报文交换的基本概念

电信交换原理主讲：程雯邮箱：[e-mail]手机：[phone]本课程内容：交换基础电路交换及信令分组交换基础其他交换技术第一章交换技术概论本章介绍了交换的基本概念，一个交换系统应具有的基本功能及其基本结构，并按照交换技术的传送模式重点介绍了各种交换方式及其特点。学习要点：1、掌握交换的基本概念。2、了解三种基本传送模式的特点3、了解电信交换系统的基本结构。4、了解并掌握面向连接方式、无连接方式、同步时分交换和异步时分交换的基本概念。第一章电信交换概论1.1电信交换的基本概念1、交换的引入通信的目的是在信息的源和目的之间传送信息，这个源和目的对应的就是各种通信终端，比如两个人要想通话，最简单的就是各自拿两个话机，用一条通信线路连接起来就可实现通话，如图1.1a所示；图1.1a同样，两个人要想传送文件，可各自使用一台计算机，通过串口线经RS232口连接起来，实现信息的传送，如图1.1b所示。这种点到点的通信方式的系统构成如图1.2所示。图1.1b这种最简单的通信方式叫做点到点的通信方式，也就是只有两个终端和连接两个终端的传输线路的通信方式。图1.2点到点的通信方式的系统构成当有多个终端要实现相互之间的通信，例如五个电话终端，同样采用上述方法，即两两之间通过传输线路分别连接起来，如图1.3所示采用这种通信方式每个用户就要用4条通信线路，将自己的电话机分别与另外的4个终端相连，而且如果采用现有的电话机不做改动，每个用户就要使用4个电话终端。一般情况，当n个终端要实现两两之间的通信，采用上述两两互连的方法，需要的线对数为C2n=n(n-1)/2。当终端数n=100时，则线对数=100X(100-1)/2=4950（条），可见如果用这种终端之间只通过传输线路两两互连的方法实现多个用户的通信是不现实的，线路浪费很大。图1.3上述方式无法实现多个终端之间的通信，如果我们引入交换的概念，如图1.4所示的连接方式，各用户的通信终端不是两两互连，而是连到交换机上，由交换机完成用户终端之间的通信连接，而用户终端只需要一对线对与交换机相连。用户间通过交换设备连接方式使多个终端的通信成为可能。图1.42、电信交换的概念所谓电信交换，就是在通信网上，负责在通信的源和目的终端之间建立通信信道传送通信信息的机制，也就是根据目的地，在源和目的终端之间传送通信信息。多个交换节点组成的通信网如图所示。所以我们说通信网是由交换设备、传输设备和用户终端设备组成的。3、交换节点的基本功能1.交换节点可控制的接续类型：交换节电可控制的接续类型有4种：本局接续、出局接续、入局接续和转接接续。图1.6交换节点的接续类型2.交换节点必须具备的基本功能：能正确接收和分析从用户线或中继线发来的呼叫信号、地址信号能按目的地址正确地进行选路以及在中继线上转发信号能控制连接的建立与拆除1.2各种交换方式在电信网中交换设备所采用的交换方式有以下几种：电路交换多速率电路交换快速电路交换分组交换帧交换快速分组交换ATM交换IP交换光交换图中将各种交换方式按其传送模式的不同分为电路传送模式（CTM-CircuitTransferMode）、分组传送模式（PTM-PacketTransferMode）、异步转移模式（ATM-AsynchronousTransferMode）。1.电路交换(CircuitSwitching)电路交换的基本过程见图所示电路交换具有严格的三个阶段：呼叫建立、传送信息、呼叫拆除。电路交换是固定分配带宽，连接建立后，即使无信息传送也虚占电路，电路利用率低；要预先建立连接，有一定的连接建立时延，通路建立后可实时传送信息，传输时延一般可以不计；无差错控制措施，对于数据交换的可靠性没有分组交换高；电路交换适合于电话交换、文件传送、高速传真，不适合突发(burst)业务和对差错敏感的数据业务。电路交换具有以下的特点：1.要在通信的用户间建立专用的物理连接通路。2.对传送的信息无差错控制措施。3.对通信信息不作处理(信令除外)，而是原封不动地传送，用作低速数据传送时不进行速率、码型的变换。4.用基于呼叫损失制的方法来处理业务流量，过负荷时呼损率增加，但不影响已建立的呼叫。2.报文交换的基本概念报文交换（MessageSwitching）又称为存储转发交换，与电路交换的原理不同，不需要提供通信双方的物理连接，而是将所接收的报文暂时存储。报文中除了用户要传送的信息以外，还有目的地址和源地址。图1.10是报文交换的原理图。公用电信网的电报自动交换是报文交换的典型应用，有的专用数据网也采用报文交换方式。图1.10报文交换的原理图3.分组交换的概念分组交换的思想是从报文交换而来的，采用存储转发（storeandforward）方式的分组交换（PS：PacketSwitching）与报文交换的不同在于：分组交换将用户要传送的信息分割为若干个分组（packet），每个分组中有一个分组头，含有可供选路的信息和其他控制信息。图1.11分组的形成分组交换和报文交换比较见图所示分组交换的两种方式:分组交换可提供两种连接方式，一种是虚电路（VC：VirtualCircuit）方式，另一种是数据报（DG：Datagram）方式。虚电路:所谓虚电路方式，就是在用户数据传送前先要通过发送呼叫请求分组建立端到端之间的虚电路；一旦虚电路建立后，属于同一呼叫的数据分组均沿着这一虚电路传送，最后通过呼叫清除分组来拆除虚电路。它不同于电路交换中的物理连接，而是逻辑连接。虚电路的两种方式：(1)交换虚电路(SVC：SwitchedVirtualCircuit)用户通过发送呼叫请求分组来建立虚电路的方式。(2)永久虚电路(PVC：PermanentVirtualCircuit)应用户预约，由网络运营者为之建立固定的虚电路，而不需在呼叫时临时建立虚电路，可直接进入数据传送阶段的方式。数据报:数据报不需要预先建立逻辑连接，而是按照每个分组头中的目的地址对各个分组独立进行选路。虚电路与数据报的比较——分组头DG方式的每个分组头中要包含详细的目的地址。VC方式由于预先已建立逻辑连接，分组头中只要含有对应于所建立的VC的逻辑信道标识。虚电路与数据报的比较——选路VC方式预先有建立过程，有一定的处理开销，但一旦虚电路建立，在端到端之间所选定的路由上的各个交换节点都具有映象表，存放出入逻辑信道的对应关系，每个分组到来时只要查找映象表，而不需要进行复杂的选路。建立映象表要有一定的存储器开销。DG方式则不需要有建立过程，但对每个分组都要独立地进行选路。虚电路与数据报的比较—分组顺序VC方式中，属于同一呼叫的各个分组在同一条虚电路上传送，分组会按原有顺序到达终点，不会产生失序现象。DG方式中，各个分组由于是独立选路，可以从不同的路由转送，会引起失序。虚电路与数据报的比较—故障敏感性VC方式对故障较为敏感，当传输链路或交换节点发生故障时可能引起虚电路的中断，需要重新建立（有些分组网具有再连接功能，出现故障时可自动建立新的虚电路，并做到不丢失用户数据）。DG方式中各个分组可选择不同路由，对故障的防卫能力较强，从而可靠性较高。虚电路与数据报的比较——应用VC方式适用于较连续的数据流传送，其持续时间应显著地大于呼叫建立的时间，如文件传送、传真业务等。DG方式则适用于面向事务的询向／响应型数据业务