第3章+分组交换网3祥解.ppt

辅导内容按排 第3章 分组交换网 第4章 数字数据网 第5章 帧中继网 第12章 下一代网络概述 第7章 英特网 第6章 综合业务数字网 第13章 传输网 第11章 接入网接入技术 分组交换网 通信专业职业水平考试辅导 3.1 分组交换及分组交换网 计算机通信网的功能是将网中任一节点的数据准确、迅速地传送到任何节点上。为了提高传输效率，应使计算机间的通信充分共享公共通信线路，并使多个计算机之间的通信同时并发，这就是交换技术。交换通过“交换中心”将数据集中后转发，以实现多个接点和它们的终端之间通信。交换方式的选择与信息的特性有关，按信息交换方式分类，计算机通信网有如下3种类型： 电路交换方式（Circuit Switching） 报文交换方式（Message Switching） 分组交换方式（Packet Switching） 电路交换 电话和用户电报通信网采用的是电路交换方式。这种方式的特点是：当一个人或终端要与远端的另一个人或终端通信时，就向交换机送入被叫端的用户号码，交换机根据这一号码在主叫和被叫之间建立起一条电路，或指定时分线的某个时隙，主叫端的信息便立即传送到被叫端，其时延仅仅是信息以光速传播时引起的传输时延，主、被叫之间能实时对话交换信息。另外，在电路交换中，通信时建立的电路被一对用户独占，且一直保持到双方挂机。 报文交换 公众电报系统采用的是报文交换，一份被发送的报文传送到交换中心后，先存储起来，当连接该交换机的中继线空闲时，再将该报文转发到通信目的地通路上的另一个交换机存储起来，这种“存储－转发”的过程辗转进行，直到报文到达目的地为止，所以这种交换方式又称为“存储－转发”交换方式。由于不同用户报文可以在同一线路上进行多路复用，报文交换提高了线路的利用率，且无呼叫损失。但报文交换存在传输时延大，不能实时通信。 分组交换 分组交换的基本思想是把用户要传送的信息分成若干个小的数据块，即分组(Packet)，这些分组长度较短，并具有统一的格式，每个分组有一个分组头，包含用于控制和选路的有关信息。这些分组以“存储－转发”的方式在网内传输，即每个交换节点首先对收到的分组进行暂时存储，检测分组传输中有无差错，分析该分组头中有关选路的信息，进行路由选择，并在选择的路由上进行排队，等到有空闲信道时转发给下一个交换节点或用户终端。 分组交换的处理方式 根据交换机对分组的不同的处理方式，分组交换可以分成数据报(Datagram)和虚电路(Virtual Circuit)两种方式。 1. 数据报方式 在数据报方式中，交换节点将每一个分组独立地进行处理，每一个数据分组中都含有终点地址信息，当分组到达节点后，节点根据分组中包含的终点地址为每一个分组独立地寻找路由，因此同一用户的不同分组可能沿着不同的路径到达终点，在网络的终点需要重新排队，组合成原来的用户数据信息。 2. 虚电路方式 在这种方式中， 两个通信用户开始相互收发数据之前，网络为其提供一条虚拟的电路， 使他们实现逻辑上的连接。一旦这种连接建立以后， 用户发送的数据将以分组为单位通过该路径，顺序经网络传送到终点。 当通信完成之后，用户发出拆链请求，由网络清除连接。 这种看似电路交换的通信过程， 其实是在网络中建立的虚电路， 而非实际电路，故分组中无需包含目的节点地址、 源地址等附加信息。虚电路方式传输效率高，特别适合大数据量通信。 虚电路的特点 (1) 虚电路的路由选择仅仅发生在虚电路建立的时候，在以后的传送过程中，路由不再改变，这可以减少节点不必要的通信处理。 (2) 由于所有分组遵循同一路由，这些分组将以原有的顺序到达目的地，终端不需要进行重新排序，因此分组的传输时延较小。 (3) 一旦建立了虚电路，每个分组头中不再需要有详细的目的地址，而只需有逻辑信道号就可以区分每个呼叫的信息，这可以减少每一分组的额外开销。 (4) 虚电路是由多段逻辑信道构成的，每一个虚电路在它经过的每段物理链路上都有一个逻辑信道号，这些逻辑信道级连构成了端到端的虚电路。 (5) 虚电路的缺点是当网络中线路或者设备发生故障时，可能导致虚电路中断，必须重新建立连接。 (6) 对交换机的处理能力要求高。这是因为分组交换机要对各种类型的“分组”进行分析处理，为“分组”在网中的传输提供路由，并在必要时自动进行路由调整，为用户提供速率、 代码和规程的变换。 3.1.2 分组交换网的结构 网中设备功能 网络中主要设备有分组交换机、远程集中器、分组装拆设备、DTE和传输线路，网络管理中心。 分组交换机PS：用于数据的存储转发。 用户终端DTE：包括分组终端PT和非分组终端NPT。 远程集中器：将离交换机较远地区的低速数据终端