供點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路方式。34第三十四頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.3X.25數(shù)據(jù)鏈路層——LAPB主要功能有：

DTE和DCE之間的數(shù)據(jù)傳輸發(fā)送和接收端信息的同步傳輸過程中的檢錯(cuò)和糾錯(cuò)有效的流量控制協(xié)議性錯(cuò)誤的識(shí)別和告警鏈路層狀態(tài)的通知35第三十五頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.3X.25數(shù)據(jù)鏈路層——LAPB

幀結(jié)構(gòu)：F

ACIFCSF

0111110首先發(fā)送比特?cái)?shù)標(biāo)志F：（8bit)

1.允許出現(xiàn)7個(gè)或7個(gè)以上連1，表示當(dāng)前傳送的幀作廢；

2.出現(xiàn)15個(gè)或15個(gè)以上的連1，表示該鏈路進(jìn)入空閑狀態(tài)；

3.在正常工作狀態(tài)，如果沒有數(shù)據(jù)需傳送，鏈路上就發(fā)送連續(xù)的F。36第三十六頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.3X.25數(shù)據(jù)鏈路層——LAPB

幀結(jié)構(gòu)：F

0111110ACIFCSF

0111110地址A：(8bit)

A字段填入的總是響應(yīng)站的地址，由于是點(diǎn)到點(diǎn)鏈路，只需要兩個(gè)地址A,B，和選路沒有關(guān)系，只是為了區(qū)分是命令幀還是響應(yīng)幀；A、B地址是指鏈路層地址，和目的DTE地址無關(guān)；只用于區(qū)分命令幀、響應(yīng)幀。37第三十七頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.3X.25數(shù)據(jù)鏈路層——LAPB

幀結(jié)構(gòu)：F

0111110ACIFCSF

0111110控制C：(8/16bit)用來指示幀的類型

1.信息幀（I）：

1)作用是傳送分組層交付的分組，置于I字段中；2)識(shí)別標(biāo)志是第1比特為0；3)P（探詢）/F（最終），命令幀為P，響應(yīng)幀為FI幀必須是命令幀，該位為P；4)N(S)/N(R)(發(fā)送序號(hào)/接收序號(hào)）87654321N（R）PN（S）038第三十八頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.3X.25數(shù)據(jù)鏈路層——LAPB

幀結(jié)構(gòu)：P（探詢）/F（最終）位：命令幀：P=1；

響應(yīng)幀：F=1；

該位不起作用：P/F=0；主站A次站B,CB,RR(0),PB,I(0,0)B,I(1,0)B,I(2,0)B,I(3,0),F(最終）B,RR(4)C,RR(0),PC,RR(0),F點(diǎn)到多點(diǎn)非平衡配置39第三十九頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.3X.25數(shù)據(jù)鏈路層——LAPB

幀結(jié)構(gòu)：F

0111110ACIFCSF

0111110控制C：2.監(jiān)控幀（S）：

1)作用是保證I幀的正確傳送2)識(shí)別標(biāo)志是比特2和1為01；

3)SS位：RR,RNR,REJ；

4)均帶有N（R）,但本身不占幀號(hào)；沒有I字段，可以是命令幀，也可以是響應(yīng)幀（反映本端的鏈路狀態(tài)）；RR：接收準(zhǔn)備好RNR：接收未準(zhǔn)備好REJ：拒絕接收87654321N（R）P/FSS0140第四十頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.3X.25數(shù)據(jù)鏈路層——LAPB

幀結(jié)構(gòu)：F

0111110ACIFCSF

0111110控制C：

3.無編號(hào)幀（U）：

1)作用是控制鏈路的建立和斷開；2)識(shí)別標(biāo)志是比特2和1為11；3)M表示幀類型:命令幀：SABM（請(qǐng)求建立鏈路）,DISC（通知斷開鏈路）;響應(yīng)幀：DM（鏈路斷開狀態(tài)）,UA（肯定回答）,FRMR（幀拒絕）;87654321MMMP/FMM1141第四十一頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.3X.25數(shù)據(jù)鏈路層——LAPB

幀結(jié)構(gòu)：DTEDCEB,DMB,SABM/SABME,PB,UA,F鏈路建立數(shù)據(jù)發(fā)送B,DISC,PB,DM,F鏈路斷開鏈路的建立和斷開(模8/128方式):42第四十二頁，共91頁。X.25協(xié)議43第四十三頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.3X.25數(shù)據(jù)鏈路層——LAPB

幀結(jié)構(gòu)：控制C：LAPB定義了兩種工作方式：模8方式和模128方式。在模8方式，以上三種類型幀的控制字段長度均為8比特；模128方式工作，信息幀和監(jiān)控幀的控制字段長度為16比特，無編號(hào)幀控制字段長度為8比特。模*:發(fā)送或接收序號(hào)的循環(huán)區(qū)間F

0111110ACIFCSF

011111044第四十四頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.3X.25數(shù)據(jù)鏈路層——LAPB

幀結(jié)構(gòu)：信息(I)：（變長）

1.只有信息幀和無編號(hào)幀中的FRMR幀會(huì)包含信息字段。2.信息幀中的信息字段為來自分組層的分組數(shù)據(jù);FRMR幀的信息字段為拒絕的原因。F

0111110ACIFCSF

011111045第四十五頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.3X.25數(shù)據(jù)鏈路層——LAPB

幀結(jié)構(gòu)：

幀檢驗(yàn)FCS：(16bit)

1.用來檢查幀通過鏈路傳輸可能產(chǎn)生的錯(cuò)誤;

2.FCS在發(fā)送方按照特定的算法對(duì)發(fā)送信息進(jìn)行計(jì)算而產(chǎn)生，并附于幀尾；在接收端通過檢查FCS來判別在傳輸過程中是否發(fā)生了錯(cuò)誤。F

0111110ACIFCSF

011111046第四十六頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.3X.25數(shù)據(jù)鏈路層——LAPB工作原理：

有三種狀態(tài)鏈路建立、信息傳輸和斷開:

信息傳輸:

1.任務(wù)是保證在DCE和DTE之間信息(信息幀和監(jiān)控幀)的正確傳輸。

2.X.25采用了幀的順序編號(hào)及證實(shí)機(jī)制(滑動(dòng)窗口)、超時(shí)重發(fā)機(jī)制等控制手段來達(dá)到這一目的?；瑒?dòng)窗口機(jī)制：可以起證實(shí)作用，也有流量控制的作用；47第四十七頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.3X.25數(shù)據(jù)鏈路層——LAPB工作原理：滑動(dòng)窗口機(jī)制48第四十八頁，共91頁。0012345670123451234567012340012345670123451234567012340012345670123451234567012340201234567012345123456701234030123456701234512345670123404012345670123451234567012340012345670123451234567012340ACK5ACK2012345670123451234567012340149第四十九頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.3X.25數(shù)據(jù)鏈路層——LAPB滑動(dòng)窗口機(jī)制：K=3,模8：最大序號(hào)；N(R)+k－1DTEDCEB,RR(1)B,I(0,0)B,I(1,0)窗口上沿3B,I(2,0)B,I(3,0)窗口滿，暫停發(fā)送～～B,RR(4)窗口上沿6B,I(4,0)A,RNR(4)對(duì)端忙，暫停發(fā)送～～A,RR(5)恢復(fù)發(fā)送

窗口上沿7B,I(5,0)B,I(6,0)50第五十頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.3X.25數(shù)據(jù)鏈路層——LAPB工作原理：發(fā)送序號(hào)N（S）錯(cuò)誤:兩種恢復(fù)策略：1.是直接將該幀丟棄，不做任何響應(yīng)，導(dǎo)致發(fā)送方的發(fā)送定時(shí)器超時(shí)而啟動(dòng)重發(fā)過程。2.是接收方主動(dòng)發(fā)送REJ幀主動(dòng)要求對(duì)方啟動(dòng)重發(fā)過程。51第五十一頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.3X.25數(shù)據(jù)鏈路層——LAPB工作原理：

收到無效的幀:1.無效的幀包括：控制字段未定義的命令幀或響應(yīng)幀、信息字段超過最大長度的I幀、帶信息字段的或者長度不正確的S幀和U幀、N（R）不正確的幀。2.恢復(fù)過程:52第五十二頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.4X.25分組層

基本功能是利用數(shù)據(jù)鏈路層提供的可靠傳送服務(wù)，完成虛呼叫的分組數(shù)據(jù)通信；支持交換虛電路（SVC)、永久虛電路(PVC)；

SVC呼叫過程包括：呼叫建立、數(shù)據(jù)傳輸和呼叫清除；PVC呼叫過程只包括數(shù)據(jù)傳輸；53第五十三頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.4X.25分組層

分組格式和類型：

組成：分組頭+分組數(shù)據(jù)分組頭格式：GFILCGNLCNPTIQDSS1.LCGN+LCN:標(biāo)識(shí)分組對(duì)應(yīng)的邏輯信道；2.GFI（通用格式識(shí)別符）:

Q:

區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)分組(0)和控制信息(1)；

D:

送達(dá)證實(shí)比特（0：本端DCE證實(shí)/1：遠(yuǎn)端DTE證實(shí)；

SS:模式比特（01：模8/10:模128）（邏輯信道群號(hào)+邏輯信道號(hào)）54第五十四頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.4X.25分組層

分組格式和類型：D:送達(dá)證實(shí)比特（0：本端DCE證實(shí)/1：遠(yuǎn)端DTE證實(shí))DTEDTED=0

數(shù)據(jù)證實(shí)D=0

數(shù)據(jù)證實(shí)DCEDCEX.25網(wǎng)絡(luò)DTEDTED=1

數(shù)據(jù)證實(shí)D=1

數(shù)據(jù)證實(shí)DCEDCEX.25網(wǎng)絡(luò)55第五十五頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.4X.25分組層

分組格式和類型：

組成：分組頭+分組數(shù)據(jù)分組頭格式：GFILCGNLCNPTIQDSS3.PTI（分組類型識(shí)別符）:數(shù)據(jù)分組控制分組：流量控制分組；呼叫建立分組；傳輸控制分組；呼叫清除分組；恢復(fù)分組；56第五十六頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.4X.25分組層

分組層工作原理：

虛電路和邏輯信道：

1.虛電路：本端DTE和遠(yuǎn)端DTE的端到端連接；是由多段邏輯信到串接而成的；2.邏輯信道：虛電路在用戶接入段上一個(gè)子通道；通過邏輯信道號(hào)(LCN)識(shí)別；3.邏輯信道的狀態(tài)：

就緒、呼叫建立、數(shù)據(jù)傳送和呼叫清除；57第五十七頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.4X.25分組層

分組層工作原理：

為了保證分組層的正常工作，X.25定義了一些系統(tǒng)參數(shù)和變量，主要有：1.P（S）：發(fā)送分組號(hào)2.P（R）：接收分組號(hào)3.發(fā)送窗口：可以發(fā)送的未確認(rèn)的最大分組數(shù)4.發(fā)送計(jì)時(shí)器：與數(shù)據(jù)鏈路層的T功能一致58第五十八頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.4X.25分組層

分組層工作原理：呼叫建立：1.成功建立過程為避免DTE和DCE在分配LCN時(shí)發(fā)生沖突，X.25分組層協(xié)議規(guī)定:DTE從大到小分配LCN，DCE從小到大分配LCN。如果發(fā)生沖突，則DTE分配優(yōu)先.呼叫建立過程59第五十九頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.4X.25分組層

分組層工作原理：呼叫建立：

2.被叫不同意建立呼叫拒絕60第六十頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.4X.25分組層

分組層工作原理：數(shù)據(jù)傳輸：1.和數(shù)據(jù)鏈路層相似點(diǎn)：

1）數(shù)據(jù)分組相當(dāng)于鏈路層的信息幀，流量控制分組相當(dāng)于監(jiān)控幀，P（S）相當(dāng)于N（S），而P（R）相當(dāng)于N（R）。2）分組層也采用了分組的順序編號(hào)、確認(rèn)機(jī)制和超時(shí)重發(fā)等控制機(jī)制。確認(rèn)機(jī)制也是采用了滑動(dòng)窗口機(jī)制（實(shí)現(xiàn)了流量控制的目的）。61第六十一頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.4X.25分組層

分組層工作原理：數(shù)據(jù)傳輸：2.和數(shù)據(jù)鏈路層不同點(diǎn)：

1）數(shù)據(jù)鏈路層幀的編號(hào)及確認(rèn)是在一條鏈路上進(jìn)行的，分組層分組的編號(hào)及確認(rèn)是在一條虛電路上進(jìn)行的。（一條鏈路上可以同時(shí)存在多條虛電路，則一個(gè)鏈路層可以同時(shí)提供多個(gè)分組層窗口的服務(wù)。幀的編號(hào)與分組的編號(hào)之間沒有關(guān)系。）

2）分組層控制的是某一個(gè)邏輯信道的流量；鏈路層控制的是DTE和DCE接口上總的流量；62第六十二頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.4X.25分組層

分組層工作原理：

呼叫清除：呼叫清除過程可以由任何一端的DTE發(fā)起，也可以由網(wǎng)絡(luò)發(fā)起。呼叫清除過程將釋放所有與該呼叫有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)資源，被該虛電路占用的邏輯信道將恢復(fù)到“準(zhǔn)備好”狀態(tài)。63第六十三頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.4X.25分組層

分組層工作原理：

呼叫清除：呼叫清除過程64第六十四頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.4X.25分組層

分組層工作原理：

分組層恢復(fù)過程：1.用于處理在呼叫建立和數(shù)據(jù)傳輸階段所發(fā)生的異常情況。2.包括：

1）復(fù)位：一般是在虛電路上出現(xiàn)了嚴(yán)重差錯(cuò)的情況下使用的，該過程使虛呼叫或者永久虛電路復(fù)原為初始狀態(tài)，此時(shí)P（S）和P（R）均為0。65第六十五頁，共91頁。X.25協(xié)議5.3.4X.25分組層

分組層工作原理：

分組層恢復(fù)過程：2）重啟：當(dāng)DTE和網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障的情況下，通過重啟過程將DTE與DCE接口上的所有交換虛電路清除，并復(fù)位該接口上的所有永久虛電路。3）診斷：當(dāng)DCE接收到錯(cuò)誤的分組，DCE將它們丟棄，并向DTE發(fā)送“診斷”分組，該分組含有診斷碼，用于指示差錯(cuò)信息。DTE不對(duì)“診斷”進(jìn)行證實(shí)，而DCE仍保持發(fā)送“診斷”分組之前的原狀態(tài)。66第六十六頁，共91頁。5.4分組交換網(wǎng)5.4.1分組交換網(wǎng)的構(gòu)成分組交換網(wǎng)的構(gòu)成分組交換網(wǎng)的基本構(gòu)成67第六十七頁，共91頁。分組交換網(wǎng)5.4.2分組交換網(wǎng)的工作原理分組交換網(wǎng)的工作過程：分組交換網(wǎng)的工作過程68第六十八頁，共91頁。分組交換網(wǎng)5.4.3網(wǎng)間互連分組交換網(wǎng)之間的互連：

分組交換網(wǎng)之間的互連是通過X.75協(xié)議來實(shí)現(xiàn)的。

1.X.75協(xié)議定義了分組交換網(wǎng)之間的接口標(biāo)準(zhǔn)。2.X.75位于分組網(wǎng)的信號(hào)端接設(shè)備（STE）之間。69第六十九頁，共91頁。分組交換網(wǎng)5.4.3網(wǎng)間互連分組交換網(wǎng)之間的互連：

實(shí)現(xiàn)分組交換網(wǎng)之間的互連要求各網(wǎng)都要使用X.121規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)編號(hào)方案。STE的主要功能是完成虛電路(VC)的建立和接續(xù);包括:呼叫信號(hào)的轉(zhuǎn)接、路由選擇、地址變換、鏈路規(guī)程、雙邊流量控制參數(shù)和吞吐量級(jí)別協(xié)商、邏輯信道號(hào)的變換、故障處理等。70第七十頁，共91頁。分組交換網(wǎng)5.4.3網(wǎng)間互連分組交換網(wǎng)與局域網(wǎng)的互連:局域網(wǎng)通過分組網(wǎng)的互連

71第七十一頁，共91頁。分組交換網(wǎng)5.4.3網(wǎng)間互連分組交換網(wǎng)與電話網(wǎng)的互連:非分組型終端NPT經(jīng)電話網(wǎng)接入分組網(wǎng)示意圖及呼叫建立過程N(yùn)PT72第七十二頁，共91頁。分組交換網(wǎng)5.4.3網(wǎng)間互連分組交換網(wǎng)與電話網(wǎng)的互連:分組型終端PT經(jīng)電話網(wǎng)接入分組網(wǎng)示意圖73第七十三頁，共91頁。5.5幀中繼5.5.1幀中繼技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

幀中繼具有高速率、低時(shí)延、動(dòng)態(tài)分配帶寬的特點(diǎn)，最典型的應(yīng)用:局域網(wǎng)互連。

采用動(dòng)態(tài)帶寬分配技術(shù):

當(dāng)用戶的信息傳輸量較小時(shí)，其空閑帶寬可讓給其他用戶來傳輸突發(fā)數(shù)據(jù)。在網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量很大甚至發(fā)生了擁塞的時(shí)候，幀中繼可通過承諾的信息速率（CIR），按照用戶信息的優(yōu)先級(jí)和公平性原則，控制用戶終端傳送的信息量，丟棄超過CIR的幀，保證未超過CIR的幀可靠傳輸。這些特性使得幀中繼技術(shù)特別適用于局域網(wǎng)的互連。74第七十四頁，共91頁。幀中繼5.5.1幀中繼技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用使用幀中繼技術(shù)實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)互連75第七十五頁，共91頁。幀中繼5.5.2幀中繼技術(shù)的特點(diǎn)主要5個(gè)特點(diǎn)：1、幀中繼協(xié)議處理大為簡化目的終端源終端存儲(chǔ)加分組封裝選路加幀

封裝存儲(chǔ)差錯(cuò)

控制去除幀封裝選路加幀

封裝存儲(chǔ)差錯(cuò)控制去除幀封裝選路去除分組封裝321分組交換76第七十六頁，共91頁。幀中繼5.5.2幀中繼技術(shù)的特點(diǎn)1、幀中繼協(xié)議處理大為簡化目的終端源終端加封裝選路選路選路去除封裝21協(xié)議的簡化是以光纖傳輸?shù)母呖煽啃院徒K端設(shè)備的智能化為前提條件；幀中繼協(xié)議主要5個(gè)特點(diǎn)：77第七十七頁，共91頁。幀中繼5.5.2幀中繼技術(shù)的特點(diǎn)2、幀中繼的控制信令和用戶數(shù)據(jù)是在彼此分離的邏輯通道上傳輸?shù)?

分組交換中，X.25的分組層信令主要完成虛呼叫的建立和釋放，其信令分組和數(shù)據(jù)分組是在同一個(gè)邏輯信道上被傳送的，為隨路信令；

幀中繼的控制信令是在單獨(dú)的一條數(shù)據(jù)鏈路上（DLCI=0）被傳送的，為共路信令。主要5個(gè)特點(diǎn)：78第七十八頁，共91頁。幀中繼5.5.2幀中繼技術(shù)的特點(diǎn)主要5個(gè)特點(diǎn)：

3、幀中繼采用面向連接的交換技術(shù)，可以提供交換虛電路（SVC）業(yè)務(wù)和永久虛電路（PVC）業(yè)務(wù)。

目前幀中繼網(wǎng)的應(yīng)用主要是PVC方式。4、幀中繼數(shù)據(jù)流的復(fù)用和交換在二層進(jìn)行。分組交換的最小單位是分組，分組的尋址和選路在X.25的三層完成；幀中繼最小傳送單位為幀，幀的尋址和選路在二層完成。79第七十九頁，共91頁。幀中繼5.5.2幀中繼技術(shù)的特點(diǎn)主要5個(gè)特點(diǎn)：

5、幀中繼提供擁塞控制和帶寬管理機(jī)制:

當(dāng)用戶終端發(fā)送的數(shù)據(jù)量超過了其預(yù)先約定的帶寬時(shí)，網(wǎng)絡(luò)會(huì)向該終端發(fā)送擁塞通知，提醒其減少發(fā)送數(shù)據(jù)量；用戶終端在通信前要預(yù)先約定帶寬，即承諾的信息速率（CIR），這種帶寬管理有效避免了擁塞狀況的惡