第5章 分組交換和幀中繼

第五章分組交換和幀中繼5.1概述5.2開放系統(tǒng)互連參考模型5.3X.25協(xié)議下的分組交換5.4幀中繼5.1概述5.1.1分組交換源于數(shù)據(jù)通信，特別是計(jì)算機(jī)通信的需要。5.1.2數(shù)據(jù)通信的特點(diǎn)：按協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)終端之間的通信傳輸速率高誤碼率要求高數(shù)據(jù)突發(fā)性強(qiáng)實(shí)時(shí)性要求相對(duì)不強(qiáng)5.1.3數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)據(jù)終端設(shè)備（DTE）：有分組型和非分組型終端兩類。數(shù)據(jù)電路：由傳輸信道和數(shù)據(jù)電路終端設(shè)備（DCE）組成。當(dāng)傳輸信道是模擬時(shí)，DCE的作用是modem；當(dāng)傳輸信道是數(shù)字信道時(shí)，DCE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。5.1.4分組交換原理5.1.4.1分組交換也稱包交換，其本質(zhì)是按一定規(guī)則將數(shù)據(jù)流截成許多比較短的、被規(guī)劃的“分組（PACKET）”進(jìn)行交換和傳輸。由于分組長(zhǎng)度較短，具有統(tǒng)一格式，便于在計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)和處理，因此，“分組”穿過交換機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間很短，能滿足大多數(shù)數(shù)據(jù)通信用戶對(duì)信息傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性要求。5.1.4.2分組交換的工作方式數(shù)據(jù)報(bào)方式用戶之間的通信不需要經(jīng)歷呼叫建立和呼叫清除階段，對(duì)短報(bào)文通信傳輸效率比較高。對(duì)網(wǎng)絡(luò)故障的適應(yīng)性強(qiáng)，一旦某個(gè)經(jīng)由的分組交換機(jī)出現(xiàn)故障可以另外選擇傳輸路徑。數(shù)據(jù)分組傳輸時(shí)延較大，分組的傳輸時(shí)延和傳輸路徑有關(guān)，所以分組時(shí)延差別較大。分組交換的工作方式虛電路方式（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。）數(shù)據(jù)分組中不需要包含終點(diǎn)的地址，對(duì)于數(shù)據(jù)量較大的通信傳輸效率高。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中由于線路或設(shè)備故障時(shí)導(dǎo)致虛電路中斷，需要重新呼叫建立新的連接。呼叫重連接功能：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)將由網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)選擇并建立新的虛電路，不需要用戶重新呼叫，并且不丟失數(shù)據(jù)5.2開放系統(tǒng)互連參考模型5.2.1通信系統(tǒng)分層的基本概念把一個(gè)通信系統(tǒng)看作是由N個(gè)通信實(shí)體級(jí)聯(lián)組成的結(jié)構(gòu)。每層實(shí)體完成特定的功能，并依賴下層向上層提供上層所需要的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)，從而達(dá)到完成通信過程的最終目的。5.2.2分層的優(yōu)點(diǎn)：各層之間獨(dú)立。靈活性好。結(jié)構(gòu)分隔。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)清晰，可理解程度高，易于實(shí)現(xiàn)和維護(hù)。能促進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)化工作。5.2.3OSI七層模型（1）物理層：物理層的任務(wù)就是為它的上一層（即數(shù)據(jù)鏈路層）提供一個(gè)物理連接，以便透明地傳送比特流。在物理層上所傳數(shù)據(jù)的單位是比特。傳遞信息要利用雙絞線，同軸纜線等物理媒體，但具體的物理媒體不在OSI的七層內(nèi)，物理媒體的位置處在物理層的下面。（2）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)。數(shù)據(jù)鏈路層要負(fù)責(zé)建立、維持和釋放數(shù)據(jù)鏈路的連接。（3）網(wǎng)絡(luò)層：任務(wù)就是要選擇合適的路由和交換節(jié)點(diǎn)，便于發(fā)送站的傳輸層所傳下來(lái)的分組能夠正確無(wú)誤的按照地址找到目的站，并交付給目的站的傳輸層。（4）傳輸層：提供一個(gè)可靠的端到端服務(wù)。

（5）會(huì)話層

會(huì)話層不參與具體的數(shù)據(jù)傳輸，但它卻對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行管理。這一層可稱為會(huì)晤層或?qū)υ拰?。在?huì)話層及以上的更高層次中，數(shù)據(jù)傳送的單位沒有另外再取名字，一般都可稱為報(bào)文。

（6）表示層

表示層主要解決用戶信息的語(yǔ)法表示問題。表示層將欲交換的數(shù)據(jù)從適合于某一用戶的抽象語(yǔ)法，變換為適合于OSI系統(tǒng)內(nèi)部使用的傳送語(yǔ)法

對(duì)傳送的信息加密（和解密）也是表示層的任務(wù)之一。

（7）應(yīng)用層

應(yīng)用層不僅要提供應(yīng)用進(jìn)程所需要的信息交換和遠(yuǎn)地操作，而且還要作為互相作用的應(yīng)用進(jìn)程的用戶代理（useragent），來(lái)完成一些為進(jìn)行語(yǔ)義上有意義的信息交換所必須的功能。5.3X.25協(xié)議下的分組交換5.3.1X.25協(xié)議分層結(jié)構(gòu)5.3.2X.25的第一層（物理層）功能：定義DTE與DCE之間的電氣接口和建立通路的過程。協(xié)議系列：RS232X.21X.21bisV系列（）5.3.3數(shù)據(jù)鏈路層5.3.3.1協(xié)議采用ISO制定的高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制（HDLC）規(guī)程的一個(gè)子集，稱為鏈路接入規(guī)程-平衡型（LAPB），它是一種由OSI支持的位同步的全雙工規(guī)程，分基本型和擴(kuò)展型兩種。5.3.3.2功能有效傳輸數(shù)據(jù)確保信息同步檢錯(cuò)、糾正差錯(cuò)識(shí)別并向高層報(bào)告規(guī)程性錯(cuò)誤向高