现代交换原理05、分组交换与分组交换网.ppt

第五章 分组交换与分组交换网 5.1 分组交换技术与分组交换网 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 分组交换的基本原理 5.2.1 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。 5.2.2 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 5.2.3 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 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点。注意虚电路指的是一条逻辑连接，而不是指一条专门的物理通路。同一条线路可能同时被多条虚电路使用。 分组交换网提供的虚电路交换方式有两种，一种是交换虚电路（SVC：Switch Virtual Circuit），又称为虚呼叫（Virtual Call），另一种是永久虚电路（PVC：Permanent Virtual Circuit）。 数据报和虚电路的对比 （1）数据报省掉了呼叫的建立和清除过程，如果只传送少量的分组，那么采用数据报方式的传输效率会比较高。 （2）对于数据报方式，由于每个分组是各自独立在网络中传输的，所以分组不一定按照发送时的顺序到达网络终点，因此在网络终点必须对分组重新排序。而对于虚电路的方式，分组按已建立的路径顺序通过网络，在网络终点不需要对分组重新排序。 （3）在数据报方式下，由于每个数据分组都要独立的寻找路径，所以单个数据分组传输的时延较大。而虚电路一旦建立，单个数据分组的传输时延则会小得多。 （4）数据报方式对网络的适应能力较强。 5.2.4 路由选择 分组交换网的主要功能就是接受来自源站点的分组，并将它们传送到目的站点。因为通常在网络中存在多条从源站点到目的站点的路径也就是路由，所以为了完成分组传送这个任务，必须选择其中的一条路径，这就是路由选择功能 . 几种常见的路由选择策略： 固定路由选择 泛法路由选择 随机路由选择 自适应路由选择 5.2.5 流量控制 分组交换网中各个节点交换机的处理能力和各条线路的传输容量是一定的，但是用户终端发送分组的时间和数量具有随机性。如果不对数据流进行控制，有可能造成网内数据流分布不均匀，部分节点和线路上的数据流超过其处理能力或传输容量，造成网络的阻塞。严重时，分组在网络中无法传送，不断被丢弃，源节点无法发送新的数据，目的节点也收不到分组，造成死锁。 图5.5 拥塞的影响 流量控制的方法 证实法 预约法 许可证法 5.2.6 分组交换的工作过程 5.3 分组交换协议——X.25协议 5.3.1 分组交换协议的结构 X.25协议是数据终端设备（DTE）和数据电路端接设备（DCE）之间的接口规程。它最初于1976年颁布，在1980年、1984年、1988年、1993年又进行了多次修改。它是目前使用最广泛的分组交换协议。 X.25协议定义了帧（Frame）和分组（Packet）的结构； 数据传输通路的建立和释放、数据的传输等过程；顺序控制、差错控制和流量控制等机制；以及分组交换提供的基本业务和可选业务等。X.25属于接口规程，没有定义路由选择算法，这属于分组交换网网络内部控制功能，由各个厂家决定。（参见《分组交换工程》P163-165） X.25协议分为三层：物理层、数据链路层和分组层，各层在功能上相互独立，如图5.7所示。 图5.7 X.25的分层结构 5.3.2 X.25的物理层 物理层完成的主要功能如下： 在DTE和DCE接口处提供数据传输； 在设备之间提供控