现代交换技术 教学课件 作者 刘丽 第四章 分组交与分组交换网.ppt

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1、第四章分组交换现代交换技术本章主要内容帧中继分组交换的基本原理分组交换X.25协议概述4.1概述分组交换技术是适应计算机通信的需求而发展起来的一种先进的通信技术，是重要的数据通信手段之一；计算机数据消息对可靠性要求很高，对时延和对数据抵达顺序要求不严，因此需将数据封装成有纠错能力的分组进行传送和交换。采用统计复用方式，交换节点用“存储-检查-转发”的交换方式。分组交换、分组交换网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，

2、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。4.2分组交换的基本原理分组交换是基于“存储转发”（StoreandForward）的，即数据交换前，先通过缓冲存储器进行缓存，然后按队列进行处理和转发。基于存储转发交换思想的技术有“报文交换”（MessageSwitching）和“分组交换”（PacketSwitching）两种方式。4.2.1报文交换与分组交换报文交换的基本思想是先将用户的报文当做一个逻辑单元整体存储在交换机的存储器中

3、，当所需要的输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或用户终端，所以，报文交换系统是典型的“存储—转发”系统。报文交换与分组交换分组交换的思想是从报文交换而来的，同样采用存储转发方式，与报文交换的不同在于：分组传输方式由于受到一次传输数据的最大长度的限制，需要将用户要传送的信息分割为多个数据段，这些数据称为“分组”（packet），每分组中有一个分组头，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。由此可见，分组交换的最小信息单元是分组。发送端把这些“分组”分别发送出去。到达目的地后，接收端再将一个个

4、“分组”按顺序装好，还原成原来的信息给用户，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。图4.2是分组形成的过程。4.2.2统计时分复用统计时分复用采用按需分配的方法，即当用户需要发送数据时才分配给它线路传输资源，不发送数据时不分配线路传输资源，线路的资源可以为其它用户所使用。统计时分复用特点:可以充分利用线路传输资源，提高线路的利用率。在分组交换中的应用统计时分复用是用特殊的标记来识别不同用户所传送的数据；例如在分组交换中采用分组头来识别不同用户所传送的数据。示例：用逻辑通道号作数据组“标记”4

5、.2.3路由选择和流量控制方式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。路由选择算法分类路由选择算法分为非自适应路由选择算法和自适应路由选择算法两大类。非自适应路由选择算法也叫静态路由选择策略；自适应路由选择算法又称为动态路由选择策略，即节点的路由表根据网络的负载和链路的状态而不断地变化；静态路由选择策略包括泛射路由选择法、固定路由表法和随机

6、路由选择法；动态路由选择策略包括路由独立路由选择法、集中式路由法和分布路由选择选择法。泛射路由选择法，也称扩散式路由法，这是一种最简单的路由算法。当交换节点收到一个分组后，先检查它是否已经收到过该分组，如果收到过，则将它抛弃；如果未收到过，再判断该分组的目的节点是否是本节点后，否则就对除该条线路外的所有线路广播这个分组，直至该分组达到目的节点。其中，最先到达目的节点的分组所经历的路径就是一条最佳路由。（1）泛射路由选择法洪泛式路由选择的优点是具有很高的可靠性。所有与源节点直接或间接相连的节点都会被访问到，所以洪

7、泛式可以被应用于广播。洪泛式的缺点就是产生的通信量负荷过高，额外开销过大，导致分组排队时延加大。泛射路由选择的特点固定路由表法也称查表路由法，这是一种使用较多的简单算法。在每个交换节点中设置路由表，表是在整个系统进行配置根据网络的拓扑结构、链路容量、业务量等因素和某些准则计算建立的，并且在此后的一段相当时间保持不变。路由表包含路由目的节点地址和对应的下一个节点地址，在分组到达后根据分组的目的地址查找路由表，进行分组转发。固定路由选择法的优点是处理简单，在可靠的负荷稳定的网络中可以很好的运行。。它的缺点是灵活性差

8、，对于网络中发生的阻塞和故障的适应力差。（2）固定路由表法当节点收到一个分组，节点随机选择一条除了分组来源的那条路由之外的其它路由。随机路由选择方法的优点是比较简单、稳健性也较好。由此产生的通信量负荷一般要高于最佳的通信量负荷，而低于洪泛法产生的通信量负荷。改进的随机路由选择方法是给每条输出路由分配一个概率，可根据概率来选择路由。这个概率可以是基于数据率的，也可以是基于费用。（3）随机