现代交换-chapter5教材

第五章分组交换与帧中继1概述2

OSI体系结构3X.25协议4帧中继一、概述分组交换源于数据通信特别是计算机通信的需要。数据通信的特点：按协议进行数据终端之间的通信传输速率高误码率要求高数据突发性强实时性要求相对不强一、概述3.数据通信系统的构成(P116图5.2)数据终端设备（DTE）：有分组型和非分组型终端两类。数据电路：由信道和数据电路终端设备（DCE）组成。传输信道是模拟时，DCE的作用是modem；传输信道是数字信道时，DCE的作用是实现信号码型与电平的变换、信道特性的均衡。一、概述分组交换的一般原理：(P102图5.3)分组交换也称包交换，其本质是按一定规则将数据流：长度较短，规格化分组。分组长度较短，具有统一格式，便于在计算机中进行存贮与处理。分组穿过交换机和网络的时间较短，能满足大多数数据通信用户对信息传输实时性要求。一、概述分组交换的工作方式：数据报方式虚电路方式一、概述1.数据报方式特点优点

——用户之间的通信不需要经历呼叫建立和呼叫清除阶段，对短报文通信传输效率比较高。

——对网络故障的适应性强，一旦某个经由的分组交换机出现故障可以另外选择传输路径。缺点

——数据分组传输时延较大，分组的传输时延和传输路径有关，所以分组时延差别较大。一、概述2.虚电路方式优点：

——一次通信具有呼叫建立、数据传输和呼叫释放三个阶段。数据分组中不需要包含终点的地址，对于数据量较大的通信传输效率高。缺点：

——当网络中由于线路或设备故障时导致虚电路中断，需要重新呼叫建立新的连接。二、开放系统互连参考模型1.通信系统分层的基本概念

把一个通信系统看作是由N个通信实体级联组成的结构。每层实体完成特定的功能，并依赖下层向上层提供上层所需要的标准服务，从而达到完成通信过程的最终目的。二、开放系统互连参考模型OSI七层模型物理层:提供物理连接,透明传送比特流,规定机械、电气连接特性。

数据链路层：负责在两个相邻节点间的线路上，无差错地传送以帧为单位的数据。数据链路层要负责建立、维持和释放数据链路的连接。二、开放系统互连参考模型网络层的任务就是要选择合适的路由和交换节点，便于发送站的传输层所传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站，并交付给目的站的传输层。传输层：提供一个可靠的端到端服务。会话层：在两个相互通信的应用进程之间，建立、组织和协调其交互。二、开放系统互连参考模型表示层解决用户信息的语法表示问题。将欲交换的数据从适合于一用户的抽象语法变换为适合于OSI系统内部使用的传送语法。应用层确定进程之间通信的性质以满足用户的需要；负责用户信息的语义表示，并在两个通信者之间进行语义匹配。三、X.25协议下的分组交换1.X.25协议分层结构(P119):三、X.25协议下的分组交换2. X.25的第一层(物理层):功能:定义DTE与DCE之间的电气接口和建立通路的过程。协议系列: ---RS232 ---X.21 ---V系列(V.28,V.35,V.10,V.11)等;三、X.25协议下的分组交换3.数据链路层

3.1采用ISO制定的高级数据链路控制(HDLC)规程的一个子集，链路接入规程--平衡型(LAPB),它是一种由OSI支持的位同步的全双工规程,分基本型和扩展型两种。三、X.25协议下的分组交换

3.2功能：有效传输数据；确保信息同步；检测、纠正差错；识别并向高层报告规程性错误；向高层通知链路层状态。三、X.25协议下的分组交换3.3帧格式：三、X.25协议下的分组交换3.4帧类型：信息帧(控制字段首位为0)监控帧(控制字段首位为10)无编号帧(控制字段首位为11)三、X.25协议下的分组交换4.X.25第三层(分组层）4.1分组格式(P105)：

分组

=分组头+分组数据

分组头

=通用格式标识符+逻辑信道组号+逻辑信道号+分组类型识别符分组类型：呼叫建立分组、数据传输分组、恢复分组、呼叫释放分组三、X.25协议下的分组交换4.2功能概述：

利用链路层的支持，完成虚呼叫的分组数据通信，支持两类虚电路连接：交换虚电路（SVC）和永久虚电路（PVC）。交换虚电路：用户终端在通信之前必须建立虚电路，通信结束后就拆除虚电路永久虚电路：在两个用户之间建立永久的虚连接，用户之间的通信直接进入数据传输阶段，就好像具有一条专线一样,可随时传送数据。三、X.25协议下的分组交换4.3交换虚电路的建立和释放交换虚电路的建立：P109图5.13在分组交换方式中，采用逐段转发、出错重发的控制措施，必须保证数据传送的正确无误。交换虚电路的释放：P110图5.14三、X.25协议下的分组交换4.4虚电路方式的特点一次通信具有呼叫建立、数据传输和呼叫释放三个阶段。数据分组按建立的路径顺序通过网路，在网路终点不需要对数据重新排序，分组传输时延小，而且不容易产生数据分组的丢失。当网路中由于线路或设备故障时，可能导致虚电路的中断，需要重新呼叫，建立新的连接。三、X.25协议下的分组交换4.5路由选择（1）目标：

在网内任何两个终端之间的呼叫建立过程中，交换机在多条路由中选择一条较好路由。（2）要求：时延小路由短通信资源综合利用使全网的通信量最大。三、X.25协议下的分组交换(3)路由算法分类：固定路由算法——小规模的专用分组交换网自适应路由算法——大规模的公用分组交换网四、帧中继1.提出的原因：需求和技术的发展数字光纤网的使用，线路质量提高，误码率下降。对传输速率的要求提高。2.改进：在链路层简化了差错/流量控制。将网络层的路由选择功能合在链路层完成四、帧中继3.分组交换方式和帧中继方式的比较分组交换:在每个结点进行差错校验和流量控制.帧中继方式:将差错校验和流控放到上层，进行端到端的确认。四、帧中继4.帧中继的网络协议4.1 协议结构四、帧中继4.2 Q.922核心层可完成的功能帧定界、定位和透明性。使用帧头中地址字段进行帧复用/分用。帧传输差错检测（但不纠错）)。检测传输帧在插0和去0之后，是否由整数个字节组成。检测帧长，不能太长或太短。拥塞控制功能。

四、帧中继4.3帧中继的帧格式

帧中继帧的格式和HDLC帧的格式类似，其最主要的区别是没有控制字段。四、帧中继标志字段：是一个独特的01111110的比特序列；帧校验序列字段：包括2字节的循环冗余校验。地址字段：一般为2字节，但也可扩展为3或4字节。四、帧中继4.4

帧中继业务的永久虚电路PVC永久虚电路PVC标准I.22交换虚电路SVC标准Q.931目前帧中继提供PVC四、帧中继4.5 帧在PVC上的传送每个帧中继节点都存在PVC路由表利用帧头中的DLCI（数据链路连接识别符）确定帧的去向。DLCI只具有本地意义，并非指终点地址，而是识别用