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第五章 分组交换与帧中继技术 本章主要内容 数据通信系统基础 分组交换的基本原理 X.25 协议 帧中继 5.1 数据通信系统基础 数据通信系统是通过数据电路将分布在远地的数据终端设备与计算机系统连接起来，实现数据传输、交换、存储和处理的系统。 比较典型的数据通信系统主要由数据终端设备、数据电路、计算机系统三部分组成。 5.1 数据通信系统基础 数据终端设备（DTE）在数据通信系统中，用于发送和接收数据的设备称为数据终端设备（简称DTE）。 DTE可能是大、中、小型计算机、PC机，也可能是一台只接收数据的打印机，所以说DTE属于用户范畴，其种类繁多，功能差别较大。 5.1 数据通信系统基础 数据终端的类型有很多种，有简单终端和智能终端、同步终端和异步终端、本地终端和远程终端，分组型终端（PT）和非分组型终端（NPT）等。 同步终端是以帧同步方式（如X.25、HDLC等）和字符同步方式(如BSC)工作的终端； 异步终端是起止式终端，在每个字符的首尾加“起”和“止”比特，以实现收发双方的同步，字符和字符之间的间隙时间可以任意长，因此称为异步。 5.1 数据通信系统基础 数据电路终接设备（DCE）用来连接DTE与数据通信网络的设备称为数据电路终接设备（DCE），DCE完成数据信号的变换。若DTE发出的数据信号不适合信道传输，把数据信号变成适合信道传输的信号。 调制解调器是模拟信道的数据电路终接设备。 5.1 数据通信系统基础 数据电路指的是在线路或信道上加信号变换设备之后形成的二进制比特流通路，它由传输信道及其两端的数据电路终接设备（DCE）组成。 数据链路是在数据电路已建立的基础上，通过发送方和接收方之间交换“握手”信号，使双方确认后方可开始传输数据的两个或两个以上的终端装置与互连线路的组合体。 所谓“握手”信号是指通信双方建立同步联系、使双方设备处于正确收发状态、通信双方相互核对地址等。加了通信控制器以后的数据电路称为数据链路。可见数据链路包括物理链路和实现链路协议的硬件和软件。只有建立了数据链路之后，双方DTE才可真正有效的进行数据传输。 5.2 分组交换的基本原理 分组交换技术 分组交换 路由选择 流量控制 5.2.1 分组交换技术 分组交换也称为包交换。将要传送的数据按一定的长度分成多个数据段，这些数据段称为“分组”，发送端把这些“分组”分别发送出去。到达目的地，目的交换机将一个个“分组”按顺序装好，还原成原文件发送给收端用户，这一过程称为分组交换。进行分组交换的通信网称为分组交换网。 5.2.1 分组交换技术 资源分配 1、预分配资源技术（固定分配） 根据用户要求预先把线路的传输容量的一部分分配给他，有两种方式：时分复用（TDM）和频分复用（FDM），缺点是：线路利用率低。 时分复用（TDM） 把线路传输时间轮流分配给每个用户，用户只在分配的时间里向线路发送信息和接收信息。 5.2.1 分组交换技术 频分复用（FDM） 把线路的频带分成多个子频带，分别分配给用户形成数据传输子通路，每个用户终端的数据通过专门分配给他的子通路传输。 2、动态分配资源技术 根据用户实际需要分配线路资源，也称为统计时分复用（STDM），线路利用率高。 分组传送方式（资源共享方式） 图5.1 统计时分复用（STDM） 分组传送采用的是统计时分复用（STDM）的方式。 分组的形成 来自数据终端的用户数据可能是很长的报文，我们需要将该报文拆分成若干段，并加上分组头，组成一个完整的分组（packet），如图5.2所示。 图5.2 分组的形成 分组格式 分组头格式 5.2.2 分组交换 一个分组从发送终端传送到接收终端，必须沿一定的路径经过分组交换网络。那么分组是如何穿过网络的呢？ 目前有两种方法实现：数据报（Datagram）和虚电路（Virtual Circuit）。 1.数据报（Datagram） 2.虚电路（Virtual Circuit） 数据报（Datagram） 在数据报方式中，分组被独立的对待，每一个分组都包含终点地址信息，彼此之间相互独立的寻找路径，同一份报文的不同分组可能沿着不同的路径到达终点。在这种技术中，一个被独立对待的分组就称为一个数据报。 1984年以后的ITU-T X.25建议中取消了数据报方式，但在有些分组交换网中还使用数据报的交换方式。 虚电路（Virtual Circuit） 虚电路方式就是指通信终端在收发数据之前，先在网络中建立一条逻辑连接，在通信过程中，用户数据按照顺序沿着该逻辑连接到达终