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1、1,第六章 分组交换技术,61 概述 62 分组交换原理 63 分组交换协议X.25协议 64 帧中继技术,2,61 概述 一、分组交换的产生背景 分组交换技术是为了满足计算机之间互相通信的要求而出现的一种数据交换技术。 数据通信和话音通信的区别： 1、通信对象不同 数据通信实现的是计算机和计算机之间以及人和计算机之间的通信。其通信过程需要定义严格的通信协议和标准。 电话通信就无须这么复杂。,3,2、传输可靠性要求不同 数据通信的比特差错率必须控制在10 以下， 话音通信比特差错率为10。 3、通信的平均持续时间和通信建立请求响应不同 据统计： 数据通信的持续时间分布为： 25%的数据通信持续
2、时间在1s以下； 50%的数据通信持续时间在5s以下； 90%的数据通信持续时间在50s以下。 电话通信的持续平均时间在5min。 由此，决定了数据通信的信道建立时间要短， 通常在1.5s左右，而电话通信过程的建立一般在15s。,-8,-3,4,4、通信过程中信息业务量特性不同 电话通信的双方讲话的时间平均各占一半，一般不会出现长时间信道中没有信息传送。 计算机通信双方处于不同的工作状态传输数据速率是非常不同的。 上传的数据是用户用键盘输入的，一般为（20 300）b/s， 下行的速率则为（600 10000）b/s或（100 kb/s1Mb/s）。 电路交换技术：固定占用带宽，线路利用率低，
3、通信双方必须以相同的数据进行发送和接收，所以不适合于进行数据通信。,5,二、分组交换的概念 分组交换的基本思想是： 1）把用户要传送的信息分成若干个小的数据块 分组。 2）分组具有统一的格式。 3）分组以“存储-转发”的方式在网内传输。 即每个交换接点首先对收到的分组进行暂时存储，分析该分组头中有关选路的信息，进行路由选择，并在选择的路由上进行排队，等到有空闲信道时转发给下一个交换节点或用户终端。,6,三、分组交换的优点 1、线路利用率高。 分组交换在线路上采用动态统计时分复用技术传送各个分组。不同用户数据分组可以按需共享电路资源。 2、容易实现异种终端通信。 由于采用存储转发方式，不需要建立
4、端到端的物理连接，因此不必像电路交换中那样，通信双方的终端必须具有同样的速率和控制规程。 3、数据传输质量好，可靠性高 每个分组在网络内的中继线和用户线上可以逐段的进行差错控制和流量控制，网内全程的误码率在10 以下。,-11,7,四、分组交换的缺点 1、信息传送时延大 由于采用存储转发方式处理分组，分组在每个节点机内都要经历存储 、排队、转发的过程。因此分组穿过网络的平均时延可达几百毫秒。 2、传输开销大。 3、协议和控制复杂。,8,62 分组交换原理 一、逻辑信道 在统计时分复用中，虽然没有为各个终端分配固定的时隙，但通过各个用户的数据信息上所加的标记，仍然可以把各个终端的数据在线路上严格
5、分开。这样，在一条共享的物理线路上，实质上形成了逻辑上的多条子信道，各个子信道用相应的号码表示，这种子信道称为逻辑信道。相应的号码为逻辑信道号（LCN）。,9,图6.1 逻辑信道的概念示意,10,逻辑信道的特点 1）LCN的分配是动态的。 对同一个终端而言，每次呼叫可以分配不同的逻辑信道号。但在同一次呼叫连接中，来自某一个终端的数据的逻辑信道号应该是相同的 2）LCN代表子信道的一种编号资源。 每一条线路上，逻辑信道号的分配是独立的，且只在每段连路有局部意义。,11,3）逻辑信道号是客观存在的。 逻辑信道总是处于下列状态的某一种： 准备好状态：LCN没有分配； 呼叫建立状态：LCN已分配； 数
6、据传输状态：可以通过逻辑信道发送和接收数据； 呼叫清除状态：逻辑信道返回到准备好状态,12,二、分组交换原理 在图6.2中，给出了分组交换的两种工作方式，其中： 终端A和C之间通信采用的是数据报方式。 终端B和D之间通信采用的是虚电路方式。,13,图6.2 分组交换的工作原理,14,1虚电路方式 1）虚电路含义 虚电路采用面向连接的工作方式。即两终端用户在相互传送数据之前要通过网络建立一条端到端的逻辑上的虚连接， 一旦这种虚电路建立以后，属于同一呼叫的数据均沿着这一虚电路传送。当用户不再发送和接收数据时，清除该虚电路。在这种方式中，用户的通信需要经历连接建立、数据传输、连接拆除三个阶段。,15
7、,注意 虚连接与实连接的区别 实连接 （a）确定了信息所走的路径， （b）为信息的传送预留了带宽资源； 虚电路 （a）确定了信息所走的端到端的路径， （b）不一定为信息的传送预留带宽资源。,16,2)虚电路的特点 虚电路的路由选择 在虚电路建立的时候完成。 (2)分组的传输时延较小。 由于所有分组遵循同一路由，这些分组将以原有的顺序到达目的地，终端不需要进行重新排序。 (3)虚电路的额外开销小。 一旦建立了虚电路，每个分组头中不再需要有详细的目的地地址，而只需有逻辑信道号就可以区分每个呼叫的信息，这可以减少每一分组的额外开销。 (4) 虚电路是由多段逻辑信道构成的。,17,(5)网络的健壮性较
8、差 当网络中线路或者设备发生故障时，可能导致虚电路中断，必须重新建立连接。 (6) 虚电路的使用场合 虚电路适用于一次建立后长时间传送数据的场合，其持续时间应显著大于呼叫建立时间，如文件传送、传真业务等。,18,3）虚电路的分类 交换虚电路SVC(Switching Virtual Circuit) 永久虚电路PVC (Permanent Virtual Circuit) 交换虚电路SVC是指：在每次呼叫时用户通过发送呼叫请求分组来临时建立虚电路的方式。 永久虚电路PVC：是应用户预约，由网络运营者为之建立固定的虚电路，用户可以直接进入数据传送阶段。 一般适用于业务量较大的集团用户。,19,2
9、数据报方式 1）含义 基于无连接方式，即在数据报方式中，交换节点将每一个分组独立地进行处理，即每一个数据分组中都含有终点地址信息，当分组到达节点后，节点根据分组中包含的终点地址为每一个分组独立地寻找路由，因此同一用户的不同分组可能沿着不同的路径到达终点，在网络的终点需要重新排队，组合成原来的用户数据信息。,20,2）数据报的特点 ： (1) 基于无连接传输方式 用户的通信不需要有建立连接和清除连接的过程，可 以直接传送每个分组，因此对于短报文通信效率比较高； (2)网络的健壮性较好 每个节点可以自由地选路，可以避开网中的拥塞部分，因此网络的健壮性较好。对于分组的传送比虚电路更为可靠，如果一个节点出现故障，分组可以通过其它路由传送。,21,(3) 数据报方式开销比较大 分组的到达不按顺序，在终点各分组需重新排队；并且每个分组的分组头要包含详细的目的地址，开销比销大。 (4) 数据报的使用场合 数据报适用于短报文的传送，如询问/响应型业务等。,
