自學考試計算機網絡與通信筆記第四章1

　　第四章 數據交換技術

　　一。線路交換

　　使用線路交換方式，就是通過網絡中的節(jié)點在兩個站之間建立一條專用線路，線路交換

　　方式的通信包括建立連接、數據傳送和斷開連接。線路交換中主要使用了空分交換和時分交

　　換技術來承載多種語章頻率。

　　線路交換的主要特點歸納：

　　1. 線路交換是一種實時交換，就性能而言，數據傳送以前，呼叫建立有一個延遲，通過傳

　　輸鏈路時有一個傳輸延遲，而節(jié)點上的延遲很小，適用于實時（全程<=200MS）要求高的話音

　　通信

　　2. 在通信前要通過呼叫為主、被叫用戶建立一條物理連接

　　3. 線路交換是預分配

　　4.時分交換技術

　　線路交換技術的缺點：

　　（1）在典型的用戶/主機應用中，大部分時間線路是閑著的。這樣，在數據連接場合中，線路

　　交換方式效率十分低下；

　　（2）在線路交換網中，連接為傳輸提供了恒定的數據傳輸速率，這樣，就要求連接的兩臺設

　　備必須以同樣的數據傳輸速率傳輸信號，這限制了各主計算機互聯的網絡的利用率；

　　二 報文分組交換

　　1.報文分組交換過程

　　將用戶數據分成多個報文組，每個報文組上都附加一些控制信息，依次傳遞給路由上的每

　　個節(jié)點，并且每個節(jié)點簡單存儲后，傳向下一個節(jié)點；

　　報文分組交換的優(yōu)點：

　?。?）線路利用率高；節(jié)點的鏈路動態(tài)地為許多報文分組共享，報文分組等候排隊，并盡可能

　　迅速地在鏈路上傳送；

　?。?）報文分組交換網能實現數據傳輸速率轉換；具有不同的數據傳輸速率的站點同節(jié)點間可

　　采用其適合的數據傳輸速率交換報文分組；

　?。?）在線路交換網上通信量超載的時候，會發(fā)生通話阻塞；而報文分組交換網上，報文分組

　　還會被接收，但傳輸延遲會增加；

　?。?）能使用優(yōu)先權；

　　2.報文分組交換工作方式

　　分為二種：數據報和虛電路（與第五章網絡層內容結合）

　　（1）數據報：在報文分組交換網絡中，每個報文分組都獨立地處理，稱為數據報；

　　A.發(fā)送終端在發(fā)送數據前無需與接收端建立連接，直接發(fā)送，但發(fā)送的報文分組中要包括

　　發(fā)送端和接收端的全網址，以便可以獨立傳輸；

　　B.每個報文分組由一個節(jié)點傳輸到下一個節(jié)點時，都要進行路由選擇；且發(fā)送到接收端時

　　不能保證是有序的，需要接收端自己調整；

　　（2）虛電路：報文分組交換網絡中，在源主機與目標主機通信之前，建立起一條網絡連接

　　A.發(fā)送端在發(fā)送數據之前，要先發(fā)送一個“調用請求呼叫報文分組”（呼叫請求分組），該

　　組包含源主機和目標主機的全網地址；

　　B.呼叫請求分組每經一個網絡節(jié)點時，節(jié)點都要記下此虛電路號，并選擇一條最佳的路徑

　　傳給下一個節(jié)點，傳送到目標接收端，若同意，則將呼叫請求分組傳回源發(fā)送端；這時連接

　　建立完畢

　　C.發(fā)送其它報文分組，這時每個報文分組中包含傳輸數據及虛電路號，在建立好的虛電路

　　上進行傳輸；能夠保證接收端可以按順序接收數據；

　　兩種報文分組交換方式比較

　　數據報 虛電路

　　避免了呼叫建立過程，適用于報文分組數少 可以提供與報文分組排序和誤差控制 有關的服務（保證有序，并正確到達）

　　靈活，對于阻塞情況可以避讓，選擇其他路徑 傳遞迅速，每個報文分組不用路由選擇 可靠，一個節(jié)點失效，可以另取路由

　　3.線路交換與報文分組交換的比較

　　延遲類型

　?。?） 傳播延遲：從一個節(jié)點傳到下一個節(jié)點所需的時間；

　?。?） 傳輸時間：發(fā)送器發(fā)出數據塊所需的時間；

　?。?） 節(jié)點延遲：節(jié)點在交換數據處理時花費的時間；

　?。ㄒ唬?性能方面（延遲方面）

　　A.線路交換網絡：發(fā)送端發(fā)出的“呼叫請求信號”在傳到接收端的過程中，經過每個網絡

　　節(jié)點時都會有傳輸延遲和處理延遲，即時間用在建立連接路由上，接收端同意接收，發(fā)呼叫

　　信號給發(fā)送端，呼叫接受信號傳輸時，不用處理，延遲微小；接受端接收數據完畢后，向發(fā)

　　送端發(fā)送確認信號，不用處理，延遲微小

　　B.虛電路報文分組交換網絡：呼叫請求信號傳輸時存在傳輸延遲及在每個節(jié)點處理時存在

　　處理延遲，建立連接后，接收端發(fā)送的呼叫接受信號傳輸時仍存在延遲；接受端接收數據完

　　畢后，向發(fā)送端發(fā)送確認信號，傳輸過程中仍存在延遲；

　　C.數據報報文分組交換網絡：不需建立連接，所以沒有連接延遲，但每個報文分組單獨傳

　　輸，在每個節(jié)點上對數據報的處理時間要比虛電路長；

　　在考慮時還應包括網絡規(guī)模、拓撲結構、負載類型和典型的交換特征

　?。ǘ?其他

　　A.線路交換本質上是透明服務，一旦建立連接，站點間就有恒定的數據傳輸速率；

　　B.數據報報文分組交換：數據到達的順序會與傳送的不同

　　C.報文分組交換：模擬數據必須在傳輸前轉換為數字信號；

　　D.報文分組交換：每個報文分組都要包括信宿地址的附加位在內

　　4.報文分組交換網的阻塞控制

　?。?） 簡單地將其丟棄

　?。?） 采用某種流量控制手段將報文從其相鄰節(jié)點通過，但這樣就有可能影響整個網絡；

　　5. X.25協議（報文分組交換協議標準）

　?。?） 層次：（低到高）物理層――>鏈路層――>報文分組層，分別對應OSI模型的最低三層

　　A.物理層：

　　處理站點（計算機、終端 DTE）和（連接報文分組交換結點 DCE ）鏈路之間的物理接口

　　規(guī)范說明為X.25標準，有時也用EIA232標準

　　B. 鏈路層

　　為數據以幀序列的形式可靠地在物理鏈路上傳輸；

　　標準 LAPB（鏈路訪問協議-平衡制式） 是HDLC的一個子集

　　C.報文分組層

　　提供擴展的虛擬線路服務。

　　用戶數據傳送到報文分組層時，創(chuàng)建報文分組，即在用戶數據前、后端加上控制消息，

　　然后傳給鏈路層，LAPB實體，實體在報文件分組前、后加控制信息形成LAPB幀；

　　（2） 虛（擬）電路服務

　　虛調用：動態(tài)建立的虛擬線路，使用調用建立再用調用清除；

　　永久性虛擬電路：固定，由網絡分配的虛電路，發(fā)生數據傳送時要用虛調用，沒有調用

　　建立或清除過程；

　?。?）多路復用

　　一個DTE在一條物理的DTE-DCE鏈路上允許建立高達4095條共生的虛擬電路；DTE-DCE鏈路

　　提供全雙工復用，

　?。?）流量控制（與HDLC相同）

　　每個數據報文分組都包括發(fā)送的順序號P（S）（3個比特）和接收信號P（R），

　　P（S） 指明DTE在虛擬電路基礎上分配給送出的報文分組

　　P（R） 指明下一個預期從虛擬電路的另一方接收的報文分組號，捎帶響應方式

　　錯誤控制基本形式 GO-back-N ARQ

　?。?）報文分組序列

　　兩種報文分組：A報文分組和B報文分組

　　A報文分組是完整的。

　　三。幀中繼

　　1.幀中繼：在X.25基礎上發(fā)展起來，保存了HDLC幀格式，但沒有采用LDPB規(guī)程，而使用了L

　　APD規(guī)程，在鏈路層實現鏈路的復用和轉接，幀中繼可以不用網絡層而用鏈路層實現復用傳

　　送；

　　與X.25關鍵差異在于

　?。?）調用控制信號使用與用戶數據分離的邏輯連接來承載。

　?。?）多路復用和邏輯連接發(fā)生在第二層，而不是第三層，刪除了整個一層的處理；

　?。?）取消了節(jié)點間接方式的流量和錯誤控制。

　　2. 幀中繼網絡的用途

　?。?）作為公共網絡的接口：將幀中繼網絡的交換設備放在電訊中心的中央控制室內，用戶只

　　需定期向電訊中心交納一定的使用租金，而免去了對網絡設備的管理和維護；

　?。?）作專用網絡接口：為所有的數據設備安裝帶有幀中繼網絡接口的T1多路選擇器，在，而

　　其他應用僅僅安裝非幀中斷的接口；

　?。?） 其他應用：

　　A.塊交互數據：主要用于傳輸高發(fā)辨率的圖形數據，特點是短時延和大流量；

　　B.文件傳送：一般用于傳送長文件；

　　C.支持多個低速率復用：利用幀中繼多路復用的能力，為較多的低速率應用提供經濟的服

　　務；

　　D.字符交互：特點短幀、短延時和低流量；

　　E.互聯域網：流水線特性特別適合于用來傳輸局域網產生的突發(fā)性、高速率和大流量的數

　　據，并盡可能減少轉換處理；

　　3. 幀中繼的體系結構和數據幀格式

　?。?） 幀中繼的體系結構

　　遵從ISDN用戶數據與信令分離的原則，將終端與交換機的功能 分成與用戶信息傳輸有關

　　的U功能和與呼叫控制有關的C功能。

　　A.U面：通信網中全部U功能的集合；提供端到端功能，用于傳送用戶數據；保持網絡入口

　　處與出口處的幀順序，保證不交付重幀且?guī)瑏G失率很小

　　數據傳送協議采用CCITT Q.922建議的核心部分包括幀定界和透明傳輸、用地址字段實現幀

　　復用和去復用、控制幀長、檢測傳輸差錯和進行擁塞控制等

　　B.C面：C功能的集合；在用戶和網絡之間操作，用于建立、維持和釋放連接；保證呼叫控

　　制報文在終端和本地服務交換機中的呼叫控制進程之間進行可靠地傳遞；

　　運載用戶信令的鏈路層協議是Q.921

　　體系結構特點：將網絡的處理工作減少到了最小程度。幀中繼網絡中的節(jié)點對用戶幀不作處

　　理，只是拋棄發(fā)現有錯幀，差錯恢復由高層進行；

　?。?） 數據幀格式（與HDLC類似，但沒有控制字段）

　　FLAG01111110 ADDRESS INFORMATION FCS FLAG01111110

　　ADDRESS擴展可包括以下字段

　　DLCI（高） C/R EA=0 DLCI（低） FECN BECN DE EA=1

　　FCS：檢測鏈咱上出現差錯的頻度，用于網絡管理

　　DLCI：數據鏈路連接標識符，當采用2個字節(jié)的地址時，DLCI占10比特，用于唯一地標識一

　　個虛連接。16…199 標識用戶的交換虛連接和永久虛連接，922…1007用于運載鏈路層管理

　　信息；地址為3個字節(jié)…17比特，4個字節(jié)…24比特

　　C/R：命令/響應，與高層有關，幀中繼不用；

　　EA：可擴展地址：0 表示下一個字節(jié)還是地址，1 表示地址結束

　　FECN：正向顯示擁塞通知，將發(fā)往接收端幀的FECN置1，通知接收方網絡阻塞，接收方一般

　　可以使用高層協議讓發(fā)送端降低發(fā)送速率；

　　BECN：反向顯示擁塞通知，在返回發(fā)送終端的幀中BECN置1，通知發(fā)送方網絡阻塞，要求降

　　低發(fā)送速率；

　　DE：可以丟棄，1 表示當網絡阻塞時，可以優(yōu)先丟棄；

　　4.幀中繼阻塞的控制方式

　　ITUT 1.370建議，幀中繼阻塞控制的所需遵行的原則

　?。?）把幀丟棄減少到最少

　?。?）維持質量穩(wěn)定的服務

　?。?）把一個端接用犧牲其他端接用戶的代價壟斷網絡資源的可能性減少到最??；

　?。?）容易實現，使任一端接用戶或網絡上的額外開銷減至最小；

　?。?）產生最低限度的附加性網絡信息流量；

　　（6）網絡資源公平地分發(fā)給端接用戶；

　?。?）限制阻塞在網絡內擴散；

　?。?）操作效率與通信量流時無關；

　?。?）在幀中繼網絡中，對其他系統(tǒng)的交互作用或影響到最小

　?。?0）在阻塞期間對各個幀中繼連接服務質量的影響減至最??；

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