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 4.3X.25协议 4.4分组交换机 4.5帧中继技术 思考题 BACK
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，电路交换技术己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一分组交换
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
第4章分组交换技术 分组交换技术是一种存储一转发的交换技术，被广泛用于 数据通信和计算机通信中。它结合了电路交换和早期的存储一 转发交换方式—报文交换的特点，克服了电路交换线路利用 率低的缺点，同时又不像报文交换那样时延非常大。因此，分 组交换技术自从产生后便得到了迅速的发展
第4章 分组交换技术 分组交换技术是一种存储—转发的交换技术，被广泛用于 数据通信和计算机通信中。它结合了电路交换和早期的存储— 转发交换方式——报文交换的特点，克服了电路交换线路利用 率低的缺点，同时又不像报文交换那样时延非常大。因此，分 组交换技术自从产生后便得到了迅速的发展
第4章分组交换技术 4.1.2分组交换的概念 分组交换不像电路交换那样在传输中将整条电路都交给一 个连接，而不管它是否有信息要传送。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，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
第4章 分组交换技术 4.1.2 分组交换的概念 分组交换不像电路交换那样在传输中将整条电路都交给一 个连接，而不管它是否有信息要传送。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，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
第4章分组交换技术 显然，采用分组交换时，同一个报文的多个分组可以同时 传输，多个用户的信息也可以共享同一物理链路，因此分组交 换可以达到资源共享，并为用户提供可靠、有效的数据服务。 它克服了电路交换中独占线路、线路利用率低的缺点。同时， 由于分组的长度短，格式统一，便于交换机进行处理，因此它 能比传统的“报文交换”有较小的时延
第4章 分组交换技术 显然，采用分组交换时，同一个报文的多个分组可以同时 传输，多个用户的信息也可以共享同一物理链路，因此分组交 换可以达到资源共享，并为用户提供可靠、有效的数据服务。 它克服了电路交换中独占线路、线路利用率低的缺点。同时， 由于分组的长度短，格式统一，便于交换机进行处理，因此它 能比传统的“报文交换”有较小的时延
第4章分组交换技术 4.1.3分组交换的优缺点 1.分组交换的优点 分组交换的设计初衷是为了进行计算机之间的资源共享， 其设计思路截然不同于电路交换。与电路交换相比，分组交换 的优点可以归纳如下： (1)线路利用率较高。分组交换在线路上采用动态统计时分 复用的技术传送各个分组，因此提高了传输介质（包括用户线和 中继线)的利用率。每个分组都有控制信息，使终端和交换机之 间的用户线上或者交换机之间的中继线上，均可同时有多个不 同用户终端按需进行资源共享
第4章 分组交换技术 4.1.3 分组交换的优缺点 1. 分组交换的优点 分组交换的设计初衷是为了进行计算机之间的资源共享， 其设计思路截然不同于电路交换。与电路交换相比，分组交换 的优点可以归纳如下： (1) 线路利用率较高。分组交换在线路上采用动态统计时分 复用的技术传送各个分组，因此提高了传输介质(包括用户线和 中继线)的利用率。每个分组都有控制信息，使终端和交换机之 间的用户线上或者交换机之间的中继线上，均可同时有多个不 同用户终端按需进行资源共享
第4章分组交换技术 (2)异种终端通信。由于采用存储一转发方式，不需要建立 端到端的物理连接，因此不必像电路交换中那样，通信双方的 终端必须具有同样的速率和控制规程。分组交换中可以实现不 同类型的数据终端设备（不同的传输速率、不同的代码、不同的 通信控制规程等)之间的通信
第4章 分组交换技术 (2) 异种终端通信。由于采用存储—转发方式，不需要建立 端到端的物理连接，因此不必像电路交换中那样，通信双方的 终端必须具有同样的速率和控制规程。分组交换中可以实现不 同类型的数据终端设备(不同的传输速率、不同的代码、不同的 通信控制规程等)之间的通信
第4章分组交换技术 (3)数据传输质量好、可靠性高。每个分组在网络内的中继 线和用户线上传输时，可以逐段独立地进行差错控制和流量控 制，因而网内全程的误码率在10-11以下，提高了传送质量且可 靠性较高。分组交换网内还具有路由选择、拥塞控制等功能， 当网内线路或设备产生故障后，分组交换网可自动为分组选择 一条迂回路由，避开故障点，不会引起通信中断。 (4)负荷控制。分组交换网中进行了逐段的流量控制，因此 可以及时发现网络有无过负荷。当网络中的通信量非常大时， 网络将拒绝接受更多的连接请求，以使网络负荷逐渐减轻
第4章 分组交换技术 (3) 数据传输质量好、可靠性高。每个分组在网络内的中继 线和用户线上传输时，可以逐段独立地进行差错控制和流量控 制，因而网内全程的误码率在10-11以下，提高了传送质量且可 靠性较高。分组交换网内还具有路由选择、拥塞控制等功能， 当网内线路或设备产生故障后，分组交换网可自动为分组选择 一条迂回路由，避开故障点，不会引起通信中断。 (4) 负荷控制。分组交换网中进行了逐段的流量控制，因此 可以及时发现网络有无过负荷。当网络中的通信量非常大时， 网络将拒绝接受更多的连接请求，以使网络负荷逐渐减轻
第4章分组交换技术 (⑤)经济性好。分组交换网是以分组为单元在交换机内进行 存储和处理的，因而有利于降低网内设备的费用，提高交换机 的处理能力。此外，分组交换方式可准确地计算用户的通信量， 因此通信费用可按通信量和时长相结合的方法计算，而与通信 距离无关。 由于分组交换技术在降低通信成本，提高通信可靠性等方 面取得了巨大成功，因此20世纪70年代中期以后的数据通信网 几乎都采用了这一技术。30多年来，分组交换技术得到了较大 的发展
第4章 分组交换技术 (5) 经济性好。分组交换网是以分组为单元在交换机内进行 存储和处理的，因而有利于降低网内设备的费用，提高交换机 的处理能力。此外，分组交换方式可准确地计算用户的通信量， 因此通信费用可按通信量和时长相结合的方法计算，而与通信 距离无关。 由于分组交换技术在降低通信成本，提高通信可靠性等方 面取得了巨大成功，因此20世纪70年代中期以后的数据通信网 几乎都采用了这一技术。30多年来，分组交换技术得到了较大 的发展
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。 ()信息传送时延大。由于采用存储一转发方式处理分组， 分组在每个节点机内都要经历存储、排队、转发的过程，因此 分组穿过网络的平均时延可达几百毫秒。目前各公用分组交换 网的平均时延一般都在数百毫秒，而且各个分组的时延具有离 散性
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。 (1) 信息传送时延大。由于采用存储—转发方式处理分组， 分组在每个节点机内都要经历存储、排队、转发的过程，因此 分组穿过网络的平均时延可达几百毫秒。目前各公用分组交换 网的平均时延一般都在数百毫秒，而且各个分组的时延具有离 散性