第二章 X.25分组交换网技术

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1、第二章 X.25分组交换网技术（讲师用PPT）中国网通（集团）有限公司2006年12月24日中国网通运维人员岗位培训丛书数据专业目标 掌握分组交换基本原理 熟悉分组交换网络的组织结构 掌握X.25协议的基本原理 了解目前全国分组交换网络结构 2.12.2分组交换基本原理X.25协议32.3分组交换网分组交换网的结构及现状2.4目录 2.1.1分组交换技术的发展2.1分组交换基本原理分组交换技术是在计算机技术发展到一定水平，个人计算机普及到一定程度的基 础上，为满足人们除了打电话通过话音进行直接沟通外，更希望通过计算机和终端实 现计算机与计算机之间的通信，通过网络来共享资源的要求，在传输线路质量

2、不高、 网络技术手段还较单一的情况下，应运而生的一种交换技术。随着计算机的普及，人们不再满足于单个计算机的应用和操作，希望多台计算机 联网来共享资源和通信，即通过广域计算机网来连接分时计算机系统。1966年6月在 英国国家物理实验室(NPL)工作的Davie s D提出了“分组(packet)”这一术语，随 后公开发表了关于分组交换的建议，并实现了具有单一分组交换节点的局部网。将多 个节点的小型计算机互连的ARPANET在1967年6月发布。ARPANET的成功，促进了分组交换进入公用数据网，形成分组交换公用数据网 (PSPDN：Packet Switched Public Data Netw

3、ork)。1976年3月著名的CCITT的x.25建 议推出，使分组交换网的接口标准化，随后又陆续制订了其他有关的建议，如x.28， x.29，X.75等。 2.1分组交换基本原理2.1.2分组交换原理资源分配：固定分配资源法：分为时分复用和频分复用两种。动态分配资源法:即统计时分复用。采用按需分配的方法，用户需要发送数据时才分配线路传输资源，不发送数据时不分配线路传输资源。分组的形成：分组交换的最小信息单元是分组，每一个分组中包含了一个分组头，将分组传送的控制信息放在分组头中，这样就形成了分组。分组头的长度为3个字节,用户数据的长度通常为128字节。分组头分组1分组4分组3分组2分组头分组头

4、分组头数 据2.1分组交换基本原理分组的传送和交换： 虚电路方式：经历呼叫建立、数据传送、拆除呼叫过程。分为交换虚电路SVC和永久虚电路PVC。 数据报方式：不需建立连接，而是按照每个分组头中的目的地址对各个分组独立进行选路。2.1.2分组交换原理路由选择：扩散式路由法和查表路由法。图为采用扩散式路由的分组交换网的路由选择过程，图 是采用路由表的虚电路呼叫的路由选择过程。图图流量控制： X.25协议的第三层着重于传输过程中的流量控制，流控通过滑动窗口算法来实现，对通过接口的每一个逻辑信道使用独立的“窗口”流量控制机构，X.25协议的第二层，也具有流量控制功能，也是通过滑动窗口来实现的，但它是对

5、整个接口进行流量控制的。 2.12.2分组交换基本原理X.25协议32.3分组交换网分组交换网的结构及现状2.4目录 2.2 X.25 协议分组交换协议在分组交换网中，分组数据的传输涉及到发送站、接收站与交换机之间的通信协议，为此 CCITT制定了一系列通信协议。 X.25协议它是目前使用最广泛的分组交换协议。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。具体如下图所示。2.2.1概述图1 分组交换网的结构和通信协议 图2 X.25协议的系统结构和信息流关系2.2 X.25 协议物理层完成的主要功能如下：在DTE和DCE接口处提供传输；在设备之间提供控制信号；提供

6、时钟信号，用于同步数据流和规定比特速率； 提供电气地； 提供机械的连接器。 2.2.2 X.25的物理层2.2.3 X.25的数据链路层X.25链路层功能如下：差错控制，采用CRC循环校验，发现出错时自动请求重发； 帧的装配和拆卸及帧同步；帧的排序和对正确接收的帧的确认； 数据链路的建立、拆除和复位控制； 流量控制。 2.2 X.25 协议2.2.3 X.25的数据链路层链路层帧结构： X.25的数据链路层采用的是HDLC（高级数据链路控制规程）的一个子集LAPB（平衡型链路访问规程。按照帧的功能可以把帧分成三类：信息帧（I帧）、监控帧（S帧）和无编号帧（U帧）。LAPB帧的基本结构如右图所示

7、。LAPB建链全过程：其建链过程可分为三个阶段：链路建立、数据传送和链路释放。差错校正和流量控制 ：这是信息传送阶段的重要功能，它们都是利用I帧和S帧提供的N(S)和N(R)字段实现的 。分组层的基本功能：利用数据链路层提供的可靠传送服务，完成虚呼叫的分组数据通信，提供处理寻址、流量控制及传输确认等相关工作。它支持两类虚电路连接：交换虚电路（SVC）和永久虚电路（PVC）。分组头的格式：分组放在数据链路层帧中的信息(I)字段上。它由分组头和分组数据两部分组成。分组头由3个字节构成，即一般格式标识符、逻辑信道标识符、分组类型标识符，如图1所示。一般格式标识符（GFI）：限定符比特；：传送确认比特

8、；：模式比特。 如图2所示。逻辑信道标识符(LCGN+LCN）：第一个字节的第14比特组成逻辑信道群号（LCGN），第二个字节组成逻辑信道号（LCN），这样一来可以组成16组（每组256条逻辑信道），共4096条逻辑信道 。2.2 X.25 协议2.2.4 X.25的分组层图1 分组头格式及分组与I帧的关系图2：GFI格式 2.2 X.25 协议虚电路的建立和清除过程：2.2.4 X.25的分组层2.2 X.25 协议数据传送和流量控制 ：数据分组有3个重要参数：P(S)、P(R)和M,置于分组头的分组类型标识符中。其中，第1bit恒为0，表示这是一个数据分组。P(S)和P(R)分别为数据分组

9、序号和期望接收序号，其作用同链路层中的R(S)和R(R),是分组层流量控制和重发纠错的基础。M比特成为后续数据比特，用于用户报文分段。数据分组格式如图所示。分组层的流量控制机制也是采用滑动窗口技术，并用RNR分组表示接受端忙。 2.2.4 X.25的分组层复位和重启动 ：复位指的是出现协议错误、终端不相容等无法重发校正的差错时，使该VC回复初始状态：P(S)=P(R)=0,窗口下沿为0。重启动指的是DTE或网络发生严重故障时清除接口上所有的SVC、复位所有PVC。要注意复位和清除的差别：前者VC仍为数据传送状态，后者则为就绪状态。2.2 X.25 协议为了使不同的公用分组网之间互连,CCITT

10、制定了X.75建议。它的主要特点为：n它分为物理层、链路层、分组层nX.75是把被连接网的虚电路连接起来,它的两端是信号终端(STE),分别位于两被连接网的 交换机内。而X.25的两端分别是DTE和DCE。 如下图所示，STE将各网的虚电路衔接起 来的示意图。nX.75在虚电路建立与释放过程中的呼叫建立分组和释放分组,由一个信号终端透明地传 送到下一个信号终端,它不对源点主机发出的X.25呼叫请求分组作出任何响应,如回送呼叫 接受分组等。n在呼叫建立与释放分组中,X.75与X.25在格式上的主要差别是X.75比X.25多一个网间业 务字段(utilities),用于传送网间有关的计费及路由信息

11、等。2.2.5 网间互联协议X.75网1STE2STE3VC3ASTE2VC1STE2BVC5VC2VC4X.75 4X.75 4网2网32.12.2分组交换基本原理X.25协议32.3分组交换网分组交换网的结构及现状2.4目录 2.3 分组交换网分组交换机网络管理中心（NMC)分组装拆设备（PAD）远程集中器（RCU）分组终端/非分组终端（PT/NPT）传输线路2.3.1 分组交换网的组成分组交换网的优点：1）传输质量高 2）网络可靠性高 3）安全性高4）方便于不同类型终端间的相互通信5）信息传输时延小 6）网络管理功能强 分组交换网的缺点：传输速率低 、平均传送时延较高 、IP数据包传送时

12、效率低2.3.2 分组交换网的特点2.3 分组交换网X.121的格式国际数据编号最大由14位十进制数构成，如图所示。其中最前面的一位P为国际呼叫前缀，其值由各个国家决定，我国采用“0”。紧接着4位称为数据网络识别码DNIC（Data Network Identification Code），DNIC由3位数据国家代码DCC（Data Country Code）和1位网络代码组成。DCC的第1位Z为区域号，世界划分为6个区域，编号为2-7（Z=0和Z=1备用，Z=8和Z=9分别用于同用户电报网和电话网的相互连接）。DCC的后两位原则上用于区分区域内的国家。例如中国的DCC是“460”。有10个以

13、上网络的国家可以分配2个以上的DCC。DCC之后的一位用于区分为位于同一个国家内的多个网络。CHINAPAC的DNIC“4603”。2.3.3 分组交换网编号X.1212.3 分组交换网基本业务功能：交换虚电路(SVC)和永久虚电路(PVC)可选业务功能：n预先登记在合同期内使用，用户在登记的合同期内的每次呼叫，由所接的交换机经 核实向该用户提供所需的补充业务。n另一种是预先未登记，用户在本次呼叫时提出要求，在该次呼叫中提供某些项的补充业务。 2.3.4 分组交换网的业务类型2.3.5 分组交换网的应用在商业中的应用分组交换在商业中的应用较广泛。如银行系统在线式信用卡（POS机）的验证。由于

14、分组交换提供差错控制的功能，保证了数据在网络中传输的可靠性 。 在其他领域的应用分组交换网的利用率高，传输质量好，能同时多路通信的特点，因此它的经济性能也 较好。在一些全国性的集团公司中，总公司把指示下达给全国各地分公司甚至国外的 机构，利用分组交换就非常经济。 虚拟专用网大集团用户利用公用网络的传输条件，网络端口等网络资源组织一个虚拟专用网络。 2.12.2分组交换基本原理X.25协议32.3分组交换网分组交换网的结构及现状2.4目录 2. 分组交换网的基本结构2. 分组交换网的的基本结构2. 分组交换网的基本结构2. 我国公用分组交换网现状我国组建的第一个公用分组交换网简称CNPAC，是1988年从法国SESA公司引进的实验网，该 实验网于1989年11月正式投入使用。由于该网络的覆盖面不大，端口数较少，无法满足信息量 较大、分布较广的企业和部门的需求，原邮电部决定扩建我国的公用分组交换网，扩建的公用 分组数据交换网简称CHINAPAC，于1993年建成投入使用，由骨干网和地区网两级构成。