《分组交换技术》PPT课件.ppt

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1、第七章 分组交换技术目的和要求：目的和要求：掌握分组交换的概念掌握分组交换的概念熟悉熟悉X.25X.25协议协议重点与难点重点与难点：分组交换的概念分组交换的概念讲授内容：讲授内容：呼叫处理软件模块呼叫处理软件模块 呼叫处理消息流程呼叫处理消息流程 l第一节 分组交换原理第七章 分组交换技术一、分组交换的概念一、分组交换的概念 分组交换是采用分组交换是采用“储存储存转发转发”的方式把的方式把报文报文分成若干比较短的、分成若干比较短的、规格化了的规格化了的“分组分组”（或称包）进行交换和（或称包）进行交换和传输。传输。分组交换工作原理分组交换工作原理 第七章 分组交换技术l报文是网络中交换与传输

2、的数据单元。报文包含了将要发送的完整的数据信息，其长短很不一致。（可分为自由报文和数字报文）l报文也是网络传输的单位,传输过程中会不断的封装成分组、包、帧来传输，封装的方式就是添加一些信息段，那些就是报文头第七章 分组交换技术报文交换报文交换 这种方式不要求在两个通信结点之间建立专用通这种方式不要求在两个通信结点之间建立专用通路。结点把要发送的信息组织成一个数据包路。结点把要发送的信息组织成一个数据包报文，报文，该报文中含有目标结点的地址，完整的报文在网络中该报文中含有目标结点的地址，完整的报文在网络中一站一站地向前传送。每一个结点接收整个报文，检一站一站地向前传送。每一个结点接收整个报文，检

3、查目标结点地址，然后根据网络中的交通情况在适当查目标结点地址，然后根据网络中的交通情况在适当的时候转发到下一个结点。经过多次的存储的时候转发到下一个结点。经过多次的存储转发，转发，最后到达目标，因而这样的网络叫存储最后到达目标，因而这样的网络叫存储转发网络。转发网络。其中的交换结点要有足够大的存储空间（一般是磁盘）其中的交换结点要有足够大的存储空间（一般是磁盘），用以缓冲收到的长报文。，用以缓冲收到的长报文。交换结点对各个方向上收到的报文排队，对找下交换结点对各个方向上收到的报文排队，对找下一个转结点，然后再转发出去，这些都带来了排队等一个转结点，然后再转发出去，这些都带来了排队等待延迟。报文

4、交换的优点是不建立专用链路，线路利待延迟。报文交换的优点是不建立专用链路，线路利用率较高，这是由通信中的等待时延换来的。用率较高，这是由通信中的等待时延换来的。第七章 分组交换技术电路、报文、分组交换的区别电路、报文、分组交换的区别（1 1）电路交换：由于电路交换在通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独）电路交换：由于电路交换在通信之前要在通信双方之间建立一条被双方独占的物理通路（由通信双方之间的交换设备和链路逐段连接而成），因而有以占的物理通路（由通信双方之间的交换设备和链路逐段连接而成），因而有以下优缺点。下优缺点。优点：优点：由于通信线路为通信双方用户专用，数据直达，所以传输数据的时延

5、非常小。由于通信线路为通信双方用户专用，数据直达，所以传输数据的时延非常小。通信双方之间的物理通路一旦建立，双方可以随时通信，实时性强。通信双方之间的物理通路一旦建立，双方可以随时通信，实时性强。双方通信时按发送顺序传送数据，不存在失序问题。双方通信时按发送顺序传送数据，不存在失序问题。电路交换既适用于传输模拟信号，也适用于传输数字信号。电路交换既适用于传输模拟信号，也适用于传输数字信号。电路交换的交换设备（交换机等）及控制均较简单。电路交换的交换设备（交换机等）及控制均较简单。缺点：缺点：电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说嫌长。电路交换的平均连接建立时间对计算机通信来说嫌长。电路交换

6、连接建立后，物理通路被通信双方独占，即使通信线路空闲，也不能电路交换连接建立后，物理通路被通信双方独占，即使通信线路空闲，也不能供其他用户使用，因而信道利用低。供其他用户使用，因而信道利用低。电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行电路交换时，数据直达，不同类型、不同规格、不同速率的终端很难相互进行通信，也难以在通信过程中进行差错控制。通信，也难以在通信过程中进行差错控制。第七章 分组交换技术电路、报文、分组交换的区别电路、报文、分组交换的区别（2 2）报文交换：）报文交换：报文交换是以报文为数据交换的单位，报文携带有报文交换是以报文为数据交换的单位，报文携带有目标

7、地址、源地址等信息，在交换结点采用存储转发的传输方式，因而目标地址、源地址等信息，在交换结点采用存储转发的传输方式，因而有以下优缺点：有以下优缺点：优点：优点：报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，不存在连报文交换不需要为通信双方预先建立一条专用的通信线路，不存在连接建立时延，用户可随时发送报文。接建立时延，用户可随时发送报文。由于采用存储转发的传输方式，使之具有下列优点：由于采用存储转发的传输方式，使之具有下列优点：a.a.在报文交换中在报文交换中便于设置代码检验和数据重发设施，加之交换结点还具有路径选择，就便于设置代码检验和数据重发设施，加之交换结点还具有路径选择，就可以做到

8、某条传输路径发生故障时，重新选择另一条路径传输数据，提可以做到某条传输路径发生故障时，重新选择另一条路径传输数据，提高了传输的可靠性；高了传输的可靠性；b.b.在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，甚在存储转发中容易实现代码转换和速率匹配，甚至收发双方可以不同时处于可用状态。这样就便于类型、规格和速度不至收发双方可以不同时处于可用状态。这样就便于类型、规格和速度不同的计算机之间进行通信；同的计算机之间进行通信；c.c.提供多目标服务，即一个报文可以同时发提供多目标服务，即一个报文可以同时发送到多个目的地址，这在电路交换中是很难实现的；送到多个目的地址，这在电路交换中是很难实现的；d.d.允许

9、建立数据传允许建立数据传输的优先级，使优先级高的报文优先转换。输的优先级，使优先级高的报文优先转换。通信双方不是固定占有一条通信线路，而是在不同的时间一段一段地通信双方不是固定占有一条通信线路，而是在不同的时间一段一段地部分占有这条物理通路，因而大大提高了通信线路的利用率。部分占有这条物理通路，因而大大提高了通信线路的利用率。第七章 交换分组技术电路、报文、分组交换的区别电路、报文、分组交换的区别 缺点：缺点：由于数据进入交换结点后要经历存储、转发这一过程，从而引由于数据进入交换结点后要经历存储、转发这一过程，从而引起转发时延（包括接收报文、检验正确性、排队、发送时间等），起转发时延（包括接收

10、报文、检验正确性、排队、发送时间等），而且网络的通信量愈大，造成的时延就愈大，因此报文交换的实而且网络的通信量愈大，造成的时延就愈大，因此报文交换的实时性差，不适合传送实时或交互式业务的数据。时性差，不适合传送实时或交互式业务的数据。报文交换只适用于数字信号。报文交换只适用于数字信号。由于报文长度没有限制，而每个中间结点都要完整地接收传来由于报文长度没有限制，而每个中间结点都要完整地接收传来的整个报文，当输出线路不空闲时，还可能要存储几个完整报文的整个报文，当输出线路不空闲时，还可能要存储几个完整报文等待转发，要求网络中每个结点有较大的缓冲区。为了降低成本，等待转发，要求网络中每个结点有较大的

11、缓冲区。为了降低成本，减少结点的缓冲存储器的容量，有时要把等待转发的报文存在磁减少结点的缓冲存储器的容量，有时要把等待转发的报文存在磁盘上，进一步增加了传送时延。盘上，进一步增加了传送时延。第七章 交换分组技术电路、报文、分组交换的区别电路、报文、分组交换的区别（3 3）分组交换：）分组交换：分组交换仍采用存储转发传输方式，但将一个长报文先分割分组交换仍采用存储转发传输方式，但将一个长报文先分割为若干个较短的分组，然后把这些分组（携带源、目的地址和编号信息）逐个地为若干个较短的分组，然后把这些分组（携带源、目的地址和编号信息）逐个地发送出去，因此分组交换除了具有报文的优点外，与报文交换相比有以

12、下优缺点：发送出去，因此分组交换除了具有报文的优点外，与报文交换相比有以下优缺点：优点：优点：加速了数据在网络中的传输。因为分组是逐个传输，可以使后一个分组的存储加速了数据在网络中的传输。因为分组是逐个传输，可以使后一个分组的存储操作与前一个分组的转发操作并行，这种流水线式传输方式减少了报文的传输时操作与前一个分组的转发操作并行，这种流水线式传输方式减少了报文的传输时间。此外，传输一个分组所需的缓冲区比传输一份报文所需的缓冲区小得多，这间。此外，传输一个分组所需的缓冲区比传输一份报文所需的缓冲区小得多，这样因缓冲区不足而等待发送的机率及等待的时间也必然少得多。样因缓冲区不足而等待发送的机率及等

13、待的时间也必然少得多。简化了存储管理。因为分组的长度固定，相应的缓冲区的大小也固定，在交换简化了存储管理。因为分组的长度固定，相应的缓冲区的大小也固定，在交换结点中存储器的管理通常被简化为对缓冲区的管理，相对比较容易。结点中存储器的管理通常被简化为对缓冲区的管理，相对比较容易。减少了出错机率和重发数据量。因为分组较短，其出错机率必然减少，每次重减少了出错机率和重发数据量。因为分组较短，其出错机率必然减少，每次重发的数据量也就大大减少，这样不仅提高了可靠性，也减少了传输时延。发的数据量也就大大减少，这样不仅提高了可靠性，也减少了传输时延。由于分组短小，更适用于采用优先级策略，便于及时传送一些紧急

14、数据，因此由于分组短小，更适用于采用优先级策略，便于及时传送一些紧急数据，因此对于计算机之间的突发式的数据通信，分组交换显然更为合适些。对于计算机之间的突发式的数据通信，分组交换显然更为合适些。第七章 交换分组技术电路、报文、分组交换的区别电路、报文、分组交换的区别 缺点：缺点：尽管分组交换比报文交换的传输时延少，但仍存在存储转发尽管分组交换比报文交换的传输时延少，但仍存在存储转发时延，而且其结点交换机必须具有更强的处理能力。时延，而且其结点交换机必须具有更强的处理能力。分组交换与报文交换一样，每个分组都要加上源、目的地址分组交换与报文交换一样，每个分组都要加上源、目的地址和分组编号等信息，使

15、传送的信息量大约增大和分组编号等信息，使传送的信息量大约增大5%5%10%10%，一定程度上，一定程度上降低了通信效率，增加了处理的时间，使控制复杂，时延增加。降低了通信效率，增加了处理的时间，使控制复杂，时延增加。当分组交换采用数据报服务时，可能出现失序、丢失或重复当分组交换采用数据报服务时，可能出现失序、丢失或重复分组，分组到达目的结点时，要对分组按编号进行排序等工作，增分组，分组到达目的结点时，要对分组按编号进行排序等工作，增加了麻烦。若采用虚电路服务，虽无失序问题，但有呼叫建立、数加了麻烦。若采用虚电路服务，虽无失序问题，但有呼叫建立、数据传输和虚电路释放三个过程。据传输和虚电路释放三

16、个过程。总之，若要传送的数据量很大，且其传送时间远大于呼叫时间，总之，若要传送的数据量很大，且其传送时间远大于呼叫时间，则采用电路交换较为合适；当端到端的通路有很多段的链路组成时，则采用电路交换较为合适；当端到端的通路有很多段的链路组成时，采用分组交换传送数据较为合适。从提高整个网络的信道利用率上采用分组交换传送数据较为合适。从提高整个网络的信道利用率上看，报文交换和分组交换优于电路交换，其中分组交换比报文交换看，报文交换和分组交换优于电路交换，其中分组交换比报文交换的时延小，尤其适合于计算机之间的突发式的数据通信。的时延小，尤其适合于计算机之间的突发式的数据通信。l二、X.25协议第七章 交

17、换分组技术1.1.概述概述CCITT X.25CCITT X.25建议是关于专用电路连接到公用数据建议是关于专用电路连接到公用数据网上的分组型数据终端设备（网上的分组型数据终端设备（DTEDTE）与数据电路终）与数据电路终接设备（接设备（DCEDCE）之间的接口标准，是分组数据网中）之间的接口标准，是分组数据网中最重要的协议之一，为此，有时把分组数据网简最重要的协议之一，为此，有时把分组数据网简称为称为X.25X.25网。网。X X2525建议内容涉及三层：即物理层、链路层和分建议内容涉及三层：即物理层、链路层和分组层。近年来这三层都有些修改，但变化最大的组层。近年来这三层都有些修改，但变化最

18、大的是链路层，其次是分组层。是链路层，其次是分组层。19801980年通过的年通过的X X。2525建建议的链路层增加了议的链路层增加了平衡链路接入规程平衡链路接入规程，即，即HDLCHDLC中中的异步平衡方式，简称的异步平衡方式，简称LAPBLAPB；19841984年通过的年通过的X.25X.25建议的链路层又增加了多链路规程，简称建议的链路层又增加了多链路规程，简称MLPMLP；为；为了适应异步传输的需要，了适应异步传输的需要，19921992年又增加了异步帧年又增加了异步帧模式等。由于模式等。由于X.25X.25建议包括三层，随意下面简要建议包括三层，随意下面简要介绍其中采用的介绍其中

19、采用的X.21X.21，X.21 bisX.21 bis建议。建议。LAPB：链路访问过程：链路访问过程平衡（平衡（Link Access Procedure Balanced for x.25）是数据链路层协议，负是数据链路层协议，负责管理在责管理在 X.25 中中 DTE 设备与设备与 DCE 设备之间设备之间的通信和数据包帧的组的通信和数据包帧的组织过程。织过程。LAPB 能够确能够确保传输帧的无差错和正保传输帧的无差错和正确排序。确排序。l二、X.25协议第七章 交换分组技术X.25 X.25 协议集有三层，与协议集有三层，与 OSI OSI 协议栈的底三层相关联。协议栈的底三层相关联

20、。物理层：物理层：描述物理环境接口。该组包括三种协议：描述物理环境接口。该组包括三种协议：1 1）X.21 X.21 接口运行接口运行于于8 8个交换电路上；个交换电路上；2 2）X.21bis X.21bis 定义模拟接口，允许模拟电路访问数字电路定义模拟接口，允许模拟电路访问数字电路交换网络；交换网络；3 3）V.24 V.24 使得使得 DTE DTE 能在租用模拟电路上运行以连接到包交换结能在租用模拟电路上运行以连接到包交换结点或集中器。点或集中器。链路层：链路层：负责负责 DTE DTE 和和 DCE DCE 之间的可靠通信传输。包括四种协议：之间的可靠通信传输。包括四种协议：1 1

21、）LAPB LAPB 源自源自 HDLCHDLC，具有，具有 HDLC HDLC 的所有特征，使用较为普遍，能够形成逻的所有特征，使用较为普遍，能够形成逻辑链路连接。辑链路连接。2 2）链路访问协议（）链路访问协议（LAPLAP）是）是 LAPB LAPB 协议的前身，如今几乎不被协议的前身，如今几乎不被使用；使用；3 3）LAPD LAPD 源自源自 LAPBLAPB，用于，用于 ISDNISDN，在，在 D D 信道上完成信道上完成 DTE DTE 之间，特别之间，特别是是 DTE DTE 和和 ISDN ISDN 节点之间的数据传输；节点之间的数据传输；4 4）逻辑链路控制（）逻辑链路控

22、制（LLCLLC）一种）一种 IEEE IEEE 802 LAN 802 LAN 协议，使得协议，使得 X.25 X.25 数据包能在数据包能在 LAN LAN 信道上传输。信道上传输。分组层（分组层（PLPPLP）协议：）协议：描述网络层（第三层）中分组交换网络的数据传描述网络层（第三层）中分组交换网络的数据传输协议。输协议。PLP PLP 负责虚电路上负责虚电路上 DTE DTE 设备之间的分组交换。设备之间的分组交换。PLP PLP 能在能在 LAN LAN 和正和正在运行在运行 LAPD LAPD 的的 ISDN ISDN 接口上运行逻辑链路控制（接口上运行逻辑链路控制（LLCLLC）

23、。）。PLP PLP 实现五种不实现五种不同的操作方式：呼叫建立（同的操作方式：呼叫建立（call setupcall setup）、数据传送（）、数据传送（data transferdata transfer）、）、闲置（闲置（idleidle）、呼叫清除（）、呼叫清除（call clearingcall clearing）和重启（）和重启（restartingrestarting）。）。2.X.25建议结构第七章 交换分组技术X.25X.25建议为公用数据网上以分组型方建议为公用数据网上以分组型方式工作的终端规定了式工作的终端规定了DTEDTE与与DCEDCE之间的之间的接口。接口。DTE

24、DTE是用户设备它相当于发往是用户设备它相当于发往网路的数据分组的信源或接收网路发网路的数据分组的信源或接收网路发来的数据分组的信宿。实际上，它可来的数据分组的信宿。实际上，它可以是一台主机，前端处理机和智能终以是一台主机，前端处理机和智能终端。端。DCEDCE实际上是一种信号变换设备，实际上是一种信号变换设备，把把DTEDTE定义的信号变换成适合在传输定义的信号变换成适合在传输线路上传输的信号形式。因此，线路上传输的信号形式。因此，DECDEC可以是调制解调器、线路耦合器等。可以是调制解调器、线路耦合器等。然而，从然而，从X.25X.25建议的意义上讲，建议的意义上讲，DCEDCE是与是与D

25、TEDTE连接的入口节点或节点交换连接的入口节点或节点交换机。因此，如果机。因此，如果DTEDTE与交换节点之间与交换节点之间的传输线路采用模拟线，那么的传输线路采用模拟线，那么DCEDCE也也把用户连接到远端交换节点的调制解把用户连接到远端交换节点的调制解调器在内调器在内X.25环境下的环境下的DTE-DCE 3X.25建议第一层的X.21第七章 交换分组技术X.21bisX.21bis和和V V系列的建议，其中后系列的建议，其中后2 2者在实际上是兼容的，因此者在实际上是兼容的，因此可以认为是可以认为是2 2种接口的标准。其中种接口的标准。其中X.21X.21接口所用的接口线少，接口所用的

26、接口线少，可定义的接口功能多而且灵活，是比较理想的标准接口。可定义的接口功能多而且灵活，是比较理想的标准接口。4.通过X.25各层的信息 第七章 交换分组技术5X.21规定的DTE-DCE主要接口线 第七章 交换分组技术（1 1）接口的物理特性；）接口的物理特性；插接件的类型和插接件芯插接件的类型和插接件芯子的分配；子的分配；（2 2）电器特性：平衡双）电器特性：平衡双流接口；流接口；（3 3）同步比特串行传输；）同步比特串行传输；（4 4）点对点全双工操作；）点对点全双工操作；（5 5）建立交换电路的协）建立交换电路的协议；议；（6 6）使用租用电路的协）使用租用电路的协议。议。6X.25建

27、议第二层的LAPB和MLP第七章 交换分组技术X.25X.25建议第二层中的建议第二层中的LAPBLAPB是是HDLCHDLC规程作基础的。规程作基础的。在在HDLCHDLC规程内规定了各种帧的格式，所以这一规程内规定了各种帧的格式，所以这一层规程又称为帧级规范。在分组交换网内，层规程又称为帧级规范。在分组交换网内，HDLCHDLC规程控制规程控制DTEDTE和和DCEDCE之间的传播。之间的传播。7X.25的第三层（分组层）第七章 交换分组技术交换虚电路过程包括交换虚电路过程包括3 3个阶段：呼叫建立、数据传输个阶段：呼叫建立、数据传输和呼叫清除，永久虚电路分组通信只包含数据传和呼叫清除，永

28、久虚电路分组通信只包含数据传输阶段。分组层就是输阶段。分组层就是DTEDTE和和DCEDCE之间关于这之间关于这3 3个阶个阶段的协议过程，它和网络协议配合，完成分组数段的协议过程，它和网络协议配合，完成分组数据在主、被叫据在主、被叫DTEDTE之间的传送。之间的传送。（1 1）虚电路和逻辑信道）虚电路和逻辑信道（2 2）分组格式，）分组格式，本课程小结本课程小结详细分析了分组交换的概念详细分析了分组交换的概念分三层介绍了分三层介绍了X.25X.25协议协议思思 考考 题题分组交换的基本思想是什么？分组交换的基本思想是什么？分组交换的技术特点是什么？分组交换的技术特点是什么？说明说明X.25X

29、.25建议的分层结构是怎样的？建议的分层结构是怎样的？请画出请画出X.25X.25建议第三层中分组头的格式？建议第三层中分组头的格式？第七章 交换分组技术第七章 分组交换技术第二节第二节 分组交换网络分组交换网络目的和要求：目的和要求：掌握分组交换的技术特点掌握分组交换的技术特点熟悉常见分组交换机熟悉常见分组交换机熟悉分组交换网熟悉分组交换网重点与难点重点与难点：分组交换的技术特点分组交换的技术特点讲授新课内容：讲授新课内容：分组交换的技术特点分组交换的技术特点 常见分组交换机常见分组交换机 分组交换网分组交换网第七章 交换分组技术第二节第二节 分组交换网络分组交换网络一、分组交换的技术特点一

30、、分组交换的技术特点1 1分组分组分组交换技术采用存储转发技术，将用分组交换技术采用存储转发技术，将用户报文分成一定长度的分组，分组交换户报文分成一定长度的分组，分组交换网首先将分组存储在节点机或相应设备网首先将分组存储在节点机或相应设备的存储器内，再根据当时网络的状况，的存储器内，再根据当时网络的状况，选择最佳的路由，将该分组送至目的地。选择最佳的路由，将该分组送至目的地。第七章 交换分组技术一、分组交换的技术特点一、分组交换的技术特点2.2.统计时分复用（统计时分复用（STDMSTDM），动态分配线路资源），动态分配线路资源统计时分复用与预分配复用方式相比，统计时分复用在各统计时分复用与预

31、分配复用方式相比，统计时分复用在各个终端与路线的接口处要增加两个功能：一个是缓冲个终端与路线的接口处要增加两个功能：一个是缓冲存储，另一个是信息流控制。这两项功能用于解决各存储，另一个是信息流控制。这两项功能用于解决各个用户争用线路资源时产生的冲突。由于计算机具有个用户争用线路资源时产生的冲突。由于计算机具有存储器并具有处理能力，可以提供这两个功能。存储器并具有处理能力，可以提供这两个功能。3.3.交织传输交织传输4.逻辑信道逻辑信道在统计时分复用方式下，虽然没有给各个在统计时分复用方式下，虽然没有给各个终端分配物理上的固定的子信道，但是终端分配物理上的固定的子信道，但是通过对数据分组加通过对

32、数据分组加“标记标记”或编号，仍或编号，仍然可以把各个终端的数据在线路上严格然可以把各个终端的数据在线路上严格地区分开来，就好像把线路也分成了许地区分开来，就好像把线路也分成了许多子信道一样，每个子信道用相应的号多子信道一样，每个子信道用相应的号码表示，这种信道称为逻辑信道。码表示，这种信道称为逻辑信道。第七章 交换分组技术一、分组交换的技术特点一、分组交换的技术特点第七章 交换分组技术一、分组交换的技术特点一、分组交换的技术特点5.虚电路虚电路接入分组交换网的两个数据终端使用虚电接入分组交换网的两个数据终端使用虚电路进行通信。虚电路是两个数据终端之路进行通信。虚电路是两个数据终端之间的端到端

33、的联系，它只有在虚呼叫建间的端到端的联系，它只有在虚呼叫建立后才存在。虚呼叫不是需要真正建立立后才存在。虚呼叫不是需要真正建立一条固定的物理电路，而是在终端至交一条固定的物理电路，而是在终端至交换机的用户线上以及交换机至交换机的换机的用户线上以及交换机至交换机的高速线路上，根据报文的需要，占用多高速线路上，根据报文的需要，占用多个时隙（以分组长度为单位的）以及交个时隙（以分组长度为单位的）以及交换机内的相应缓冲存储空间，这就是虚换机内的相应缓冲存储空间，这就是虚电路的由来。电路的由来。第七章 交换分组技术一、分组交换的技术特点一、分组交换的技术特点6.各种类型的分组各种类型的分组为了提高复用的

34、效率，将数据按一定长度分为了提高复用的效率，将数据按一定长度分组，每一组中包含一个分组头，其中包组，每一组中包含一个分组头，其中包含所分配的逻辑信道号和其他控制信息，含所分配的逻辑信道号和其他控制信息，把这样的数据组称为分组。为了保证分把这样的数据组称为分组。为了保证分组在网络中正确地传输和交换，除了包组在网络中正确地传输和交换，除了包含用户数据的分组之外，还要建立许多含用户数据的分组之外，还要建立许多用于通信控制的分组。因此就出现了各用于通信控制的分组。因此就出现了各种类型的分组。种类型的分组。第七章 交换分组技术一、分组交换的技术特点一、分组交换的技术特点7.路由选择路由选择分组交换网中的

35、路由选择就是交换机使用硬件、分组交换网中的路由选择就是交换机使用硬件、软件或编码方法，选择传输延迟时间最短的软件或编码方法，选择传输延迟时间最短的路径，把数据分组传送到最终目的地。从而路径，把数据分组传送到最终目的地。从而使业务量尽可能在网内分散，提高网络处理使业务量尽可能在网内分散，提高网络处理能力，并尽可能为每个分组提供最高的保密能力，并尽可能为每个分组提供最高的保密性和可靠性，路由选择方式由网络结构、业性和可靠性，路由选择方式由网络结构、业务流向及节点机处理能力和决定，一般采用务流向及节点机处理能力和决定，一般采用固定路由算法和自适应路由算法两种方式。固定路由算法和自适应路由算法两种方式

36、。第七章 交换分组技术一、分组交换的技术特点一、分组交换的技术特点8.流量控制流量控制流量控制包括端一端控制方式与网一端控制流量控制包括端一端控制方式与网一端控制方式。目前最常用的方法是方式。目前最常用的方法是X.25建议中建议中规定的窗口控制方式，它根据收信端缓规定的窗口控制方式，它根据收信端缓冲器的大小，用能连续接收分组的数目冲器的大小，用能连续接收分组的数目来控制发送数。当发送方发送了窗口值来控制发送数。当发送方发送了窗口值规定的分组数后，若未收到收方发来的规定的分组数后，若未收到收方发来的“允许发送允许发送”分组，就不能继续发送分分组，就不能继续发送分组。组。第七章 交换分组技术一、分

37、组交换的技术特点一、分组交换的技术特点9.多规程兼容通信多规程兼容通信分组网中最常用的规程是分组网中最常用的规程是X.25建议，它是由建议，它是由CCITT作出的建议，包括作出的建议，包括3个层次；物理个层次；物理层、链路层与分组层。除了层、链路层与分组层。除了X.25规程之外，规程之外，还有许多其他标准化组织或生产厂家制订还有许多其他标准化组织或生产厂家制订出来的规程，不同通信规程的终端直接连出来的规程，不同通信规程的终端直接连接起来是不能进行通信的，必须采用某种接起来是不能进行通信的，必须采用某种规程变换手段，才能使通信双方相互适配。规程变换手段，才能使通信双方相互适配。分组交换网由于具有

38、存储功能，可对接收分组交换网由于具有存储功能，可对接收到的信息进行一些处理，即负责某些规程到的信息进行一些处理，即负责某些规程变换功能，所以能适合于不同规程的终端变换功能，所以能适合于不同规程的终端之间进行通信。之间进行通信。第七章 交换分组技术二、分二、分组组交交换换机机1.1.硬件结构硬件结构 交换机基本结构如交换机基本结构如图图1 1所示。它由两种基本模块构所示。它由两种基本模块构成：接入模块（成：接入模块（AMAM）和资源模块（）和资源模块（RMRM）。）。AMAM负责负责DTEDTE的接入，完成物理层接口和链路层接口功能，的接入，完成物理层接口和链路层接口功能，RMRM负责中继线控制

39、和分组在网络中的传送控制。负责中继线控制和分组在网络中的传送控制。AMAM通过链接线（通过链接线（LinkLink）和）和RMRM相接。相接。AM AM和和RMRM的硬件结构类似，均为由双总线连接的多处的硬件结构类似，均为由双总线连接的多处理机结构，共享公共储存单元，并配备有硬盘，如理机结构，共享公共储存单元，并配备有硬盘，如图图2 2所示。所示。DPN-100 DPN-100大容量交换机另增设中继模块（大容量交换机另增设中继模块（TMTM），分），分担担RMRM的功能；增设网络链接模块（的功能；增设网络链接模块（NLMNLM）和高速数）和高速数据总线模块（据总线模块（DNSDNS），提高），

40、提高RM-AMRM-AM间的吞吐量。其模间的吞吐量。其模块结构如块结构如图图3 3所示。所示。图图1：AM-RM模块连接关系模块连接关系第七章 交换分组技术二、分二、分组组交交换换机机图图2：AM/RM模块结构模块结构第七章 交换分组技术二、分二、分组组交交换换机机图图3：DPN-100大型交换机结构大型交换机结构第七章 交换分组技术二、分二、分组组交交换换机机第七章 交换分组技术二、分二、分组组交交换换机机2.2.软件结构软件结构DPN-100DPN-100交换机的软件根据功能交换机的软件根据功能分工装载在相关的分工装载在相关的PEPE上，上，计有：局用软件、链接和计有：局用软件、链接和中继

41、线软件、服务器软件、中继线软件、服务器软件、接入协议软件和网络管理接入协议软件和网络管理软件，软件的层次结构如软件，软件的层次结构如图图4 4所示。其中，操作系统所示。其中，操作系统提供进程创建、消息发送提供进程创建、消息发送管理等功能以及和硬件的管理等功能以及和硬件的接口；无连接子网层控制接口；无连接子网层控制网络路由，支持网络中两网络路由，支持网络中两个远程进程之间的分组通个远程进程之间的分组通信；虚电路层保证源、终信；虚电路层保证源、终节点间分组通信的有序性，节点间分组通信的有序性，并提供端到端流量控制和并提供端到端流量控制和差错恢复；应用层则提供差错恢复；应用层则提供终端用户的服务，如

42、终端用户的服务，如X.25X.25等。等。第七章 交换分组技术二、分二、分组组交交换换机机3.3.路由选择路由选择 第七章 交换分组技术二、分二、分组组交交换换机机4.呼叫建立过程呼叫建立过程首先，主叫首先，主叫DTEDTE发呼叫请求分组给相连的发呼叫请求分组给相连的AMAM。分组中包含被叫。分组中包含被叫DTEDTE的数据网络的数据网络地址（地址（DNADNA），），DNADNA可为可为X.121X.121编号或编号或E.164E.164编号（编号（ISDNISDN编号）。编号）。AMAM通过链通过链接线将此呼叫请求送给接线将此呼叫请求送给RMRM，RMRM再送给再送给SPESPE中的中的“

43、源呼叫路由器源呼叫路由器”服务程服务程序，后者确定被叫序，后者确定被叫DTEDTE位于网络的哪个位于网络的哪个RMRM中，然后将该中，然后将该RMRM的的RIDRID置入呼叫置入呼叫请求分组的头部，请求分组的头部，RMRM检索检索RIDRID路由表将此请求分组发出。路由表将此请求分组发出。终节点收到该分组时，将其送给终节点收到该分组时，将其送给SPESPE中的中的“目的呼叫路由器目的呼叫路由器”服务程序，或服务程序，或者确定被叫者确定被叫DTEDTE所属的所属的AMAM，并将该，并将该MIDMID置入呼叫请求分组头部，置入呼叫请求分组头部，RMRM检索检索MIDMID路由表将此分组传给目的路由

44、表将此分组传给目的AMAM。目的目的AMAM收到该分组后，根据被叫地址确定目的用户线收到该分组后，根据被叫地址确定目的用户线PEPE，并在该，并在该PEPE上创建一上创建一个虚电路进程出路该呼叫，该进程由其个虚电路进程出路该呼叫，该进程由其PIDPID标识，然后向被叫标识，然后向被叫DTEDTE发送呼发送呼叫分组。待收到被叫叫分组。待收到被叫DTEDTE的证实后，目的的证实后，目的AMAM向主叫向主叫RMRM返回一个呼叫接收返回一个呼叫接收分组，该分组头中包含被叫分组，该分组头中包含被叫DTEDTE的完整路由标识的完整路由标识RIDRID、MIDMID和和PIDPID。主叫主叫DTEDTE收到

45、呼叫接收分组后就可开始发送数据，此时交换机只要根据路由收到呼叫接收分组后就可开始发送数据，此时交换机只要根据路由予以发送，不再需要予以发送，不再需要SPESPE的介入。的介入。第七章 交换分组技术二、分二、分组组交交换换机机5.5.网络管理网络管理为了确保网络的可靠和安全运行，为了确保网络的可靠和安全运行，DPN100DPN100网网专门设计了一套完整的网络管理系统，称专门设计了一套完整的网络管理系统，称为为DPNMNSDPNMNS，实施全程全网的统一管理。，实施全程全网的统一管理。在网络中可设置网管中心（在网络中可设置网管中心（NMCNMC）对全网进）对全网进行管理和控制，但是网管软件大部分

46、分布行管理和控制，但是网管软件大部分分布于交换机的各个模块中，它们和玩管中心于交换机的各个模块中，它们和玩管中心有特定接口，用以报告管理数据和接收控有特定接口，用以报告管理数据和接收控制命令。制命令。第七章 交换分组技术三、分组交换网三、分组交换网1.1.设备组成及功能设备组成及功能从设备来看，分组交换网由分组从设备来看，分组交换网由分组交换机、用户终端设备、远程交换机、用户终端设备、远程集中器（含分组装拆设备）、集中器（含分组装拆设备）、网络管理中心（网络管理中心（NMCNMC）以及传）以及传输线路等组成。输线路等组成。分组交换网的基本结构分组交换网的基本结构 第七章 交换分组技术三、分组交

47、换网三、分组交换网分组交换机分组交换机分组交换机的主要功能有：分组交换机的主要功能有：提供网络的两项基本业务：交换虚电路和永久虚电路，提供网络的两项基本业务：交换虚电路和永久虚电路，实现分组在两种虚电路上传送，完成信息交换任务。实现分组在两种虚电路上传送，完成信息交换任务。实现实现X.25X.25，X.75X.75建议的各项功能。建议的各项功能。如果交换机需直接接非分组型终端，或经电话网接终端，如果交换机需直接接非分组型终端，或经电话网接终端，则交换机还应有则交换机还应有X.3X.3，X.28X.28，X.29X.29，X.32X.32等建议功能。等建议功能。在转接交换机中应有路由选择功能，以

48、便在网中选择一在转接交换机中应有路由选择功能，以便在网中选择一条最佳路由。条最佳路由。能进行流量控制，防止网络阻塞，使不同速率的终端能能进行流量控制，防止网络阻塞，使不同速率的终端能互相通信。互相通信。完成局部的维修、运行管理、故障报告与诊断、计费及完成局部的维修、运行管理、故障报告与诊断、计费及一些网络的统计等功能。一些网络的统计等功能。1.设备组成及功能设备组成及功能第七章 交换分组技术三、分组交换网三、分组交换网1.设备组成及功能设备组成及功能用户终端（用户终端（DTEDTE）用户终端有两种：分组型终端和非分组型终端。分组型用户终端有两种：分组型终端和非分组型终端。分组型终端（如计算机或

49、智能终端等）发送和接受的均是规格终端（如计算机或智能终端等）发送和接受的均是规格化的分组，可以按照化的分组，可以按照X.25X.25协议直接与分组交换网相连。协议直接与分组交换网相连。而非分组型终端不能直接接入分组交换网，而要通过分而非分组型终端不能直接接入分组交换网，而要通过分组装拆设备（组装拆设备（PADPAD）才能接入到分组交换网。）才能接入到分组交换网。远程集中器（远程集中器（RCURCU）远程集中器可以将离分组交换机较远地区的低速数据终远程集中器可以将离分组交换机较远地区的低速数据终端的数据集中起来后，通过一条中、高速电路送往分组端的数据集中起来后，通过一条中、高速电路送往分组交换机

50、，以提高电路利用率。远程集中器含分组装交换机，以提高电路利用率。远程集中器含分组装/拆设拆设备（备（PADPAD）的功能，可以是非分组型终端接入分组交换网。）的功能，可以是非分组型终端接入分组交换网。远程集中器的功能介于分组交换机和远程集中器的功能介于分组交换机和PADPAD之间，也可理解之间，也可理解为为PADPAD的功能与容量的扩大。的功能与容量的扩大。第七章 交换分组技术三、分组交换网三、分组交换网1.设备组成及功能设备组成及功能网络管理中心（网络管理中心（NMCNMC）网络管理中心的主要任务是：网络管理中心的主要任务是：收集全网的信息：收集的信息主要有交换机或线路的故障信息，检测收集全