第五章分组交换和分组交换网要点
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。
1-02、试简述分组交换的要点。
缺点:电路交换的平均连接建立时间长。信道利用低。
(2)分组交换:分组交换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)逐个地发送出去.
优点:加速了数据在网络中的传输。简化了存储管理。减少了出错机率和重发数据量。
p=√hx/(k-1)
1-13、面向连接服务与无连接服务各自的特点是什么?
答:面向连接服务的特点是,在服务进行之前必须建立数据链路(虚电路)然后在进行数据传输,传输完毕后,再释放连接。在数据传输时,好象一直占用了一条这样的电路。适合于在一定期间内要向同一目的地发送许多报文的情况。对传输数据安全,不容易丢失和失序。但由于虚电路的建立,维护和释放要耗费一定的资源和时间。
若应用层数据长度为1000字节,数据的传输效率是多少?
答:数据长度为100字节时
传输效率=100/(100+20+20+18)=63.3%
数据长度为1000字节时,
传输效率=1000/(1000+20+20+18)=94.5%
缺点:仍存在存储转发时延。增加了处理的时间,使控制复杂,时延增加。
1-06、试将TCP/IP和OSI的体系结构进行比较。讨论其异同之处。
答:(1)OSI和TCP/IP的相同点是二者均采用层次结构,而且都是按功能分层。
(2)OSI和TCP/IP的不同点:
①OSI分七层,自下而上分为物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层和应用层,而TCP/IP分四层:网络接口层、网间网层(IP)、传输层(TCP)和应用层。严格讲,TCP/IP网间网协议只包括下三层,应用程序不算TCP/IP的一部分。
简述分组交换的要点
简述分组交换的要点
分组交换是计算机网络中常用的数据传输方式之一,它以数据包为单
位进行传输,可以高效地传输大量数据。
其主要要点包括以下几个方面:
1. 分组的结构
每个数据包都由头部和数据两部分组成,头部包含了控制信息,例如
源地址、目的地址、校验和、数据包长度等,数据部分是要传输的实
际数据。
分组的长度可以根据网络状况和传输速度进行调整。
2. 分组的传输流程
分组交换采用存储转发的方式进行传输,每个路由器都会接收到分组,根据头部信息决定将其转发至哪一条路径,直至到达目的主机。
在传
输过程中,路由器可以根据网络拥塞情况对分组进行排队等待,以保
证传输效率。
3. 网络拓扑结构
分组交换可适用于各种不同的网络拓扑结构,例如星型、环形、网状等。
各种不同的拓扑结构可以基于不同的物理媒介进行实现,例如有
铜线、光纤、无线等。
4. 控制协议
分组交换使用的是一种分布式的控制协议,每个路由器都可以根据收
到的分组信息进行自主的路由选择。
有诸多不同的路由选择算法可供
选择,例如距离矢量算法、链路状态算法等。
5. 质量服务
分组交换可以提供各种不同的服务质量,例如保证数据包传输的可靠性、传输速度和带宽保障等。
根据不同的应用场景,可以选择不同的
服务质量方式。
总的来说,分组交换作为计算机网络的一种基本通信方式,具有很多
优点,例如灵活性强、能够提供多种服务质量、支持多种拓扑结构等,在现代网络通信中被广泛使用。
现代 第5章 交换技术
重复,以保证接收到的消息无差错。
No.7信号系统能满足多种通信业务的要求,可用于电话网、智能网和 综合业务网等。还能作为一种可靠的传送系统,在交换局和特种服务中心 之间进行其它形式的信息传递(如管理和维护信息)。No.7信号系统是通 信网向综合化、智能化发展不可缺少的支撑系统。
统中使用的交叉接点大多是由大规模集成电路构成的交换矩阵,具有开 关速度快(微秒级)、体积小、功耗小、无机械磨损、寿命长等优点。 有M条入线和N条出线的阵列称为M×N矩阵。为了能把M条入线中的任 何一条接到N条出线中的任何一条,它需要M×N个交叉接点。这种能 使每一条入线皆可和每一条出线相接的交叉矩阵称为“全利用度”的交 叉矩阵,它要使用数量巨大的交叉接点,很不经济。 减少交叉接点数量的根本途径是使用多级交叉矩阵或采用数字交换。
第5.1节、交换的必要性
单单位位用用户户
家家庭庭用用户户
电电视视机机
同轴电缆
便便携携计计算算机机
网线 电话线
交换网
固固定定电电话话
无线信道
节节目目提提供供商商 内内容容提提供供商商 服服务务提提供供商商
移移动动终终端端
第5.1节、交换的必要性
通信网的目的是使一个用户能在任何时间、以任何方式、与任何地点的 任何人、实现任何形式的信息交流(5W)。显然,不可能把千百万用 户的通信终端都以直达通信电路一一连接起来,因为,N个用户彼此直 连需要N(N−1) / 2条电路,即使只有100个用户(N=100)的小单位, 彼此直连也需4950对线,何况用户可能还有移动通信的要求。
一般的用户可能并没有感受到交换网的存在,那么你拨打的电话是如 何找到对方并建立通话?你的计算机又是如何在Internet找到需要的内容?
分组交换技术的要点
分组交换技术的要点
分组交换技术是一种计算机网络通信方式,它将数据分成多个数据包并通过网络传输。
以下是分组交换技术的要点:
1. 数据分组:将数据分成多个数据包,每个数据包都有独立的头部和尾部,其中头部包含源地址、目标地址等信息。
2. 分组传输:将数据包通过网络传输,每个包都可通过不同的路由器或链路传输。
3. 动态路由:通过动态路由协议,路由器可以自动选择最佳路径传输数据包。
4. 拥塞控制:分组交换技术可以通过拥塞控制算法来避免网络拥塞,保证网络的稳定性和可靠性。
5. 可靠性:在分组传输过程中,数据包可能会丢失或损坏,因此分组交换技术需要提供可靠的传输机制,如错误检测和重传机制。
6. 网络安全:分组交换技术需要提供网络安全机制,如加密、认证和防火墙等,来保护网络数据的安全性和隐私性。
分组交换技术的要点包括数据分组、分组传输、动态路由、拥塞控制、可靠性和网络安全,这些要点都是保证分组交换技术高效、稳定、可靠和安全的关键。
1请简述分组交换技术的要点
1请简述分组交换技术的要点
分组交换技术是一种在计算机网络中使用的通信方式,其要点如下:
1.数据被分割成多个固定大小的数据包(分组)进行传输。
2.分组包含了源地址和目的地址等必要信息,以便于在网络中正确路由。
3.路由器是分组交换网络的核心设备,它们负责将分组从发送端路由到接收端。
路由器会对接收到的分组进行存储转发,即先将分组存储到缓存中,然后再继续发送。
4.分组在网络中的传输是异步的,即不需要在发送端和接收端之间建立一条专用的连接通路。
5.分组交换网络可以实现多路复用,即多个不同的通信会话可以同时传输,提高了网络的利用率。
6.分组交换网络具有良好的可扩展性,支持增加更多的节点和链路。
7.分组交换网络能够容忍链路故障和拓扑结构的变化,具有较好的健壮性。
分组交与分组交换网要点
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
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。
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,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“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是分组形成内容
概述 分组交换的基本原理 分组交换X.25协议 帧中继
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。
泛射路由选择的特点
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。
计算机网络各章重点总结
第一章:概述1、因特网的组成:从因特网的工作方式上看,可以划分为以下的两大块:(1)边缘部分由所有连接在因特网上的主机组成.这部分是用户直接使用的(2) 核心部分由大量网络和连接这些网络的路由器组成。
这部分是为边缘部分提供服务的边缘部分:由各主机构成,用户直接进行信息处理和信息共享;低速连入核心网。
核心部分:由各路由器连网,负责为边缘部分提供高速远程分组交换.2、计算机之间的通信方式:主机A 的某个进程和主机B 上的另一个进程进行通信”简称为“计算机之间通信”在网络边缘的端系统中运行的程序之间的通信方式通常可划分为两大类:(1)客户服务器方式(C/S 方式)客户(client)和服务器(server)都是指通信中所涉及的两个应用进程。
客户是服务的请求方,服务器是服务的提供方。
(2)对等方式(P2P 方式)对等连接是指两个主机在通信时并不区分哪一个是服务请求方还是服务提供方。
两者的相同点与区别:对等连接方式从本质上看仍然是使用客户服务器方式,只是对等连接中的每一个主机既是客户又同时是服务器。
前者严格区分服务和被服务者,后者无此区别.后者实际上是前者的双向应用。
3、因特网的核心部分:在网络核心部分起特殊作用的是路由器(router)。
路由器是实现分组交换的关键,其任务是转发收到的分组,这是网络核心部分最重要的功能.因特网核心部分由许多网络和把它们互连起来的路由器组成而主机处在因特网的边缘部分。
主机的用途是为用户进行信息处理的,并且可以和其他主机通过网络交换信息。
路由器的用途则是用来转发分组的,即进行分组交换的。
4、(1)电路交换的主要特点:“交换”就是按照某种方式动态地分配传输线路的资源。
电路交换必定是面向连接的。
电路交换的三个阶段:建立连接通信释放连接(2)分组交换的主要特点:在发送端,先把较长的报文划分成较短的、固定长度的数据段(3)报文交换:电报通信:采用了基于存储转发原理的报文交换。
电路交换整个报文的比特流连续的从源点直达终点。
现代交换技术复习资料
交换技术复习题第一章交换概论1、交换技术经历了哪几个发展阶段?最早的“自动交换机”是在1892年11月3日投入使用的,那是美国人史端乔发明的步进制自动电话交换机。
电话的发明家是英国人亚历山大·贝尔。
2、构成通信网的三个必不可少的要素是什么?通信网是由用户终端设备、传输设备和交换设备组成。
它由交换设备完成接续,使网内任一用户可与其他用户通信。
3、电路传送模式、分组传送模式和ATM传送模式的特点是什么?电路交换(Circuit Switching,CS)是指固定分配带宽(传送通路),连接建立后,即使无信息传送也占用电路的一种交换方式。
电路交换的最小单位是时隙。
简述电路交换系统有哪些特点?答:1)电路交换是面向连接的交换技术。
2)电路交换采用静态复用、预分配带宽并独占通信资源的方式。
3)电路交换是一种实时交换,适用于对实时性要求高的通信业务。
分组交换的主要优点是:第一,为用户提供了在不同速率、不同代码、不同同步方式、不同通信控制协议的终端之间能够相互通信的灵活的通信环境;第二,采用逐段链路的差错控制和流量控制,出现差错可以重发,提高了传送质量和可靠性;第三,利用线路动态分配,使得在一条物理线对可以同时提供多条信息通路。
分组交换可提供虚电路(Virtual Circuit,VC)和数据报(Datagram,DG)两种服务方式。
数据报方式的每个分组头要包含详细的目的地址,而虚电路方式由于预先已建立逻辑连接,分组头中只要含有对应于所建立的虚电路的逻辑信道标识即可。
比较电路交换、分组交换和A TM 交换方式的主要特点。
答:①电路交换:独占时隙,同步时分,位置化信道,面向连接;②分组交换:采用包交换方式,分组包长度可变,异步时分,标志化信道;③A TM 交换:采用包交换方式,分组包长度定长为48+5 字节,异步时分,标志化信道,面向连接。
4、PCM帧结构。
某用户占用PCM30/32路系统的TS12路,则其信令位出现在一复帧的第()帧的第()时隙的()四位。
数据通信_5_1(分组交换网-虚电路)
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(1)同步时分复用
40
同步时分复用的特点:
① 定义帧和时隙 ② 等分信道 ③ 靠帧内的时隙位臵来识别信道(仅凭时间 轴上的位臵就足以区分出各个信道)
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(1) 同步时分复用:
优点:时隙分配固定,便于调控,适于数字信息传输 缺点:当某信号源没有数据传输时,对应的信道会出 现空闲,而其他繁忙的信道无法占用这个空闲的信 道,会降低线路的利用率。 用户有大量突发性数据要求传送,也只能借助于 固定的时隙来传输和交换,可能造成信号的延时, 甚至是信元的丢失。
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2. 报文交换技术
(5)实际应用:主要用于传输报文较短、实时性要 求较低的通信业务,如公用电报网。 它不适用于电话通信,也不适用于在公用数据 网中的较高速率的数据通信。 由于报文交换中报文的传送时间延迟大、变化大, 即适用于低速、不要求进行“对话”方式通信的场 合。
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2. 报文交换技术
(6)问题: 报文长度差异很大,长报文可能导致很大的时 延 并且对每个节点来说缓冲区的分配也比较困难, 为了满足各种长度报文的需要,节点需要分配不同 大小的缓冲区,否则就有可能造成数据传送的失败;
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统计(异步)时分复用
(1)在一帧中占用的时隙数不固定,可以有1至多 个时隙,完全根据当时用户通信的情况而定。信元 所占用的各时隙之间并不要求连续,只要有位臵可 用即可。
(2)信元输出时除了帧必须与输入端一致外,具 体在哪个时隙输出则随意,只要所用的时隙原来并 无数据占用即可。
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统计(异步)时分复用
(3)处理过程: 将报文划分成为一定长度的分组,每一个分组都 附加有地址信息和差错校验信息等; 再发送到传输链路上去,中间节点在接收到分组 之后,进行存储,再根据分组携带的地址信息进 行转发; 接收节点对分组进行处理和组合,恢复成原来的 报文,再送到目的地。
5.分组交换与分组交换网
5.2 分组交换的基本原理
5.2.1 分组传送方式(资源共享方式)
在分组交换中,分组传送方式采用的是统计时分复用方式
( STDM),具有动态分配带宽和用标记区别数据所属用户的 特点,提高了线路资源的利用率,并可以很好的支持突发性 业务。
1 2 1 2 2 3 1 3
用户 数据
图 分组传送方式
用户 标识
流量控制可以使网络的数据发送和处理速度平滑均匀, 是解决网络拥塞的一个有效手段,是分组交换的重要技术之一。
流量控制机制
节点A DTE1 DTE2 3 4 节点A路由表
呼叫 1 2 入 3 4 10 12 2 2 出 62 63
端口号 LCN 端口号 LCN
节点B 2 3 1 2 节点B路由表
呼叫 1 2 入 3 3 62 63 1 2 出 22 23
端口号 LCN 端口号 LCN
DTE3 DTE4
注:DTE-Data Terminal Equipm换网
5.1 分组交换技术的产生与发展
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;
具有信息传输质量高、网络可靠性高、线 路利用率高、经济性能好、利于不同类型 终端间的相互通信等优点,可以提供高质 量的灵活的数据通信业务。
简述分组交换的要点。
简述分组交换的要点。
分组交换是一种基于数据包的通信方式,它将数据分成若干个数据包,每个数据包包含一部分数据和一些控制信息,通过网络进行传输。
在分组交换中,数据包按照一定的路由规则从源节点传输到目的节点,其中每个数据包都独立地传输,不需要建立专用的物理链路。
本文将简述分组交换的要点。
1. 数据包的组成在分组交换中,数据包通常由两部分组成:头部和数据部分。
头部包含了一些控制信息,如源地址、目的地址、数据包长度、校验和等,用于控制数据包的传输。
数据部分则包含了实际的数据内容,如文本、图像、音频等。
2. 数据包的传输在分组交换中,数据包按照一定的路由规则从源节点传输到目的节点。
路由规则是由网络协议决定的,它通常包括了一些路由算法和路由表。
在传输过程中,每个数据包都独立地传输,不需要建立专用的物理链路。
3. 数据包的错误检测与纠正在分组交换中,数据包的错误检测与纠正是非常重要的。
通常采用的方法有两种:一种是通过校验和来检测数据包的正确性,如果校验和不正确,则说明数据包出现了错误;另一种是通过重传机制来纠正数据包的错误,即如果一个数据包在传输过程中出现了错误,则会重新发送该数据包。
4. 数据包的优先级和流量控制在分组交换中,数据包的优先级和流量控制也是非常重要的。
通常采用的方法有两种:一种是通过优先级来控制数据包的传输顺序,即优先传输高优先级的数据包;另一种是通过流量控制来控制数据包的传输速率,即限制数据包的传输速率,避免网络拥塞。
5. 数据包的安全性和保密性在分组交换中,数据包的安全性和保密性也是非常重要的。
通常采用的方法有两种:一种是通过加密技术来保证数据包的安全性和保密性,即将数据包加密后再进行传输;另一种是通过防火墙等安全设备来保护网络的安全性,避免网络攻击。
总之,分组交换是一种非常重要的通信方式,它可以高效地传输大量的数据,同时也可以保证数据的安全性和保密性。
在实际应用中,我们需要根据具体的需求来选择不同的分组交换技术和方法,以达到最优的通信效果。
102、试简述分组交换的要点
1-02、试简述分组交换的要点分组交换是一种在通信网络中传输数据的方法,它基于将数据分割成较小的数据块(或分组),然后在网络中独立传输这些分组。
下面是关于分组交换的要点:1.分组的大小:分组的大小可以根据实际需要进行调整。
通常情况下,每个分组包含一定数量的数据,比如IP协议中的数据报。
这些数据报通常包含源地址和目的地址,以便在网络中正确传输。
2.路由选择:在分组交换网络中,每个分组都有一个独特的标识符,例如一个序列号或一个标签。
这些标识符用于路由选择,即确定每个分组应沿着哪条路径通过网络进行传输。
在到达目的地址之前,每个分组可能需要在多个路由器之间传输,并且每个路由器都会根据其路由表决定下一个传输方向。
3.分组的传输:在分组交换网络中,每个分组都可以独立传输,而不必等待其他分组的传输。
这种独立的传输方式使得多个分组可以同时沿着不同的路径通过网络传输,从而提高了网络的整体效率。
这种并发传输方式有时也称为“多路复用”。
4.分组的重组:当分组到达目的地址时,它们需要被重新组合成原始数据。
这个过程通常在目的主机中进行,其中每个正确到达的分组都会被添加到重组缓冲区中。
一旦所有分组都到达目的主机,缓冲区中的数据就可以按照分组的原始顺序进行重组,从而恢复成原始数据。
5.错误检测和纠正:在分组交换网络中,每个分组都包含一些额外的信息,用于检测和纠正传输过程中的错误。
例如,每个分组可能包含一个校验和,用于检测数据是否在传输过程中发生改变。
如果检测到错误,分组可能会被丢弃并重新传输;如果没有错误,分组将被正确接收并处理。
6.网络协议:分组交换网络需要使用一些特定的协议来实现分组的正确传输和重组。
这些协议包括IP(Internet Protocol)协议、TCP(Transmission Control Protocol)协议、UDP(User Datagram Protocol)协议等。
这些协议负责分组的路由选择、错误检测和纠正、流量控制等功能,以确保数据的正确传输和重组。
分组交换的要点
分组交换的要点
一、交换原理
“分组交换”是指将一段讯息分成一个或多个单元,然后将这些单元经过网络交换,最终在目的端重新组装分组获得原段讯息。
二、分组交换中的要点
1、流量控制
它的目的在于避免发送方在接收方处产生过多的延迟。
通常发送方在发送分组前先要确保接收方可以及时接收分组,如果接收不及时,发送方就会暂停发送分组,或者减少发送的分组数量。
2、错误检查
网络传输的分组过程中,因环境、噪声和线路条件等原因,可能会损坏分组,因此必须对传输的分组进行错误检查,以确保分组在目的地正确接收。
3、序列号
每一个分组都有一个序列号,它被用来在接收端正确重组分组,也被用来检验分组是否受到攻击。
4、路由选择
在交换网络中,必须可以正确地选择分组路由,以保证分组可以以最短的时间到达目的地,同时也要考虑分组的可靠性。
5、缓冲区管理
分组交换网络中使用了缓冲区,这些缓冲区可以暂时存放分组,以保证分组可以按正确的顺序到达每一个网络节点。
第5章 分组交换原理与技术.ppt
1101000110101010110101011100010011010010
假定这个报文较长 不便于传输
2020年11月13日
现代交换原理与技术
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分组交换的原理(二)
每一个数据段前面添加上首部构成分组。
报文
数据
数据
数据
首部
分组 1
分组 2
首部
分组 3
首部
请注意:现在左边是“前面”
2020年11月13日
分组交换有虚电路分组交换和数据报分 组交换两种。
2020年11月13日
现代交换原理与技术
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第5章 分组交换原理与技术
5.2 分组交换原理 (1)虚电路方式
网络的源节点和目的节点之间要先建一条逻
辑通路。每个分组除了包含数据之外还包含一个 虚电路标识符。在预先建好的路径上的每个节点 都知道把这些分组引导到哪里去,不再需要路由 选择判定。最后,由某一个站用清除请求分组来 结束这次连接。
5.2 分组交换原理 流量控制与拥塞控制: 他是分组交换必须具有的功能。 流量控制:防止拥塞情况发生; 拥塞控制:一旦发生拥塞必须有解决的办法。
一般发生时就通知原发点降低传送速率。
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现代交换原理与技术
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第5章 分组交换原理与技术
5.2 分组交换原理 在发送端,先把较长的报文划分成较短的、 固定长度的数据段。
用这样的存储转发方式,最后分组就能 到达最终目的地。
2020年11月13日
现代交换原理与技术
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分组交换的原理(四)
接收端收到分组后剥去首部还原成报文。
分组 1
首部
数据
分组 2
首部 数 据
电路交换、分组交换、无连接服务、面向连接服务
电路交换、分组交换、⽆连接服务、⾯向连接服务
⼀、电路交换
电路交换,是在报⽂传递之前,报⽂的源点和终点之间就建⽴了⼀条物理电路。
在电路已经建⽴的前提下,报⽂完整地从源点传送到终点,然后源点通知⽹络传输已经完成,然后断开连接。
⼆、分组交换
分组交换,在这种类型的⽹络中,来⾃上层的报⽂被分割成便于管理的以⼀个分组,再通过⽹络发送这些分组。
终点必须等到该报⽂的所有分组都到齐之后,终点才能将报⽂交付给上层。
分组交换⽹为分组选择路由的⽅式有两种:数据包⽅式和虚电路⽅式,即⽆连接服务和⾯向连接的服务。
注:之前⼀直把⾯向连接服务等同于电路交换,当然电路交换是⾯向连接的服务,但⾯向连接不⼀定是电路交换。
三、⽆连接服务
⽆连接服务,⽹络层的协议独⽴地对待每⼀个分组,每个分组与其他分组之间没有任何关联。
⼀个报⽂的所有分组可能会,也可能不会沿着相同的路径抵达终点。
在⽆连接分组交换⽹中,转发判决的依据是该分组的⽬的地址。
四、⾯向连接的服务
在⾯向连接的服务中,属于同⼀个报⽂的所有分组之间是由关联的。
在⼀个报⽂的数据报被发送之前,应当⾸先建⽴⼀条虚拟连接以指定这些数据报通过的路径。
在⾯向连接的分组交换⽹络中,转发判决的依据是该分组的标号。
注:因特⽹是由交换⼴域⽹、局域⽹、点到点⼴域⽹,以及连接设备或交换设备共同组成的集合。
其中交换⼴域⽹采⽤⾯向连接的技术,有X.25,帧中继,ATM。
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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。
(4)数据报方式对网络的适应能力较强。
5.2.4 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 .
分组交换网提供的虚电路交换方式有两种,一种是交换虚 电路(SVC:Switch Virtual Circuit),又称为虚呼叫 (Virtual Call),另一种是永久虚电路(PVC:Permanent Virtual Circuit)。
虚电路路由表
数据报(Datagram)
在数据报方式中,分组被独立的对待,每一个分组都 包含终点地址信息,彼此之间相互独立的寻找路径,同一 份报文的不同分组可能沿着不同的路径到达终点。在这种 技术中,一个被独立对待的分组就称为一个数据报。
数据报和虚电路的对比
(1)数据报省掉了呼叫的建立和清除过程,如果只传送少量的分 组,那么采用数据报方式的传输效率会比较高。
(2)对于数据报方式,由于每个分组是各自独立在网络中传输的, 所以分组不一定按照发送时的顺序到达网络终点,因此在网络 终点必须对分组重新排序。而对于虚电路的方式,分组按已建 立的路径顺序通过网络,在网络终点不需要对分组重新排序。
分组交换网。
5.2 分组交换的基本原理
5.2.1 分组传送方式(资源共享方式)
1
2
1
2
2
3
1
3
图5.1 统计时分复用(STDM)
用户 用户 数据 标识
分组传送采用的是统计时分复用(STDM)的方式。
5.2.2 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5.2所示。
第五章 分组交换与分组交换网
1. 分组交换技术的产生于发展 2. 分组交换的基本原理 3. 分组交换协议—X.25协议 4. 分组交换机 5. 分组交换网 6. 帧中继
5.1 分组交换技术与分组交换网
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,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
用户数据
分组 头
用户数据
分组
分组 头
用户数据
分组 头
用户数据
图5.2 分组的形成
分组 头
用户数据
5.2.3 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:数据报(Datagram)和虚电路(Virtual Circuit)。
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5.7所示。
高层协议
X.25
分组层
数据链路 层
物理层
与远程DTE之间的高层协议
分组级协议 帧级协议
物理级协议
分组层
数据链路 层
物理层
DTE
物理连接 接口
图5.7 X.25的分层结构
DCE
分组交换网的协议及其相互关系
5.3.2 X.25的物理层
1.虚电路(Virtual Circuit) 2.数据报(Datagram)
虚电路(Virtual Circuit)
虚电路方式就是指通信终端在收发数据之前,先在网络中 建立一条逻辑连接,在通信过程中,用户数据按照顺序沿着该 逻辑连接到达终点。注意虚电路指的是一条逻辑连接,而不是 指一条专门的物理通路。同一条线路可能同时被多条虚电路使 用。
无控制的
吞吐量(交付的分组) 平均分组时延
理想的
1.0
开销
受控制的
理想的
无控制的
0.8 1.0 提供负荷(发送的分组)
(a)吞吐量
受控制的
0.8 1.0 提供负荷(发送的分组)
(b)时延
图5.5 拥塞的影响
流量控制的方法
1. 证实法 2. 预约法 3. 许可证法
5.2.6 分组交换的工作过程
存储器一Βιβλιοθήκη 终端AC可拆分成两个 分组的报文
分组交换机1
C 1
2 C
3D
2D
分组型终端B
分组
1D
3D
2D
1D
2C
分组交换机3
分组交换机2 2C
1C
3 2 1D
分组型终端C
一般终端D
存储器
存储器 分组拆装设备
5.3 分组交换协议——X.25协议
5.3.1 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 (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。