第5章 分组交换原理与技术.ppt

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1、程控交换技术杨晓斐桂林工学院电子与计算机系通信教研室15.1概述分组交换也称为包交换。将要传送的数据按一定的长度分成多个数据段，这些数据段称为“分组”，发送端把这些“分组”分别发送出去。到达目的地，目的交换机将一个个“分组”按顺序装好，还原成原文件发送给收端用户，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。分组交换的特点：√线路利用率高：√不同种类的终端可以相互通信：√信息传输可靠性高：√分组多路通信：√计费与传输距离无关：改进的分组交换：如IP交换、帧交换、ATM交换。5.2分组交换

2、的基本原理1、分组传送方式（资源共享方式）分组传送采用的是统计时分复用（STDM）的方式。2、分组的形成来自数据终端的用户数据可能是很长的报文，我们需要将该报文拆分成若干段，并加上分组头，组成一个完整的分组（packet），如图所示。3、分组交换一个分组从发送终端传送到接收终端，必须沿一定的路径经过分组交换网络。那么分组是如何穿过网络的呢？目前有两种方法实现：1.数据报（Datagram）2.虚电路（VirtualCircuit）4、路由选择分组交换网的主要功能就是接受来自源站点的分组，并将它们传送

3、到目的站点。因为通常在网络中存在多条从源站点到目的站点的路径也就是路由，所以为了完成分组传送这个任务，必须选择其中的一条路径，这就是路由选择功能.分组交换网的路由选择的基本原则是：应选择性能最佳的传送路径，通常最为重要的性能就是端到端传送时延；应使网内业务量分布尽可能均衡，以充分提高网络资源的利用率；应具有故障恢复能力，当网络出现故障时，可自动选择迂回路由。几种常见的路由选择策略：固定路由选择泛法路由选择随机路由选择自适应路由选择最短路径算法5、流量控制分组交换和电路交换的一个重要不同之点在于，电路

4、交换是立即损失制，即如果路由选择时没有空闲的中继电路可供选择，该呼叫建立就告失败。因此，只要根据预测话务量配备足够多的中继电路，就能保证呼叫不阻塞。其流量控制只是在交换机处理机过负荷时才起作用，控制功能也较简单，主要是限制用户的发话话务量。分组交换则不同，它是时延损失制，只要传输链路不全部阻断，路由选择总能选到一条链路，由于用户终端发送数据的时间和数量具有随机性，网络中各节点交换机的存储容量和各条线路的传输容量（速率）总是有限的，如果链路上待传送的分组过多，就会造成传送时延的增加，引起网络性能的下降

5、，严重时甚至会使网络崩溃。这就需要采取流量控制来实现数据流量的平滑均匀，提高网络的吞吐能力和可靠性。因此，流量控制是分组交换网的一项必不可少的重要功能，其控制机理也相当复杂。分组交换中的流量控制有以下3方面的作用：(1)防止因过载导致网络吞吐量下降和传送时延的增加(2)避免死锁(3)公平分配网络资源流量控制的层次段级链路段级（数据链路层协议）虚电路段级（分组层协议）沿到沿级（分组层）接入级（数据链路层）端到端级（高层协议）流量控制的方法滑动窗口机制（证实法）缓冲区预约方式许可证法拥塞控制与流量控制拥

6、塞控制是全网的概念（涉及所有的终端和节点，以及与降低网络传输性能有关的所有因素）流量控制指控制点到点的通信量拥塞控制的常见机制从拥塞节点向所有或部分源节点发送控制分组，告诉源节点停止或延缓发送分组的速率，从而限制网络分组总数量根据路由选择信息调整分组产生速率。采用端到端的探测分组来控制拥塞允许节点在分组经过时在分组上添加拥塞指示信息6、分组交换的工作过程开放系统互连参考模型OSI服务的概念5.3分组交换协议——X.25协议1、分组交换协议的结构X.25协议是数据终端设备（DTE）和数据电路端接设备（

7、DCE）之间的接口规程。它最初于1976年颁布，在1980年、1984年、1988年、1993年又进行了多次修改。它是目前使用最广泛的分组交换协议。X.25协议定义了帧（Frame）和分组（Packet）的结构；数据传输通路的建立和释放、数据的传输等过程；顺序控制、差错控制和流量控制等机制；以及分组交换提供的基本业务和可选业务等。X.25属于接口规程，没有定义路由选择算法，这属于分组交换网网络内部控制功能，由各个厂家决定。X.25协议分为三层：物理层、数据链路层和分组层，各层在功能上相互独立，如图所

8、示。2、X.25的物理层物理层完成的主要功能如下：在DTE和DCE接口处提供数据传输；在设备之间提供控制信号；提供时钟信号，用以同步数据流和规定比特速率；提供电气地；提供机械的连接器（如针、插头和插座）。3、X.25的数据链路层——LAPBX.25数据链路层规程是要在物理层提供的双向的信息输送管道上实施信息传输的控制。一般情况下，X.25的数据链路层采用的是HDLC（高级数据链路控制规程）的一个子集LAPB（平衡型链路访问规程）。数据链路层帧类型与结构按照帧的功能可以