现代交换技术-第4章分组交换技术讲解.ppt

第4章 分组交换技术;? 提供语音业务的电话网采用电路交换技术，而数据通信网采用分组交换技术。 ? 数据通信具有突发性强，对差错敏感，对时延不敏感等业务特征。;? 由于这些特点，为了提高资源利用率，数据通信采用分组交换技术。 ? 随着分组交换技术的发展，改进的帧中继和ATM技术不仅可以完成数据通信，而且可以完成话音和视频通信。 ? 下一代网络主要采用基于分组传送的包交换技术。;? 本章首先分析数据通信的特点，然后介绍分组交换原理，最后介绍几种主要的分组交换技术（X.25、帧中继和ATM）。 ? 原则上，IP交换也属于分组交换范畴，鉴于IP技术应用的广泛性，本书在第七章单独介绍。 ;概述;4.1 概述;? 因此，分组交换是一种理想的数据交换方式。 ? X.25定义的数据终端设备（DTE，Data Terminal Equipment）和数据电路终接设备（DCE，Data Circuit-terminating Equipment）之间的接口，曾经是广泛使用的分组网协议。 ;? 目前，传统的分组交换技术显得有些过时，但毋庸置疑的是，经典的分组交换是后来发展的各种数据交换技术的基础，因此掌握分组交换的原理和技术对理解其他数据交换技术十分重要。;? 随着电信网向宽带化、综合化和智能化发展，相继出现了一些分组交换的改进技术，如帧中继、ATM交换等。 ;? 数据通信采用分组交换而不是电路交换或报文交换，主要基于以下原因： （1）数据业务具有很强的突发性，采用电路交换，信道利用率太低；采用报文交换方式，时延又较长，不适于实时交互型业务。;（2）电路交换只支持固定速率的数据传输，要求收发双方严格同步，不适应数据通信网中终端间异步、可变速率的通信要求。 （3）话音通信对时延敏感，对差错不敏感，而数据通信对一定的时延可以忍受，但关键数据的一个比特错误都可能造成灾难性后果。 ;4.2 分组交换原理;? 这些分组以“存储转发”的方式在网络中传输。 ? 即每个节点首先对收到的分组进行暂存，检测分组在传输中有无差错，分析分组头中的选路信息，进行路由选择，并在选择的路由上进行排队，等到信道有空闲时才向下一个节点或目的终端转发。 ;? 采用分组交换的通信网称为分组交换网。 ? 设计分组交换的初衷是为了进行数据通信，其设计思路与电路交换截然不同。;? 分组交换的技术特点归纳如下： （1）统计复用。 （2）存储转发。 （3）差错和流量控制。 ;4.2.1 统计复用;Synchronous TDM;Asynchronous TDM;? 分组交换采用统计时分复用技术，它在给用户分配线路资源时，不像同步时分复用那样固定分配带宽，而是按需动态分配。 ? 即只在用户有数据传送时才给它分配资源，因此线路利用率较高。;? 分组交换中，统计时分复用功能是通过具有存储和处理能力的专用计算机——接口信息处理机（IMP，Interface Message Processor）来实现的，IMP完成对数据流的缓冲存储和对信息流的控制功能，以解决各用户争用线路资源时产生的冲突问题。;? 当一个用户有数据要传送时，IMP给其分配线路资源；一旦没有数据传送，则线路资源被其他用户使用。 ? 图4-1所示为三个终端（用户）采用统计时分方式共享线路资源的情况。 ;图4-1 统计时分复用示意图;4.2.2 逻辑信道;? 如图4-2所示，在高速复用线上形成了分别为三个用户传输信息的子信道，这种子信道称为逻辑信道，用逻辑信道号（LCN，Logical Channel Number）标识。 ? 逻辑信道号由逻辑信道群号及群内逻辑信道号组成，二者统称为逻辑信道号LCN。 ;图4-2 逻辑信道划分示意图;? 逻辑信道具有如下特点： （1）由于分组交换采用统计复用方式，因此终端每次呼叫时，需要根据当时的资源情况分配LCN。 ;（2）逻辑信道号是在用户至交换机的用户线或交换机之间的中继线上分配的，用于代表子信道的一种编号资源，每条线路上逻辑信道号的分配是独立的。 （3）逻辑信道号是一种客观存在。;4.2.3 虚电路与数据报;1．虚电路方式;? 在这种方式中，用户的通信过程需要经过连接建立、数据传输、连接拆除三个阶段。 ? 因此，虚电路提供的是面向连接服务。 ;图4-3 虚电路工作方式;? 虚电路服务具有如下特征： （1）虚电路的路由选择仅仅发生在虚电路建立时，此过程称为虚呼叫；在后续的数据传输过程中，路由不再改变，因此可以减少节点不必要的控制和处理开销。;（2）由于属于同一呼叫的所有分组经由同一路径，这些分组将按原有顺序到达目的地，终端不需要重新排序，因此分组的传输时延较小。 ;（3）虚电路建立以后，每个分组头中不再需要包含详细的目的地址，而只需逻辑信道号就可以区分各虚