《分组交换技术》PPT课件.ppt

,第七章 分组交换技术,目的和要求：,掌握分组交换的概念熟悉X.25协议,重点与难点：,分组交换的概念,讲授内容：,呼叫处理软件模块 呼叫处理消息流程,第一节 分组交换原理,第七章 分组交换技术,一、分组交换的概念,分组交换是采用“储存转发”的方式把报文分成若干比较短的、规格化了的“分组”（或称包）进行交换和传输。,分组交换工作原理,第七章 分组交换技术,报文是网络中交换与传输的数据单元。报文包含了将要发送的完整的数据信息，其长短很不一致。（可分为自由报文和数字报文）报文也是网络传输的单位,传输过程中会不断的封装成分组、包、帧来传输，封装的方式就是添加一些信息段，那些就是报文头,第七章 分组交换技术,报文交换,这种方式不要求在两个通信结点之间建立专用通路。结点把要发送的信息组织成一个数据包报文，该报文中含有目标结点的地址，完整的报文在网络中一站一站地向前传送。每一个结点接收整个报文，检查目标结点地址，然后根据网络中的交通情况在适当的时候转发到下一个结点。经过多次的存储转发，最后到达目标，因而这样的网络叫存储转发网络。其中的交换结点要有足够大的存储空间（一般是磁盘），用以缓冲收到的长报文。交换结点对各个方向上收到的报文排队，对找下一个转结点，然后再转发出去，这些都带来了排队等待延迟。报文交换的优点是不建立专用链路，线路利用率较高，这是由通信中的等待时延换来的。,第七章 分组交换技术,电路、报文、分组交换的区别,（1）电路交换：由于电路交换在通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路（由通信双方之间的交换设备和链路逐段连接而成），因而有以下优缺点。,优点：由于通信线路为通信双方用户专用，数据直达，所以传输数据的时延非常小。通信双方之间的物理通路一旦建立，双方可以随时通信，实时性强。双方通信时按发送顺序传送数据，不存在失序问题。电路交换既适用于传输模拟信号，也适用于传输数字信号。电路交换的交换设备（交换机等）及控制均较简单。缺点：电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说嫌长。电路交换连接建立后，物理通路被通信双方独占，即使通信线路空闲，也不能供其他用户使用，因而信道利用低。电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，也难以在通信过程中进行差错控制。,第七章 分组交换技术,电路、报文、分组交换的区别,（2）报文交换：报文交换是以报文为数据交换的单位，报文携带有目标地址、源地址等信息，在交换结点采用存储转发的传输方式，因而有以下优缺点：优点：报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，不存在连接建立时延，用户可随时发送报文。由于采用存储转发的传输方式，使之具有下列优点：a.在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施，加之交换结点还具有路径选择，就可以做到某条传输路径发生故障时，重新选择另一条路径传输数据，提高了传输的可靠性；b.在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，甚至收发双方可以不同时处于可用状态。这样就便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信；c.提供多目标服务，即一个报文可以同时发送到多个目的地址，这在电路交换中是很难实现的；d.允许建立数据传输的优先级，使优先级高的报文优先转换。通信双方不是固定占有一条通信线路，而是在不同的时间一段一段地部分占有这条物理通路，因而大大提高了通信线路的利用率。,第七章 交换分组技术,电路、报文、分组交换的区别,缺点：由于数据进入交换结点后要经历存储、转发这一过程，从而引起转发时延（包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等），而且网络的通信量愈大，造成的时延就愈大，因此报文交换的实时性差，不适合传送实时或交互式业务的数据。报文交换只适用于数字信号。由于报文长度没有限制，而每个中间结点都要完整地接收传来的整个报文，当输出线路不空闲时，还可能要存储几个完整报文等待转发，要求网络中每个结点有较大的缓冲区。为了降低成本，减少结点的缓冲存储器的容量，有时要把等待转发的报文存在磁盘上，进一步增加了传送时延。,第七章 交换分组技术,电路、报文、分组交换的区别,（3）分组交换：分组交换仍采用存储转发传输方式，但将一个长报文先分割为若干个较短的分组，然后把这些分组（携带源、目的地址和编号信息）逐个地发送出去，因此分组交换除了具有报文的优点外，与报文交换相比有以下优缺点：优点：加速了数据在网络中的传输。因为分组是逐个传输，可以使后一个分组的存储操作与前一个分组的转发操作并行，这种流水线式传输方式减少了报文的传输时间。此外，传输一个分组所需的缓冲区比传输一份报文所需的缓冲区小得多，这样因缓冲区不足而等待发送的机率及等待的时间也必然少得多。简化了存储管理。因为分组的长度固定，相应的缓冲区的大小也固定，在交换结点中存储器的管理通常被简化为对缓冲区的管理，相对比较容易。减少了出错机率和重发数据量。因为分组较短，其出错机率必然减少，每次重发的数据量也就大大减少，这样不仅提高了可靠性，也减少了传输时延。由于分组短小，更适用于采用优先级策略，便于及时传送一些紧急数据，因此对于计算机之间的突发式的数据通信，分组交换显然更为合适些。,第七章 交换分组技术,电路、报文、分组交换的区别,缺点：尽管分组交换比报文交换的传输时延少，但仍存在存储转发时延，而且其结点交换机必须具有更强的处理能力。分组交换与报文交换一样，每个分组都要加上源、目的地址和分组编号等信息，使传送的信息量大约增大5%10%，一定程度上降低了通信效率，增加了处理的时间，使控制复杂，时延增加。当分组交换采用数据报服务时，可能出现失序、丢失或重复分组，分组到达目的结点时，要对分组按编号进行排序等工作，增加了麻烦。若采用虚电路服务，虽无失序问题，但有呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程。总之，若要传送的数据量很大，且其传送时间远大于呼叫时间，则采用电路交换较为合适；当端到端的通路有很多段的链路组成时，采用分组交换传送数据较为合适。从提高整个网络的信道利用率上看，报文交换和分组交换优于电路交换，其中分组交换比报文交换的时延小，尤其适合于计算机之间的突发式的数据通信。,二、X.25协议,第七章 交换分组技术,1.概述CCITT X.25建议是关于专用电路连接到公用数据网上的分组型数据终端设备（DTE）与数据电路终接设备（DCE）之间的接口标准，是分组数据网中最重要的协议之一，为此，有时把分组数据网简称为X.25网。X25建议内容涉及三层：即物理层、链路层和分组层。近年来这三层都有些修改，但变化最大的是链路层，其次是分组层。1980年通过的X。25建议的链路层增加了平衡链路接入规程，即HDLC中的异步平衡方式，简称LAPB；1984年通过的X.25建议的链路层又增加了多链路规程，简称MLP；为了适应异步传输的需要，1992年又增加了异步帧模式等。由于X.25建议包括三层，随意下面简要介绍其中采用的X.21，X.21 bis建议。,二、X.25协议,第七章 交换分组技术,X.25 协议集有三层，与 OSI 协议栈的底三层相关联。物理层：描述物理环境接口。该组包括三种协议：1）X.21 接口运行于8个交换电路上；2）X.21bis 定义模拟接口，允许模拟电路访问数字电路交换网络；3）V.24 使得 DTE 能在租用模拟电路上运行以连接到包交换结点或集中器。链路层：负责 DTE 和 DCE 之间的可靠通信传输。包括四种协议：1）LAPB 源自 HDLC，具有 HDLC 的所有特征，使用较为普遍，能够形成逻辑链路连接。2）链路访问协议（LAP）是 LAPB 协议的前身，如今几乎不被使用；3）LAPD 源自 LAPB，用于 ISDN，在 D 信道上完成 DTE 之间，特别是 DTE 和 ISDN 节点之间的数据传输；4）逻辑链路控制（LLC）一种 IEEE 802 LAN 协议，使得 X.25 数据包能在 LAN 信道上传输。分组层（PLP）协议：描述网络层（第三层）中分组交换网络的数据传输协议。PLP 负责虚电路上 DTE 设备之间的分组交换。PLP 能在 LAN 和正在运行 LAPD 的 ISDN 接口上运行逻辑链路控制（LLC）。PLP 实现五种不同的操作方式：呼叫建立（call setup）、数据传送（data transfer）、闲置（idle）、呼叫清除（call clearing）和重启（restarting）。,2.X.25建议结构,第七章 交换分组技术,X.25建议为公用数据网上以分组型方式工作的终端规定了DTE与DCE之间的接口。DTE是用户设备它相当于发往网路的数据分组的信源或接收网路发来的数据分组的信宿。实际上，它可以是一台主机，前端处理机和智能终端。DCE实际上是一种信号变换设备，把DTE定义的信号变换成适合在传输线路上传输的信号形式。因此，DEC可以是调制解调器、线路耦合器等。然而，从X.25建议的意义上讲，DCE是与DTE连接的入口节点或节点交换机。因此，如果DTE与交换节点之间的传输线路采用模拟线，那么DCE也把用户连接到远端交换节点的调制解调器在内,X.25环境下的DTE-DCE,3X.25建议第一层的X.21,第七章 交换分组技术,X.21bis和V系列的建议，其中后2者在实际上是兼容的，因此可以认为是2种接口的标准。其中X.21接口所用的接口线少，可定义的接口功能多而且灵活，是比较理想的标准接口。,4.通过X.25各层的信息,第七章 交换分组技术,5X.21规定的DTE-DCE主要接口线,第七章 交换分组技术,（1）接口的物理特性；插接件的类型和插接件芯子的分配；（2）电器特性：平衡双流接口；（3）同步比特串行传输；（4）点对点全双工操作；（5）建立交换电路的协议；（6）使用租用电路的协议。,6X.25建议第二层的LAPB和MLP,第七章 交换分组技术,X.25建议第二层中的LAPB是HDLC规程作基础的。在HDLC规程内规定了各种帧的格式，所以这一层规程又称为帧级规范。在分组交换网内，HDLC规程控制DTE和DCE之间的传播。,7X.25的第三层（分组层）,第七章 交换分组技术,交换虚电路过程包括3个阶段：呼叫建立、数据传输和呼叫清除，永久虚电路分组通信只包含数据传输阶段。分组层就是DTE和DCE之间关于这3个阶段的协议过程，它和网络协议配合，完成分组数据在主、被叫DTE之间的传送。（1）虚电路和逻辑信道（2）分组格式，,本课程小结,详细分析了分组交换的概念分三层介绍了X.25协议,思 考 题,分组交换的基本思想是什么？分组交换的技术特点是什么？说明X.25建议的分层结构是怎样的？请画出X.25建议第三层中分组头的格式？,第七章 交换分组技术,第七章 分组交换技术,第二节 分组交换网络,目的和要求：,掌握分组交换的技术特点熟悉常见分组交换机熟悉分组交换网,重点与难点：分组交换的技术特点,讲授新课内容：分组交换的技术特点 常见分组交换机 分组交换网,第七章 交换分组技术,第二节 分组交换网络,一、分组交换的技术特点,1分组分组交换技术采用存储转发技术，将用户报文分成一定长度的分组，分组交换网首先将分组存储在节点机或相应设备的存储器内，再根据当时网络的状况，选择最佳的路由，将该分组送至目的地。,第七章 交换分组技术,一、分组交换的技术特点,2.统计时分复用（STDM），动态分配线路资源统计时分复用与预分配复用方式相比，统计时分复用在各个终端与路线的接口处要增加两个功能：一个是缓冲存储，另一个是信息流控制。这两项功能用于解决各个用户争用线路资源时产生的冲突。由于计算机具有存储器并具有处理能力，可以提供这两个功能。,3.交织传输,4.逻辑信道在统计时分复用方式下，虽然没有给各个终端分配物理上的固定的子信道，但是通过对数据分组加“标记”或编号，仍然可以把各个终端的数据在线路上严格地区分开来，就好像把线路也分成了许多子信道一样，每个子信道用相应的号码表示，这种信道称为逻辑信道。,第七章 交换分组技术,一、分组交换的技术特点,第七章 交换分组技术,一、分组交换的技术特点,5.虚电路接入分组交换网的两个数据终端使用虚电路进行通信。虚电路是两个数据终端之间的端到端的联系，它只有在虚呼叫建立后才存在。虚呼叫不是需要真正建立一条固定的物理电路，而是在终端至交换机的用户线上以及交换机至交换机的高速线路上，根据报文的需要，占用多个时隙（以分组长度为单位的）以及交换机内的相应缓冲存储空间，这就是虚电路的由来。,第七章 交换分组技术,一、分组交换的技术特点,6.各种类型的分组为了提高复用的效率，将数据按一定长度分组，每一组中包含一个分组头，其中包含所分配的逻辑信道号和其他控制信息，把这样的数据组称为分组。为了保证分组在网络中正确地传输和交换，除了包含用户数据的分组之外，还要建立许多用于通信控制的分组。因此就出现了各种类型的分组。,第七章 交换分组技术,一、分组交换的技术特点,7.路由选择分组交换网中的路由选择就是交换机使用硬件、软件或编码方法，选择传输延迟时间最短的路径，把数据分组传送到最终目的地。从而使业务量尽可能在网内分散，提高网络处理能力，并尽可能为每个分组提供最高的保密性和可靠性，路由选择方式由网络结构、业务流向及节点机处理能力和决定，一般采用固定路由算法和自适应路由算法两种方式。,第七章 交换分组技术,一、分组交换的技术特点,8.流量控制流量控制包括端一端控制方式与网一端控制方式。目前最常用的方法是X.25建议中规定的窗口控制方式，它根据收信端缓冲器的大小，用能连续接收分组的数目来控制发送数。当发送方发送了窗口值规定的分组数后，若未收到收方发来的“允许发送”分组，就不能继续发送分组。,第七章 交换分组技术,一、分组交换的技术特点,9.多规程兼容通信分组网中最常用的规程是X.25建议，它是由CCITT作出的建议，包括3个层次；物理层、链路层与分组层。除了X.25规程之外，还有许多其他标准化组织或生产厂家制订出来的规程，不同通信规程的终端直接连接起来是不能进行通信的，必须采用某种规程变换手段，才能使通信双方相互适配。分组交换网由于具有存储功能，可对接收到的信息进行一些处理，即负责某些规程变换功能，所以能适合于不同规程的终端之间进行通信。,第七章 交换分组技术,二、分组交换机,1.硬件结构 交换机基本结构如图1所示。它由两种基本模块构成：接入模块（AM）和资源模块（RM）。AM负责DTE的接入，完成物理层接口和链路层接口功能，RM负责中继线控制和分组在网络中的传送控制。AM通过链接线（Link）和RM相接。AM和RM的硬件结构类似，均为由双总线连接的多处理机结构，共享公共储存单元，并配备有硬盘，如图2所示。DPN-100大容量交换机另增设中继模块（TM），分担RM的功能；增设网络链接模块（NLM）和高速数据总线模块（DNS），提高RM-AM间的吞吐量。其模块结构如图3所示。,图1：AM-RM模块连接关系,第七章 交换分组技术,二、分组交换机,图2：AM/RM模块结构,第七章 交换分组技术,二、分组交换机,图3：DPN-100大型交换机结构,第七章 交换分组技术,二、分组交换机,第七章 交换分组技术,二、分组交换机,2.软件结构DPN-100交换机的软件根据功能分工装载在相关的PE上，计有：局用软件、链接和中继线软件、服务器软件、接入协议软件和网络管理软件，软件的层次结构如图4所示。其中，操作系统提供进程创建、消息发送管理等功能以及和硬件的接口；无连接子网层控制网络路由，支持网络中两个远程进程之间的分组通信；虚电路层保证源、终节点间分组通信的有序性，并提供端到端流量控制和差错恢复；应用层则提供终端用户的服务，如X.25等。,第七章 交换分组技术,二、分组交换机,3.路由选择,第七章 交换分组技术,二、分组交换机,4.呼叫建立过程首先，主叫DTE发呼叫请求分组给相连的AM。分组中包含被叫DTE的数据网络地址（DNA），DNA可为X.121编号或E.164编号（ISDN编号）。AM通过链接线将此呼叫请求送给RM，RM再送给SPE中的“源呼叫路由器”服务程序，后者确定被叫DTE位于网络的哪个RM中，然后将该RM的RID置入呼叫请求分组的头部，RM检索RID路由表将此请求分组发出。终节点收到该分组时，将其送给SPE中的“目的呼叫路由器”服务程序，或者确定被叫DTE所属的AM，并将该MID置入呼叫请求分组头部，RM检索MID路由表将此分组传给目的AM。目的AM收到该分组后，根据被叫地址确定目的用户线PE，并在该PE上创建一个虚电路进程出路该呼叫，该进程由其PID标识，然后向被叫DTE发送呼叫分组。待收到被叫DTE的证实后，目的AM向主叫RM返回一个呼叫接收分组，该分组头中包含被叫DTE的完整路由标识RID、MID和PID。主叫DTE收到呼叫接收分组后就可开始发送数据，此时交换机只要根据路由予以发送，不再需要SPE的介入。,第七章 交换分组技术,二、分组交换机,5.网络管理为了确保网络的可靠和安全运行，DPN100网专门设计了一套完整的网络管理系统，称为DPNMNS，实施全程全网的统一管理。在网络中可设置网管中心（NMC）对全网进行管理和控制，但是网管软件大部分分布于交换机的各个模块中，它们和玩管中心有特定接口，用以报告管理数据和接收控制命令。,第七章 交换分组技术,三、分组交换网,1.设备组成及功能从设备来看，分组交换网由分组交换机、用户终端设备、远程集中器（含分组装拆设备）、网络管理中心（NMC）以及传输线路等组成。,分组交换网的基本结构,第七章 交换分组技术,三、分组交换网,分组交换机分组交换机的主要功能有：提供网络的两项基本业务：交换虚电路和永久虚电路，实现分组在两种虚电路上传送，完成信息交换任务。实现X.25，X.75建议的各项功能。如果交换机需直接接非分组型终端，或经电话网接终端，则交换机还应有X.3，X.28，X.29，X.32等建议功能。在转接交换机中应有路由选择功能，以便在网中选择一条最佳路由。能进行流量控制，防止网络阻塞，使不同速率的终端能互相通信。完成局部的维修、运行管理、故障报告与诊断、计费及一些网络的统计等功能。,1.设备组成及功能,第七章 交换分组技术,三、分组交换网,1.设备组成及功能,用户终端（DTE）用户终端有两种：分组型终端和非分组型终端。分组型终端（如计算机或智能终端等）发送和接受的均是规格化的分组，可以按照X.25协议直接与分组交换网相连。而非分组型终端不能直接接入分组交换网，而要通过分组装拆设备（PAD）才能接入到分组交换网。远程集中器（RCU）远程集中器可以将离分组交换机较远地区的低速数据终端的数据集中起来后，通过一条中、高速电路送往分组交换机，以提高电路利用率。远程集中器含分组装/拆设备（PAD）的功能，可以是非分组型终端接入分组交换网。远程集中器的功能介于分组交换机和PAD之间，也可理解为PAD的功能与容量的扩大。,第七章 交换分组技术,三、分组交换网,1.设备组成及功能,网络管理中心（NMC）网络管理中心的主要任务是：收集全网的信息：收集的信息主要有交换机或线路的故障信息，检测规程差错、网络拥塞、通信异常等网络状况信息，通过时长与通信量多少的计费信息，以及呼叫建立时间、交换机交换量、分组延迟等统计信息。路由选择与拥塞控制：根据收集到的各种信息，协同各交换机确定当时某一交换机至相关交换机的最佳路由。网络配置的管理及用户管理：网管中心针对网内交换机、设备与线路等容量情况、用户所选用补充业务情况及用户名与其对照号码等，向其所连接的交换机发出命令，修改用户参数表。另外，还能对分组交换机的应用软件进行管理。用户运行状态的监视与故障检测：网管中心通过显示各交换机和中继线的工作状态、负荷、业务量等，掌握全网运行状态，检测故障。,第七章 交换分组技术,三、分组交换网,1.设备组成及功能,传输线路传输线路是构成分组交换网的主要组成部分之一，包括交换机之间的中继传输线路和用户线路。交换机之间的中继传输线路主要有两种传输方式：一种是频带传输，速率为9.6kbit/s，48kbit/s，64kbit/s。另一种是数字数据传输（即利用DDN作为交换机之间的传输通道），速率为64kbit/s,128kbit/s,2Mbit/s（甚至更高）。用户线路有3种传输方式：基带传输、数字数据传输及频带传输。,第七章 交换分组技术,三、分组交换网,2.分组交换网的结构,从结构来说，分组交换网通常采用两级，根据业务流量、流向和地区情况设立一级和二级交换中心。一级交换中心可采用转接交换机，一般设在大、中城市，它们之间相互连接构成的网通常成为骨干网。由于骨干网的业务量一般较大且各个方向都有业务，所以骨干网采用网状网或不完全网状网的分布式结构。另外通过某一级交换中心还可以与其他分组交换网互连（遵照X.75建议）。二级交换中心可采用本地交换机，一般设在中、小城市。由于中、小城市之间的业务量较小，而它与大城市之间的业务量一般较多，所以从一级交换中心到二级交换中心之间一般采用星型结构，必要时也可采用不完全网状结构。,第七章 交换分组技术,本课程小结,详细分析了分组交换的技术特点介绍了常见分组交换机介绍了分组交换网,思 考 题,分组交换网的设备组成有哪些？,第七章 交换分组技术,第三节 帧中继原理,目的和要求：掌握帧中继的概念 熟悉帧中继协议重点与难点：帧中继协议讲授新课内容：帧中继的概念 帧中继协议,一、帧中继的概念帧中继（FR）技术是分组交换的升级技术，它是在OSI第二层上用简化的方法传送和交换数据单元的一种技术。1.帧中继发展的必要条件光纤传输线路的使用：随着光纤传输线路的大量使用，数据传输质量大大提高，光纤传输线路的误码率一般低于10的负11次方。也就是说在通信链路上很少出现误码，即使偶尔出现的误码也是可由终端处理和纠错。用户终端的智能化：由于用户终端的智能化（比如计算机的使用），使终端的处理能力大大增强，从而可以把分组交换网中由节点完成的一些功能比如流量控制、纠错等能够交给终端去完成。,第七章 交换分组技术,一、帧中继的概念2.帧中继技术的功能所谓帧中继技术的功能也就是帧中继技术的几个重要方面，包括：帧中继技术主要用于传递数据业务，它使用一组规程将数据以帧的形式有效地进行传送。帧（交换单位）的信息长度远比分组长度要长，预约的最大长度至少要达到1600字节/帧。帧中继交换节点取消了X.25的第三层功能（实际是取消了大部分网络层的功能，剩余的网络层功能压到了数据链路层），只采用物理层和链路层的两级结构，在链路层也仅保留了核心子集部分。帧中继传送数据信息所使用的传输链路是逻辑连接，而不是物理连接，在一个物理连接上可以复用多个逻辑连接。帧中继采用统计复用，动态分配带宽（既按需分配带宽），向用户提供共享的网络资源，每一条线路和网络端口都可由多个终端按信息流共享，大大提高了网络资源利用率。提供一套合理的带宽管理和防止阻塞的机制，用户有效地利用预先预定的带宽，并且还允许用户的突发数据占用未预定的带宽，以提高整个网络资源的利用率。与分组交换一样，FR采用面向连接的虚电路交换技术，可以提供SVC（交换虚电路）业务和PVC（永久虚电路）业务。,第七章 交换分组技术,二、帧中继协议1.帧结构帧中继的帧结构如图1所示，和X.25相比，它少了一个控制（C）字段。X.25的SAPB，ISDN的LAPD，7号信令信息的帧结构都属HDLC子集，基本结构相同，只是A，C字段的内容有所不同。由于帧中继采用协议，不需要提供HDLC的全部功能，因此它将A，C字段合并为一个帧头字段，仍称为地址（A）字段，也就是LAPF的A字段。,第七章 交换分组技术,图1：帧中继的帧结构,二、帧中继协议1.帧结构各字段的意义如下：DLCI：数据链路连接标识。其作用相当于X.25中的LCN，对应一个逻辑信道，其值只具有局部意义，即只对本接口有效。DLCI共占10位，其中976个值标识用户传送数据的数据链路，其余值保留用于信令链路、层管理链路或留作备用。CCITT还允许DLCI扩展为16位或23位，相应地A字段扩展为3个或4个字节，主要供NNI使用，包括网络内部相邻交换机之间接口和两个不同帧中继网之间接口。FECN：前向显式拥塞通知位。该位由网络置位，其作用是通知用户帧中继网在该帧中继网在帧传送的方向发生拥塞。但用户并无义务对此信息作出反应。BECN：反向显式拥塞通知位。用于通知用户网络在该帧传送的相反方向发生拥塞。,第七章 交换分组技术,DE：丢弃提示位。该位可由网络或用户置位，一旦置位后网络不能将其复位。如果网络发生拥塞，将首先丢弃DE置位的帧，但是并不等于说网络只能丢弃DE置位的帧。C/R：命令/响应指示位。在帧中继不用。EA：扩展地址位。如EA=1，表示本字节是A字段的最后一个字节；如EA=0，表示还有下一字节。I：信息字段。用于传送用户数据，在网络中透明地传送，帧中继协议不予解释。其最大缺省长度为262个字节，允许网络协商的最大长度为1600个字节。F字段和FCS字段意义同X.25。,第七章 交换分组技术,二、帧中继协议2.DL-core协议功能DL-core协议用以支持帧中继数据传送，其功能十分简单。主要包括：帧定界、定位和透明传送。利用DLCI进行帧复用和分路。检验帧不超长、不过短，且为8bit的整数倍。利用FCS检错，如检测有错，则丢弃。利用FECNTBECN通知被叫用户和主叫用户网络发生拥塞。利用DE位实现帧优先级控制。,第七章 交换分组技术,二、帧中继协议2.呼叫控制协议呼叫控制协议的功能是建立和释放SVC。呼叫建立消息共计有3个：setup(呼叫建立)，call proceeding（呼叫进展）和connect（连接）。信令过程如图2所示。,第七章 交换分组技术,图2：信令过程,第七章 交换分组技术,本课程小结详细分析了帧中继的概念介绍了帧中继协议思 考 题试比较帧中继和X.25的异同。,第七章 交换分组技术,第四节 帧中继网络,目的和要求：掌握帧中继的技术特点 熟悉帧中继交换机 熟悉帧中继网络重点与难点：帧中继的技术特点讲授内容：帧中继的技术特点 帧中继交换机 帧中继网络,第七章 交换分组技术,一、帧中继的技术特点帧中继和X.25的不同之处主要现在以下两方面：1.数据传送阶段协议大为简化X.25协议包括OSI模型的1，2，3层，其数据传送单元为分组，分组的寻址和选路由第3层通过逻辑信道号（LCN）完成，故称数据流复用是由第3层完成的。帧中继协议不仅只包含OSI模型的1，2两层，而且第2层只保留其核心功能，称为数据链路核心协议。其数据传送单元为帧，帧的寻址和选路由第2层通过数据连接标识（DLCI：Data Link Connection Identifier）完成，故称数据流复用是由第2层完成的。,第七章 交换分组技术,一、帧中继的技术特点2.用户平面和控制平面分离所谓控制平面指的就是信令的处理的传送。信令的主要功能就是呼叫建立和释放，也可能包括某些管理功能。X.25的虚呼叫建立和释放由分组层完成，呼叫控制消息为特定的分组，它们和数据分组共享同一个LCN，因此称之为“带内信令”，相当于PSTN中的随路信令。3.功能特点由于协议简化，帧中继的功能也与X.25有所不同，主要表现为：（1）拥塞管理帧中继没有流量控制功能，其出发点是不对用户发送的数据量作任何限制，以满足用户突发数据传送的要求，它的副作用是可能造成网络拥塞。帧中继对拥塞的处理只是简单的通知始发用户，期望用户暂停发送数据，拥塞通知信息置于帧的链路层封装中。但是协议并没有强制要求用户必须减少数据发送量。,第七章 交换分组技术,一、帧中继的技术特点3.功能特点（2）带宽管理，如图1。由于用户可以理会拥塞通知，因此为防止网络拥塞状况恶化，也为了防止某一用户过量发送数据而影响其他用户的服务质量，必须有一种公平的带宽管理措施。,图1：帧中继带宽管理,第七章 交换分组技术,一、帧中继的技术特点3.功能特点（1）拥塞管理帧中继采用的是种简单的“业务合约方法”，它包含3个参数：承诺信息速率（CIR）：指的是网络保证予以传送的用户最大发送的用户电大发送信息速率。该参数值在用户预订业务时确定，可随业务提供者的不同而不同。承诺突发长度（Bc）:指的是在时间间隔Tc内网络保证予以传送的用户最大发送数据量（比特数）。Bc=TcCIB。超额突发长度（Bc）:指的在是时间间隔Tc内，允许用户超过Bc发送的数据比特数据。网络对这部分超额发送数据予以接受，尽力传送但不予保证。(4)连接管理帧中继初始应用目标就是为计算机提供高速数据通道，因此帧中继网提供的多为PVC连接。,第七章 交换分组技术,二、帧中继交换机功能和结构设计帧中继交换机应具有的主要功能包括：(1)用户接入：支持帧中继UNI接口。作为任选功能，可以内建FR装拆单元接入非帧中继终端；(2)中断连接：支持和其它交换机及和其它帧中继网的NNI接口，前者为内部协议，后者为国际标准；(3)寻址和选路：支持PVC和SVC连接；(4)管理功能：包括带宽管理、拥塞管理、PVC状态管理和系统配置管理；(5)提供网管接口；(6)与其它网络的互通与互连能力。,第七章 交换分组技术,二、帧中继交换机功能和结构设计从原理上来说，帧中继也是一种分组交换，基本结构仍是多处理器、多总线结构。具体有如下三种设计方案：(1)基于X。25反组交换机：硬件不变，增强软件；(2)按帧中继要求重新设计的新型交换机；(3)具有帧中继接口的ATM接入交换机。,第七章 交换分组技术,二、帧中继交换机2.寻址功能目前网络多采用PVC传送方式，交换机根据DLCI进行寻址选路，在其内部保存由管理功能预先输入DLCI和输出DLCI的映射表，具此确定交换后的输出链路。需要注意的是，DLCI仅具局部意义。如图2所表示，终端A至B的PVC由4段组成，每段有其自己的DLCI。同时各段DLCI值可以重用，如终端B、C的UNI接口都有DLCI=55。,图2：帧中继的DLCI寻址,二、帧中继交换机3.非FR终端接入类同X。25，非FR终端通过FR装拆设备（FRAD）接入帧中继交换机，有些交换机本身内含FRAD的典型功能和结构。4.交换机示例图3显示以色列ECI公司生产的NCX FRS800帧中继交换机结构。它由高速数据总线、中央处理模块和帧中继交换模块（FRM）组成。FRM配备RISC处理器，交换能力为9000帧/秒，可支持8个端口。每个端口可由软件配置为UNI或NNI，其速率为9.6kbit/s2Mbit/s。EI端口中每个64kbit/s链路可支持1024个帧中继连接。,第七章 交换分组技术,图3：FRS800帧中继交换机结构,三、帧中继网络1.典型的帧中继网络拓扑典型的帧中继网络拓扑如图4所示。,第七章 交换分组技术,图4：典型的帧中继网络拓扑,三、帧中继网络2.网络组成帧中继网根据网络的运营、管理和地理区域等因素分为3层：国家骨干网、省内网和本地网，帧中继业务网网络组织如图5所示。,第七章 交换分组技术,图5：帧中继业务网网络组织示意图,本课程小结详细分析了帧中继的技术特点介绍了常见帧中继交换机介绍了帧中继网络思 考 题帧中继的技术特点有哪些？帧中继网络分成哪几层？,第七章 交换分组技术,