计算机网络原理——实用网络技术

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1、第六章 现代通信网络技术在计算机 通信网中的应用第一节 分组交换X.25 网就是 X.25 分组交换网，是根据 CCITT （即现在的 ITU-T）的 X.25 建议书实现的计算机网络 。 X.25 只是一个对公用分组交换网接口的规约。 X.25 网为适应计算机通信而发展起来的一种先 进通信手段，可以满足不同速率，不同型号的终端与终 端、终端与计算机、计算机与计算机间的通信，实现数 据库资源共享。分组交换按一定规则，把一整份数据报文分割成 若干定长的数据段，并给每一数据段加上收、发终端地 址及其它控制信息，然后以分组为单位在网内传输。X.25 网组成URL: http:/ 规定了 DTE-DC

2、E 的接口 X.25 接口X.25 接口X.25 公用分组交换网VC2VC1DTEDTEDCEDCEDCEDTEX.25 接口X.25 X.25 以以面向连接的虚电路服务面向连接的虚电路服务为基础。为基础。X.25 接口的三层X.25 接口分为物理层、数据链路层、分组层物理层 - X.21 / X.21bis / V.35数据链路层 - LAPB (平衡型链路接入规程，HDLC 的一个子集)分组层 - 在 DTE 与DCE 间可建立多条逻辑信道(04095号) ，这 样可使一个DTE同时和网上其它多个DTE建立虚电 路通 信。经常需通信的两个DTE间可以建立永久虚电路 PVCX.25 接口三层

3、的关系X.25 分组分组层（网络层）数据链路层高层用户数据高层用户数据X.25头LAPB头LAPB尾LAPB 帧高层物理层 （比特）X.25 分组格式n 通用格式标识 ( GFI ) ：为分组定义了一些 通用的功能。n 逻辑信道组号(LCGN) 和逻辑信道号(LCN)：统称逻辑信道标识， 共12比特，可提供4096条 逻辑信道。n 分组类型标识；规定分组的类型。X.25 虚电路的建立X.25 虚电路的建立过程q主叫端DTE1向其DCE发送一个呼叫请求分组，内含虚电路号 、主叫端DTE1地址和被叫端DTE2地址等。虚电路号即逻辑信 道号， DTE1从空闲的逻辑信道号中按“先大后小”的顺序选择。

4、qX .25网络选择合适的路由将呼叫请求分组传送到被叫端DCE 。 q被叫端DCE在收到呼叫请求分组后，按“先小后大”的顺序从 空闲的逻辑信道号中选择一个号，向被叫端DTE2发送一个呼入 分组。呼入分组的格式与呼叫请求分组的格式一样，只是换了 一个虚电路号。 q被叫端DTE2若接受呼叫，则发出呼叫接受分组，其逻辑信道 号与呼入分组的相同。 q网络按呼叫建立时的路由将呼叫接受分组传到主叫端DCE。 q主叫端DCE向主叫端DTE1发送呼叫接通分组。呼叫建立阶段结束，此后进入数据传送阶段。这时数据分 组可按此前选定逻辑信道号和路由在DTE1-DTE2间进行全双工 传送。X.25 虚电路的释放过程q主

5、叫端或被叫端DTE发出清除请求分组，然后就会收 到本地DCE发回的清除证实分组，同时清除请求分组经 网络发送到远程DCE。 q远程DCE向远程DTE发送清除指示分组 q远程DTE收到清除指示分组后，发给远程DCE一个清 除证实分组，完成连接的释放。释放的逻辑信道号在下一次建立连接时可以再使 用。X.25 PAD ( Packet Assembler / Disassembler) ：分组装拆设 备 作用：使没有智能的字符哑终端也能接入X.25网络使用X.25 PADURL: http:/ PAD 相关协议q PAD ( Packet Assembler / Disassembler)n定义了关

6、于分组装拆设备 PAD 的三个协议，使非X.25终端(如字符终端)通过PAD进入分组交 换网。 q X.3n定义了 PAD 的功能以及控制它工作的一些参数 q X.28n定义了非 X.25 终端和 PAD 之间的接口协议 q X.29n定义了 PAD 和 X.25 分组式终端之间的数据传 输规程X.25 网的发展基于 IP 协议的因特网是无连接的，只提供尽最大 努力交付的数据报服务，无服务质量可言。 X.25 网是面向 连接的， 在结点间执行差错检测、出错重发、流量控制功 能，能提供可靠交付的虚电路服务，保证服务质量。X.25 网能保证服务质量，使其在二十多年前曾是颇 受欢迎的一种计算机网络。

7、然而，到了 20 世纪 90 年代， 通信主干线路已大量使用光纤技术，数据传输质量大大提 高使得误码率降低好几个数量级，而 X.25 十分复杂的数据 链路层协议和分组层协议已成为多余。PC 机的价格急剧下降使得无硬盘的哑终端退出了 通信市场。这正好符合因特网当初的设计思想：网络应尽 量简单而智能应尽可能放在网络以外的用户端。X.25 网现在已很少使用，但在某些要求可靠的、低 速的广域网通信场合还有使用 X.25 网络的，特别是一些使 用低速字符终端并有广域网通信要求的应用。 中国电信提供的 X.25 分组交换网适用网络: q银行、保险、证券、海关、税务、零售业营业网络互联 ； q集团公司、企业

8、、事业单位的办公系统互联； q民航、火车站等售票系统互联；应用场合： q传输速率低，安全性高，可靠性高，允许一定时延的应 用 q需要经常与不特定对象通信的用户 q需要与不同类型，不同速率的终端设备通信的用户 q通信量较少且通信时间较分散的用户 q需要建立闭合用户群的用户帧中继网络 FR q帧中继是 X.25 在新的传输条件下的发展（现代光纤数 字传输系统的误码率已低于10-9）。我国的帧中继网络以 DDN 为物理传输基础。 q无网络层，在数据链路层实现链路的复用和转接，故得 名帧中继 q帧中继使用永久虚电路（PVC）或交换虚电路（SVC ）来建立通信连接，并通过虚电路实现多路复用。帧中 继网络

9、的通信形式一般为永久虚电路 PVC，它的好处是 在通信时可省去建立连接的过程。 q用链路层类似 HDLC 的帧（无控制字段）来封装各种 不同的高层协议，如IP、IPX、AppleTalk等 q适用于在 WAN 上实现 LAN 的互联 q传输速率一般为 56 Kbps2 Mbps帧中继如何简化处理？q幀中继是一种减少结点处理时间的技术。当帧中继交换机收 到一个幀的首部时，只要一查出幀的目的地址就立即开始转发 该幀。因此，一个幀的处理时间比 X.25 网约减少一个数量级 ，其吞吐量也要比 X.25 网提高一个数量级以上。 q在帧中继网络中，X.25 网络所执行大多数差错检测和流量控 制功能被省略，

10、当检测到有误码时，结点立即中止这次传输， 并不进行纠错或重发，只是简单地予以丢弃。源站将用高层协 议请求重传该幀。因此仅当帧中继网络本身的误码率非常低时 ，帧中继技术才是可行的 q中间站只转发数据幀而不发送确认幀，只有在目的站收到数 据幀后才向源站发回端到端的确认，因此帧中继在数据传输的 过程中省略掉了很多的确认过程。 q通信协议简单了，网络传输速率也相应得到了提高。FR的工作原理 q 本质上仍是分组交换技术，但舍去了 X.25 的分组层， 仅保留物理层和数据链路层，以帧为单位在链路层上进 行发送、接收、处理; q 帧中继使用永久虚电路（PVC）或交换虚电路（SVC ）来建立通信连接，并通过虚

11、电路实现多路复用; q在链路层上完成统计复用，实现帧定界、寻址、差错检 测；但省略了帧编号、重传、流控、窗口、应答、监视 等功能; q 帧出错或发生阻塞时，仅仅简单地丢弃；重传、纠错 和流控在端设备中由上层协议(如TCP)完成;由于 FR 是基于光纤线路的，而光纤线路误码率很低 ，因此无需点到点纠错.URL： http:/ 上发送数据的流程，属于高性能的链路层协议。 q它对应于OSI层次模型的最下二层。 网络层数据链路层物理层高层网络层数据链路层物理层X.25OSIFR数据链路层物理层FR网络的组成网桥FRSFRSFRSFRSNTU/DTURouterRouter帧中继网Router用户-网络

12、 接口HostBridgeFRS：帧中继交换机UNIUNIUNIUNIUNIFR 接入方式qNTU/DTU +专线接入（部分厂家支持）对于128Kbps及以下速率的用户，可以使用 NTU/DTU 方式 接入帧中继网络。NTU是网络终端单元，DTU是数据终端单元， 两者配对使用，DTU放置在用户侧，NTU集成在局端的帧中继交 换机上。用户端常用接口有X.21、V.24、V.35等。 qModem +专线接入，路由器 FR 网用户侧 Modem、局侧 Modem对于2M及以下的其他速率的用户，均可用 Modem 方式接入 ，两者配对使用。低速率的应用（64Kbps以下）可以用频带 Modem，高速

13、率的应用（64Kbps2Mbps）可以用基带 Modem 或 xDSL，接入范围为 35公里，常用接口有：V.24、V.35、 G.703等。 q利用 DDN 网络延伸接入对于帧中继网络暂时没有覆盖到的用户,可以利用DDN网络进 行延伸接入,DDN节点机和帧中继交换机通过互联中继实现业务互 通。帧中继网中的设备分类q帧中继网交换设备FRSnFrame Relay Switchn属于网络服务提供者设备n如帧中继交换机、具有帧中继接口的分组交换机 和其它复用设备等 q帧中继网接入设备FRADnFrame Relay Access Devicen属于用户设备n具有帧中继接口的任何类型的接入设备，如主

14、机 、桥接器、路由器等帧中继提供的虚电路服务q对于SVC，一次虚电路交换要经历建立连接、数据传输、拆除连 接三个阶段。 q对于PVC，服务提供者为用户预先分配好了虚电路号(DLCI)，用 户可直接使用DLCI进行通信，无需动态分配和清除虚电路号，即无 需建立与拆除，用户使用如同专用的点对点电路一样 q帧中继所提供的虚电路就好像在两个端用户间有一条直通的专用 电路，用户看不见帧中继网络中的帧中继交换机 LAN1 FR网LAN2传输过程简述qLAN1 上传输 MAC幀 路由器R1 qR1链路层LAN1接口卡处理MAC幀,剥去幀头尾得IP包,上 交R1网络层 qR1网络层处理IP包,查路由,下传IP

15、包给R1链路层FR接口卡 qFR接口卡把IP包封入FR幀信息字段，加幀头尾生成FR幀 qR1的FR口通过电信租用专线传输FR幀 FR网中FR交换 机 qFR交换机收到FR幀,按幀头中VC号转发幀(检出有错则丢 弃) qFR幀在FR网中被各FR交换机依次转发，最后到达VC终点 路由器R2 qR2链路层FR接口卡剥去FR幀的头尾得IP包，上交R2网络 层 qR2网络层处理IP包,查路由,下传IP包给R2链路层LAN2接 口卡 qR2的LAN2接口卡把IP包封入MAC幀数据字段，加幀头尾 生成MAC幀 q路由器R2传输MAC幀 LAN2（参照上页图）帧中继的体系结构q端系统和网络节点的体系结构物理层数据 链路层数据 链路层物理层帧中继的体系结构 (C平面、U平面)qC平面n控制平面n用于传输信令，如完成建立连接、释放连接等 qU平面n用户平面n用于传输用户数据q说明：C平面在用户与网络之间操作，进行信令传输 ；U平面则提供了端到端的数据传输功能。帧中继的呼 叫控制命令是在与用户数据分开的另一个逻辑连接上传 送的，