分组交换与分组交换网解析课件.ppt

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1、1,第5章 分组交换与分组交换网,分组交换技术的产生和发展分组交换技术的作用基本思想 分组交换基本原理分组传送方式与交换方式路由选择、流量控制分组交换协议-X.25协议结构及各层功能与工作原理分组交换网的构成帧中继的特点及协议,2,第5章 分组交换,分组交换,5.1 分组交换技术的产生与发展,分组交换技术是解决数据通信中通信资源共享问题的最佳技术； 又称为包交换; 优点:信息传输质量高、网络可靠性高、线路利用率高、经济性能好、利于不同类型终端间的相互通信;,3,第5章 分组交换,分组交换,5.1 分组交换技术的产生与发展,基本思想: 将要传送的数据按一定的长度分成多个数据段，这些数据段称为“分

2、组”(包括:路由和控制信息)，发送端把这些“分组”分别发送出去。到达目的地，目的交换机将一个个“分组”按顺序装好，还原成原文件发送给收端用户，这一过程称为分组交换。进行分组交换的通信网称为分组交换网。,4,第5章 分组交换,分组交换网,5.1 分组交换技术的产生与发展,ARPANET; 应用: 1.数据业务的处理; 2.组建系统内部专网; 3.通过分组网接入数据通信的增值业务网;,5,第5章 分组交换,采用统计时分复用方式，具有动态分配带宽和用标记区别数据所属用户的特点; 实现了多用户对线路资源共享的同时，提高了线路资源的利用率，并可以很好的支持突发性业务。,5.2 分组交换的基本原理,5.2

3、.1 分组传送方式(资源共享方式),6,第5章 分组交换,分组是由用户数据(长度有限)和分组头组成的。 数据终端的用户数据报文的长度超过了分组的用户数据部分的最大长度，则需要将该报文拆分成若干个数据段，并在每个数据段前加上分组头，形成分组。,5.2 分组交换的基本原理,5.2.2 分组的形成,7,第5章 分组交换,分组是由用户数据(长度有限)和分组头组成的。 数据终端的用户数据报文的长度超过了分组的用户数据部分的最大长度，则需要将该报文拆分成若干个数据段，并在每个数据段前加上分组头，形成分组。 分组头中主要包含逻辑信道号、分组的序号、分组类型及其它的控制信息。,5.2 分组交换的基本原理,5.

4、2.2 分组的形成,8,第5章 分组交换,分组类型： 数据分组:是用来承载用户数据的分组 控制分组:是保证和控制数据分组在网络中正确传输和交换的分组。,5.2 分组交换的基本原理,5.2.2 分组的形成,9,第5章 分组交换,虚电路方式： 每个分组沿预先建立的相同的路径到达目的地，数据分组不带目的地址，只带有虚电路号(局部意义）； 在呼叫建立时，每个节点机中建立一张呼叫入链路LCN和出链路LCN的对照表，以后传送数据分组时只要查寻该对照表即可确定路由；,5.2 分组交换的基本原理,5.2.3 分组交换方式,10,第5章 分组交换,数据报方式： 每个分组带有目的地址，节点对各分组独立选路，不能保

5、证分组传送的有序性；,5.2 分组交换的基本原理,5.2.3 分组交换方式,11,第5章 分组交换,5.2 分组交换的基本原理,5.2.3 分组交换方式,12,第5章 分组交换,5.2 分组交换的基本原理,5.2.3 分组交换方式,电路交换与分组交换比较：,13,第5章 分组交换,5.2 分组交换的基本原理,5.2.4 路由选择,路由选择的原则,最佳传送路径：端到端的传送时延； 均衡: 提高网络资源利用率； 故障恢复能力：可自动选择迂回路由；,14,第5章 分组交换,5.2 分组交换的基本原理,5.2.4 路由选择,路由选择的策略：,洪泛法：,原理:每个节点接收到一个分组后检查是否收到过该分组

6、，如果收到过就将它丢弃，如果未收到过，则把该分组发往除了分组来源的那个节点以外的所有相邻的节点。这样，同一个分组的副本将经过所有的路径到达目的节点。目的节点接受最先到达的副本，后到的副本将被丢弃。,15,第5章 分组交换,5.2 分组交换的基本原理,5.2.4 路由选择,路由选择的策略：,洪泛法：,表5.5 洪泛式路由选择示例,16,第5章 分组交换,5.2 分组交换的基本原理,5.2.4 路由选择,路由选择的策略：,洪泛法：,优点: 1) 是具有很高的可靠性。 2) 所有与源节点直接或间接相连的节点都会被访问到，所以洪泛式可以被应用于广播。缺点: 产生的通信量负荷过高，额外开销过大，导致分组

7、排队时延加大。,表5.5 洪泛式路由选择示例,17,第5章 分组交换,5.2 分组交换的基本原理,5.2.4 路由选择,路由选择的策略：,固定路由选择：,1)是指在网络拓扑结构不变的情况下，网络中每一对源节点和目的节点之间的路由都是固定的。当网络的拓扑结构发生变化时，路由才可能发生改变。,18,第5章 分组交换,5.2 分组交换的基本原理,5.2.4 路由选择,路由选择的策略：,固定路由选择：,2)实现: 分组交换网根据一定的准则计算出每一对源节点和目的节点之间的路由，并把它们保存在路由表中; 路由的计算可以由网络控制中心（NCC）完成，然后装入各个节点中，也可由节点自身完成。每个节点对应一张

8、路由表;,19,第5章 分组交换,5.2 分组交换的基本原理,5.2.4 路由选择,路由选择的策略：,固定路由选择:,2)实现:,表5.4 固定路由选择举例,20,第5章 分组交换,5.2 分组交换的基本原理,5.2.4 路由选择,路由选择的策略：,固定路由选择：,1)使用固定的路由选择，不论是数据报还是虚电路，从指定源节点到指定目的节点的所有的分组都沿着相同的路径传送。2)优点:处理简单，在可靠的负荷稳定的网络中可以很好的运行。 缺点:缺乏灵活性，无法对网络拥塞和故障做出反应.,表5.4 固定路由选择举例,21,第5章 分组交换,5.2 分组交换的基本原理,5.2.4 路由选择,路由选择的策

9、略：,随机路由选择：,1)当节点收到一个分组，节点只选择一条输出路由，这条路由是在除了分组来源的那条路由之外的其它路由当中随机选择的。输出路由被选中的概率可能是相等的，也可能是不等的。2)优点:比较简单、稳健性也较好。3)改进的随机路由选择方法:给每条输出路由分配一个概率(可以是基于数据率的，也可以是基于费用) ，根据概率来选择路由。,22,第5章 分组交换,5.2 分组交换的基本原理,5.2.4 路由选择,路由选择的策略：,自适应路由选择：,1)就是路由选择是根据网络状况的变化而动态改变的(依据的条件主要是网络出现的拥塞和故障。) 2)必须在节点之间交换网络状态信息。3)能够提高网络的性能，

10、路由选择灵活，所以是目前使用最普遍的路由选择策略，被大规模的公用分组交换网普遍采用。,23,第5章 分组交换,5.2 分组交换的基本原理,5.2.4 路由选择,路由选择的策略：,动态法：,1)前向搜索法:,适合于集中式动态路由选择,思路:从源点出发由近及远地确定到各节点的最佳路由;条件:必须知道全网络节点的拓扑结构和各链路的参数；,24,第5章 分组交换,5.2 分组交换的基本原理,5.2.4 路由选择,路由选择的策略：,动态法：,1)前向搜索法:,25,第5章 分组交换,5.2 分组交换的基本原理,5.2.4 路由选择,路由选择的策略：,动态法：,2)后向搜索法:,思路:从目的地出发向前推进

11、求得各节点到该点的最佳路由;条件:只须知道其邻接点的D(W)即可进行计算；,适合于分布式动态路由选择,26,第5章 分组交换,5.2 分组交换的基本原理,5.2.4 路由选择,路由选择的策略：,动态法：,2)后向搜索法:,27,第5章 分组交换,5.2 分组交换的基本原理,5.2.5 流量控制,流量控制的必要性:,在分组交换网中，网络节点采用存储-转发的机制对分组进行处理，如果分组到达的速率大于节点处理分组的速率，就可能造成网络节点中存储区被填满，导致后来的分组无法被处理。 线路的传输容量也是有限的，如果网络中数据流分布不均匀，可能会导致某些线路上流量超过其负载能力，分组无法被及时传送。,28

12、,第5章 分组交换,5.2 分组交换的基本原理,5.2.5 流量控制,流量控制的作用:,防止因过载导致网络吞吐量下降和传送时延的增加； 避免网络死锁；,29,第5章 分组交换,5.2 分组交换的基本原理,5.2.5 流量控制,流量控制机制:,是按级进行的,分为4级:,1.段级：防止出现局部的节点缓冲区拥塞和死锁；2.沿到沿级：防止终节点缓冲区出现拥塞；3.接入级:控制进网的业务量，防止网络发生拥塞；4.端到端级:在进程级防止用户缓冲区出现拥塞；,30,第5章 分组交换,5.2 分组交换的基本原理,5.2.5 流量控制,流量控制方法:,证实法:,1.发送方发送一个分组之后不再继续发送新的分组，接

13、收方收到一个分组之后会向发送方发送一个证实，发送方收到这个证实之后再发送新的分组。 接收方可以通过暂缓发送证实来控制发送方的发送速度，从而达到控制流量的目的。2.可用于点到点和端到端的流量控制。X.25的数据链路层和分组层均采用这种流量控制方法。,滑动窗口机制,31,第5章 分组交换,5.2 分组交换的基本原理,5.2.5 流量控制,流量控制方法:,预约法:,1.发送端在向接收端发送分组之前，先向接收端预约缓冲存储区（一般为个分组的空间），然后发送端再根据接收端所允许发送分组的数量发送分组，从而有效地避免接收端发生死锁; 2.数据报方式工作的分组交换网通常采用这种流量控制方式;3.可用于沿到沿

14、和端到端的流量控制。,32,第5章 分组交换,5.2 分组交换的基本原理,5.2.5 流量控制,流量控制方法:,许可证法:,1.在网络内设置一定数量的“许可证”，许可证的状态分为空载和满载，不携带分组时为空载，携带分组为满载; 分组需要在节点等待得到空载的许可证后才能被发送;2.通过在网内设置一定数量的许可证，可达到流量控制的目的。(产生一定的额外时延，尤其是当网络负载较大时，这种额外时延也较大。),33,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.1 分组交换协议,在分组交换过程中数据终端设备（DTE）与分组交换网以及分组交换网内各交换节点之间关于信息传输过程、信息格式和内容

15、等的约定。 分为: 接口协议:是指DTE和与它相连的网络设备之间的通信协议，即UNI协议; 网内协议:是指网络内部各交换机之间的通信协议，即NNI协议。,34,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.1 分组交换协议,X系列建议:,35,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.1 分组交换协议,X系列建议:,36,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.1 分组交换协议,X.25协议: 是DTE-DCE接口协议的总称； 由3层组成，对应于OSI参考模型的下3层；,X.25协议分层结构,37,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.2

16、5协议,5.3.1 分组交换协议,X.25协议: 是标准化的接口协议，任何要接入到分组交换网的终端设备必须在接口处满足协议的规定。,PT：标准终端；NPT（非标准终端）需经PAD转换；PAD:分组装拆设备,38,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.2 X.25物理层,规定了DTE和DCE之间接口的电气特性、功能特性和机械特性以及协议的交互流程。 DTE(数据终端设备): 与分组交换网的端口相连的设备;可以是同步终端或异步终端，也可以是通用终端或专用终端，还可以是智能终端。 DCE(数据终接设备): 是DTE-DTE远程通信传输线路的终接设备，主要完成信号变换、适配和编码

17、等功能，对于模拟传输线路一般为Modem;对于数字传输线路，则为多路复用器或数字信道接口设备。,39,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.2 X.25物理层,主要功能有： DTE和DCE之间的数据传输 在设备之间提供控制信号 为同步数据流和规定比特速率提供时钟信号 提供电气地 提供机械的连接器（如针、插头和插座）,采用的接口标准有X.21建议、X.21 bis建议及V系列建议.,40,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.3 X.25数据链路层LAPB,是在物理层提供的双向的信息传输通道上，控制信息有效、可靠地传送的协议;主要功能就是建立链路。 协

18、议采用的是HDLC（高级数据链路控制规程）的一个子集LAPB（Link Access Procedure Balanced，平衡型链路访问规程）协议。 HDLC提供两种链路配置，一种是平衡配置，另一种是非平衡配置。,41,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.3 X.25数据链路层LAPB,非平衡配置: 链路两端设备的地位不平等,点到点链路,点到多点链路,42,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.3 X.25数据链路层LAPB,平衡配置: 链路两端设备的地位平等,点到点链路,X.25数据链路层只提供点到点的链路方式。,43,第5章 分组交换,5.3

19、 分组交换协议X.25协议,5.3.3 X.25数据链路层LAPB,主要功能有： DTE和DCE之间的数据传输 发送和接收端信息的同步 传输过程中的检错和纠错 有效的流量控制 协议性错误的识别和告警 链路层状态的通知,44,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.3 X.25数据链路层LAPB,帧结构：,F： 1.允许出现7个或7个以上连1，表示当前传送的帧作废； 2.出现15个或15个以上的连1，表示该链路进入空闲状态； 3.在正常工作状态，如果没有数据需传送，链路上就发送 连续的F，,45,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.3 X.25数据链路

20、层LAPB,帧结构：,A： 1.在非平衡配置中，A字段表示的是次站地址； 2.在平衡配置情况下，A字段填入的总是响应站的地址，由于是点到点链路，只需要两个地址A,B，和选路没有关系，只是为了区分是命令帧还是响应帧；,A、B地址是指链路层地址，和目的DTE地址无关；用于区分命令帧、响应帧,46,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.3 X.25数据链路层LAPB,帧结构：,A： 1.在非平衡配置中，A字段表示的是次站地址； 2.在平衡配置情况下，A字段填入的总是响应站的地址，由于是点到点链路，只需要两个地址A,B，和选路没有关系，只是为了区分是命令帧还是响应帧；,A、B地址

21、是指链路层地址，和目的DTE地址无关；用于区分命令帧、响应帧,47,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.3 X.25数据链路层LAPB,帧结构：,控制字段C是指示帧的类型： 1.LAPB定义了两种工作方式：模8方式和模128方式。 在模8方式，以上三种类型帧的控制字段长度均为8比特； 模128方式工作，信息帧和监控帧的控制字段长度为16比特，无编号帧控制字段长度为8比特。,48,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.3 X.25数据链路层LAPB,帧结构：,控制字段C是指示帧的类型： 1.信息帧（I）： 1)识别标志是比特1为0； 2)作用是传送分

22、组层交付的分组，置于I字段中； 3)必须是命令帧； 4)N(S)/N(R),49,P（探询）/F（最终）位：,命令帧：P=1；响应帧：F=1；该位不起作用：P/F=0；,B,RR(0),P,B,I(0,0),B,I(1,0),B,I(2,0),B,I(3,0),F(最终）,B,RR(4),C,RR(0),P,C,RR(0),F,点到多点非平衡配置,5.3.3 X.25数据链路层LAPB,帧结构：,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,50,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.3 X.25数据链路层LAPB,帧结构：,控制字段C是指示帧的类型： 2.监控帧（

23、S）： 1)识别标志是比特2和1为01； 2)作用是保证I帧的正确传送(RR,RNR,REJ)； 3)均带有N（R）,但本身不占帧号；没有I字段，可以是命令帧，也可以是响应帧（反映本端的链路状态）；,51,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.3 X.25数据链路层LAPB,帧结构：,控制字段C是指示帧的类型： 3.无编号帧（U）： 1)识别标志是比特2和1为11； 2)作用是控制链路的建立和断开； 3)命令帧：SABM,DISC; 响应帧：DM,UA,FRMR;,52,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.3 X.25数据链路层LAPB,帧结构：,

24、B,DM,B,SABM/SABME,P,B,UA,F,B,DISC,P,B,DM,F,链路的建立和断开(模8/128方式):,53,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.3 X.25数据链路层LAPB,帧结构：,信息字段(I)： 1.只有信息帧和无编号帧中的FRMR帧会包含信息字段。 2.信息帧中的信息字段为来自分组层的分组数据;FRMR帧的信息字段为拒绝的原因。,54,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.3 X.25数据链路层LAPB,帧结构：,帧检验序列FCS： 1. 16比特，用来检查帧通过链路传输可能产生的错误; 2. FCS在发送方按照特

25、定的算法对发送信息进行计算而产生，并附于帧尾；在接收端通过检查FCS来判别在传输过程中是否发生了错误。,55,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.3 X.25数据链路层LAPB,工作原理：,链路建立、断开: 信息传输: 1.任务是保证在DCE和DTE之间信息(信息帧和监控帧)的正确传输。 2.X.25采用了帧的顺序编号及证实机制(滑动窗口)、超时重发机制等控制手段来达到这一目的。,滑动窗口机制：可以起证实作用，也有流量控制的作用；,56,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.3 X.25数据链路层LAPB,工作原理：,滑动窗口机制,57,第5章 分

26、组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.3 X.25数据链路层LAPB,滑动窗口机制： K=3,模8：最大序号；N(R)+k1,B,RR(1),B,I(0,0),B,I(1,0),窗口上沿23,B,I(2,0),B,I(3,0),B,RR(4),窗口上沿3-6,B,I(4,0),A,RNR(4),A,RR(5),恢复发送窗口上沿67,B,I(5,0),B,I(6,0),58,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.3 X.25数据链路层LAPB,工作原理：,发送序号N（S）错误:,两种恢复策略：1.是直接将该帧丢弃，不做任何响应，导致发送方的发送定时器超时而启动重

27、发过程。2.是接收方主动发送REJ帧主动要求对方启动重发过程。,59,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.3 X.25数据链路层LAPB,工作原理：,收到无效的帧: 1.无效的帧包括：控制字段未定义的命令帧或响应帧、信息字段超过最大长度的I帧、带信息字段的或者长度不正确的S帧和U帧、N（R）不正确的帧。 2.恢复过程:,60,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.4 X.25分组,基本功能是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； 支持交换虚电路（SVC)、永久虚电路(PVC)； SVC呼叫过程包括： 呼叫建立、数据传输和呼叫清

28、除； PVC呼叫过程只包括数据传输；,61,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.4 X.25分组,分组格式和类型： 组成：分组头+分组数据 分组头格式：,Q D S S,1.LCGN+LCN: 标识分组对应的逻辑信道；2.GFI: Q: 区分数据分组(0)和控制信息(1)； D: 送达证实比特（0：本端DCE证实/ 1：远端DTE证实； SS:模式比特（01：模8 / 10:模128）,62,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.4 X.25分组,分组格式和类型：,D: 送达证实比特（0：本端DCE证实/1：远端DTE证实),63,第5章 分组交换

29、,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.4 X.25分组,分组层工作原理：,虚电路和逻辑信道： 1.虚电路：本端DTE和远端DTE的端到端连接；是由多段逻辑信到串接而成的； 2.逻辑信道：虚电路在用户接入段上一个子通道；通过逻辑信道号(LCN)识别； 3.逻辑信道的状态： 就绪、呼叫建立、数据传送和呼叫清除；,64,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.4 X.25分组,分组层工作原理：,为了保证分组层的正常工作，X.25定义了一些系统参数和变量，主要有： 1.P（S）：发送分组号 2.P（R）：接收分组号 3.发送窗口：可以发送的未确认的最大分组数 4.发送计时器：

30、与数据链路层的T功能一致,65,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.4 X.25分组,分组层工作原理：,呼叫建立： 1.成功建立过程,为避免DTE和DCE在分配LCN时发生冲突，X.25分组层协议规定: DTE从大到小分配LCN，DCE从小到大分配LCN。如果发生冲突，则DTE分配优先.,图5.18 呼叫建立过程,66,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.4 X.25分组,分组层工作原理：,呼叫建立： 2.被叫不同意建立,图5.19 呼叫拒绝,67,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.4 X.25分组,分组层工作原理：,数

31、据传输：,1.和数据链路层相似点： 1）数据分组相当于链路层的信息帧，流量控制分组相当于监控帧，P（S）相当于N（S），而P（R）相当于N（R）。 2）分组层也采用了分组的顺序编号、确认机制和超时重发等控制机制。确认机制也是采用了滑动窗口机制（实现了流量控制的目的）。,68,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.4 X.25分组,分组层工作原理：,数据传输：,2.和数据链路层不同点： 1）数据链路层帧的编号及确认是在一条链路上进行的，分组层分组的编号及确认是在一条虚电路上进行的。（一条链路上可以同时存在多条虚电路，则一个链路层可以同时提供多个分组层窗口的服务。帧的编号与分

32、组的编号之间没有关系。） 2）分组层控制的是某一个逻辑信道的流量；链路层控制的是DTE和DCE接口上总的流量；,69,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.4 X.25分组,分组层工作原理：,呼叫清除：,1.呼叫清除过程可以由任何一端的DTE发起，也可以由网络发起。呼叫清除过程将释放所有与该呼叫有关的网络资源，被该虚电路占用的逻辑信道将恢复到“准备好”状态。,70,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.4 X.25分组,分组层工作原理：,呼叫清除：,图5.20 呼叫清除过程,71,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.4 X.2

33、5分组,分组层工作原理：,分组层恢复过程：,1.用于处理在呼叫建立和数据传输阶段所发生的异常情况。2.包括： 1）复位：一般是在虚电路上出现了严重差错的情况下使用的，该过程使虚呼叫或者永久虚电路复原为初始状态，此时P（S）和P（R）均为0。,72,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.4 X.25分组,分组层工作原理：,分组层恢复过程：,2.包括： 2）重启：当DTE和网络出现故障的情况下，通过重启过程将DTE与DCE接口上的所有交换虚电路清除，并复位该接口上的所有永久虚电路。,73,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.4 X.25分组,分组层工作

34、原理：,分组层恢复过程：,2.包括： 3）诊断：当DCE接收到错误的分组，DCE将它们丢弃，并向DTE发送“诊断”分组，该分组含有诊断码，用于指示差错信息。DTE不对“诊断”进行证实，而DCE仍保持发送“诊断”分组之前的原状态。,74,第5章 分组交换,5.3 分组交换协议X.25协议,5.3.4 X.25分组,分组层工作原理：,分组层恢复过程：,2.包括： 4）清除过程：,75,第5章 分组交换,5.5 分组交换网,5.5.1 分组交换网的构成,分组交换网的构成,图5.26 分组交换网的基本构成,76,第5章 分组交换,5.5 分组交换网,5.5.2 分组交换网的工作原理,分组交换网的工作过

35、程：,图5.27 分组交换网的工作过程,77,第5章 分组交换,5.5 分组交换网,5.5.5 网间互连,分组交换网之间的互连：,分组交换网之间的互连是通过X.75协议来实现的。 1.X.75协议定义了分组交换网之间的接口标准。 2.X.75位于分组网的信号端接设备（STE）之间。,78,第5章 分组交换,5.5 分组交换网,5.5.5 网间互连,分组交换网之间的互连：,实现分组交换网之间的互连要求各网都要使用X.121规定的网络编号方案。 STE的主要功能是完成虚电路(VC)的建立和接续; 包括:呼叫信号的转接、路由选择、地址变换、链路规程、双边流量控制参数和吞吐量级别协商、逻辑信道号的变换

36、、故障处理等。,79,第5章 分组交换,5.5 分组交换网,5.5.5 网间互连,分组交换网与局域网的互连:,图5.31 局域网通过分组网的互连,80,第5章 分组交换,5.5 分组交换网,5.5.5 网间互连,分组交换网与电话网的互连:,81,第5章 分组交换,5.5 分组交换网,5.5.5 网间互连,分组交换网与电话网的互连:,图5.33 分组型终端PT经电话网接入分组网示意图,82,第5章 分组交换,5.6 帧中继,5.6.1 帧中继技术的发展与应用,帧中继具有高速率、低时延、动态分配带宽的特点，最典型的应用:局域网互连。 采用动态带宽分配技术: 当用户的信息传输量较小时，其空闲带宽可让

37、给其他用户来传输突发数据。 在网络业务量很大甚至发生了拥塞的时候，帧中继可通过承诺的信息速率（CIR），按照用户信息的优先级和公平性原则，控制用户终端传送的信息量，丢弃超过CIR的帧，保证未超过CIR的帧可靠传输。这些特性使得帧中继技术特别适用于局域网的互连。,83,第5章 分组交换,5.6 帧中继,5.6.1 帧中继技术的发展与应用,图5.34 使用帧中继技术实现局域网互连,84,第5章 分组交换,5.6 帧中继,5.6.2 帧中继技术的特点,特点：,帧中继协议处理大为简化,目的终端,3,2,1,分 组 交 换,85,第5章 分组交换,5.6 帧中继,5.6.2 帧中继技术的特点,特点：,帧

38、中继协议处理大为简化,目的终端,源终端,选路,选路,选路,2,1,协议的简化是以光纤传输的高可靠性和终端设备的智能化为前提条件；,帧中继协议,86,第5章 分组交换,5.6 帧中继,5.6.2 帧中继技术的特点,特点：,帧中继的控制信令和用户数据是在彼此分离的逻辑通道上传输的; 分组交换中，X.25的分组层信令主要完成虚呼叫的建立和释放，其信令分组和数据分组是在同一个逻辑信道上被传送的，为随路信令； 帧中继的控制信令是在单独的一条数据链路上（DLCI=0）被传送的，为共路信令。,87,第5章 分组交换,5.6 帧中继,5.6.2 帧中继技术的特点,特点：,帧中继采用面向连接的交换技术，可以提供

39、交换虚电路（SVC）业务和永久虚电路（PVC）业务。 目前帧中继网的应用主要是PVC方式。 帧中继数据流的复用和交换在二层进行。分组交换的最小单位是分组，分组的寻址和选路在X.25的三层完成；帧中继最小传送单位为帧，帧的寻址和选路在二层完成。如图5.37所示。,88,第5章 分组交换,5.6 帧中继,5.6.2 帧中继技术的特点,特点：,帧中继提供拥塞控制和带宽管理机制: 当用户终端发送的数据量超过了其预先约定的带宽时，网络会向该终端发送拥塞通知，提醒其减少发送数据量； 用户终端在通信前要预先约定带宽，即承诺的信息速率（CIR），这种带宽管理有效避免了拥塞状况的恶化，提高了服务质量。 帧中继采

40、用统计复用方式，可动态分配带宽，允许突发数据占有未预定的带宽，以提高整个网络资源的利用率。,89,第5章 分组交换,5.6 帧中继,5.6.3 帧中继协议,协议结构：,图5.38 帧中继的协议结构,1标准化的帧中继协议只是UNI协议，规定了帧中继终端接入网络的规程；2.物理层:可以采用ISDN的标准物理接口；3. 协议的主体为链路层协议(DL-CORE);4.提供SVC和PVC两种业务,90,第5章 分组交换,5.6 帧中继,5.6.3 帧中继协议,帧结构：,没有控制字段； 地址字段（A）：是由原有HDLC基本帧结构中的地址字段（A）、控制字段（C）字段合并而成； 主要用来区分同一个通路上多个

41、数据链路连接，以便实现帧的复用/分路。 和HDLC不同点： 帧不带序号：因为帧中继不要求接收证实，也就没有链路层的纠错和流量控制功能； 没有监视帧，帧中继将信令置于另外的管理信道传送，即“带外信令”。,91,第5章 分组交换,5.6 帧中继,5.6.3 帧中继协议,帧方式呼叫控制：,在用户网络接口上，帧方式的基本呼叫控制协议对帧方式连接的建立、保持和拆除进行了规定，用于向用户提供SVC业务。,图5.41 SVC信令协议结构,92,第5章 分组交换,5.6 帧中继,5.6.3 帧中继协议,帧方式呼叫控制：,呼叫建立：setup ,call proceeding ,connect;,93,第5章

42、分组交换,5.6 帧中继,5.6.3 帧中继协议,帧方式呼叫控制：,呼叫释放： disconnect ,release ,release complete,94,第5章 分组交换,5.6 帧中继,5.6.4 帧中继交换机,帧中继交换机基本功能特性,接入功能： 通信处理功能： 管理功能： 互通/互连功能：,95,第5章 分组交换,5.6 帧中继,5.6.4 帧中继交换机,帧中继交换机的设计,以X.25分组交换机为基础，硬件不变，增加帧中继软件处理功能； 设计全新的帧中继交换机； 采用支持帧中继接口的ATM交换机。,96,第5章 分组交换,5.6 帧中继,5.6.4 帧中继交换机,非帧中继终端接入,97,第5章 分组交换,5.6 帧中继,5.6.4 帧中继交换机,帧中继的寻址功能：,根据DLCI进行寻址选路（根据预先指配的输入DLCI和输出DLCI的映射表）： DLCI仅具有局部意义，各段DLCI可以重用；,98,第5章 分组交换,小结,分组交换技术的产生和发展分组交换技术的作用基本思想分组交换基本原理分组传送方式与交换方式路由选择、流量控制分组交换协议-X.25协议结构及各层功能与工作原理分组交换网的构成与工作原理帧中继的特点及协议,