第九讲 X.25及帧中继交换技术

用户高层
多信道逻辑接口
用户数据
分组层 网
链路逻辑接口 数据链路层
H
用户数据
FA 络
C
信息
FCS
F
物理接口
物理层 DTE
DTE/DCE 接口
比 特 流 DCE (b) 信息流关系
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(a) X.25 接口逻辑结构 .
5.2.1 物理层
• 物理层 物理层采用X.21建议。定义了DTE和DCE 间的电气接口和建立物理的信息传输通路 的过程。X.21建议规定如下：
第五章 X.25及帧中继交换技术 X.25及帧中继交换技术
基本概念、分层结构及协议、 设备
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5.1 X.25概述
• X.25是最早的分组交换技术国际标准，是 基于面向连接网络分组终端与分组交换机 之间的协议。 • 全称是“公用数据网络中通过专用电路连 接的分组式数据终端设备（DTE）和数据 电路终接设备（DCE）之间的接口”。 • 主要功能是描述如何建立虚电路、传输数 据、拆除链路、拆除虚电路, 以及差错控制、 流量控制、情况统计等，并提供可选业务 和配置功能。
B，SABM，P B，UA，F
链路建立阶段
A 站状态变量初始化 V (R)←0
数据传输阶段
A，DISA，F
通信结束， 站发出请求 通信结束，B站发出请求 断开链路， 占同意便发 断开链路，A占同意便发 送证实分组，链路释放。 送证实分组，链路释放。
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5.2.3 分组层
2
X.25网络结构和通信协议
X.25为分组终端 与 为分组终端PT与 为分组终端 分组交换机DCE之间 分组交换机 之间 的通信协议。 的通信协议。
分组交换机 2
分组交换网 分组交换机 分组交换机 3
PAD
PT
NPT
X.25
A1
PAD
X.25
PT
X.28 X.3
X.29 X.29
X.28为非分组终端 为非分组终端 NPT与分组适配器 与分组适配器 PAD之间的通信协 之间的通信协 议。
LCGN和LCN可区分 和 可区分4096个 可区分 个 路基信道， 保留 保留， 路基信道，0保留，实际可用 4095个信道。 个信道。 个信道 TYPE用来区分分组 用来区分分组 类型。 类型。
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表5.3 分组类型
分 组 类 型 类型 呼叫建立和 清除 从DTE到DCE 呼叫请求 呼叫接受 释放请求 DTE释放确认 DTE数据 DTE中断请求 DTE中断确认 DTE RR DTE RNR DTE REJ DTE复位请求 DTE复位确认 DTE重新启动请求 DTE重新启动确认 从DCE到DTE 呼叫指示 呼叫接通 释放指示 DCE释放确认 DCE数据 DCE中断请求 DCE中断确认 DCE RR DCE RNR DCE复位请求 DCE复位确认 DCE重新启动请求 DCE重新启动确认 诊断 0 0 0 0 0 0 0 0 第3字节编码 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1
用户数据
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4. X.25 分组级通信过程
呼叫请求 网络 入呼叫 呼叫接收 呼叫接通 数据 数据 呼叫请求 释放指示 释放确认 释放确认 数据 数据
DTE A
DCE A
DCE B
DTE
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5.3 X.25分组网络的设备
• 1．分组交换机 分组交换机，完成终端与交换机间接口协 分组交换机 议(X.25)和交换机间信令协议，完成分组消息 的存储转发和提供分组网服务支持。 • 2．网路管理中心 网路管理中心，与分组交换机共同协作保 网路管理中心 证网路正常运行。 • 3．分组装拆设备 分组装拆设备，完成非分组终端的X.25协 分组装拆设备 议格式转换、装/拆分组、分组复用等。 • 4．远程集中器，类似分组交换机，但无路由 功能。
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5.4 帧中继概述
• 帧中继(FR) ，是在OSI第二层上用简化的方法传 送和交换数据单元的一种技术，仅完成物理层和 链路层核心层的功能，将流量控制、纠错等留给 终端完成。 与X.25比较，特点：
– 只有物理层和链路层，网内节点处理大为简化，处理 效率高，网络吞吐量高，通信时延低，用户接入速率 在64kbit/s至2Mbit/s，最高可达34Mbit/s。 帧信息长度长，最大可达1600字节/帧。 在链路层完成动态复用、透明传输和差错检测。网内 节点只检错不纠错，出错帧丢弃，无重传机制，额外 开销小。
X.3规范 规范PAD 规范 内部功能操 作。
X.29为PAD之间或 为 之间或 PT与PAD之间的 与 之间的 通信协议。 通信协议。
3
X.25的应用环境
X.25 . MODEM PT （DTE） 注： PT 分组型终端 PS 分组交换机 DCE … MODEM PS 分组交换网 PS
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5.2 X.25的分层结构及协议
•
– –
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5. 5 帧中继的分层结构及协议
• 5.5.1 帧中继的分层结构 • 仅完成物理层和链路层的核心功能，终端 将数据发送到链路层，并封装在Q.922核心 层的帧结构中，以帧为单位进行信息传送。 • 原OSI协议第2、第3层的一些处理，如纠错、 OSI 2 3 流量控制等，留给终端完成。
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•
未编号帧，用于对链路建立和断开过程控制。包括 未编号帧 置以不平衡方式(SABM)、断开链路(DISC)、已断 开链路(DM)、确认(UA)和拒绝(FRMR)帧。
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1.HDLC帧结构
• • (4) 信息字段 信息字段(I)，信息字段只在信息帧中有， 其他类型帧没有。其内容为分组层帧。 (5) 帧校验序列 帧校验序列(FCS)，通过16bitCRC校验操 作后的余数，收端利用CRC校验检错，出错 时丢弃该分组，并通知对端重发。
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1.HDLC帧结构
• • • (3) 帧的控制字段 帧的控制字段(C)，指示帧类型，规定了3种类型。 信息帧，bit 1为0，其余用作模8的发送顺序号N(S) 信息帧 和接收顺序号N(R)。 监控帧，用于保证信息帧的正确传送，3个类型： 监控帧
– – – RR帧：收端准备好，期望接收序号为N(R)的下一个帧； RNR帧：示忙，希望对方暂停发送； REJ帧：拒绝了序号N(R)的帧，要求重发，此前帧确认。
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1.HDLC帧结构
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1.HDLC帧结构
• (1) 标志 标志F，采用0111 1110序列，区分两个 不同的分组单元，标志一个分组的开始或 结束。 • 为了避免分组单元内出现伪标志，采用信 息码中连续5个连“1”自动插入“0”，收端 5个连“1”自动除去“0”的比特填充技术， 保证对数据透明传送。
– 机械特性：ISO 4903规定的15针连接器和引线 分配，通常使用8线； 8 – 电气特性：平衡型； – 同步串行传输； – 点到点全双工； – 适用于交换电路和租用电路。
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物理层接口
T（传送） C（控制）
D T E
R(接收) I(标志) S（信号，即比特定时) B（字节定时）任选 Ga（DTE 公共回线） G（地）
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1.HDLC帧结构
• (2) 帧地址字段 帧地址字段(A)，在X.25协议中，该字段用来 区分两个方向的命令/响应帧以及单链路/多链路。 • 单链路，DCE发送命令/响应用A类，DTE用B类。 多链路，DCE用C类，DTE用D类。
地址类型 A B C D 多链路 链路配置 单链路 二进制地址值 00000011 00000001 00001111 00000111
帧中继的分层结构
C平面，完成控制操作，用于虚通路 平面，完成控制操作， 平面 连接建立、维持和释放控制， 连接建立、维持和释放控制，保证 控制报文可靠传递，采用Q.931和 控制报文可靠传递，采用 和 Q.921信令协议。 信令协议。 信令协议
U平面，提供端到端功能，用于传 平面，提供端到端功能， 平面 送用户数据，保持帧顺序，无重帧， 送用户数据，保持帧顺序，无重帧， 采用Q.922建议核心部分，包括帧定 建议核心部分， 采用 建议核心部分 透明传输、帧复用、帧长、 界、透明传输、帧复用、帧长、检 错和拥塞控制等。 错和拥塞控制等。
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诊断
图5.10 控制分组格式
8 Q 7 D 6 0 5 1 LCN 分组类型 附加信息 (a) 控制分组格式 1 0 0 0 主叫 DTE 地址长度 被叫 DTE 地址 主叫 DTE 地址 0 0 0 0 业务功能字段长度 业务功能字段 呼叫用户数据 (b) 呼叫请求分组格式
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4
3
2
1
8
7 Q D
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A站初始化，置发送 站初始化， 站初始化 分组序号和接收分 组序号为0。 组序号为 。
2.X.25的链路操作模式站初始化，置发送 B站初始化 站初始化，
分组序号和接收分 组序号为0。 组序号为 。
A B
V(S)←0 V(R)←0 B 站状态变量 初始化 V (S)←0
A站发出置链路为异 站发出置链路为异 步平衡模式SABM， 步平衡模式 ， B站用 证实，链 站用UA证实 站用 证实， 路建立。 路建立。
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5. 5.3 帧中继的帧格式
图(a)为Q.922规定的 为 规定的 帧中继帧格式， 帧中继帧格式，图(b) 帧格式， 为LAPF帧格式，地 帧格式 址字段相同， 址字段相同，添加 了控制字段C， 了控制字段 ，区分 3种帧类型。 种帧类型。 种帧类型 地址字段区分同一 通路上多个数据链 字节， 路，占2~4字节，2 字节 字节时DLCI为 字节时 为 10bit，更多字节时 ， 控制， 为 用EA控制，EA为0 控制 地址结束
D C E
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5.2.2 数据链路层
• 在物理层之上实施信息传输控制，规定了在 DTE和DCE之间交换分组的过程，功能包括：