分组交换与分组交换网解析课件.ppt

1、课程：现代交换原理1 第5章 分组交换与分组交换网u分组交换技术的产生和发展分组交换技术的产生和发展分组交换技术的作用分组交换技术的作用基本思想基本思想u 分组交换基本原理分组交换基本原理分组传送方式与交换方式分组传送方式与交换方式路由选择、流量控制路由选择、流量控制u分组交换协议分组交换协议-X.25-X.25协议结构及各层功能与工作原理协议结构及各层功能与工作原理u分组交换网的构成分组交换网的构成u帧中继的特点及协议帧中继的特点及协议2第第5 5章章 分组交换分组交换q 分组交换分组交换5.1 5.1 分组交换技术的产生与发展分组交换技术的产生与发展 分组交换技术是解决数据通信中分组交换技

2、术是解决数据通信中通信资源共享通信资源共享问问题的最佳技术；题的最佳技术；又称为包交换又称为包交换;优点优点:信息传输质量高、网络可靠性高、线路利用信息传输质量高、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率高、经济性能好、利于不同类型终端间的相互通信;3第第5 5章章 分组交换分组交换q 分组交换分组交换5.1 5.1 分组交换技术的产生与发展分组交换技术的产生与发展 基本思想基本思想:将要传送的数据按一定的长度分成多个数据段，将要传送的数据按一定的长度分成多个数据段，这些数据段称为这些数据段称为“分组分组”(包括包括:路由和控制信息路由和控制信息)，发送端把这些发

3、送端把这些“分组分组”分别发送出去。到达目的地，分别发送出去。到达目的地，目的交换机将一个个目的交换机将一个个“分组分组”按顺序装好，还原成原按顺序装好，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分组交换网。分组交换的通信网称为分组交换网。4第第5 5章章 分组交换分组交换q 分组交换网分组交换网5.1 5.1 分组交换技术的产生与发展分组交换技术的产生与发展 ARPANET;ARPANET;应用应用:1.1.数据业务的处理数据业务的处理;2.2.组建系统内部专网组建系统内部专网;3.3.通过分组网接入数据通信的增值

4、业务网通过分组网接入数据通信的增值业务网;5第第5 5章章 分组交换分组交换q 采用统计时分复用方式，具有动态分配带宽和用标采用统计时分复用方式，具有动态分配带宽和用标记区别数据所属用户的特点记区别数据所属用户的特点;q 实现了多用户对线路资源共享的同时，提高了线路资实现了多用户对线路资源共享的同时，提高了线路资源的利用率，并可以很好的支持突发性业务。源的利用率，并可以很好的支持突发性业务。5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.1 5.2.1 分组传送方式分组传送方式(资源共享方式资源共享方式)6第第5 5章章 分组交换分组交换q 分组是由用户数据分组是由用户数据(长度

5、有限长度有限)和分组头组成的。和分组头组成的。q 数据终端的用户数据报文的长度超过了分组的用户数据终端的用户数据报文的长度超过了分组的用户数据部分的最大长度，则需要将该报文拆分成若干个数数据部分的最大长度，则需要将该报文拆分成若干个数据段，并在每个数据段前加上分组头，形成分组。据段，并在每个数据段前加上分组头，形成分组。5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.2 5.2.2 分组的形成分组的形成7第第5 5章章 分组交换分组交换q 分组是由用户数据分组是由用户数据(长度有限长度有限)和分组头组成的。和分组头组成的。数据终端的用户数据报文的长度超过了分组的用户数据终端的用户

6、数据报文的长度超过了分组的用户数据部分的最大长度，则需要将该报文拆分成若干个数数据部分的最大长度，则需要将该报文拆分成若干个数据段，并在每个数据段前加上据段，并在每个数据段前加上分组头分组头，形成分组。，形成分组。q 分组头分组头中主要包含逻辑信道号、分组的序号、中主要包含逻辑信道号、分组的序号、分组分组类型类型及其它的控制信息。及其它的控制信息。5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.2 5.2.2 分组的形成分组的形成8第第5 5章章 分组交换分组交换q 分组类型：分组类型：数据分组数据分组:是用来承载用户数据的分组是用来承载用户数据的分组 控制分组控制分组:是保证和

7、控制数据分组在网络中正确传输是保证和控制数据分组在网络中正确传输和交换的分组。和交换的分组。5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.2 5.2.2 分组的形成分组的形成9第第5 5章章 分组交换分组交换q 虚电路方式：虚电路方式：每个分组沿预先建立的相同的路径到达目的地，数每个分组沿预先建立的相同的路径到达目的地，数据分组不带目的地址，只带有虚电路号据分组不带目的地址，只带有虚电路号(局部意义局部意义）；在呼叫建立时，每个节点机中建立一张呼叫入链路在呼叫建立时，每个节点机中建立一张呼叫入链路LCN和出链路和出链路LCN的对照表，以后传送数据分组时只的对照表，以后传送数据分

8、组时只要查寻该对照表即可确定路由；要查寻该对照表即可确定路由；5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.3 5.2.3 分组交换方式分组交换方式10第第5 5章章 分组交换分组交换q 数据报方式：数据报方式：每个分组带有目的地址，节点对各分组独立选路，不能每个分组带有目的地址，节点对各分组独立选路，不能保证分组传送的有序性；保证分组传送的有序性；5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.3 5.2.3 分组交换方式分组交换方式11第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.3 5.2.3 分组交换方式分组

9、交换方式面向事务的询问面向事务的询问/响应型数据业务响应型数据业务较连续的数据流较连续的数据流应用应用故障防卫能力较强故障防卫能力较强较为敏感较为敏感故障敏感故障敏感性性会引起失序会引起失序按顺序到达，无失按顺序到达，无失序序分组顺序分组顺序无建立过程，独立无建立过程，独立选路选路预先建立，映像表预先建立，映像表选路选路详细的目的地址详细的目的地址逻辑信道标识逻辑信道标识分组头分组头数据报数据报虚电路虚电路类别类别项目项目12第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.3 5.2.3 分组交换方式分组交换方式q 电路交换与分组交换比较：电路交换

10、与分组交换比较：13第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.4 5.2.4 路由选择路由选择q 路由选择的原则路由选择的原则 最佳传送路径：最佳传送路径：端到端的传送时延；端到端的传送时延；均衡均衡:提高网络资源利用率；提高网络资源利用率；故障恢复能力：故障恢复能力：可自动选择迂回路由；可自动选择迂回路由；14第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.4 5.2.4 路由选择路由选择q 路由选择的策略：路由选择的策略：洪泛法：洪泛法：原理原理:每个节点接收到一个分组后检查是否收到过每个节点

11、接收到一个分组后检查是否收到过该分组，如果收到过就将它丢弃，如果未收到过，则该分组，如果收到过就将它丢弃，如果未收到过，则把该分组发往除了分组来源的那个节点以外的所有相把该分组发往除了分组来源的那个节点以外的所有相邻的节点。这样，同一个分组的副本将经过所有的路邻的节点。这样，同一个分组的副本将经过所有的路径到达目的节点。目的节点接受最先到达的副本，后径到达目的节点。目的节点接受最先到达的副本，后到的副本将被丢弃。到的副本将被丢弃。15第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.4 5.2.4 路由选择路由选择q 路由选择的策略：路由选择的策略：

12、洪泛法：洪泛法：653421表表5.5 5.5 洪泛式路由选择示例洪泛式路由选择示例16第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.4 5.2.4 路由选择路由选择q 路由选择的策略：路由选择的策略：洪泛法：洪泛法：优点优点:1)1)是具有很高的可靠性。是具有很高的可靠性。2)2)所有与源节点直接或间接相连的节点都会被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。访问到，所以洪泛式可以被应用于广播。缺点缺点:产生的通信量负荷过高，额外开销过大，导致分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。组排队时延

13、加大。653421表表5.5 5.5 洪泛式路由选择示洪泛式路由选择示例例17第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.4 5.2.4 路由选择路由选择q 路由选择的策略：路由选择的策略：固定路由选择：固定路由选择：1)1)是指在是指在网络拓扑结构不变网络拓扑结构不变的情况下，网络中每一的情况下，网络中每一对源节点和目的节点之间的路由都是固定的。当网对源节点和目的节点之间的路由都是固定的。当网络的拓扑结构发生变化时，路由才可能发生改变。络的拓扑结构发生变化时，路由才可能发生改变。18第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.2 2 分组交换的基

14、本原理分组交换的基本原理 5.2.4 5.2.4 路由选择路由选择q 路由选择的策略：路由选择的策略：固定路由选择：固定路由选择：2)2)实现实现:分组交换网根据一定的准则计算出每一对源节点分组交换网根据一定的准则计算出每一对源节点和目的节点之间的路由，并把它们保存在路由表中和目的节点之间的路由，并把它们保存在路由表中;路由的计算可以由网络控制中心（路由的计算可以由网络控制中心（NCCNCC）完成，然）完成，然后装入各个节点中，也可由节点自身完成。每个节后装入各个节点中，也可由节点自身完成。每个节点对应一张路由表点对应一张路由表;19第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.2 2 分组交换的基

15、本原理分组交换的基本原理 5.2.4 5.2.4 路由选择路由选择q 路由选择的策略：路由选择的策略：固定路由选择固定路由选择:2)2)实现实现:表表5.4 5.4 固定路由选择举例固定路由选择举例20第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.4 5.2.4 路由选择路由选择q 路由选择的策略：路由选择的策略：固定路由选择：固定路由选择：1)1)使用固定的路由选择，不论是数据报还是虚电路，使用固定的路由选择，不论是数据报还是虚电路，从指定源节点到指定目的节点的所有的分组都沿着相从指定源节点到指定目的节点的所有的分组都沿着相同的路径传送。同的路

16、径传送。2)2)优点优点:处理简单，在可靠的负荷稳定的网络中可以很处理简单，在可靠的负荷稳定的网络中可以很好的运行。好的运行。缺点缺点:缺乏灵活性，无法对网络拥塞和故障做出反应缺乏灵活性，无法对网络拥塞和故障做出反应.表表5.4 5.4 固定路由选择举例固定路由选择举例21第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.4 5.2.4 路由选择路由选择q 路由选择的策略：路由选择的策略：随机路由选择：随机路由选择：1)1)当节点收到一个分组，节点只选择一条输出路由，当节点收到一个分组，节点只选择一条输出路由，这条路由是在除了分组来源的那条路由之外的

17、其它这条路由是在除了分组来源的那条路由之外的其它路由当中随机选择的。输出路由被选中的概率可能路由当中随机选择的。输出路由被选中的概率可能是相等的，也可能是不等的。是相等的，也可能是不等的。2)2)优点优点:比较简单、稳健性也较好。比较简单、稳健性也较好。3)3)改进改进的随机路由选择方法的随机路由选择方法:给每条输出路由分配给每条输出路由分配一个一个概率概率(可以是基于数据率的，也可以是基于费可以是基于数据率的，也可以是基于费用用)，根据概率来选择路由。，根据概率来选择路由。22第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.4 5.2.4 路由选

18、择路由选择q 路由选择的策略：路由选择的策略：自适应路由选择：自适应路由选择：1)1)就是路由选择是根据网络状况的变化而动态改变就是路由选择是根据网络状况的变化而动态改变的的(依据的条件主要是网络出现的拥塞和故障依据的条件主要是网络出现的拥塞和故障。)2)2)必须在节点之间交换网络状态信息。必须在节点之间交换网络状态信息。3)3)能够提高网络的性能，路由选择灵活，所以是目能够提高网络的性能，路由选择灵活，所以是目前使用最普遍的路由选择策略，被大规模的公用分前使用最普遍的路由选择策略，被大规模的公用分组交换网普遍采用。组交换网普遍采用。23第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.2 2 分组交换

19、的基本原理分组交换的基本原理 5.2.4 5.2.4 路由选择路由选择q 路由选择的策略：路由选择的策略：动态法：动态法：1)1)前向搜索法前向搜索法:1 12 24 43 35 56 61 12 22 23 33 31 11 15 52 25 5适合于集中式动态路由选择适合于集中式动态路由选择思路思路:从源点出发由近及远地确定到各节点的从源点出发由近及远地确定到各节点的最佳路由最佳路由;条件条件:必须知道全网络节点的拓扑结构和各链必须知道全网络节点的拓扑结构和各链路的参数；路的参数；24第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.4 5.2.

20、4 路由选择路由选择q 路由选择的策略：路由选择的策略：动态法：动态法：1)1)前向搜索法前向搜索法:1 12 24 43 35 56 61 12 22 23 33 31 11 15 52 25 5k=0k=0k=1k=1k=2k=2k=3k=3k=4k=4序号序号QkPkWD(2)D(3)D(4)D(5)D(6)02,3,44251-142,3,55342-24,52,3,6223434,5,23,633444,5,2,366454,5,2,3,625第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.4 5.2.4 路由选择路由选择q 路由选择的策

21、略：路由选择的策略：动态法：动态法：2)2)后向搜索法后向搜索法:思路思路:从目的地出发向前推进求得各节点到该点从目的地出发向前推进求得各节点到该点的最佳路由的最佳路由;条件条件:只须知道其邻接点的只须知道其邻接点的D(W)D(W)即可进行计算；即可进行计算；适合于分布式动态路由选择适合于分布式动态路由选择1 12 24 43 35 56 61 12 22 23 33 31 11 15 52 25 526第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.4 5.2.4 路由选择路由选择q 路由选择的策略：路由选择的策略：动态法：动态法：2)2)后向搜

22、索法后向搜索法:1 12 24 43 35 56 61 12 22 23 33 31 11 15 52 25 5n,D(v)n,D(v)k k初始化初始化2 23 34 45 56 6),(),(),(),(),(1 12 2(1,2)(1,2)(1,2)(1,2)(1,5)(1,5)(5,3)(5,3)(1,1)(1,1)(1,1)(1,1)(4,2)(4,2)(4,2)(4,2)(5,4)(5,4)(5,4)(5,4)27第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.5 5.2.5 流量控制流量控制q 流量控制的必要性流量控制的必要性:在分组

23、交换网中，网络节点采用在分组交换网中，网络节点采用存储存储-转发转发的机制对的机制对分组进行处理，如果分组到达的速率大于节点处理分分组进行处理，如果分组到达的速率大于节点处理分组的速率，就可能造成网络节点中存储区被填满，导组的速率，就可能造成网络节点中存储区被填满，导致后来的分组无法被处理。致后来的分组无法被处理。线路的传输容量也是有限的，如果网络中数据流分线路的传输容量也是有限的，如果网络中数据流分布不均匀，可能会导致某些线路上流量超过其负载能布不均匀，可能会导致某些线路上流量超过其负载能力，分组无法被及时传送。力，分组无法被及时传送。28第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.2 2 分组

24、交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.5 5.2.5 流量控制流量控制q 流量控制的作用流量控制的作用:防止因过载导致网络吞吐量下降和传送时延的增加；防止因过载导致网络吞吐量下降和传送时延的增加；避免网络死锁；避免网络死锁；29第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.5 5.2.5 流量控制流量控制q 流量控制机制流量控制机制:是按级进行的是按级进行的,分为分为4 4级级:1.1.段级：段级：防止出现局部的节点缓冲区拥塞和死锁；防止出现局部的节点缓冲区拥塞和死锁；2.2.沿到沿级：沿到沿级：防止终节点缓冲区出现拥塞防止终节点缓冲区出现拥

25、塞；3.3.接入级接入级:控制进网的业务量，防止网络发生拥塞；控制进网的业务量，防止网络发生拥塞；4.4.端到端级端到端级:在进程级防止用户缓冲区出现拥塞；在进程级防止用户缓冲区出现拥塞；DTEDTE（3）（4）（1）（1）DCE节点节点DCE端到端级端到端级沿到沿级沿到沿级接入级接入级段级段级30第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.5 5.2.5 流量控制流量控制q 流量控制方法流量控制方法:证实法证实法:1.1.发送方发送一个分组之后不再继续发送新的分组，发送方发送一个分组之后不再继续发送新的分组，接收方收到一个分组之后会向发送方发

26、送一个证实，接收方收到一个分组之后会向发送方发送一个证实，发送方收到这个证实之后再发送新的分组。发送方收到这个证实之后再发送新的分组。接收方可以通过接收方可以通过暂缓发送证实暂缓发送证实来控制发送方的发送来控制发送方的发送速度，从而达到控制流量的目的。速度，从而达到控制流量的目的。2.2.可用于可用于点到点点到点和和端到端的端到端的流量控制。流量控制。X.25X.25的数据链的数据链路层和分组层均采用这种流量控制方法。路层和分组层均采用这种流量控制方法。滑动窗口机制滑动窗口机制31第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.5 5.2.5 流量

27、控制流量控制q 流量控制方法流量控制方法:预约法预约法:1.1.发送端在向接收端发送分组之前，先向接收端发送端在向接收端发送分组之前，先向接收端预约预约缓冲存储区（一般为个分组的空间）缓冲存储区（一般为个分组的空间），然后发送端，然后发送端再根据接收端所允许发送分组的数量发送分组，从而再根据接收端所允许发送分组的数量发送分组，从而有效地避免接收端发生死锁有效地避免接收端发生死锁;2.2.数据报方式工作的分组交换网通常采用这种流量控数据报方式工作的分组交换网通常采用这种流量控制方式制方式;3.3.可用于可用于沿到沿沿到沿和和端到端的端到端的流量控制。流量控制。32第第5 5章章 分组交换分组交换

28、5.5.2 2 分组交换的基本原理分组交换的基本原理 5.2.5 5.2.5 流量控制流量控制q 流量控制方法流量控制方法:许可证法许可证法:1.1.在网络内设置一定数量的在网络内设置一定数量的“许可证许可证”，许可证的状，许可证的状态分为空载和满载，不携带分组时为空载，携带分组态分为空载和满载，不携带分组时为空载，携带分组为满载为满载;分组需要在节点等待得到空载的许可证后才能被发分组需要在节点等待得到空载的许可证后才能被发送送;2.2.通过在网内通过在网内设置一定数量设置一定数量的许可证，可达到流量控的许可证，可达到流量控制的目的。制的目的。(产生一定的额外时延，尤其是当网络负载产生一定的额

29、外时延，尤其是当网络负载较大时，这种额外时延也较大。较大时，这种额外时延也较大。)33第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.3 3 分组交换协议分组交换协议X.25X.25协议协议5.3.1 5.3.1 分组交换协议分组交换协议q 在分组交换过程中数据终端设备（在分组交换过程中数据终端设备（DTEDTE）与分组交换网）与分组交换网以及分组交换网内各交换节点之间关于信息传输过程、信以及分组交换网内各交换节点之间关于信息传输过程、信息格式和内容等的约定。息格式和内容等的约定。q 分为分为:接口协议接口协议:是指是指DTEDTE和与它相连的网络设备之间的通信协和与它相连的网络设备之间的通信协议，即

30、议，即UNIUNI协议协议;网内协议网内协议:是指网络内部各交换机之间的通信协议，即是指网络内部各交换机之间的通信协议，即NNINNI协议。协议。34第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.3 3 分组交换协议分组交换协议X.25X.25协议协议5.3.1 5.3.1 分组交换协议分组交换协议编编 号号主主 要要 内内 容容 x.3公用数公用数 据通信网分组装拆据通信网分组装拆(PAD)功能功能x.20公用数据通信起止式传输业务用的公用数据通信起止式传输业务用的DTE与与DCE之间的接口之间的接口x.20bis公用数据网内可与公用数据网内可与V.21建议兼容的，起止式建议兼容的，起止式DTE与

31、与DCE之之间的接口间的接口x.21公用数据网内同步式公用数据网内同步式DTE与与DCE之间的接口之间的接口x.21bis为与同步式为与同步式V系列调制解调器接口设计的数据终端设备在系列调制解调器接口设计的数据终端设备在公用数据网内的应用规程公用数据网内的应用规程x.24公用数据网上公用数据网上DTEDCE间的接口电路定义表间的接口电路定义表X X系列建议系列建议:35第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.3 3 分组交换协议分组交换协议X.25X.25协议协议5.3.1 5.3.1 分组交换协议分组交换协议X X系列建议系列建议:编编 号号主主 要要 内内 容容 x.25报文分组型公用数据

32、网报文分组型公用数据网DTEDCE接口接口x.26在数据通信领域内通常与集成电路设备一起使用的不平衡双在数据通信领域内通常与集成电路设备一起使用的不平衡双流交换电路流交换电路 的电特性的电特性 x.27在数据通信领域内通常与集成电路设备一起使用的平衡双流在数据通信领域内通常与集成电路设备一起使用的平衡双流交换电路交换电路 的电特性的电特性 x.28公用数据网中，对于存取报文分组的分组装拆设备的起止公用数据网中，对于存取报文分组的分组装拆设备的起止式式DTEDCE 的接口的接口x.29公用数据网中，分组式终端与分组装、拆功能之间的控制信公用数据网中，分组式终端与分组装、拆功能之间的控制信息及用户

33、数息及用户数 据的交换规程据的交换规程x.75在分组交换的公用数据网内的国际电路上用于传递数据的终在分组交换的公用数据网内的国际电路上用于传递数据的终端和经转接端和经转接 呼叫的控制规程呼叫的控制规程36第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.3 3 分组交换协议分组交换协议X.25X.25协议协议5.3.1 5.3.1 分组交换协议分组交换协议q X.25X.25协议协议:是是DTE-DCEDTE-DCE接口协议的总称；接口协议的总称；由由3 3层组成，对应于层组成，对应于OSIOSI参考模型的下参考模型的下3 3层；层；高层高层分组层分组层数据链路层数据链路层物理层物理层分组层分组层数据链

34、路层数据链路层物理层物理层HDLCHDLC：面向比特面向比特X.21/V.24X.21/V.24逻辑信道逻辑信道至远端至远端DTEDTE进程进程DTEDTEDCEDCEX.25X.25协议分层结构协议分层结构37第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.3 3 分组交换协议分组交换协议X.25X.25协议协议5.3.1 5.3.1 分组交换协议分组交换协议q X.25X.25协议协议:是标准化的接口协议，任何要接入到分组交换网的终端是标准化的接口协议，任何要接入到分组交换网的终端设备必须在接口处满足协议的规定。设备必须在接口处满足协议的规定。接口接口协议协议X.25X.25接口接口协议协议X.2

35、5X.25X.25=X.25=用用户户协协议议用用户户协协议议协议协议转换转换PADPAD接口接口协议协议X.25X.25网内协议网内协议NPTNPTPTPTPTPT：标准终端；标准终端；NPTNPT（非标准终端）需经非标准终端）需经PADPAD转换；转换；PAD:PAD:分组装拆设备分组装拆设备38第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.3 3 分组交换协议分组交换协议X.25X.25协议协议5.3.2 X.255.3.2 X.25物理层物理层q 规定了规定了DTEDTE和和DCEDCE之间接口的电气特性、功能特性和机之间接口的电气特性、功能特性和机械特性以及协议的交互流程。械特性以及协议的

36、交互流程。DTE(DTE(数据终端设备数据终端设备):):与分组交换网的端口相连的设备与分组交换网的端口相连的设备;可以是同步终端或异步终端，也可以是通用终端或专用可以是同步终端或异步终端，也可以是通用终端或专用终端，还可以是智能终端。终端，还可以是智能终端。DCE(DCE(数据终接设备数据终接设备):):是是DTE-DTEDTE-DTE远程通信传输线路的远程通信传输线路的终接设备，终接设备，主要完成主要完成信号变换、适配和编码等功能，对信号变换、适配和编码等功能，对于模拟传输线路于模拟传输线路一般为一般为Modem;Modem;对于数字传输线路，则为对于数字传输线路，则为多路复用器或数字信道

37、接口设备。多路复用器或数字信道接口设备。39第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.3 3 分组交换协议分组交换协议X.25X.25协议协议5.3.2 X.255.3.2 X.25物理层物理层q 主要功能有：主要功能有：DTEDTE和和DCEDCE之间的数据传输之间的数据传输 在设备之间提供控制信号在设备之间提供控制信号 为同步数据流和规定比特速率提供时钟信号为同步数据流和规定比特速率提供时钟信号 提供电气地提供电气地 提供机械的连接器（如针、插头和插座）提供机械的连接器（如针、插头和插座）采用的接口标准有采用的接口标准有X.21X.21建议、建议、X.21 X.21 bisbis建议及建议及

38、V V系列建议系列建议.40第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.3 3 分组交换协议分组交换协议X.25X.25协议协议5.3.3 X.255.3.3 X.25数据链路层数据链路层LAPBLAPBq 是在物理层提供的双向的信息传输通道上，控制信息是在物理层提供的双向的信息传输通道上，控制信息有效、可靠地传送的协议有效、可靠地传送的协议;主要功能就是建立链路主要功能就是建立链路。q 协议采用的是协议采用的是HDLCHDLC（高级数据链路控制规程）的一个（高级数据链路控制规程）的一个子集子集LAPBLAPB（Link Access Procedure BalancedLink Access P

39、rocedure Balanced，平，平衡型链路访问规程）协议。衡型链路访问规程）协议。q HDLCHDLC提供两种链路配置，一种是平衡配置，另一种是提供两种链路配置，一种是平衡配置，另一种是非平衡配置。非平衡配置。41第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.3 3 分组交换协议分组交换协议X.25X.25协议协议5.3.3 X.255.3.3 X.25数据链路层数据链路层LAPBLAPB非平衡配置非平衡配置:链路两端设备的地位不平等链路两端设备的地位不平等主站主站次站次站命令命令响应响应主站主站次站次站命令命令响应响应次站次站点到点链路点到点链路点到多点链路点到多点链路42第第5 5章章

40、分组交换分组交换5.5.3 3 分组交换协议分组交换协议X.25X.25协议协议5.3.3 X.255.3.3 X.25数据链路层数据链路层LAPBLAPB平衡配置平衡配置:链路两端设备的地位平等链路两端设备的地位平等复合站复合站复合站复合站命令命令响应响应点到点链路点到点链路X.25X.25数据链路层只提供点到点的链路方式。数据链路层只提供点到点的链路方式。43第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.3 3 分组交换协议分组交换协议X.25X.25协议协议5.3.3 X.255.3.3 X.25数据链路层数据链路层LAPBLAPBq 主要功能有：主要功能有：DTEDTE和和DCEDCE之间的

41、数据传输之间的数据传输 发送和接收端信息的同步发送和接收端信息的同步 传输过程中的检错和纠错传输过程中的检错和纠错 有效的流量控制有效的流量控制 协议性错误的识别和告警协议性错误的识别和告警 链路层状态的通知链路层状态的通知44第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.3 3 分组交换协议分组交换协议X.25X.25协议协议5.3.3 X.255.3.3 X.25数据链路层数据链路层LAPBLAPBq 帧结构：帧结构：F F01111100111110FSCFSCI IC CA AF F01111100111110首先发送比特数首先发送比特数F F：1.1.允许出现允许出现7 7个或个或7 7个

42、以上连个以上连1 1，表示当前传送的帧作废；，表示当前传送的帧作废；2.2.出现出现1515个或个或1515个以上的连个以上的连1 1，表示该链路进入空闲状，表示该链路进入空闲状态；态；3.3.在正常工作状态，如果没有数据需传送，链路上就在正常工作状态，如果没有数据需传送，链路上就发送发送 连续的连续的F F，45第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.3 3 分组交换协议分组交换协议X.25X.25协议协议5.3.3 X.255.3.3 X.25数据链路层数据链路层LAPBLAPBq 帧结构：帧结构：F F01111100111110FSCFSCI IC CA AF F01111100111

43、110首先发送比特数首先发送比特数A A：1.1.在非平衡配置中，在非平衡配置中，A A字段表示的是次站地址；字段表示的是次站地址；2.2.在平衡配置情况下，在平衡配置情况下，A A字段填入的总是响应站的字段填入的总是响应站的地址，由于是点到点链路，只需要两个地址地址，由于是点到点链路，只需要两个地址A,BA,B，和和选路没有关系，只是为了区分是命令帧还是响应帧；选路没有关系，只是为了区分是命令帧还是响应帧；A A、B B地址是指链路层地址，和目的地址是指链路层地址，和目的DTEDTE地址无关；地址无关；用于区分命令帧、响应帧用于区分命令帧、响应帧46第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.3

44、 3 分组交换协议分组交换协议X.25X.25协议协议5.3.3 X.255.3.3 X.25数据链路层数据链路层LAPBLAPBq 帧结构：帧结构：F F01111100111110FSCFSCI IC CA AF F01111100111110首先发送比特数首先发送比特数A A：1.1.在非平衡配置中，在非平衡配置中，A A字段表示的是次站地址；字段表示的是次站地址；2.2.在平衡配置情况下，在平衡配置情况下，A A字段填入的总是响应站的字段填入的总是响应站的地址，由于是点到点链路，只需要两个地址地址，由于是点到点链路，只需要两个地址A,BA,B，和和选路没有关系，只是为了区分是命令帧还是

45、响应帧；选路没有关系，只是为了区分是命令帧还是响应帧；A A、B B地址是指链路层地址，和目的地址是指链路层地址，和目的DTEDTE地址无关；地址无关；用于区分命令帧、响应帧用于区分命令帧、响应帧47第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.3 3 分组交换协议分组交换协议X.25X.25协议协议5.3.3 X.255.3.3 X.25数据链路层数据链路层LAPBLAPBq 帧结构：帧结构：F F01111100111110FSCFSCI IC CA AF F01111100111110首先发送比特数首先发送比特数控制字段控制字段C C是指示帧的类型：是指示帧的类型：1.1.LAPBLAPB定义

46、了两种工作方式：模定义了两种工作方式：模8 8方式和模方式和模128128方式。方式。在模在模8 8方式，以上三种类型帧的控制字段长度均为方式，以上三种类型帧的控制字段长度均为8 8比特；比特；模模128128方式工作，信息帧和监控帧的控制字段长度方式工作，信息帧和监控帧的控制字段长度为为1616比特，无编号帧控制字段长度为比特，无编号帧控制字段长度为8 8比特。比特。48第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.3 3 分组交换协议分组交换协议X.25X.25协议协议5.3.3 X.255.3.3 X.25数据链路层数据链路层LAPBLAPBq 帧结构：帧结构：F F0111110011111

47、0FSCFSCI IC CA AF F01111100111110首先发送比特数首先发送比特数控制字段控制字段C C是指示帧的类型：是指示帧的类型：1.1.信息帧（信息帧（I I）：）：1)1)识别标志是比特识别标志是比特1 1为为0 0；2)2)作用是传送分组层交付的分组，置于作用是传送分组层交付的分组，置于I I字段中；字段中；3)3)必须是命令帧；必须是命令帧；4)N(S)/N(R)4)N(S)/N(R)49P P（探询）探询）/F F（最终）位最终）位：命令帧：命令帧：P=1P=1；响应帧：响应帧：F=1F=1；该位不起作用：该位不起作用：P/F=0P/F=0；主站主站A A次站次站B

48、,CB,CB,RR(0),PB,RR(0),PB,I(0,0)B,I(0,0)B,I(1,0)B,I(1,0)B,I(2,0)B,I(2,0)B,I(3,0),FB,I(3,0),F(最终）最终）B,RR(4)B,RR(4)C,RR(0),PC,RR(0),PC,RR(0),FC,RR(0),F点到多点非平衡配置点到多点非平衡配置5.3.3 X.255.3.3 X.25数据链路层数据链路层LAPBLAPBq 帧结构：帧结构：第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.3 3 分组交换协议分组交换协议X.25X.25协议协议50第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.3 3 分组交换协议分组交换协议

49、X.25X.25协议协议5.3.3 X.255.3.3 X.25数据链路层数据链路层LAPBLAPBq 帧结构：帧结构：F F01111100111110FSCFSCI IC CA AF F01111100111110首先发送比特数首先发送比特数控制字段控制字段C C是指示帧的类型：是指示帧的类型：2.2.监控帧（监控帧（S S）：）：1)1)识别标志是比特识别标志是比特2 2和和1 1为为0101；2)2)作用是保证作用是保证I I帧的正确传送帧的正确传送(RR,RNR,REJ)RR,RNR,REJ)；3)3)均带有均带有N N（R R）,但本身不占帧号；没有但本身不占帧号；没有I I字段，

50、可字段，可以是命令帧，也可以是响应帧（以是命令帧，也可以是响应帧（反映本端的链路状反映本端的链路状态态）；）；51第第5 5章章 分组交换分组交换5.5.3 3 分组交换协议分组交换协议X.25X.25协议协议5.3.3 X.255.3.3 X.25数据链路层数据链路层LAPBLAPBq 帧结构：帧结构：F F01111100111110FSCFSCI IC CA AF F01111100111110首先发送比特数首先发送比特数控制字段控制字段C C是指示帧的类型：是指示帧的类型：3.3.无编号帧（无编号帧（U U）：）：1)1)识别标志是比特识别标志是比特2 2和和1 1为为1111；2)2