第2章复用与交换基本原理范例.ppt

与电路交换和虚电路分组交换不同，基于数据报方式的分组交换是面向无连接的，也就是说通信前无需建立一条主叫到被叫用户之间的专门链路，通信完成后也不需要拆除链路。主叫方所发出的每一个分组都需要进行单独的选路，这样就造成不同的分组可能传输路径不同。由于不同的传输路径产生的时延不同，到达同一目的地的数据就可能发生乱序，也就是说先发出来的数据可能会后到，而后发出来的数据可能会先到。为了方便交换机对每一个分组进行选路，每个分组都必须携带源地址和目的地址，这两个地址通常会包括在分组头里面。在数据报分组交换中，网络只是尽力地将分组交付给接收端，但不保证所传送的分组不丢失，也不保证分组能够按发送的顺序到达接收端。所以网络提供的服务是不可靠的，也不保证通信的服务质量。这一特点就特别适合突发的数据传输，最典型的例子就是email，不适合实时业务的传输。 * 这里就给出数据报连接方式的示意图。例如，主机1与主机2之间的通信如果采用数据报的话，无需在通信前建立连接。由于交换机对每一个分组进行单独选路，分组1和2所经历的传输路径很可能是完全不同的。有可能出现的情况是，由于分组1传输路径产生的时延比分组2传输时延长，所以尽管分组1是先于分组2发出来的，它却可能晚于分组2到达，从而出现乱序的情况。 * 这里对电路交换、虚电路和数据报三种交换方式的时序图进行了比较。其中电路交换和虚电路比较类似，都需要建立连接和释放连接这两个过程。它们之间的差别主要是在于传输的数据是否以分组的方式进行、以及建立的通信链路是物理的还是逻辑的。而相比之下，数据报的时序图差别比较大，它不需要建立连接和释放连接这两个过程，可以直接传输数据分组。 强调上述三种不同的交换方式并没有绝对的好与不好。它们分别适合于不同要求和不同的场合的。 * * 可以看到之前所介绍的电路交换和分组交换这两种方式，特别是电路交换和数据报交换，有着各自的优点和缺点，通常电路交换适用于电话业务，而分组交换适用于数据业务。随着通信技术的发展，产生了一种结合了电路交换和分组交换双重特性的新的交换技术，也就是所谓的ATM交换，或者说是基于异步传送模式的交换。它既像电话交换方式那样适用于电话业务，又像分组交换方式那样适用于数据业务，并且还能适用于其他业务。 所谓ATM的基本特征是，用于信息传输的基本ATM数据单元是ATM信元。这种ATM信元的长度是固定的，并由53个8位字节组成，包括5个8位字节的信元头字段和48个8位字节的信息有效载荷字段。这就与传统的分组交换有很大不同，传统的分组交换网，例如因特网，它所传输的分组长度是不固定的，这就造成一个重要的问题就是的分组处理时间不一致，这种不一致会导致不必要的分组交换时延和交换控制复杂度的提高。而ATM交换通过统一信元的长度简化了交换的控制，提高了分组交换速率，同时为了满足实时性业务的需求，还使用了一些电路交换中的方法，是面向连接的。它采用了虚电路连接的方式，也就是在发送端和接收建立一条逻辑链路，同时ATM交换是按时隙进行的，也就是说每个时隙交换一个信元，此外ATM采用异步时分复用的方式进行传输，也就是ATM的帧结构并不固定且不具备周期性。信元传递过程中不需源、目地址，只用虚拟连接标识VPI/VCI，其好处是可以节省信元头的长度，因为IPV4的地址长度是32位，而IPV6地址长度是128位的。所以它可以支持多种不同速率的实时或非实时的业务，这就不像基于IP的因特网主要适用于传输非实时的数据业务。 在ATM中， 通过网络中节点到节点连接的连锁逻辑关联来实现这样的信道。每次逻辑关联表明传输ATM信元的单向信息传输能力， 并调用一个虚信道(VC)。一个局部性的显著逻辑标识符VCI识别一个VC，而VCI由ATM层分配并放置在信元头标中。当ATM层分配一个VCI值时，产生一条VC链路。一旦VC链路建立起来，它的后面将跟随属于同一VC连接的所有信元，从而确保在属于VC连接的传输中以这样的方式排序。 从技术上来说，ATM是一种非常好的技术，但是站在营运商的角度ATM技术的通信设备成本比较高，需要完全淘汰已有的通信设备，不太适合市场需要。和同是传输技术的IP相比，有人称ATM是贵族，IP是草根。确实从技术上说IP没有ATM好，但好处是基于IP的通信设备复杂度低，而且更新换代不需要完全淘汰已有的通信设备。实际上随着新的技术，例如Voice over IP和BT，的不断出现，因特网对实时业务的支持也越来越好。所以虽然ATM从产生到现在也已经经历了一段比较长的时间了，大概有10多年，但是它始终无法和基于IP的因特网进行竞争，反而逐渐有被边缘化的趋势。 以鸭子为例，来描述ATM的缺点。 * 这里我们要再次强调一下异步时分复用的概念。与同步时分复用不同，异步时分复用的帧结构并不固定，同一个用户所传输的