分组交换的基本原理.pptVIP

第七章 分组交换原理 目录 7.1 分组交换的产生背景 7.2 分组交换的基本原理 7.2.1 资源分配 7.2.2 基本交换原理 7.2.3 逻辑信道 7.2.4 分组的形成 7.2.5 链路层的帧格式 目录（续） 7.3 分组交换的重要概念 7.3.1 数据报与虚电路 7.3.2 流量控制 7.3.3 路由选择 7.3.4 差错控制 7.3.5 时延 7.4 分组交换的优缺点 7.4.1 分组交换的优点 7.4.2 分组交换的缺点 7.1 分组交换的产生背景 分组交换是为数据通信而设计的交换方式，在出现分组交换之前，采用电路交换和报文交换传输数据，但这两种交换方式不能完全适应数据通信的要求，因此后来出现了针对数据通信特点而设计的分组交换方式。 数据通信的特点 (1)完全是机器与机器之间的通信。 (2)业务突发性。 (3)误码率要求高。 (4)时延要求不高。 分组交换方式是一种存储--转发的交换方式，它结合电路交换和报文交换的特点，克服了电路交换线路利用率低、不能动态利用线路资源等缺点，同时又不像报文交换那样时延非常大。因此，分组交换技术自从产生后便在数据通信领域得到了迅速的发展。且随着数据业务量的不断增大，现在更有用分组交换方式IP交换。 7.2 分组交换的基本原理 7.2.1 资源分配 1. 固定分配资源法 固定分配资源法也称为预分配资源方法，它是根据用户要求预先把线路传输容量的某一部分固定地分配给某个用户。它采取的方式是把线路传输时间轮流分配给每个用户，每个用户只在分配的时间里向线路发送信息和接收信息 缺点： 当在分配的时间内用户没有信息要传输时，这段时间也不能由其他用户使用，而保持空闲状态，所以线路的利用率较低。 固定分配资源法又分“时分复用”（TDM，Time Division Multiplexing）和“频分复用”（FDM，Frequency Division Multiplexing）两种。时分复用就是将线路传输的时间轮流分配给每个用户，每个用户只在分配的时间里使用线路发送和接收信息。而且，当在分配的时间里用户没有信息要传输时，也不能给其他用户使用，即这段时间只由它来独享。 位置化信道 在固定分配资源的方式下，每个用户的数据都在固定的子信道中传输，具体的实现方法是，在电路上按时间分割成等长的时间单元（称为帧），在每帧里又按时间分成等长的时隙，并按照时间顺序编号。每帧中相同时间位置的时隙用来传输同一信源的信息，接收很容易根据时间位置区分不同的用户信息 2. 动态资源分配技术 为了克服固定分配资源方式的缺点，采取用户有数据传输时才给他分配资源的方法，称为动态分配或按需分配。当用户暂停发送数据时，不给他分配线路资源，线路的传输能力可用于为其他用户传输数据。因为在许多情况下，各单路信号并非连续不断，而是断断续续的，传送单路信号的线路上有很多时间空闲，因此可将此空闲时间分配给其他用户使用。这种根据用户实际需要分配线路资源的方法也称为统计时分复用（STDM） 。 每个用户的数据传输速率可以高于平均速率，最高可以达到线路总的传输能力。例如，对32路的E1线路，传输速率为2Mb/s，32个用户的平均速率为64Kb/s，当用固定分配复用方式时，每个用户最高传输速率为64kb/s，而在统计时分复用方式下，每个用户的最高速率可以达到2Mb/s（包含用户信息的分组头在内）。统计时分复用原理如图7-1所示。 图7-1 统计时分复用 标志化信道 在统计时分复用方式下，各个用户数据在通信线路上互相交织传输，没有固定的时间位置，为了识别来自不同终端的用户数据，在发送到线路之前先给这些数据打上与终端或子信道有关的“标记”，通常是在用户数据的开头加上终端号或子信道号，这样在接收端就可以通过识别用户数据的“标记”把它们区分开来。因为统计时分复用对每个单路信号使用一个独有的标志码，通过该标志码来区分不同用户的数据 统计时分复用的优点是可以获得较高的信道利用率。由于在分组交换方式中，每个终端的数据使用一个自己独有的“标记”，可以把传送的信道按照需要动态地提供给每个终端用户，从而提高了传送信道的利用率。 统计复用的缺点是会产生附加的随机时延和丢失数据的可能。这是由于用户传送数据的时间和间隔都是随机的，若多个用户同时发送数据，则必然会有一部分用户数据需要等待一段时间才能占用信道进行传输。若这种情况持续下去，由于缓冲器容量的限制，就有可能发生部分数据被丢失的情况。 两种资源分配方式对应两种时分复用方式和两种信道类型。他们的比较如图7-2所示。 7.2.2 基本交换原理 分组交换的基本思想 把用户