第四章 分组交换技术要点
现代交换技术第4章分组交换技术
第4章 分组交换技术
2．分组交换的缺点
上面介绍了分组交换的诸多优点，但任何技术在具有优点 的同时都不可避免地具有一些缺点，分组交换也不例外。它的 这些优点都是有代价的。
(3) 分组交换技术的协议和控制比较复杂，如我们前面提到 的逐段链路的流量控制，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。这些复杂的协议使 得分组交换具有很高的可靠性，但是它同时也加重了分组交换 机处理的负担，使分组交换机的分组吞吐能力和中继线速率的 进一步提高受到了限制。
第4章 分组交换技术
第4章 分组交换技术
4.1 概述 4.2 分组交换原理 4.3 X.25协议 4.4 分组交换机 4.5 帧中继技术 思考题
第4章 分组交换技术
4.1 概 述
4.1.1 分组交换的产生背景
分组交换PS(Packet Switching)技术的研究是从20世纪60年代开 始的。当时，电路交换技术已经得到了极大的发展。电路交换技 术是最适合于话音通信的，但随着计算机技术的发展，人们越来 越多地希望多个计算机之间能够进行资源共享，即能够进行数据 业务的交换。数据业务不像电话业务那样具有实时性，而是具有 突发性的特点，并要求高度的可靠性。这就要求在计算机之间有 高速、大容量和时延小的通信路径。在计算机之间进行数据通信 时，传统的电路交换技术的缺点越来越明显：固定占用带宽，线 路利用率低，通信的终端双方必须以相同的数据率进行发送和接 收等。所有这些都表明电路交换不适合于进行数据通信。因此， 大约在20世纪60年代末、70年代初，人们开始研究一种新形式的、 适合于进行远距离数据通信的技术——分组交换。
分组交换技术
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
分组
b B 交换机 Ⅲ 1
分组多路通信 分组式终端 C 2 B A 1 计算机 终端Ⅴ 终端Ⅳ
• 两种终端： 1、分组型终端（PT）； 2、非分组型终端（NPT）.
• 两种传送方式： 1、数据报方式； 2、虚电路方式.
• 分组格式： 1、分组头：区分不同类型的分组； 2、内容：即传输的通信数据； 3、控制信息：包括标志序列、地址字段、帧 校验序列等控制信息。
分组交换技术的未来发展
• 两个不足： 1、由于采用数据报方式进行传输时，在每个 节点都要进行路由选择，因此有时延，虽 然比起报文交换要短，但仍不能满足通信 要求；采用虚电路方式进行传输时，虽然 不用进行路径选择，但要进行呼叫建立， 也有时延。 2、由于分组中含有大量的控制信息，因此限 制了通信内容的容量。
分组交换技术
• • • •
分组交换的基本原理 分组交换与其它交换技术的比较 典型的分组交换网 分组交换技术的未来发展
分组交换的基本原理
一般终端 b a 终端Ⅰ 交换机 Ⅰ C CBA 终端Ⅱ A a 2 一般终端 2 1 终端Ⅲ 分组传输线路 交换机 Ⅱ 分组装拆设备 （PAD） 图7-3 分组交换基本工作原理 A a
• 未来发展： 鉴于上面两点不足，为来的分组交换 技术将主要朝快速化和大容量化发展。主 要以帧中继和光分组交换为代表。
中国公用分组交换数据网(ChinaPAC)1993年 9月开通，1996年底已经覆盖全国县以上城 市和一部分发达地区的乡镇，与世界23个 国家和地区的44个数据网互联。
• CHINAPAC由国家骨干网和各省(市、区)的省内 网组成。目前骨干网之间覆盖所有省会城市，省 内网覆盖到有业务要求的所有城市和发达乡镇。 通过和电话网的互连，CHINAPAC可以覆盖到电 话网通达到的所有地区。 • CHINAPAC设有一级交换中心和二级交换中心， 一级交换中心之间采用不完全网状结构，-级交换 中心到所属二级交换中心之间采用星状结构； CHIANIPAC在北京和上海设有国际出入口，广州 设有到港澳地区的出入口，以完成与国际数据的 联网。
分组交换技术
分组交换技术分组交换技术也称包交换，是将用户传送的数据划分成•定的K度，每个局部叫做•个分组，通过传输分坦的方式传输信息的种技术。
它是通过计算机和终端实现计算机与计算机之间的通信，在传输线路质眼不高、网络技术手段还较单一的情况下.成运而生的一种交换技术.概述分组交换技术是在计算机技术开展到•定程度，人们除了打直接沟通，分组交换在每个分组的前面加上个分组头，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IJ的地.这一过程称为分组交换。
避行分组交换的通信网祢为分组交换KL从交换技术的开展历史看，数据交换经历了业路交换、报文交换、分组交换和粽合业务数字交换的开展过程。
分组交换实质上是在 %储一转发"根底上开展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
分组交换在线路上采用幼态殳用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据一分组•将个分组标识后，在一条物理线路上采用动态发用的技术，同时传送多个数据分组。
把来自用户发端的数据构存在交换机的存储器内，接希在网内转发。
到达接收端，再去掉分组头将&数据字段按顺序重新装配成完整的报文。
分组交换比旭路交换的电路利用率高，比报文交换的传输肘廷小，交互性好。
分如交换对始继电路交换网和报文交换网之后•种新型交换网络，它主要用于数据通信。
分组交换是一种存储转发的交换方式，它将用户的蛭划分成一定长度的分组，以分组为存储转发,因此.它比电路交换的利用率高.比报文交换的时延要小.而具有实时通信的能力。
分组交换利用统计时分夏用原理,将一条数据链路殳用成多个逻辑信道,最终构成条主叫、被叫用尸之间的信息传送通路.称之为爆电路（V.C）实现数据的分组传送.分组交换网具有如卜特点：（1）分组交换具有多逻辑信道的能力，故中继线的电路利用率高：（2）可实现分组交换网上的不同码型、速率和规程之间的终端互通：（3）由于分组交换具有差惜检测和纠正的能力，故电路传送的误捋率.极小:（4）分坦交换的网络管理功能强。
现代交换分组交换
PSE
DCE
DTE－数据终端设备 DCE－数据电路终止设备 PSE－分组互换设备
4.1.4 虚电路与数据报
虚电路服务
• 所谓虚电路服务，是指顾客在数据传送之前经过网络建 立一条端到端旳逻辑上旳虚连接。
§实电路？
§虚电路和实电路有何区别？
分组互换中旳虚电路和电路互换中建立旳电路不同 :
• （1）分组互换以统计时分复用旳方式在一条物理线路上
能够同步建立多种虚电路，两个顾客终端之间建立旳是虚 连接；而电路互换以同步时分方式进行复用旳，两顾客终 端之间建立旳是实连接。 • （2）建立实连接时，不但拟定了信息所走旳途径，同步 还为信息旳传送预留了带宽资源；而在建立虚电路时，仅 仅是拟定了信息所走旳端到端旳途径，但并不一定要求预 留带宽资源。之所以称这种连接为虚电路，是因为每个连 接只有在发送数据时才排队竞争占用带宽资源。
• (3)逻辑信道号是一种客观旳存在。逻辑信道总是处于下列状态中旳某一 种：“准备好”状态、“呼喊建立”状态、“数据传播”状态、“呼喊 清除”状态。
4.1.4 虚电路与数据报
分组互换网旳服务
• 虚电路服务：提供面对连接旳信息传送。 • 数据报服务：提供无连接旳信息传送。
DTE
PSE DCE
PSE
DCE
第4章 分组互换技术
4.1 分组互换原理
4.1.1 分组互换旳基本概念 4.1.2 统计时分复用 4.1.3 逻辑信道 4.1.4 虚电路与数据报
分组互换旳产生
电路互换旳特点： • 时延小，时延固定 • 带宽固定 • 同步和对称性 • 没有差错控制 F 报文互换旳特点： • 存储转发 • 异步和非对称性 • 时延大（可变比特率）
4.2.3 X.25旳链路层
6第四章 分组交换原理
* 在高速传输线上，形成了各用户分组的交织传输。输出 的数据不是按固定时间分配，而是根据用户的需要进行 的。
* 这些用户数据的区分不像同步时分复用那样靠位置来区 分，而是靠各个用户数据分组头中的“标记”来区分。
2012.04
通信工程系
王琳珠
9
现代交换原理
分组交换过程
H4
H2 数据 E ... H1 A C D B H6 ...
现代交换原理
2012.04
通信工程系
王琳珠
14
现代交换原理
两种工作模式 * 数据报方式:用户之间通信无需经过呼叫建立、呼叫释放阶段； 各分组逐节点地独立选择路由、转发。 特点：是无连接的交换方式。灵活，网络利用率高，软件复 杂，传输时延大。 internet采用数据报方式。 * 虚电路方式:先在用户之间建立逻辑连接（虚电路）， 分组沿虚电路顺序发送，发送完，逻辑连接释放。 特点：是面向连接的交换方式。延时小，软件简单，故障时 需要重新建立连接。 X.25分组交换网采用。
2012.04
通信工程系
王琳珠
2
现代交换原理 4.1.1 分组交换的诞生
分组交换
计算机技术 电路交换
交换数据： 高速、大容量 和时延小； 以分组为单位 存储转发。
缺点： 1、固定占用带宽； 具有突发性的特点； 2、线路利用率低； 并有高度的可靠性； 3、双方必须以相 具有严格差错控制。 同的数据率进 行发送和接收。
2012.04
通信工程系
王琳珠
7
现代交换原理
统计时分复用
b
终端A
空闲
a
2
终端B
1
STDM
b y
2 1 x a
分组交换
以分组为单位进行运输和交换
01 基本信息
03 分类 05 优点
目录
02 发展历程 04 特点 06 缺点
07 交换原理
09 交换协议
目录
08 技术 010 络构成
在通信过程中，通信双方以分组为单位、使用存储-转发机制实现数据交互的通信方式，被称为分组交换 （PS:packet switching）。
基本信息
分组交换的实质就是将要传输的数据按一定长度分成很多组，为了准确的传送到对方，每个组都打上标识， 许多不同的数据分组在物理线路上以动态共享和复用方式进行传输，为了能够充分利用资源，当数据分组传送到 交换机时，会暂存在交换机的存储器中，然后根据当前线路的忙闲程度，交换机会动态分配合适的物理线路，继 续数据分组的传输，直到传送到目的地。到达目地之后的数据分组再重新组合起来，形成一条完整的数据。
帧中继（Frame Relay）技术是在X.25建议的基础上的优化技术，是以分组交换为基础的快速分组交换技术， 以帧为分组单位、进行存储-转发。
ATM（异步转移模式）可综合任意速率的话音、数据、图像和视频业务，以信元为分组的基本单元，每个分 组53字节进行信息的传输和交换，并采用异步时分复用传送任意速率的带宽信号、数字等级系列信息的快速分组 交换技术。
分组交换是作为一种解决交互式处理应用的技术而发展起来的，它设计用来支持突发性的数据流的传送，这 种业务流的持续连接时间长而业务量低。分组交换络采用了统计复用技术，即多个会话连接可以共享一条通信信 道，这无疑大大提高了传输效率。然而，共享通信链路会引入时延。因此未来我们要考虑的一个关键问题是分组 交换络如何传送时延敏感的业务流，比如实时业务流。在分组交换络中，分组通过一系列中间节点进行选路，通 常要跨越多个络。它们以存储——转发的方式在一系列分组交换机（即路由器）之间转发，最终到达目的地。在 传输过程中信息被分割成包含目的和序列号的分组。
现代交换技术-第4章分组交换技术
j
固定路由表算法
图4-5 固定路由表算法示例
• 表4-1所示为网络控制中心计算得到的全 网的路由表。
• 该表列出了所有节点到各个目的节点所 确定的路由。
• 实际上，对于每一个节点仅需存储其中 相应的一列即可。
（2）自适应路由选择。
① 故障。 ② 拥塞。
Flash
4．拥塞控制方法
（1）从拥塞节点向一些或所有的源节点发 送控制分组。 （2）根据路由选择信息调整新分组的产生 速率。 （3）利用端到端的探测分组来控制拥塞。 （4）允许节点在分组经过时添加拥塞指示 信息，具体包括下列两种方法。
4.2.4
路由选择
1．路由选择概述
（1）路由选择准则：路由选择的依据，如路 由跳数、状态（链路距离、带宽、费用、时 延） （2）路由选择协议：路由信息收集和发布的 规程和方法，如静态、动态路由法
（3）路由选择算法：如何获得最佳路径
2．路由选择算法
Fixed routing静态（固定) 路由法: uses fixed (static) routing directory (table), which is unchanged during each active connection.
Adaptive routing 动态路由法: uses adaptive (dynamic) directory , which is periodically adjusted according the changing of network conditions. Packets may take different routes. They must be reassembled at the receiving node.
计算机三级《网络技术》基础知识：分组交换技术的概念
计算机三级《网络技术》基础知识：分组交换技术的概念2022计算机三级《网络技术》基础知识：分组交换技术的概念在学习中，大家都背过不少知识点，肯定对知识点非常熟悉吧！知识点就是“让别人看完能理解”或者“通过练习我能掌握”的内容。
哪些才是我们真正需要的知识点呢？下面是店铺为大家整理的计算机三级《网络技术》基础知识：分组交换技术的概念，仅供参考，希望能够帮助到大家。
1.电路交换的基本概念通信子网的交换方式中分为两类：电路交换和存储转发交换。
其中存储转发交换分为报报文交换和报文分组交换。
其中分组交换技术分为：数据报方式与虚电路方式电路交换分为三个阶段：(1)线路建立：两台主机要传输数据，首先通过子网建立两台主机之间的线路连接。
(2)数据传输：线路连接后，可以实现实时、双向的交换数据。
(3)线路释放：数据传输结束后，原点想目的主机发送释放请求，目的同意后逐步释放连接。
线路交换的优点：实时性强，适应于交互式会话通信。
线路交换的缺点：对突发性通信不适应，系统效率低，不具备存储数据能力，不具备差错控制能力。
2.存储转发交换的特点与线路交换的特点区别：(1)发送的数据与目的地址、源地址、控制信息按照一定格式组成一个数据单元(报文或报文分组)进入通信子网。
(2)通信子网的结点是通信控制处理机，它负责完成数据单元的接受、差错检验、存储、路径选择和转发功能。
存储转发交换分为报文交换和报文分组交换。
被传送的数据单元分为两种：报文和报文分组。
报文：数据长度不限，增加目的地址、源地址与控制信息组成一个逻辑单元。
分组：限制报文长度，源结点需要将报文分成多个分组，发送结束后，由目的结点按顺序重新组织成报文。
存储转发优点：共享信道，线路利用率高;路由选择功能，提高系统效率;每个路由可进行差错检查和纠错处理，提高系统可靠性;路由器实现不同通信速率的转换，也可对不同数据代码格式进行转换。
3.实际应用中，分组交换技术分为：数据报方式与虚电路方式(1)数据报方式分组传输前不需要预先在源与目的之间建立连接，源主机发送的每一个分组都可以独立选择一条传输路径，每个分组可以在通信子网中通过不同的路径传输到达目的地。
分组交换技术
技术特点
பைடு நூலகம்
线路利用率高 互相通信
分组多路通信 计费
分组交换技术分组交换以虚电路的形式进行信道的多路复用，实现资源共享，可在一条物理线路上提供多条 逻辑信道，极大地提高线路的利用率。使传输费用明显下降。
不同种类的终端可以相互通信：分组以X.25协议向用户提供标准接口，数据以分组为单位在络内存储转发， 使不同速率终端，不同协议的设备经络提供的协议变换功能后实现互相通信。信息传输可靠性高：在络中每个分 组进行传输时，在节点交换机之间采用差错校验与重发的功能，因而在中传送的误码率大大降低。而且在内发生 故障时，络中的路由机制会使分组自动地选择一条新的路由避开故障点，不会造成通信中断。
发展历史
电路交换 报文交换
分组交换 异步传输模式
电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理线路。当交换机完成接续，对方收到发 起端的信号，双方即可进行通信。在整个通信过程中双方一直占用该电路。它的特点是实时性强，时延小，交换 设备成本较低。但同时也带来线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等 缺点。电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。
分组交换的利用率高，传输质量好，能同时多路通信的特点，因此它的经济性能也较好。在一些全国性的集 团公司中，总公司把指示下达给全国各地分公司甚至国外的机构，利用分组交换就非常经济。中远集团在中国各 地的分支机构在本地形成局域络，通过路由器连到分组交换，与海关、EDI中心等互通信息。它的主机系统也通 过分组交换实行全程连，传送定舱资料、货运情况、EDI报文等，也可远程登录至香港，与海外沟通信息。
由于每个分组都包含有控制信息，所以分组型终端可以同时与多个用户终端进行通信，可把同一信息发送到 不同用户。
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。
分组交换技术
电路交换 (Circuit Switching)
◆基本过程
电路交换的基本过程包括呼叫建立、 信息传送(通话)和连接释放.
◆特点
★ 实时的交换方式
★ 具有固定/专用的物理信道------独占 物理电路 ★ 数据信息透明传输
◆ 优点
★ 时延小且确定,通信质量有保证
◆ 缺点
★ 呼叫建立时间长 ★ 每个连接带宽固定 ★ 资源利用率低 ★ 有呼损
）字节，其中 ）字 节，信息段是（ ）
总复习
题型
填空题 （20分） 选择题 （15分）
VP交换与VC交换的区别
VP交换：VPI变，VCI不变 VC交换：VPI变，VCI变
VP交换与VC交换
1．ATM信元长度为（
信头是（ 字节。 2．ATM交换技术主要有（ ）和 （ ）两种方式。 4．ATM的NNI信头结构中虚通道（VP） 最多可达（ ）条。 A ． 24 B 。 28 C。212 D。216
分组交换技术对语音和高速数据通信 (2.048Mbps以上）是不适应的，难以满 足实时性比较高的电话和视频业务
5.3 帧中继（Frame
Relay)
帧中继是在OSI参考模型的第2层（数 据链路层）的基础上采用简化协议传送 和交换数据的一种技术，由于第2层的 数据单元为帧，故称之为帧中继
帧中继采用虚电路方式，向用户提 供面向连接的数据链路层服务
虚通道标志VPI和虚信道标志VCI
VP﹑VC﹑VPI﹑VCI的理解
打比方：
VP------路
VPI------路名 VC------某条路上的车道
VCI------车道号
(完整word版)计算机网络谢希仁(第六版)课后习题复习重点
第一章概述1—02 简述分组交换的要点。
答：（1）报文分组,加首部(2）经路由器储存转发（3）在目的地合并1-03 试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点.答:（1）电路交换:端对端通信质量因约定了通信资源获得可靠保障，对连续传送大量数据效率高。
（2)报文交换：无须预约传输带宽，动态逐段利用传输带宽对突发式数据通信效率高，通信迅速。
（3)分组交换:具有报文交换之高效、迅速的要点，且各分组小，路由灵活，网络生存性能好。
1-08 计算机网络都有哪些类别？各种类别的网络都有哪些特点？答:按范围：（1）广域网WAN：远程、高速、是Internet的核心网。
(2）城域网：城市范围，链接多个局域网。
(3）局域网:校园、企业、机关、社区。
（4）个域网PAN：个人电子设备按用户：公用网：面向公共营运。
专用网:面向特定机构。
1—13 客户服务器方式与对等通信方式的主要区别是什么？有没有相同的地方?答：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。
1—14 计算机网络有哪些常用的性能指标？答:速率,带宽，吞吐量，时延，时延带宽积，往返时间RTT，利用率1-20 网络体系结构为什么要采用分层次的结构？试举出一些与分层体系结构的思想相似的日常生活。
答：分层的好处:①各层之间是独立的。
某一层可以使用其下一层提供的服务而不需要知道服务是如何实现的.②灵活性好.当某一层发生变化时，只要其接口关系不变,则这层以上或以下的各层均不受影响。
③结构上可分割开.各层可以采用最合适的技术来实现④易于实现和维护。
⑤能促进标准化工作。
与分层体系结构的思想相似的日常生活有邮政系统,物流系统.1-21 协议与服务有何区别？有何关系?答:网络协议：为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。
由以下三个要素组成:（1）语法：即数据与控制信息的结构或格式。
（2)语义:即需要发出何种控制信息，完成何种动作以及做出何种响应.（3）同步：即事件实现顺序的详细说明。
现代交换原理第4章分组交换技术
路由选择算法 集中式路由交换
动态法
01
扩散式路由法 固定路由表法
静态法：
02
*
数据通信系统性能指标
有效性质量指标是衡量系统传输能力的主要指标，通常从码元传输速率、信息传输速率、频带利用率和差错率等方面来考虑。
*
信息传输速率&码元传输速率
01
I = log2 1/P = log2 N (bit)
2
当主叫DTE想要建立虚呼叫时，它就发送“呼叫请求”分组，该分组包括可供分配的高端的LCN和被叫DTE地址。
3
X.25分组层的数据传输过程与链路层的情况非常类似，数据发送和接受确认、重发过程、窗口机制、流量控制等方面的设计思想是相同的。
4
在虚呼叫任何一端的DTE都能够清除呼叫，通过发送“呼叫清除”分组和“清除指示”分组来完成呼叫清除过程。
8 7 6 5 4 3 2 1
*
分组的传输
分组装配和拆卸设备
（Packet Assembler/Disassembler ，PAD）
是一个规程转换器或者说是网络服务器，主要功能是向各种不同的终端提供服务，帮助它们进入分组交换网，或者具体说就是帮助终端要发送的数据生成分组，并通过线路发送给网络（交换机）。
X.25协议产生背景
数据通信网发展的重要里程碑是采用分组交换方式，构成分组交换网。和电路交换网相比，分组交换网的两个站之间通信时，网络内不存在一条物理电路供其专用，因此不会像电路交换那样，所有的数据传输控制仅仅涉及到两个站之间的通信协议。
X.25是ITU-T制定的WAN通信协议标准，它定义了用户设备与网络设备之间的连接是如何建立和维护的。X.25在OSI/RM出现之前就制定了，在OSI和CCITT的共同努力下，X.25与OSI/RM的下三层可以对应起来，只是第三层叫做“分组层”，物理层建议采用X.21bis，数据链路层采用平衡型链路接入规程LAP B的异步平衡模式ABM。
44第4章 分组交换
4.1.1 分组交换基本概念
分组的形成
来自终端的用户数据可能是很长的报文，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）。
用户报文
分组头 用户数据
4.1.1 分组交换基本概念
交换节点A
分组1
交换节点B
交换节点C
传播时延
发送时延 处理与排队时延
分组2
分组3 分组4 分组5 分组1 分组2 分组3 分组4
PSE
Байду номын сангаас
DCE
DCE
DTE PSE PSE DCE
DTE－数据终端设备 DCE－数据电路终结设备 PSE－分组交换设备
4.1.4 虚电路与数据报
虚电路服务 所谓虚电路服务，是指用户在数据传送之前通过 网络建立一条端到端的逻辑上的虚连接。
实电路？ 虚电路和实电路有何区别？
4.1.4 虚电路与数据报
3. 链路复位 任意一方收到协议出错或帧拒绝（ FRMR ，将使链路 恢复初始状态，两端发送的I帧和S帧N（S）和N（R）值恢
复为0。
4.2.4 X.25的分组层
由于 X.25 的数据链路层只支持点到点的接入配置， 因此其网络层的功能相当简单，其基本功能是利用数据
链路层提供的可靠传送服务，完成虚呼叫的分组数据通
帧层协议 物理层协议
分组层 数据 链路层 物理层
DTE
物理接口
DCE
4.2.2 X.25分层协议结构
（1）物理层 定义传输媒体的机械、电气、功能和规程特性。 典型协议： X.21建议和V系列建议。 （2）数据链路层
同步、差错控制、流量控制、链路状态报告。
典型协议：LAPB，为HDLC的子集。 （3）分组层 相当于OSI的网络层，支持多个逻辑信道，实现通信能力 和资源的按需分配。
分组交换技术
分组交换技术分组交换技术也称包交换，是将用户传送的数据划分成一定的长度，每个部分叫做一个分组，通过传输分组的方式传输信息的一种技术。
它是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。
概述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，分组交换在每个分组的前面加上一个分组头，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。
从交换技术的发展历史看，数据交换经历了电路交换、报文交换、分组交换和综合业务数字交换的发展过程。
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。
分组交换在线路上采用动态复用技术传送按一定长度分割为许多小段的数据—分组。
每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。
把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。
到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。
分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。
分组交换网是继电路交换网和报文交换网之后一种新型交换网络，它主要用于数据通信。
分组交换是一种存储转发的交换方式，它将用户的报文划分成一定长度的分组，以分组为存储转发，因此，它比电路交换的利用率高，比报文交换的时延要小，而具有实时通信的能力。
分组交换利用统计时分复用原理，将一条数据链路复用成多个逻辑信道，最终构成一条主叫、被叫用户之间的信息传送通路，称之为虚电路(V.C)实现数据的分组传送。
分组交换网具有如下特点：(1)分组交换具有多逻辑信道的能力，故中继线的电路利用率高；(2)可实现分组交换网上的不同码型、速率和规程之间的终端互通；(3)由于分组交换具有差错检测和纠正的能力，故电路传送的误码率极小；(4)分组交换的网络管理功能强。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2020/9/29
《现代交换技术》
12
以分组为单位传送数据
源端
节点C
目的端
节点A
节点B
2020/9/29
《现代交换技术》
13
分组的交换
➢数据报方式 Datagram ➢虚电路方式 Virtual Circuit
2020/9/29
《现代交换技术》
14
数据报方式
1 2 3
4
2 3
4 1
2 3
1 4
2020/9/29
《现代交换技术》
11
分组的传输
分组装配和拆卸设备
（Packet Assembler/Disassembler ，PAD）
是一个规程转换器或者说是网络服务器，主要功 能是向各种不同的终端提供服务，帮助它们进入 分组交换网，或者具体说就是帮助终端要发送的 数据生成分组，并通过线路发送给网络（交换 机）。
2020/9/29
《现代交换技术》
24
X.25协议的应用环境
X.25: “在公用数据网上以分组方式工作的数据终端设备 DTE和数据电路终接设备DCE之间的接口”。
X.25
MODEM
PT (DTE)
PT：分组型终端 PS：分组交换机
… DCE
MODEM
分组 PS 交换网 PS
2020/9/29
《现代交换技术》
7
同步时分复用
TDM：将信道的传输时间划分成若干时隙，各路信号轮 流在自己的时隙内独占信道传输。 固定分配带宽
2020/9/29
《现代交换技术》
8
统计时分复用
SDM:把时隙动态地分配给各个终端，即当终端的数 据要传送时，才会分配到时隙。 动态分配带宽
源端
节点C
目的端
的缺点进行改进，是现代通信网络的的基础交换技术。
应用：数据报：类似于报文交换；
虚电路：类似于电路交换。
特征：存储—转发；以分组为单位；差错控制；统计
时分复用
2020/9/29
《现代交换技术》
3
分组交换（优点）
高效：统计时分复用方式，大大提高了线路利用 率；
迅速：在网络轻负荷时，时延小且变化不大，满 足计算机交互业务的要求；
《现代交换技术》
5
数据通信系统的构成
数据终端设备 （DTE）
接口 （DCE）
接口 （DCE）
中央计算机系统 （DTE）
数据 输入 输出 设备
传输 控制
器
数据 电路 终接 设备
传输信道
数据 电路 终接 设备
数据电路 数据链路
主
通信
控制
机
器
2020/9/29
《现代交换技术》
6
频分复用 FDM
FDM：传输信道总带宽划分成若干个子频带，每 一个子频带传输一路信号。
2020/9/29
《现代交换技术》
22
第四章 分组交换技术与 帧中继
4.2 X.25协议
2020/9/29
《现代交换技术》
23
X.25协议产生背景
❖ 数据通信网发展的重要里程碑是采用分组交换方式，构成 分组交换网。和电路交换网相比，分组交换网的两个站之 间通信时，网络内不存在一条物理电路供其专用，因此不 会像电路交换那样，所有的数据传输控制仅仅涉及到两个 站之间的通信协议。
数据通信系统性能指标
有效性质量指标是衡量系统传输能力 的主要指标，通常从码元传输速率、信息 传输速率、频带利用率和差错率等方面来 考虑。
2020/9/29
《现代交换技术》
18
信息传输速率&码元传输速率
每个码元的信息量为: I = log2 1/P = log2 N (bit)
所以,信息速率为: Rb = I • RB = RB • log2 N (bit)
2 3 4 1
2020/9/29
《现代交换技术》
15
虚电路方式
1234
1 2 3 4
43 2 1
21 3 4
4 3 2 1
2020/9/29
《现代交换技术》
16
路由选择
静态法：
（1）扩散式路由法 （2）固定路由表法
动态法
（1）路由选择算法 （2）集中式路由交换
2020/9/29
《现代交换技术》
17
Pe lim ne n n
式中，n是在一定时间内系统传输的码元总数； ne是在相同时间内传输中产生的错码数。
2020/9/29
《现代交换技术》
21
分组交换机的指标体系
➢ 端口数 ➢ 分组吞吐量 ➢ 链路速度 ➢ 并发虚呼叫数 ➢ 平均分组处理时延 ➢ 可靠性 ➢ 可利用度 ➢ 为用户提供补充业务和增值业务的能力
❖ X.25是ITU-T制定的WAN通信协议标准，它定义了用户设 备与网络设备之间的连接是如何建立和维护的。X.25在 OSI/RM出现之前就制定了，在OSI和CCITT的共同努力下， X.25与OSI/RM的下三层可以对应起来，只是第三层叫做 “分组层”，物理层建议采用X.21bis，数据链路层采用 平衡型链路接入规程LAP B的异步平衡模式ABM。
灵活：提供了不同速率、不同代码、不同同步方 式、不同通信控制协议的数据终端之间能够互通的 灵活的通信环境；
可靠：具有差错控制功能，保证数据的准确性 （10-10）；传输路径可变。
2020/9/29
《现代交换技术》
4
分组交换（缺点）
网络重负荷时，时延大； 长报文通信传输效率低； 技术实现复杂。
2020/9/29
第四章 分组交换技术与帧中继
1 分组交换原理 2 X.25协议 3 帧中继原理与帧中继网络
2020/9/29
《现代交换技术》
1
第四章 分组交换技术与 帧中继
4.1 分组交换原理
2020/9/29
《现代交换技术》
2
分组交换（Packet Switching）
背景：综合了电路交换和报文交换的优点，同时对它们
节点A
节点B
2020/9/29
《现代交换技术》
9
分组的形成
用户数据
分组头
用户数据
分组头
用户数据
2020/9/29
《现代交换技术》
10
分组头格式
87654321
字节1 通用格式标识符GFI 逻辑信道组号LCGN
字节2
逻辑信道号LCN
字节3
分组类型识别符
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
➢ 通用格式标识符：对不同类型分组，其含义是不同的。 ➢ 逻辑信道号LCN：16×256＝4096条，其中0号被LCN保 留，只开放4095条。 ➢ 分组类型标识符号：见表4.4分组类型。
2020/9/29
《现代交换技术》
19
频带利用率
频带利用率用系统单位频带内所实现 的信息传输速率来衡量。表示为
η= Rb / B
(bit/s/Hz)
式中，B为系统所需的传输带宽，Rb 为系统的信息速率。
2020/9/29
《现代交换技术》
20
差错率
差错率：误码率、误字率、误组率
在系统传输的码元总数中发生差错的码元 数所占的比例称误码率。记为