第5章 分组交换与帧中继
《计算机网络》 数据交换
空分交换
单级空分开关
时分交换
时分复用 时间片互换 多时分交换
5.2 报文交换
在 报 文 交 换 （ message switching ） 方 式 中 ， 信 息 的 交 换 是 以 报 文 （message）为单位的，通信的双方之间无需建立专用通道。例如，当计算 机间通信时，发送机要先把准备发送的信息加上报文头，包括目标地址、源 地址等信息，并将形成的报文发送给交换设备。交换器把收到的报文信息存 入缓冲区并输送进队列排队等候处理，这个过程称为“第一次排队”。
数据交换
交换技术是采用交换机或结点 机等交换系统，通过路由选择技 术在要进行通信的双方之间建立 物理的逻辑的连接，形成一条通 信电路，实现通信双方的信息传 输和交换的一种技术。
网络中的数据交换技术
在计算机网络中，计算机通常使用公用通信的传 输线路进行数据交换，以提高传输设备的利用率。在 网络中的数据交换方式可分为线路（电路）交换和存 储转发交换两大类，其中存储转发交换又可分为报文 交换和分组交换两种。分组交换可分为传统的分组交 换、帧中继交换和信元交换三种。
为了解决上述问题，人们便提出了一种称为分组交换 （packet switching）的技术。就是将用户的大报文分割成若干个具有统一 格式、具有固定长度的报文分组（称为包，packet）。以报文分组 为单位，在网络中按照类似于流水线的方式进行存储转发传输，从 而可以使各个交换器处于并行操作状态，很显然这样一来便可以大 大缩短报文的传输时间。每一个报文分组均含有数据和目标地址， 同一个报文的不同分组可以在不同的路径中传输，到达指定目标以 后，再将它们重新组装成完整的报文。
第五章 帧中继与ATM网络技术
第五章帧中继与ATM网络技术在第一部分“数据通信基础”一章及第二部分“数字数据网”一章我们都讨论过快速分组交换——帧中继，本章将更为详细地讲述帧中继的基本概念和技术。
在本章后面的章节还要讨论另外一种快速分组技术——ATM及其应用。
第一节帧中继基本概念1．什么是帧中继帧中继（Frame Relay,FR）技术是在分组交换技术充分发展，数字与光纤传输线路逐渐取代已有的模拟线路，用户终端日益智能化的条件下诞生并发展起来的。
它在OSI第二层上用简化的方法传送和交换数据单元。
由于链路层的数据单元一般称为帧，所以叫做帧中继。
帧中继技术主要用于传递数据业务，它使用一组规程将数据信息以帧的形式有效的进行传送。
2．帧中继的特点与X.25相比，帧中继具有如下技术特点：帧中继是简化的X.25分组技术。
它完成OSI物理层和链路层核心层的功能，删除分组层功能，将流量控制、纠错等留给智能终端去完成，大大简化了节点机之间的协议。
与X.25相类似，帧中继使用统计时分复用技术向终端用户提供共享的网络资源，通过永久虚电路实现线路资源的按需分配。
帧中继在链路层完成统计复用、帧透明传输和错误检测，但不提供发现错误后的重传操作。
省去了帧编号、流量控制、应答和监视等机制，把原X25分组在每个网络节点必须处理的27种控制信息减少到7种，从而大大节省了交换机的开销，提高了网络的吞吐能力，降低了通信时延，使节点机时延由20ms～30ms降到2～3ms。
一般帧中继的接入速率在64kbps～2Mbps之间，近期帧中继的速率已提高到8 Mbps～10Mbps，今后将达到45Mbps。
提供一套合理的带宽管理和防止阻塞的机制，允许用户有效地利用预先约定的带宽（CIR），还允许用户的突发数据占用未预定的带宽，以提高整个网络资源的利用率。
与分组交换网一样，帧中继采用面向连接的交换技术，可以提供SVC和PVC业务，但目前已应用的帧中继网络中，只采用PVC业务。
现代交换第5章--分组交换技术及IP技术
分组交换机的缓冲存储器处理能力是动态分配的， 通信线路的资源也是动态复用的，当某一时刻某一 局部区域的待通信业务量过大时，就会超过交换机 与通信线路的承受能力，而使很多分组丢失，丢失 的分组要重传，更加重了网路的负担，最终导致全 网通过量急剧下降。因而从网路角度也要对各虚电 路的流量与链路的流量进行控制，从而使全网的分 组流量在设计范围内防止上述拥塞现象的发生。
分组交换的工作方式
数据交换的三种方式
电路交换、报文交换、分组交换
分组交换的工作方式：
面向无连接 数据报方式 面向连接 虚电路方式
分组交换的工作原理
分组交换的工作原理(续)
DTE:A-C:数据报(datagram)方式
甲
乙
C1
交换机
交换机
甲
丙
乙
C2
交换机
交换机
交换机
分组交换的工作原理(续)
分组头格式
通用格式 识别符
分组头
分组头 格式
QDSS 逻辑信道组号 逻辑信道号
分组类型标识符
QDSS 通用格式识别符的组成 （4比特）
通用格式识别符由分组头第1个字节的8-5位组成。 Q比特(第8比特)称为限定符比特，用来区分传输的分
组是用户数据还是控制信息。Q＝0表示是控制信息， Q＝1表示是用户数据。 D比特（第7比特)为传送确认比特，D=0表示数据组由 本地确认(DTE-DCE之间确认)，D=1表示数据分组进行 端到端(DTE与DTE)确认。 SS比特(第6、5比特)为模式比特，SS=01表示分组的 顺序编号按模8方式工作，SS=10表示按模128方式工作。
(完整版)程控交换技术重点习题答案
第一章1．在通信网中为什么要引入交换的功能?在降低成本的前提下，保证网络高可靠性、高性能、易维护、易扩展，最终达到网络的智能化管理。
2．构成通信网的三个必不可少的要素是什么？交换设备、传输设备和用户终端设备是通信网的基本组成部分,通常称为通信网的三要素。
3．目前通信网中存在的交换方式主要有哪几种，它们分别属于哪种传送模式?目前在通信网中所采用的交换方式主要有以下几种：电路交换、多速率电路交换、快速电路交换、分组交换、帧交换、帧中继、ATM交换、IP交换、光交换、软交换。
电路交换、多速率电路交换、快速电路交换-———-属于电路传送模式（CTM）分组交换、帧交换、帧中继——---—-—-—-—-——————属于分组传送模式（PTM）ATM交换—-—---—--—-—-———-—-————-----—----———属于异步传送模式(ATM）4．电路传送模式、分组传送模式和异步传送模式的特点是什么？5．电路交换面向连接的工作方式是一条物理连接通路，只要通话即刻就可传送信息。
分组交换的虚电路方式是逻辑连接，是通过保存选路结果和路由连接关系来实现连接。
ATM交换面向连接的工作方式是逻辑连接,分为虚通道连接和虚信道连接.6．同步时分复用和异步时分复用的特点是什么？同步时分复用的特点是固定分配带宽.异步时分复用的特点是动态分配带宽。
7．面向连接和无连接的工作方式的特点是什么？面向连接的工作方式特点:不管是面向物理的连接还是面向逻辑的连接，其通信过程可分为三个阶段：连接建立、传送信息、连接拆除。
一旦连接建立，该通信的所有信息均沿着这个连接路径传送,且保证信息的有序性。
信息传送的时延比无连接工作方式的时延小。
一旦建立的连接出现故障，信息传送就要中断,必须重新建立连接，因此对故障敏感。
无连接工作方式的特点：没有连接建立过程，一边选路、一边传送信息。
属于同一个通信的信息沿不同路径到达目的地，该路径事先无法预知，无法保证信息的有序性。
现代交换技术重点整理
第1章：绪论交换的基本概念，通信网的三要素：终端设备传输系统交换系统数据通信和话音通信的区别：1，通信对象不同，数据通信实现的是计算机和计算机之间，以及人与计算机之间的通信，而话音通信实现的是人与人之间的通信。
2，传输可靠性不同，数据通信要求更高，话音相对较小3，通信的平均持续时间和通信建立响应不同，数据通信持续时间要短，建立连接的时间也短。
话音通信过程相反。
4，通信过程中信息业务量特性不同电路交换和分组交换的优缺点电路交换的主要优点：1，信息传输时延小，对一次连续而言，传输时延固定不变。
2，信息的传输效率比较高3，信息的编码方法和信息格式有通信双方协调，不受网络的限制缺点：1，电路的连续时间较长，当传输较短信息时，通信通道建立的时间可能大于通信时间，网络利用率低2，电路利用低3，通信双方在信息传输，编码格式，同步方式，通信协议等方面要完全兼容，限制了各种不同速率，不同代码格式，不同通信协议的用户终端的互通4，有呼损，可能出现由于对方用户终端设备忙或交换网负载过重而呼叫不通第2章：交换单元与交换网络1）连接的三种表示形式（函数表示形式，排列表示形式，图像表示形式）及它们间的相互转换2）T、S接线器及TST网络的工作原理3）Clos无阻塞网络基本结构和条件Clos网络结构：两边各有r个对称的m*n矩形交换单元，中间是m个r*r 的正方型交换单元。
每个交换单元都与下一级的各个交换单元有连接且仅有一条连接。
m,n,r是整数决定了交换单元的容量，称为网络参数记作C（m,n,r）三级clos网络无阻塞的条件：m>=2n-1.4）Banyan网的构成方法、自由选路的概念以及阻塞情况判断第3章：电路交换技术及接口电路电路交换呼叫接续过程：三个阶段：1，呼叫建立2，消息传输3，话终释放电路交换系统的基本功能：连接、信令、终端接口、控制功能。
模拟用户接口的七大功能：能对7个基本功能做简单解释。
1、馈电：所有连接在交换机上的电话分机用户，都由交换机向其馈电。
帧中继原理
帧中继原理在计算机网络中，帧中继是一种数据链路层协议，用于在广域网中传输数据帧。
它的原理是将数据帧从一个网络节点传输到另一个网络节点，同时保持数据的完整性和顺序性。
帧中继技术可以提高网络的传输效率和可靠性，是现代网络通信中常用的一种技术。
帧中继原理的核心是将数据帧划分为固定长度的帧，然后通过网络传输。
在传输过程中，每个帧都会被分配一个唯一的标识符，以确保数据的顺序性和完整性。
当数据帧到达目的地时，接收端会根据标识符将数据帧重新组装成完整的数据包，然后交付给上层协议进行处理。
帧中继技术使用了虚拟电路的概念，通过在网络节点之间建立虚拟连接来传输数据。
这种虚拟连接可以在不同的物理链路上传输数据，从而实现数据的快速传输和路由选择。
帧中继还可以对数据进行压缩和封装，以提高网络的传输效率和带宽利用率。
帧中继技术还具有灵活性和可扩展性。
它可以根据网络的需求动态调整帧的长度和传输速率，以适应不同的网络环境和负载情况。
同时，帧中继还支持多种不同的数据链路协议，可以在不同的网络环境中进行部署和应用。
在实际应用中，帧中继技术通常用于连接不同的局域网和广域网，实现数据的快速传输和路由选择。
它可以有效地解决网络拥塞和带宽不足的问题，提高网络的传输效率和可靠性。
同时，帧中继还可以支持多种不同的数据业务，包括语音、视频和数据传输等。
总的来说，帧中继技术是一种高效、灵活和可靠的数据传输技术，可以在不同的网络环境中发挥重要作用。
它的原理和特点使其成为现代网络通信中不可或缺的一部分，为网络的快速发展和应用提供了重要的技术支持。
帧中继技术的不断创新和发展将进一步推动网络通信技术的进步，为人们的生活和工作带来更多的便利和效益。
第五章分组交换和分组交换网要点
几种常见的路由选择策略：
1. 固定路由选择 2. 泛法路由选择 3. 随机路由选择 4. 自适应路由选择
固定路由选择举例
各节点的路由表
洪泛式路由选择示例
扩散式路由
虚电路路由表
虚电路重连接过程
5.2.5 流量控制
分组交换网中各个节点交换机的处理能力和各条线路 的传输容量是一定的，但是用户终端发送分组的时间和数 量具有随机性。如果不对数据流进行控制，有可能造成网 内数据流分布不均匀，部分节点和线路上的数据流超过其 处理能力或传输容量，造成网络的阻塞。严重时，分组在 网络中无法传送，不断被丢弃，源节点无法发送新的数据， 目的节点也收不到分组，造成死锁。
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）。
5.3.3 X.25的数据链路层——LAPB
X.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）。
（3）在数据报方式下，由于每个数据分组都要独立的寻找路径， 所以单个数据分组传输的时延较大。而虚电路一旦建立，单个 数据分组的传输时延则会小得多。
现代交换技术第5章
自适应路由算法 路由选择根据网络情况的 变化而变化. 优点:1)提高网络性能 2)有助于拥塞的控制 最短路径算法 最佳路由
流量控制与拥塞控制
流量控制的作用
防止网络吞吐量下降和传输时延增加 避免网络死锁 网络及用户之间的速率匹配
流量控制的层次
段级: 相邻节点间信息流量的控制 沿到沿级: 网络源节点与网络目的节点 接入级: 从DTE到网络源节点 端到端级: 从源DTE到目的DTE之间
2．分组交换的缺点
信息传送时延大 分组在每个节点机内都要经历存 储、排队、转发的过程 用户的信息被分成了多个分组，每个分组附加的分 组头都需要交换机进行分析处理，从而增加了开销 分组交换技术的协议和控制比较复杂 有流量控制， 差错控制，还有代码、速率的变换方法和接口，网 络的管理和控制的智能化等协议
进程
…
终端n 线路
…
201
…
20 1
进程
图5.2 逻辑信道的概念示意
逻辑信道具有如下特点： 在终端每次呼叫时，根据当时的实际情况分配LCN, 每次呼叫可以分配不同的逻辑信道号.同一个终端可 以同时通过网络建立多个数据通路，它们之间通过 LCN来进行区分 只具有局部意义
总是处于下列状态中的某一种：“准备好”状态、 “呼叫建立”状态、“数据传输”状态、“呼叫清 除”状态。
信息帧(I帧)：由帧头、信息字段I和帧尾组成。 I帧用于传输高层的信息，即在分组层之间交 换的分组，分组包含在I帧的信息字段中。 C 字段的第1个比特为“0” 监控帧(S帧)：没有信息字段，其作用是用来 保护I帧的正确传送. C字段的第2、1位为 “01” 无编号帧(U帧)：其作用不是用于实现信息传 输的控制，而是用于实现对链路的建立和断 开过程的控制. C字段的第2、1位为“11”
分组交换与帧中继比较
分组交换与帧中继比较一．摘要分组交换是以分组为单位进行传输和交换的，它是一种存储-转发交换方式，即将到达交换机的分组先送到存储器暂时存储和处理，等到相应的输出电路有空闲时再送出。
帧中继是一种用于连接计算机系统的面向分组的通信方法。
它主要用在公共或专用网上的局域网互联以及广域网连接。
大多数公共电信局都提供帧中继服务，把它作为建立高性能的虚拟广域连接的一种途径。
二．综述1.分组交换技术分组是由分组头和其后的用户数据部分组成的。
分组头包含接收地址和控制信息，其长度为3--10B，用户数据部分长度是固定的，平均为128B，最长不超过256B。
同一分组网内分组长度是固定的，而不同分组网分组长度可以不同。
路由选择确定了输出端口和下一个节点后，必须使用交换技术将分组从输入端口传送到输出端口，实现输送比特通过网络节点。
分组交换技术是在计算机技术发展到一定程度，人们除了打电话直接沟通，通过计算机和终端实现计算机与计算机之间的通信，在传输线路质量不高、网络技术手段还较单一的情况下，应运而生的一种交换技术。
分组交换也称包交换，它是将用户传送的数据划分成多个更小的等长部分，每个部分叫做一个数据段。
在每个数据段的前面加上一些必要的控制信息组成的首部，就构成了一个分组。
首部用以指明该分组发往何地址，然后由交换机根据每个分组的地址标志，将他们转发至目的地，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。
分组交换实质上是在“存储—转发”基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
在分组交换方式中，由于能够以分组方式进行数据的暂存交换，经交换机处理后，很容易地实现不同速率、不同规程的终端间通信。
2.分组传送过程a.分组交换网以“分组”作为数据传输单元，每一个分组的首部都含有地址等控制信息。
b.分组交换网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。
用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。
五邑大学现代交换技术思考题答案
五⾢⼤学现代交换技术思考题答案第⼆章交换⽹络1、在通信⽹的基本结构形式中，稳定性最好的结构是（ A ）A ⽹型⽹B 环形⽹C 星型⽹D 树型⽹2、基本交换单元有空分交换、时分交换和共享总线型交换单元。
3、连接功能是交换系统最基本的功能。
4、⼀个电信系统⾄少应当由终端和传输媒介组成。
5、当N个终端采⽤全互连⽅式连接的时候，需要（B ）连接对A N2B N(N-1)C (N-1)2D(N-1)(N-2)6、S接线器主要由⼀个连接n*n的电⼦接点矩阵和控制存储器组以及⼀些相关的接⼝逻辑电路组成。
7、T接线器主要由话⾳存储器SM 、控制存储器CM ，以及必要的接⼝电路（如串/并，并/串转换等）组成。
8、判断题：S接线器能将S接线器的输⼊复⽤线HW2的时隙56的内容B交换到输出复⽤线HW2的时隙34。
（×）第三章信令系统1、⽆论何种交换机，在通信⽹中均应完成功能包括接⼊功能、交换功能、信令功能和其它控制功能。
2、按信令信道与⽤户信息传送信道的关系分，信令分为随路信令和公共信道信令3、（D ）的主要功能是在相邻节点之间⽆差错地传输以帧为单位的数据。
A、物理层B、⽹络层C、传输层D、数据链路层4、设从A局（发端长话局）⾄E局（终端长话局）需经三级转接（B、C、D局），主叫为普通⽤户，被叫号码为0132345678，当信令采⽤逐段转发的传送⽅式时，A局向C局发的号码是（ B ）A、0132345678 B 、013234 C、0132 D、0135、信息在通信⽹中由发端⾄终端逐节点传递时，⽹络有⾯向连接和⽆连接两种⼯作⽅式。
6、信令系统在通信⽹中的作⽤包括维护、管理和统计。
7、信令单元为链路状态信令单元LSSU，此时信令单元中的长度表⽰语LI=( B )A、0B、1--2C、3--63D、63以上8、在ISUP消息中，（ B ）消息是交换局是在任⼀⽅向发送的消息，表明由于某种原因要求释放电路。
A．初始地址消息(IAM) B．释放消息(REL)C．释放完成消息(RLC) D．地址全消息(ACM)9、7号信令协议定义了三种信令单元，分别为消息信令单元、链路状态信令单元和填充信令单元。
计算机网络原理 帧中继交换
计算机网络原理帧中继交换
帧中继（Frame Relay）是以分组交换技术为基础的高速分组交换技术。
它利用数字系统的低误码率和高传输速率的特点，为用户提供质量更高的快速分组交换服务，是一种用于连接计算机系统的面向分组的通信方法。
1．帧中继的基本原理
帧中继是X.25在新的传输条件下的发展，它对X.25协议进行了简化和改进。
帧中继省略了X.25中的分组层，即网络层，以链路层帧为基础，实现多条逻辑链路的统计复用和转换。
由于帧中继省略了网络层，避免了网络层的报文分组和重装的消耗，而且帧中继允许最大帧长在1K字节以上，取消了网络层分组长度的限制，这种灵活性也保证了网络的高吞吐量。
帧中继保留了X.25链路层的HDLC帧格式，但不采用HDLC的平衡链路接入规程LAPB（Link Access Procedure - Balanced），而是按照ISDN标准使用独立于用户数据信道的呼叫控制信令，即LAPD规程。
它能够在链路层实现链路的复用和转接，所以帧中继的层次结构中只有物理层和链路层。
与X.25相比，帧中继在操作处理上做了大量的简化。
帧中继不考虑传输差错问题，其中节点只做帧的转发操作，不需要执行接收确认和请求重发等操作，差错控制和流量控制均交由高层端系统完成，所以大大缩短了节点的时延，提高了网内数据的传输速率。
2．帧中继的应用
帧中继主要用在公共或专用网上的局域网互联以及广域网连接。
大多数公共电信局都提供帧中继服务，把它作为建立高性能的虚拟广域连接的一种途径。
帧中继是进入带宽范围从56Kbps到1.544Mbps的广域分组交换网的用户接口。
帧中继
4.2.4 帧中继
帧中继（ Frame Relay，F R）技术是由X . 2 5分组交换技术演变而来的。F R的引入是由于过去2 0年来通信技术的改变。2 0年前，人们使用慢速、模拟和不可靠的电话线路进行通信，当时计算机的处理速度很慢且价格比较昂贵。结果是在网络内部使用很复杂的协议来处理传输差错，以避免用户计算机来处理差错恢复工作。
帧中继技术只提供最简单的通信处理功能，如帧开始和帧结束的确定以及帧传输差错检查。当帧中继交换机接收到一个损坏帧时只是将其丢弃，帧中继技术不提供确认和流量控制机制。
帧中继网和X . 2 5网都采用虚电路复用技术，以便充分利用网络带宽资源，降低用户通信费用。但是，由于帧中继网对差错帧不进行纠正，简化了协议，因此，帧中继交换机处理数据帧所需的时间大大缩短，端到端用户信息传输时延低于X . 2 5网，而帧中继网的吞吐率也高于X . 2 5网。帧中继网还提供一套完备的带宽管理和拥塞控制机制，在带宽动态分配上比X . 2 5网更具优势。帧中继网可以提供从2 M b p s到4 5 M b p s速率范围的虚拟专线。�
我们可以把帧中继看作一条虚拟专线。用户可以在两结点之间租用一条永久虚电路并通过该虚电路发送数据帧，其长度可达1 6 0 0字节。用户也可以在多个结点之间通过租用多条永久虚电路进行通信。
实际租用专线（ D D N专线）与虚拟租用专线的区别在于：对于实际租用专线，用户可以每天以线路的最高数据传段内按线路峰值速率发送数据，当然用户的平均数据传输速率必须低于预先约定的水平。换句话说，长途电信公司对虚拟专线的收费要少于物理专线。
第五章 分组交换与帧中继技术讲解
DTEA 交换机A 交换机B
DTEB
释放请求 释放
释放指示
释放确认 确认
释放确认
分组交换技术的产生及原理
交换虚电路的特点：
一次通信具有呼叫建立、数据传输和呼叫释放三个阶 段（面向连接工作方式）。数据分组中不需要包含终 点地址，对于数据量较大的通信传输效率高。
分组交换技术
路由选择
路由选择原则: ①使消息通过网络的平均延迟时间较短。 ②平衡网内业务量，使全网的通过量最大。
实现路由选择的路由算法: 固定路由算法
用于小规模的专用分组网
自适应路由算法 用于大规模的公用分组网
分组交换技术
路由选择
固定路由算法：在网络拓扑结构不变的情况下，根 据网络结构、传输线路的速率、途径交换机的个数 等，预先算出某一个交换机至各目的交换机的路由 表，然后将此表装入交换机的主存储器内。 例
分组交换技术
分组头格式
87654321 通用格式识别符 逻辑信道组号
逻辑信道号 分组类型识别符
分组交换是以存储转发的方式进行工作，在某一时间段内同 一物理信道上可以传送属于多个不同通信终端的分组，即可 以承载多条逻辑信道。
逻辑信道号与逻辑信道组号就是为了在同一物理信道上 区分若干逻辑信道而设置的。
分组交换技术的产生及原理
分组交换技术的产生及原理
分组交换——数据报方式
终端A终端C：采用数据 报方式 （1）数据分组传输时延大 （2）分组时延差别大 （3）对网络故障适应性强
分组交换技术的产生及原理
分组交换——虚电路方式
终端B终端D：采用虚电 路方式 （1）逻辑上的连接 （2）分组中不需要包含终 点地址 （3）传输时延小，时延差 别小
交换技术章自测题(含答案)
第4、5章分组交换、帧中继和ATM一、填空题1.虚电路包括交换虚电路和永久虚电路两种方式。
2.交换虚电路过程包括呼叫建立、数据传输和呼叫清除。
3.X.25分组层规定一条数据链路上最多可分配4096个逻辑信道。
4.默认的分组长度是128个字节，分组头长度为3个字节。
5.帧中继的最大帧长为1600个字节。
6.X.25分组头由通用格式识别符、逻辑信道标识和分组类型识别符三部分组成。
7.帧中继技术发展的两个必要条件是：传输线路光纤化和终端智能化。
8.帧中继对应OSI模型的物理层和链路层。
9.X.25协议中，虚电路标识由LCGN和LCN组成。
10.X.25规定的是DTE和DCE的接口协议。
11.X.25涉及OSI的物理层、链路层和网络层三层。
12.AAL的中文含义是指ATM适配层。
13.ATM协议参考模型分为4层，包括物理层、 ATM层、AAL层和高层，。
14.ATM信元中包含 48 个字节的用户数据信息。
15.ATM信元中包含 5 个字节的信元头。
16.ATM一条虚通道最多可以提供 65536 条虚通路。
17.ATM采用面向连接的工作方式，在两个端点站之间传送信息之前，需要在这两个端点站之间建立端到端的连接，事先建立好的连接称作虚电路。
18.ATM协议模型包括用户面、控制面和管理面三个平面。
二、单项选择题1．分组交换采用的复用方式是（B ）A、时分复用B、统计时分复用C、频分复用D、以上都不是2．帧中继信息字段的最大网络协商长度可达到（ D ）A、128个字节B、100个字节C、262个字节D、1600个字节3．一般的帧中继的信息长度是（C ）A、53个字节B、160个字节C、256个字节D、262个字节4．分组交换的默认分组长度是（C ）A、8个字节B、100个字节C、128个字节D、260个字节5．分组交换中表示逻辑信道的标识是（A ）A、LCGN/LCNB、DLCIC、VPI/VCID、PVC/SVC6．帧中继中表示逻辑信道的标识是（B ）A、LCGN/LCNB、DLCIC、VPI/VCID、PVC/SVC7．ATM中表示逻辑信道的标识是（C ）A、LCGN/LCNB、DLCIC、VPI/VCID、PVC/SVC8．ATM网中VC交换是（ B ）A、VPI值改变，VCI值不变B、VPI值、VCI值均改变C、VPI值、VCI值均不变D、VPI值不变，VCI值改变9．ATM网中VP交换是（A ）A、VPI值改变，VCI值不变B、VPI 值、VCI值均改变C、VPI值、VCI值均不变D、VPI值不变，VCI值改变10．异步转移模式采用的复用方式是（ B ）A、时分复用B、统计时分复用C、频分复用D、以上都不是11．以下不属于分组交换的特点的是（ B ）A.统计复用B.透明传输C.差错控制D.支持不同类型终端间的通信三、名词解释1．分组交换：2．统计时分复用：3．帧中继：4．虚电路：5．永久虚电路：6．交换虚电路：四、判断题1.X.25建议包括物理层和链路层两层。
现代交换原理与通信网络技术
二、填空题1.电话交换技术的发展经历了人工交换阶段、机电式自动交换阶段、电子式自动交换阶段三个阶段。
2.PSTN（公用电话网）采用的交换方式是电路交换方式。
3.数字程控交换机的基本结构是由控制子系统和信息子系统。
4.本地电话网的汇接方式可分为去话汇接、来话汇接、去来话汇接、主辅汇接四种方式。
5.我国电话网采用5级结构。
6.从公共式交换机直到今天的交换机，一直采用由交换机提供通话电源的方式，我们称这种方式为中央馈电方式。
7.电话机的基本组成包括通话设备、转接设备、信令设备三部分。
8.本地电话网按照覆盖区域的大小和服务区域内人口的多少采用不同的组网方式主要可以采用单局制、多局制、汇接制三种组网方式。
9.按照节点的接续类型有四种，分别是本局接续、出具接续、入局接续、转接（汇接）接续。
10.T接线器的基本功能是完成一条同步时分复用线上各个时隙之间话音信息的交换。
三、简答题1.试分析程控电话交换的接续过程。
答曰：主叫摘机呼叫——向A送拨号音准备收号——收号与号码分析——建立连接向B振铃向A送回铃音——被叫应答进入通话——一方用户挂机向另一方送忙音——通话结束。
3.拨打一个国际长途：00-82-301-2345678，五个字段的数字分别代表什么含义？答曰：00国际长途字冠，82国家号码，301国内长途号码，2345678本地网电话号码。
第一章交换概论1、在通信网中为什么要引入交换的概念？为了实现多个终端之间的相互通信，引入了交换节点，各个用户终端分别经通信线路连接到交换节点上，交换节点就是交换机，它完成交换的功能！2、交换方式有多少类传输模式？各传输模式的特点？目前交换技术主要有那几种，分别属于哪种传送模式？（1）电路传送模式CTM：电路交换，多速率电路交换，快速电路交换（2）分组传送模式PTM：分组交换，帧交换，帧中继（3）异步传送模式ATM：IP交换，光交换，软交换3、电路交换、分组交换的虚电路方式以及ATM交换都采用面向连接的工作方式，它们有何异同？（1）相同点：①都有连接建立，传送信息，连接拆除三个阶段；②一旦建立连接，该通信所有信息都沿着这个连接传送，且保证信息的有序性；③信息传送的时延比无连接工作方式的时延小；④对故障敏感；（2）不同点：电路交换建立的是物理连接；分组交换的虚电路方式建立的是逻辑连接；ATM交换建立的是逻辑连接（虚连接）。
卞佳丽现代交换原理重点总结
6.时分交换单元划分为两种类型：共享存储器型交换单元与共享总线型交换单元。（填空） p38 7.时间接线器：（简答，不画图，基本结构，控制方式）p40 时间接线器也称为 T 接线器，它是一个典型的共享存储器型的交换单元，它的输入是一条同 步时分复用线（简称为入复用线），同时它的输出也是一条同步时分复用线（简称为出复用 线）。时间接线器主要应用在数字电话交换系统中，用于完成一条同步时分复用线上各个时 隙之间话音信息的交换。 （1）基本结构：时间接线器由话音存储器（Speech Memory -- SM）与控制存储器（Control Memory -- CM）构成 其中话音存储器用来暂时存放数字编码的话音信息，话音存储器大小与入复用线（或出复用 线）上的时隙数相关。 控制存储器用来控制话音存储器的读或写，它存放的内容是话音存储器在当前时隙内应该写 入或读出的地址。
T Sn-1 T S 0
0
d …a
1
e …b
...
N-1 f … c
T S n-1 T S0 e …c f …a
d …b
T Sn-1 T S 0
00 11 ... ...
N-1 N-1
d …a e …b
f …c
T S n-1 T S0
f …b
0
d …c
1
...
e … a N-1
01
N-1
0 1 N-1 ... 0
第 3 章 数字程控电话交换与电话通信网
1.电话交换技术的发展经历了三个阶段：
人工交换阶段 机电式自动交换阶段(步进制交换机，纵横制交换机) 和电子式自动交换阶
段 （填空）P68
2.我国发展程控技术经过三个阶段：
引进程控交换机，引进程控交换机生产线，自行研制程控交换机。P70
程控交换技术第五章分组交换与帧中继技术
分组交换
将数据分割成固定长度的数据包 ，每个数据包带有地址信息，通 过交换机进行存储和转发。
帧中继
采用可变长度帧进行数据传输， 帧头包含地址信息和控制信息， 通过交换机进行快速转发。
总结
分组交换和帧中继在技术特点上 存在差异，分组交换更适合传输 大量数据，而帧中继更适合实时 性和交互性要求较高的应用。
1990年代
随着互联网的普及和发展，分组交换技术得到了更广泛的应用，成为 构建互联网的重要基础。
21世纪
随着云计算、大数据、物联网等新兴技术的发展，分组交换技术不断 演进和完善，为现代通信和信息处理提供了强有力的支持。
02
分组交换原理
分组交换的基本概念
动态分配带宽
分组交换技术可以根据实际需求动态分配 带宽，提高了网络资源的利用率。
随着互联网的发展，大数据传输需求不断增加，分组交换技术将继续发
挥重要作用。
02
帧中继
随着实时通信技术的发展，帧中继技术的应用场景将进一步扩大，未来
将与5G、物联网等技术结合更加紧密。
03
总结
分组交换和帧中继在未来都有广阔的发展前景，分组交换将继续在大数
据传输领域发挥重要作用，而帧中继将与实时通信技术结合更加紧密，
典型的帧中继应用案例包括数据中心之间的数据传输、大型 企业分支机构之间的数据传输等。通过采用帧中继技术，这 些应用能够实现高速、可靠的数据传输，提高数据中心的性 能和可靠性。
分组交换与帧中继的综合应用案例
随着互联网的发展和云计算的普及，越来越多的应用需要同时具备分组交换和帧中继技术的优点。因 此，许多应用开始采用分组交换与帧中继的综合技术，以实现更加高效、可靠的数据传输。
分组交换技术基于存储转发原理，将 用户发送的数据先保存在交换机的存 储器中，然后根据网络状况选择最佳 路径将数据分组发送到目的地。
分组交换与帧中继比较
分组交换与帧中继比较一．摘要分组交换是以分组为单位进行传输和交换的，它是一种存储-转发交换方式，即将到达交换机的分组先送到存储器暂时存储和处理，等到相应的输出电路有空闲时再送出。
帧中继是一种用于连接计算机系统的面向分组的通信方法。
它主要用在公共或专用网上的局域网互联以及广域网连接。
大多数公共电信局都提供帧中继服务，把它作为建立高性能的虚拟广域连接的一种途径。
二．综述1.分组交换技术分组是由分组头和其后的用户数据部分组成的。
分组头包含接收地址和控制信息，其长度为3--10B，用户数据部分长度是固定的，平均为128B，最长不超过256B。
同一分组网内分组长度是固定的，而不同分组网分组长度可以不同。
路由选择确定了输出端口和下一个节点后，必须使用交换技术将分组从输入端口传送到输出端口，实现输送比特通过网络节点。
分组交换技术是在计算机技术发展到一定程度，人们除了打电话直接沟通，通过计算机和终端实现计算机与计算机之间的通信，在传输线路质量不高、网络技术手段还较单一的情况下，应运而生的一种交换技术。
分组交换也称包交换，它是将用户传送的数据划分成多个更小的等长部分，每个部分叫做一个数据段。
在每个数据段的前面加上一些必要的控制信息组成的首部，就构成了一个分组。
首部用以指明该分组发往何地址，然后由交换机根据每个分组的地址标志，将他们转发至目的地，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。
分组交换实质上是在“存储—转发”基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
在分组交换方式中，由于能够以分组方式进行数据的暂存交换，经交换机处理后，很容易地实现不同速率、不同规程的终端间通信。
2.分组传送过程a.分组交换网以“分组”作为数据传输单元，每一个分组的首部都含有地址等控制信息。
b.分组交换网中的结点交换机根据收到的分组的首部中的地址信息，把分组转发到下一个结点交换机。
用这样的存储转发方式，最后分组就能到达最终目的地。
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（1）在分组头部含有有关目的地址的完整信息，可以使同一个通 信中的各个分组经历不同的路径到达目的端。 （2）整个通信过程中不需要呼叫建立和呼叫清除阶段，只需要数 据传输阶段，对短报文通信传输效率比较高。 （3）对网络故障的适应能力强，一旦某个经由的分组交换机出现 故障，则可以另外选择传输路径。 （4）各分组的传输时延和传输路径有关，由于目的终端接收的分 组可能是经由不同的路径传输来的，分组之间的到达顺序可能会发 生错乱，因此目的终端必须有能力将接收的分组重新排序。 8
建立SVC 传输用户数 据 流量控制
DTE中断 DTE中断 证实
登记请求
DCE中断 DCE中断 证实
登记证实
加速传输重 要数据 申请或停止 可选业务
14
现代交换原理
第5章 分组交换与帧中继
5.1 分组交换
二、分组交换核心技术 1、分组格式/类型与最佳长度
（2）分组类型
从DTE到 DCE 恢 复 分 组 复位分 组 复位请求 DTE复位 证实 重启动请 求 DTE重启 动证实 诊断 释放请求 DTE释放 证实 释放指示 DCE释放 证实 从DCE到 DTE 复位指示 DCE复位 证实 重启动指 示 DCE重启 动证实 功 能 分组类型识别符 8 7 6 5 4 3 2 1
15
现代交换原理
第5章 分组交换与帧中继
5.1 分组交换
二、分组交换核心技术 1、分组格式/类型与最佳长度
（2）分组类型 1）呼叫建立分组。主要有：呼叫请求分组和呼叫接受分组。
呼叫请求分组
8 0 0 0 1 0 0 0 5 4 逻辑信道群号 0 1 0 1 1 1 8 0 0 0
呼叫接受分组
5 1 4 1
5
现代交换原理
第5章 分组交换与帧中继
5.1 分组交换
一、分组交换工作原理 3、分组交换与报文交换的储存转发思想
分组交换的存储转发思想和报文交换相同，只不过报文交换存 储转发的是整个报文，而分组交换是先将报文拆分成若干个分组并 对各个分组分别进行存储转发，如图所示。从这一点来看，当报文 较大时，分组交换时延要远小于报文交换时延。
Nbits D D ( Lmax h)(5-1) h
19
现代交换原理
第5章 分组交换与帧中继
5.1 分组交换
二、分组交换核心技术 1、分组格式/类型与最佳长度
（3）分组最佳长度 为了简单起见，假设一个报文被分成整数个分组。那么若不考 虑排队和处理时延，则在从源点到宿点所经过的传输速率相同 的i条链路中，传送一个报文所需要的总时间T为第一个分组通 过前面（i－1）条链路的时间加上整个报文通过最后一条链路 的时间。令R为每条链路的传输速率(bit/s)，则有 (i 1) Lmax D D Lmax h h T R (5-2) 因此，T的平均值为： i 1Lmax ED ED Lmax h h (5-3) E T
3 B 发送终端A 2 B 1 B 分组交换 机1 2 B 存储器 2 B 存储器 3 B 1 B 分组交换 机3 3 B 2 B 1 B
接收终端B
分组交换 机2
存储器 a)
7
现代交换原理
第5章 分组交换与帧中继
5.1 分组交换
一、分组交换工作原理 3、分组交换的工作原理
分组交换可以提供两种服务方式：数据报方式和虚电路方式。 数据报方式具有以下一些特点：
2
现代交换原理
第5章 分组交换与帧中继
5.1 分组交换
一、分组交换工作原理
2、分组交换通信系统组成 通常由数据终端设备（Data Terminal Equipment，DTE）、分 组交换网和交换协议共同组成，如图所示。
接口协议 X.25 分组交换机 X.25 接口 协议 协 议 转 换 非分 组用 户协 议
现代交换原理
第5章 分组交换与帧中继
第5章 分组交换与帧中继
5.1 分组交换 5.2 帧中继
1
现代交换原理
第5章 分组交换与帧中继
5.1 分组交换
一、分组交换工作原理
1、最基本思想 分组交换最基本的思想是存储转发并实现通信资源共享。这种 交换技术可以实现对网络资源的统计复用，信息传输时延短，数据 传输可靠性高，特别适用于突发性的通信业务。
现代5.1 分组交换
一、分组交换工作原理 3、分组交换的工作原理
虚电路方式的分组交换。
3 B 发送终端A 2 B 1 B 分组交换 机1 3 B 2 B 1 B 分组交换 机3 3 B 2 B 1 B
接收终端B
存储器
存储器
分组交换 机2
存储器
b)
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现代交换原理
第5章 分组交换与帧中继
交换节点1 交换节点2 交换节点3 交换节点1 交换节点2 交换节点3 传输时延 分组1 存储时延 分组2 分组1 分组2 处理与排队时延 处理与排队时延 报文 存储时延 传输时延
报文
6
现代交换原理
第5章 分组交换与帧中继
5.1 分组交换
一、分组交换工作原理 3、分组交换的工作原理
数据报方式的分组交换。
5.1 分组交换
一、分组交换工作原理 3、分组交换的工作原理
虚电路方式具有以下一些特点： （1）一次通信的整个过程中需要包含呼叫建立、数据传输和呼叫 清除三个阶段，对长报文通信传输效率比较高。 （2）各分组头部不需要包含目的地址的完整信息，只需要给出虚 电路标识号，亦即逻辑信道的标号。 （3）目的终端不需要对收到的分组进行重新排序。 （4）电路的建立是逻辑上的，只是为收发终端之间建立逻辑通道， 只有在有数据传输需要时，才占用网络的传输资源； （5）和数据报方式相比，虚电路方式在数据传输阶段的时延小。
R
但是若没有报文长度分布的先验知识，则上式中的E[D]不可能 求得。为此，可以采用下述近似表达式： 1 ED 1 (5-4) ED Lmax h ED Lmax h
2 Lmax h 2
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现代交换原理
第5章 分组交换与帧中继
5.1 分组交换
二、分组交换核心技术 1、分组格式/类型与最佳长度
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现代交换原理
第5章 分组交换与帧中继
5.1 分组交换
二、分组交换核心技术 1、分组格式/类型与最佳长度
（1）分组格式 分组的一般格式包括分组头和分组数据。其中，分组头格式如 图所示，占用分组的前三个字节。通用格式识别符占用4比特。逻辑 信道群号与逻辑信号号合在一起，用于指示分组所对应的逻辑信道。 分组类型识别符用于指示各分组的类型。
（3）分组最佳长度 D Lmax h 的平均值介于两相邻整数 当报文长度D的概率分布使得 的中间值时，上式是精确表达式。进而，可以得到： i 1Lmax ED EDh Lmax h h 2(5-5)
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现代交换原理
第5章 分组交换与帧中继
5.1 分组交换
二、分组交换核心技术 1、分组格式/类型与最佳长度
（3）分组最佳长度 设报文的总长度为D(bit)，其中包括固定的报文头部，但不包 括将报文分割成分组后，附加到每个分组上的额外开销（如分 Lmax 组头）。令h(bit)为附加到每个分组的开销， 为包括附加 开销在内的最大分组长度。 则可以得到，以分组方式发送一个报文所必须传送的总比特数 为，其中. 表示取大于或等于 max h) 的最小正整数： D (L
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现代交换原理
第5章 分组交换与帧中继
5.1 分组交换
二、分组交换核心技术 1、分组格式/类型与最佳长度
（2）分组类型
从DTE到 DCE 呼叫建立分组 数据分 组 数 据 传 输 分 组 流量控 制分组 中断分 组 登记分 组 呼叫请求 呼叫接受 DTE数据 DTE RR DCE RNR DTE REJ 从DCE到 DTE 入呼叫 呼叫连接 DCE数据 DCE RR DTE RNR 功 能 分组类型识别符 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 ×××××××0 ××× 0 0 0 0 1 ××× 0 0 1 0 1 ××× 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1
复位一个虚 电路
0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1
重启动 分组 诊断分 组 呼叫释放分组
重启动所有 虚电路
1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
诊断
1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1
释放SVC
非分组终端
通信链路 接口协议 X.25
分组终端
网内协议
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现代交换原理
第5章 分组交换与帧中继
5.1 分组交换
一、分组交换工作原理
2、分组交换通信系统组成 1）分组交换网由若干个分组交换机（节点机）和连接交换节点的 通信链路组成，完成分组数据的转接和传输。 2）分组交换协议分为接口协议和网内协议。 重要核心协议：CCITT X.25 。 内部协议：CCITT定义的网间接口协议---CCITT X.75协议。 在实际应用中，许多分组交换网的网内协议都是在X.75或X.25 的基础上进行少量修改或增补而形成的。
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现代交换原理
第5章 分组交换与帧中继
5.1 分组交换
一、分组交换工作原理
2、分组交换通信系统组成 DTE可以是计算机或是一般I/O设备，具有一定的处理、发送和 接收数据能力。分组交换网及X.25接口协议要求DTE具有X.25协议的 处理能力，如果DTE具有这种处理能力，则该DTE称为标准的分组终 端，否则称为非分组终端。对于非分组终端，如果其要利用分组交 换网进行通信，则需要对其补增分组拆装功能，以实现其原有接口 协议与X.25协议之间的转换。