通信现代交换第5章分组交换技术

1、第第5部分部分 分组交换分组交换 与帧中继与帧中继5.1 概述概述D3A存储器存储器PAD接口接口PAD接口接口存储器存储器DD2 C 1 CC分组交换机甲分组交换机甲分组交换机乙分组交换机乙1 C2DD1存储器存储器BA-C: 什么方式？什么方式？B-D:什么方式？什么方式？3 D 2 D 1 DC222 C分组交换机丙分组交换机丙C 2 工工作作原原理理示示意意5.2 分组交换分组交换 (Packet) 分组交换方式是一种分组交换方式是一种存储存储-转发转发的交换方式，的交换方式，类似于类似于报文交换技术报文交换技术，将报文将报文分成若干个报文组分成若干个报文组（packet)packet

2、) X.25 X.25分组交换的特点分组交换的特点带宽可变带宽可变统计复用统计复用、资源利用率高资源利用率高可提供多种速率可提供多种速率无阻塞无阻塞 ( (业务量大时业务量大时, ,时延长时延长) )语音传输时延大语音传输时延大 , QOS, QOS难以保证难以保证协议和控制比较复杂协议和控制比较复杂统计时分复用统计时分复用时分复用分为时分复用分为: 同步时分复用同步时分复用 (如电路交换如电路交换) 统计时分复用统计时分复用 在给用户分配资源时在给用户分配资源时 , 统计时分复用采用统计时分复用采用动态分配动态分配.统计时分复用统计时分复用 可以获得较高的信道利用率可以获得较高的信道利用率优

3、点优点缺点缺点 会产生附加的随机时延且有丢失数据的可能会产生附加的随机时延且有丢失数据的可能. .分组交换的两种方式分组交换的两种方式v 虚电路虚电路v 数据报数据报虚电路虚电路-(VC , Virtual Circuit)(面向连接面向连接) 用户传输数据前用户传输数据前, ,先发送呼叫请求建立端到端的先发送呼叫请求建立端到端的虚电路。虚电路不同于电路交换的物理连接虚电路。虚电路不同于电路交换的物理连接, ,而是逻而是逻辑连接。辑连接。 虚电路并不独占线路虚电路并不独占线路, ,在一条物理线路上可以在一条物理线路上可以同时建立多个虚电路同时建立多个虚电路, ,以达到资源共享以达到资源共享建建

4、立立过过程程SASBLCN10LCN50LCN6DTEADTEADTEB举例：已知分组交换网中交换机举例：已知分组交换网中交换机A A、B B、C C、D D、E E的逻辑信道对应的逻辑信道对应表如下所示，试分析该网中有哪些虚电路？其中表如下所示，试分析该网中有哪些虚电路？其中H H为终端用户。为终端用户。D的逻辑信道对应表入端入端 LCN 出端出端 LCNB0H40B1E0E0H41E E的逻辑信道对应表入端入端 LCN 出端出端 LCNB0H50D0H51C0D0C1H52A的逻辑信道对应表入端入端 LCN 出端出端 LCNH10B0H11B1H12B2B的逻辑信道对应表入端入端 LCN

5、出端出端 LCNA0E0A1D0H20D1A2C0C的逻辑信道对应表入端入端 LCN 出端出端 LCNH30E0B0E1H3ABDECH1H5H2H40 0 01H3 C E D H4010 1H2 B D E H5220 1 2H1 A B C E H511 00H1 A B D H400 0 0H1 A B E H5分析:虚电路特点虚电路特点v 面向连接方式面向连接方式v 呼叫期间路由固定呼叫期间路由固定v 时延小时延小, , 控制简单控制简单, , 不需排序不需排序虚电路缺点虚电路缺点v 线路利用率低线路利用率低v 当网络中线路或设备发生故障当网络中线路或设备发生故障 , , 可能导致需

6、电路可能导致需电路中断中断 , , 必须重新建立连接必须重新建立连接虚电路分类虚电路分类v 交换虚电路交换虚电路 SVC ( Switching Virtual Circuit)SVC ( Switching Virtual Circuit)v 永久虚电路永久虚电路 VC ( Permanent Virtual Circuit)VC ( Permanent Virtual Circuit)数据报数据报(DG, Data Gram)(DG, Data Gram)( (无连接方式）无连接方式）不需预先建立逻辑连接，而是按每个分组头的目的地不需预先建立逻辑连接，而是按每个分组头的目的地址独立地寻找路

7、由址独立地寻找路由特点特点v无连接方式无连接方式v通信期间路由可变通信期间路由可变v线路利用率高线路利用率高v时延大，控制复杂，需排序时延大，控制复杂，需排序v 分组头分组头v 选路选路VC-分组头包含分组头包含VCVC的逻辑信道标志的逻辑信道标志DG-分组头包含详细的目的地址分组头包含详细的目的地址VC-每个节点都有映像表，存放逻辑信道的每个节点都有映像表，存放逻辑信道的 对应关系对应关系DG-对每个分组独立地进行选路对每个分组独立地进行选路虚电路与数据报的比较：虚电路与数据报的比较：v 分组顺序分组顺序VC-属于同一呼叫的分组在同一虚电路上传送，属于同一呼叫的分组在同一虚电路上传送， 顺顺

8、 序到达序到达DG-各个分组独立选路，从不同路由到达，顺序各个分组独立选路，从不同路由到达，顺序 不同不同虚电路交换虚电路交换 电路交换电路交换传输的数据是否传输的数据是否包含路由标记包含路由标记是是否否传输通道连接传输通道连接不专用不专用专用专用带宽使用带宽使用动态动态静态静态虚电路交换虚电路交换电路交换电路交换传输时延传输时延有有基本无基本无连接方式连接方式虚连接虚连接实连接实连接复用方式复用方式统计时分复用统计时分复用同步时分复用同步时分复用路由选择原则路由选择原则: :使消息通过网络的平均延迟时间较短。使消息通过网络的平均延迟时间较短。平衡网内业务量，使全网的通过量最大。平衡网内业务量

9、，使全网的通过量最大。实现路由选择的路由算法实现路由选择的路由算法: :v固定路由算法固定路由算法 用于小规模的专用分组网用于小规模的专用分组网v自适应路由算法自适应路由算法 用于大规模的公用分组网用于大规模的公用分组网路由选择路由选择 固定路由算法：固定路由算法：在网络拓扑结构不变的情况下，在网络拓扑结构不变的情况下，根据网络结构、传输线路的速率、途径交换机根据网络结构、传输线路的速率、途径交换机的个数等，预先算出某一个交换机至各目的交的个数等，预先算出某一个交换机至各目的交换机的路由表，然后将此表装入交换机的主存换机的路由表，然后将此表装入交换机的主存储器内。储器内。 自适应路由算法：自适

10、应路由算法：路由选择过程中所用的路由路由选择过程中所用的路由表要考虑网内当前业务量情况，线路畅通情况，表要考虑网内当前业务量情况，线路畅通情况，并对网络结构发生变化时及时更新，以便在新并对网络结构发生变化时及时更新，以便在新情况下获得较好路由，每隔一段时间要重新算情况下获得较好路由，每隔一段时间要重新算一次。一次。例分组交换技术对语音和高速数据通信分组交换技术对语音和高速数据通信(2.048Mbps(2.048Mbps以上）是不适应的，难以满以上）是不适应的，难以满足实时性比较高的电话和视频业务足实时性比较高的电话和视频业务5.3 5.3 帧中继（帧中继（Frame Relay)Frame R

11、elay) 帧中继是在帧中继是在OSI参考模型的第参考模型的第2层（数层（数据链路层）的基础上采用简化协议传送据链路层）的基础上采用简化协议传送和交换数据的一种技术，由于第和交换数据的一种技术，由于第2层的层的数据单元为帧，故称之为帧中继数据单元为帧，故称之为帧中继 帧中继采用虚电路方式，向用户提帧中继采用虚电路方式，向用户提供面向连接的数据链路层服务供面向连接的数据链路层服务 帧中继也采用统计复用技术，但它帧中继也采用统计复用技术，但它是在数据链路层进行统计复用的，帧是在数据链路层进行统计复用的，帧目前在网络中只提供永久虚电路业务。目前在网络中只提供永久虚电路业务。协议协议： 简化简化x.2

12、5x.25协议协议 OSIOSI的的1 1、2 2层层 信息传送单位：帧信息传送单位：帧v帧中继技术主要用于传递高速数据业务帧中继技术主要用于传递高速数据业务v帧中继所使用的传输链路是逻辑连接，帧中继所使用的传输链路是逻辑连接，而不是物理连接而不是物理连接v帧中继协议简化了帧中继协议简化了x.25的第的第2层功能，层功能，使网络节点的处理大大简化使网络节点的处理大大简化v交换单元，即交换单元，即帧的信息长度可变帧的信息长度可变v采用采用面向连接面向连接的交换技术的交换技术v适用于：高速率（速率范围在适用于：高速率（速率范围在64k34M bps)bps)、突发性和大业务量突发性和大业务量、终端设备智能、终端设备智能化程度高；化程度高；特别适用于特别适用于计算机网络互连计算机网络互连帧中继业务的永久虚电路（帧中继业务的永久虚电路（PVC）p 帧中继采用帧中继采用虚连接方式虚连接方式，向用户提供面向连接的数，向用户提供面向连接的数据链路层服务。据链路层服务。p 每一帧的帧头中都包含数据链路连接标识符每一帧的帧头中都包含数据链路连接标识符（DLCI，Data L