第五章 分组交换与分组交换网.ppt

第五章 分组交换与分组交换网 本章重点介绍了分组交换的原理，包括分组的形成、分组的传输和分组的交换，介绍了分组交换网的基本构成，以及相关通信协议。 学习要点： 1、了解并掌握同步时分复用、异步时分复用（统计复用）的基本概念和原理。 2、了解分组的形成方式、传输的特点、及其交换的原理。 3、了解并掌握分组交换的虚电路和数据报方式的工作特点。 4、了解分组交换路由选择的方法。 5、了解x.25协议栈的构成及功能。 6、了解分组交换网的组成原理。 分组交换技术具有信息传输质量高、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等优点，可以提供高质量的灵活的数据通信业务。分组交换技术已经被广泛的应用于计算机通信网络中。 5.1 分组交换技术的产生与发展 分组交换技术是在计算机技术发展到一定程度，人们除了打电话直接沟通，通过计算机和终端实现计算机与计算机之间的通信，在传输线路质量不高、网络技术手段还较单一的情况下，应运而生的一种交换技术。 快速分组交换技术（Fast Packet Switching）、帧中继（Frame Relay）、异步传输模式（ATM）等通信技术都是在分组交换技术的基础上产生与发展起来的。 分组交换也称为包交换。 分组交换的基本思想是把用户要传送的信息分成若干个小的数据块，即分组(Packet)，这些分组长度较短，并具有统一的格式，每个分组有一个分组头，包含用于控制和选路的有关信息。这些分组以“存储－转发”的方式在网内传输，即每个交换节点首先对收到的分组进行暂时存储，检测分组传输中有无差错，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。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。 5.2 分组交换的基本原理 5.2.1 分组传送方式 在分组交换中，分组传送方式采用的是统计时分复用(异步时分复用、同步时分复用（预分配复用）？)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，因而分组传送方式在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。 图5.1所示是采用统计时分复用的分组传送方式。多个分组共享线路资源，每路通信分别用不同的用户标识来区别，如图中1、2、3，根据分组传送的需要，每路通信的分组或疏或密地出现在线路上，即占有不同的带宽。 5.2.2 分组的形成 分组（packet）是由用户数据和分组头组成的。分组的用户数据部分的长度是有限制的。如果来自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。如图5.2所示。 分组头中主要包含逻辑信道号、分组的序号及其它的控制信息。前面我们已经介绍过分组传送方式采用的是统计复用方式，因而在同一个物理信道上可以同时传送属于多个不同通信的分组，在这里这些用户终端好像是分别占用了不同的子信道进行数据的传送，即同一个通信的分组构成了一个子信道，当然这些子信道是逻辑的，因而我们称之为逻辑子信道。我们使用逻辑信道号（LCN—Logic Channel Number））来标识每一个逻辑子信道，进而区别出分组是属于哪个通信的。分组的序号主要是用来标识该分组在原来的数据报文中的位置，以便于接收端能够将接收到的分组还原为原来完整的报文。 分组有两大类：数据分组和控制分组。 ●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。 因此，为了区分不同类型的分组，分组头中还应包含分组的类型。 5.2.3 分组交换方式 1、虚电路方式 虚电路方式是指通信终端在开始通信，即相互发送和接收数据之前，必须通过网络在通信的源和目的终端之间建立连接；然后才能够进入信息传输阶段，发送和接收分组，且该通信的所有分组沿着已建立好的连接按序被传送到目的终端；当通信结束时，需要拆除该连接。在这里，虚电路方式所建立的连接是逻辑连接，而不是物理连接（物理通路）。同一条物理通路上可能同时被多个虚电路所使用。 分组交换网提供的虚电路交换方式又分为两种，一种是交换虚电路，又称为虚呼叫另一种是永久虚电路。 ●交换虚电路方式是指虚电路只在通信过程中存在，在数据传送之前要建立逻辑的连接，也叫虚连接或虚电路，在数据传送结束后需要拆除虚连接。 ●永久虚电路方式是指在两个用户之间存在一条永久的虚连接（按用户预约，由网络运营管理者事先建好），不论用户之间是否在通信，这条虚连接都是存在的。用户之间若要通信则直接进入数据传输阶段，如同专线一样，而不用经历虚电路的建立和拆除阶段。在实际应用中，虚电路一般是指交换虚电路方式。 在虚电路的信息传输